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!
In het nieuwe nummer van Skepter, het tijdschrift van stichting Skepsis: mijn artikel ‘Tussen wegwuiven en opkloppen’, over de gevolgen van de kernramp van Tsjernobyl.
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!
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.
Verschenen: het januarinummer van technologietijdschrift De Ingenieur. Ik schreef het negen pagina’s tellende coververhaal over bedrijven die claimen al rond 2030 een commercieel levensvatbare kernfusiereactor af te kunnen leveren. Bijzonder, want via de geijkte route (waar reactor ITER deel van uitmaakt) zal dat nog vele decennia gaan duren.
Keulen legt helder en pakkend uit waarom kernfusie in de zon wél lukt en op aarde nog niet. (…) Keulen is een prettige dromenduider, die zorgt dat je na het lezen van zijn boekje weer met beide benen op aarde staat.’
Afgelopen dinsdag verscheen mijn boek De fusiedroom. Op de site van New Scientist is nu vast een kort voorproefje te lezen: een frappant stukje fusiegeschiedenis dat de inleiding vormt tot het tweede hoofdstuk.
Vandaag verschijnt De fusiedroom, alweer mijn vierde boek! In iets meer dan honderd pagina’s leg ik uit hoe kernfusie werkt en wat we er wel en niet van mogen verwachten als energiebron van de toekomst.
