LLNL
Wetenschapper staat in fusiereactor

Grote doorbraak: Onbeperkte toegang tot schone energie mogelijk binnen bereik

Amerikaanse onderzoekers hebben een grote stap gezet op weg naar een koolstofvrij alternatief voor fossiele brandstoffen.

Al tientallen jaren proberen wetenschappers de code te kraken om onbeperkte hoeveelheden schone energie te produceren.

Zo ook onderzoekers van de Amerikaanse National Ignition Facility (NIF), die de afgelopen jaren regelmatig veelbelovende resultaten hebben geboekt.

En nu hebben ze misschien zelfs een historische doorbraak bereikt.

Voor het eerst is het Californische laboratorium erin geslaagd een zogeheten kernfusiereactie op gang te brengen die meer energie oplevert dan de fusie zelf verbruikt.

Dit kan uiteindelijk de weg vrijmaken voor grote hoeveelheden groene energie. De Amerikaanse minister van Energie Jennifer Granholm sprak tijdens een persbriefing van een belangrijke mijlpaal.

Als fusie-energie op termijn succesvol is, zal het een schone en duurzame energiebron zijn die, in tegenstelling tot zonne- en windenergie, niet afhankelijk is van externe omstandigheden.

Beschoten met krachtige lasers

Bij een fusiereactie versmelten twee of meer lichte kernen tot een groter atoom. Het proces levert een enorme hoeveelheid energie in de vorm van warmte, en anders dan bij kernsplijting ten behoeve van elektriciteitsproductie blijft er niet veel radioactief afval over.

Zo werkt de fusiereactor van de NIF

  • In de National Ignition Facility in Californië wordt een geavanceerd systeem van lasers ter grootte van drie voetbalvelden gebruikt om een klein gouden vat te verhitten tot meer dan 100 miljoen °C.
  • In het vat zit een capsule met waterstof ter dikte van een mensenhaar, en de extreme temperaturen veranderen de atomen in een elektrisch geleidend plasma, waarna ze versmelten tot helium.
  • Om te voorkomen dat de brandstof de wanden van het vat raakt en afkoelt, waardoor de fusie stopt, wordt hij op zijn plaats gehouden door een magnetisch veld.

De fusiereactor versterkt de energie en produceert meer fusie-energie dan er energie in het systeem wordt gebracht om de reactie op gang te brengen.

De reactor kan dus een overschot aan energie opwekken, en het Amerikaanse experiment is de eerste keer dat dat gelukt is.

De wetenschappers concentreerden de brandstof in een kleine, ronde capsule, die gedurende korte tijd van alle kanten wordt gebombardeerd met krachtige lasers om de fusiereactie op gang te brengen.

Ze wisten 3,15 MJ te produceren uit een laserinput van 2,05 MJ van de 192 lasers van de laserfusie-installatie. Ze wekten dus circa 50 procent meer energie op dan er bij het proces werd verbruikt.

De veelbelovende resultaten zouden er op termijn toe kunnen leiden dat we laserfusie kunnen gebruiken als koolstofneutrale energiebron.

Er is echter nog een lange weg te gaan voordat er voldoende energie voor gewone huishoudens kan worden opgewekt.

© UK Atomic Energy Authority

Lees ook:

Het proces dat de onderzoekers uit Californië op gang gebracht hebben, moet eerst flink opgeschaald worden en vele keren per seconde herhaald worden. Pas als dat gelukt is, kan er op serieuze schaal energie worden geproduceerd.