Energie kun je halen uit kolen, gas, zon, wind… en, in een kerncentrale, uit atoomkernen. Maar hoe werkt dat eigenlijk?
Om een kerncentrale te laten werken, heb je allereerst het zwaarste scheikundige element op aarde nodig: uranium. Zo’n uraniumatoom heeft in zijn binnenste een kern: een klont van deeltjes die we protonen en neutronen noemen.
In een kerncentrale laat je op zo’n uraniumkern een los neutron botsen. Daardoor valt die kern uit elkaar. Zo krijg je niet alleen twee kleinere atoomkernen, ook komt er energie bij vrij.
Je kunt er bijna gif op innemen. Zet een berichtje over kernenergie online en binnen een paar minuten begint er iemand in de reacties over thorium en gesmolten zout. Zouden we reactoren hebben die daarmee werken, dan zouden alle problemen waar kerncentrales nu mee kampen als sneeuw voor de zon verdwijnen. Dus, hop, schouders eronder en bouwen die dingen!
Nu klinken gesmolten-zout-reactoren met thorium als brandstof inderdaad veelbelovend. Een kans op een meltdown is er niet. Het afval dat ze produceren, blijft veel minder lang radioactief. Sterker nog: je kunt ze zelfs gebruiken om het afval van reguliere kerncentrales weg te werken. En waar reguliere kerncentrales alleen worden geleverd in de maat XL, zijn kleine gesmolten-zout-reactoren heel goed mogelijk – waardoor je ze bij wijze van spreken aan de lopende band kunt produceren.
Zijn dit soort kernreactoren inderdaad de hoop voor de toekomst? En zo ja, wélke toekomst? Hebben we het hier over apparaten waar we nog decennialang op zullen moeten wachten? Of staat er, zoals de Nederlandse start-up Thorizon voor ogen heeft, over tien jaar al een eerste gesmolten-zout-reactor?
Het winternummer van KIJK – 116 pagina’s dik en met een nieuwe vormgeving – is hier online te bestellen. Ook in dit nummer: mijn Far Out-aflevering over een zoektocht naar axionen die geen donkere materie vormen, maar toch meer licht kunnen schijnen op dit probleem en mijn berichtje ‘Wanneer moet je een gevaarlijke planetoïde opblazen?’. Gaat kopen!
Als je ‘nulpuntsenergie’ googelt, krijg je goddank vooral links naar natuurkundige sites. Althans, dat is wat er gebeurt als ík ‘nulpuntsenergie’ google – een wetenschapsjournalist die vaak schrijft over deeltjesfysica en quantumzaken. Het zou zomaar kunnen dat de zoekmachine bij iemand die wat spiritueler in het leven staat heel andere resultaten bovenaan zet. Een link naar de site FreeEnergy4All bijvoorbeeld, die in nulpuntsenergie “dé nieuwe energiebron van de toekomst” ziet.
Bij dat soort claims zal elke natuurkundige driftig met zijn ogen gaan rollen. Ja, er is zoiets als nulpuntsenergie. En nee, daar heb je verder niets aan. Die kun je niet winnen als energiebron. Althans… Onlangs publiceerde het behoorlijk degelijke online tijdschrift Quanta Magazine een artikel met als kop ‘Natuurkundigen gebruiken quantummechanica om energie uit het niets te halen’. Zou het dan toch…?
Lees het hele artikel, eerder verschenen in de ‘papieren’ KIJK, nu op de KIJK-site. Links naar meer Far Out-afleveringen vind je hier.
Vergeten te vermelden: in het winternummer van Skepter, het tijdschrift van stichting Skepsis, debuteer ik met het artikel ‘Kernfusie uit een ander vat?’ In dit verhaal behandel ik een aantal kernfusiebedrijven in detail. En ja, eerder schreef ik daar al over in mijn boekje De fusiedroom en voor De Ingenieur, maar het is een nieuwe tekst, waarvoor ik stukjes research kon aanspreken die eerder bleven liggen.
Helion en de laserroute
Overigens zal het ook niet de laatste keer zijn dat ik het onderwerp aanpak. Zo hoor ik de afgelopen maanden veel juichverhalen over Helion, een fusiebedrijf waar ik tot nu toe nog niet in gedoken ben. Verder wil ik naar aanleiding van de NIF-mijlpaal van laatst graag in kaart brengen op welke manieren men her en der de ‘laserroute’ naar fusie denkt te gaan bewandelen. Wordt dus vervolgd.
En: als het goed is dit jaar nóg twee verhalen van mij in Skepter. Waarvan de eerste me al een paar weken slapeloze nachten bezorgd. Waarover vast later meer.
Deze week was ik voor het eerst te horen in een podcast. En niet eventjes ook: bijna een uur lang werd ik ondervraagd door Herbert Blankesteijn en Ben van den Burg voor hun podcast De technoloog. Aanleiding was mijn boek over kernfusie, De fusiedroom, en het recente nieuws rond NIF.
Kranten en sites wereldwijd spreken over een ‘doorbraak’ en een ‘mijlpaal’ binnen de kernfusie. Wat is er precies gebeurd? En brengt dit resultaat energiecentrales die op fusie draaien echt dichterbij?
En voor de duidelijkheid: het is superknap wat er de afgelopen jaren aan het NIF gebeurt. Al bij de vorige mijlpaal zei DIFFER-directeur Marco de Baar: “Ik herinner me nog dat we toen ik net gepromoveerd was over deze opzet zeiden: ‘Dat wordt nooit wat.’ Dus petje af dat het ze nu toch gelukt is.” En nu gaat het én om veel meer energie, én produceren de fusiereacties in de brandstofcapsule daadwerkelijk meer energie dan de erop gerichte lasers aanleveren. Gaaf.
Showstoppers
Maar… Laten we ook weer niet allemaal dingen gaan roepen als ‘een grote stap richting kernfusie als energiebron’. Want van een levensvatbare commerciële reactor zijn we met dit soort fusie echt nog een heel eind van verwijderd. Zoals ik in het bovenstaande stuk uitleg, zijn er allerlei potentiële showstoppers.
En natuurlijk: het kan ook zijn dat het allemaal geen showstoppers blijken. Dat elke oplossing die de laserfysici bedenken voor een openstaand probleem meteen werkt. En dat we dus straks in recordtijd een nieuw type fusiereactor hebben dat zich kan meten met de tokamak, het ontwerp waar het grootste deel van de fusiegemeenschap de afgelopen decennia op heeft ingezet en dat nu veel en veel verder gevorderd is.
Maar wanneer is het in het fusieonderzoek ooit zó voorspoedig gegaan, de afgelopen zeventig jaar?
Meer weten over kernfusie? Lees mijn vorig jaar verschenen boekje De fusiedroom!
Erg interessant om een keer een spel te spelen met een soort-van-recensie in het achterhoofd. Oké, ik ben wel zo’n type dat zich altijd afvraagt: hoe goed vind ik dit spel? Wil ik dit vaker spelen? Verschilt het genoeg van vergelijkbare spellen? Wat is er uniek aan? Wat zijn de sterke en de zwakke punten? En er een score aan geeft op BoardGameGeek.
Maar dat is toch wat anders dan er een artikel over fabriceren – dat dan ook nog goed te volgen moet zijn voor mensen die sinds Monopoly of Catan geen bordspel meer geprobeerd hebben. (Ja, die mensen bestaan. Schijnt.)
Zelf zet ik de doos altijd naast het bord neer.
Coöperatief klimaatverandering te lijf
Ondertussen kijk ik uit naar Daybreak, een coöperatief spel over de klimaatverandering uit de koker van Matt Leacock – de bedenker van de wereldwijde hit Pandemic – en Matteo Menapace. Wie weet kan ik daar te zijner tijd óók op de een of andere manier iets over schrijven. Voor de bucketlist hoeft het niet meer, maar het blijven leuke uitstapjes tussen de harde wetenschap door.
Een compacte kernfusiereactor bij Oxford heeft een plasma weten te verhitten tot een temperatuur van 100 miljoen graden Celsius. Daarmee is het de eerste voornamelijk met privaat geld gefinancierde reactor die deze mijlpaal haalt.
De reactor in kwestie is de ST-40 van het bedrijf Tokamak Energy. Eerder haalde deze zogenoemde spherical tokamak temperaturen van ‘maar’ zo’n 15 miljoen graden – veel te laag om daadwerkelijk energie te kunnen halen uit het samensmelten van atoomkernen. Nu meldt het bedrijf de 100 miljoen graden Celsius te hebben aangetikt, een record voor dit type reactor.
Lees het hele bericht op de site van De Ingenieur.
Meer weten over Tokamak Energy? Eerder schreef ik een coververhaal voor De Ingenieur over dit fusiebedrijf en drie andere. De digitale versie van het betreffende nummer is hier te koop.
Tokamak Energy staat dan weer niet in mijn boekje De fusiedroom; ik heb het bedrijf destijds wel benaderd, maar nooit een reactie gehad. Maar laat dat je er vooral niet van weerhouden het boekje aan te schaffen.
59 miljoen joule. Zoveel heeft de Europese experimentele kernfusiereactor JET – de Joint European Torus – afgelopen jaar weten op te wekken in vijf seconden tijd, werd afgelopen woensdag bekendgemaakt. Een record dat goede hoop geeft voor de internationale fusiereactor ITER, die momenteel wordt gebouwd in Zuid-Frankrijk.
