ID.nl logo
Kernfusiecentrales: fusie of illusie?
© Getty Images/iStockphoto
Energie

Kernfusiecentrales: fusie of illusie?

Voordat we aan onze energiebehoefte kunnen voldoen met de vrijwel onuitputtelijke energiebron die kernfusie heet, dienen we nog heel wat harde noten te kraken. Het is allesbehalve eenvoudig energie op te wekken uit kernfusie.

In dit artikel leggen we je uit wat de uitdagingen van kernfusie zijn.

Op 1 november 1952 explodeerde op de Enewetak Atoll in de Stille Oceaan ‘s werelds eerste waterstofbom, Ivy Mike genaamd. Met een kracht van een kleine 12 megaton vertegenwoordigde de klap zo’n 750 Hiroshima-bommen. Voor de natuurkundigen die het monster ontworpen hadden, moet dit een opluchting zijn geweest, want of een waterstofbom echt zou werken, wist tot op dat moment niemand. 

Het idee was simpel genoeg. In een ‘gewone’ atoombom wordt een zwaar, radioactief materiaal – zoals plutonium – korte tijd zodanig samengeperst dat het uiteenvalt in lichtere elementen. Daarbij komt volgens Einsteins bekende formule E=MC2 heel veel energie vrij. In een waterstofbom (tegenwoordig meestal ‘thermonucleair wapen’ genoemd) wordt juist een heel licht materiaal – waterstof – extreem samengeperst, waardoor de atomen ‘fuseren’ tot zwaardere elementen. Hierbij komt nog véél meer energie vrij. Kernfusie is ook het proces dat al miljarden jaren lang de zon op gang houdt. Wanneer we het op aarde zouden kunnen toepassen voor het opwekken van energie, dan zouden we een flinke stap zetten in de richting van het emissieloze tijdperk. 

Met kernsplijting is dat allang gelukt. In 1954 opende in de Russische stad Obninsk nabij Moskou de eerste kernsplijtingscentrale zijn deuren. Dat de Hiroshima-bom zo gemakkelijk kon worden doorontwikkeld tot een nuttige bron van energie, kwam omdat de zogeheten kettingreactie zich eenvoudig liet temmen. In een kettingreactie produceren splijtende atomen neutronen, die vervolgens andere atomen doen splijten totdat alle atomen op zijn. In een atoombom gebeurt dit in een oogwenk. Maar wanneer je een deel van de neutronen met absorberende stoffen weet te vertragen, kan het proces jarenlang voortduren. Dit is wat er gebeurt in een kernreactor. 

Andrej Sacharov 

Kernfusie werkt echter totaal anders. Lichte atomen fuseren tot zwaardere wanneer ze tot zeer hoge temperaturen worden opgezweept. In Ivy Mike werd een vat vloeibare waterstof blootgesteld aan een conventionele atoombom. De enorme druk en hitte die daarbij optrad, deed de waterstof fuseren tot helium. Overigens werd er geen gewone waterstof gebruikt, maar de waterstofisotopen deuterium en tritium. Deuterium maakt van nature ongeveer 0,015 procent van ons drinkwater uit. Tritium is een radioactieve vorm van waterstof die kan worden gemaakt uit lithium. 

Ivy Mike geldt als de aartsvader van alle thermonucleaire wapens. De energiesector had er echter niets aan. Je kunt immers niet steeds een atoombom laten ontploffen om je fusiereactie op gang te brengen. Er moest een andere manier worden gevonden om deuterium tot fusie te dwingen. 

En zo begon het grote zoeken. Het was de bekende Russische atoomgeleerde (en dissident) Andrej Sacharov die besefte dat een continu proces van kernfusie alleen zou kunnen werken wanneer het in bedwang wordt gehouden door een krachtig magneetveld – een concept dat magnetische opsluiting wordt genoemd. De reden is simpel: geen enkel materiaal is bestand tegen de temperaturen waar fusie mee gepaard gaat. Anderzijds stopt een fusiereactie meteen wanneer het gloeiendhete plasma (het mengsel van losse atoomkernen en elektronen) in contact komt met de veel koelere wand van het reactorvat. Magneetvelden kunnen deze problemen oplossen – althans in theorie. 

Een alternatieve methode heet traagheidsopsluiting. Hierbij wordt een mengsel van deuterium en tritium opgesloten in een piepklein bolletje, dat vervolgens aan alle kanten beschoten wordt door krachtige lasers. De plotselinge druk die daarbij optreedt, is groot genoeg om fusie te bewerkstelligen. Herhaal deze procedure tientallen keren per seconde en je hebt een bruikbare kernfusiereactor – althans in theorie. 

©Evgen3d - stock.adobe.com

De binnenkant van een kernfusiereactor

Helium-3 

Na decennia van onderzoek lijkt magnetische opsluiting de beste kaarten te hebben. Afgelopen februari werd in het Engelse Culham een belangrijke stap voorwaarts gezet. In de kernfusiereactor JET (Joint European Torus) wisten onderzoekers vijf seconden lang een fusiereactie in stand te houden met een vermogen van zo’n 11 megawatt – het equivalent van vier fikse windmolens. 

Dat dit resultaat de aanleiding vormde voor een juichend persbericht, schetst precies het probleem: vijf seconden. In een praktische kernfusiecentrale dien je de reactie minstens urenlang op gang te houden. De bedoeling is dat dit gaat lukken in de opvolger van de JET: de ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) in Zuid-Frankrijk, die rond 2035 operationeel moet zijn. 

Voordat we ons kunnen laven aan de vrijwel onuitputtelijke energiebron die kernfusie is, zullen we ook nog andere harde noten moeten kraken. Fusie met deuterium en tritium heeft als nadeel dat daar een heleboel neutronen bij vrijkomen. Die neutronen tasten de reactorwand aan en maken deze op den duur radioactief. Vandaar dat er ideeën leven voor fusieprocessen die met andere stoffen werken. Helium-3 wordt vaak genoemd, een isotoop die – spannend genoeg – gewonnen kan worden op de maan. Het probleem van deze alternatieven is dat ze nóg extremere omstandigheden vereisen om de fusie op gang te brengen. 

Eeuwige belofte 

Een andere heikele kwestie is dat het erg veel stroom kost om een kernfusiereactor op gang te houden. De elektromagneten die het plasma insluiten, zijn uiterst dorstig. Bij traagheidsopsluiting geldt hetzelfde voor de lasers. Daarbij is het nog maar de vraag hoe effectief de energie uit het fuserende plasma kan worden afgetapt. De wetten van de thermodynamica zijn onverbiddelijk: bij elke omzetting van energie gaat een deel van de energie verloren. En in een kernfusiecentrale zijn er nogal wat van zulke processen gaande. ITER moet gaan bewijzen dat een fusiereactor onderaan de streep daadwerkelijk elektriciteit kan leveren. 

Cynici noemen kernfusie wel de belofte die altijd dertig jaar in de toekomst zal liggen. Dat zou jammer zijn, want daarvoor is de deze manier om energie op te wekken potentieel veel te aantrekkelijk. De vraag is wel reëel of kernfusie qua kostprijs ooit zal kunnen concurreren met andere energiebronnen – ITER is vooralsnog angstaanjagend duur. Volgens Elon Musk zitten we sowieso op een dwaalspoor, want in zijn ogen hebben we die fusiereactor allang: ‘… kijk, daar hangt hij in de lucht. We hoeven er alleen maar de energie van af te tappen’.

©John D. - stock.adobe.com

Fusie met deuterium en tritium heeft als nadeel dat daar een heleboel neutronen bij vrijkomen; die tasten de reactorwand aan en maken deze radioactief 

Wil jij jouw huis verduurzamen?

Vraag een offerte aan voor verduurzaming:

▼ Volgende artikel
Waar voor je geld: vijf 27-inch monitoren met 240Hz verversingssnelheid
© ID.nl
Huis

Waar voor je geld: vijf 27-inch monitoren met 240Hz verversingssnelheid

Ben je op zoek naar een grote computermonitor met een hoge beeldverversingsfrequentie? Wij vonden vijf betaalbare modellen voor je op Kieskeurig.nl. Zulke monitoren zijn bij uitstek geschikt voor foto- en videobewerking maar komen goed van pas bij fanatiek gamen, want hoe lager de responstijd, des te soepeler het beeld is.

AOC C27G2ZE/BK

Als je op zoek bent naar een nieuwe - en gebogen - 27‑inch-monitor met 240 Hz verversingssnelheid, valt de AOC C27G2ZE/BK op door zijn combinatie van snelheid en schermgrootte. Dit gebogen scherm gebruikt een VA‑paneel, wat zorgt voor een hoog statisch contrast van 3000:1. De Full‑HD‑resolutie (1920 × 1080) maakt het mogelijk om met een gemiddeld computersysteem te spelen zonder dat de grafische belasting extreem wordt.

Dankzij een responstijd van 0,5 ms kun je snelle games spelen zonder merkbare vertraging. Het scherm heeft een 1500R‑kromming voor een natuurlijke kijkhoek. Voor synchronisatie met de grafische kaart is AMD FreeSync aanwezig, en de monitor beschikt over meerdere HDMI‑ en DisplayPort‑aansluitingen, zodat je eenvoudig verschillende apparaten kunt aansluiten.

Verder zijn er ingebouwde instellingen voor een kruisvormige richtlijn, verschillende beeldmodi en flikkervrije achtergrondverlichting. Je kunt het scherm kantelen voor een fijne kijkhoek, maar hoogte‑ of draaibaarheid is bij dit model niet mogelijk. Voor audio‑doorgave is er een 3,5 mm‑uitgang zodat je je hoofdtelefoon direct kunt aansluiten.

HP OMEN 27s

De HP OMEN 27s is een 27‑inch Full‑HD‑ gamingmonitor die zich richt op gamers die een hoge verversingssnelheid zoeken met een toegankelijk formaat. Het IPS‑paneel biedt een brede kijkhoek en geeft kleuren gelijkmatig weer. Met een resolutie van 1920 × 1080 pixels en een verversingssnelheid van 240 Hz kunnen beelden vloeiend worden weergegeven. Volgens de specificaties bedraagt de responstijd 1 ms, waardoor je snelle actie kunt volgen met minimale vertraging. Het scherm is compatibel met NVIDIA G‑SYNC om tearing te voorkomen. Je kunt de monitor kantelen en in hoogte verstellen, wat bijdraagt aan een ergonomische opstelling. Aan aansluitingen ontbreekt het niet: er zijn twee HDMI 2.0‑poorten, een DisplayPort 1.4 en een usb‑hub.

De ingebouwde RGB‑verlichting aan de achterkant kun je via software aanpassen om het uiterlijk van je werkplek aan te passen. Er zijn geen ingebouwde luidsprekers, maar er is wel een 3,5 mm‑aansluiting voor een hoofdtelefoon. Deze monitor is bedoeld voor gebruik vanaf 2023; het ontwerp gebruikt dunne randen zodat je hem eventueel naast een tweede scherm kunt zetten. Met zijn matte afwerking is reflectie beperkt, en de monitor is voorzien van flikkervrije techniek om vermoeide ogen te voorkomen.

Responstijden

Wanneer je een (gaming)monitor koopt, wordt er vaak gebruik gemaakt van afkortingen voor het weergeven van de responstijd van de pixels op het scherm. MPRT staat voor Motion Picture Response Time en geeft aan hoe lang een pixel zichtbaar blijft tijdens bewegend beeld. Deze waarde zegt vooral iets over de hoeveelheid bewegingsonscherpte die je ziet bij snelle bewegingen op het scherm. Hoe lager de MPRT, hoe scherper bewegende beelden ogen.

Fabrikanten verlagen de MPRT vaak met technieken zoals het kort uitschakelen van de achtergrondverlichting tussen beelden. MPRT is niet hetzelfde als de bekende GtG-responstijd: GtG meet hoe snel pixels van kleur veranderen, terwijl MPRT puur draait om zichtbare scherpte bij beweging.

Lenovo Y27f‑30

Met de Lenovo Y27f‑30 krijg je een 27‑inch monitor gericht op gamers en multimedia. Het IPS‑paneel combineert Full‑HD‑resolutie (1920 × 1080) met een verversingssnelheid van 240 Hz voor soepel beeld. De responstijd 0,5 is ms, zodat snelle acties zonder motion blur worden weergegeven. Het scherm ondersteunt HDR‑content en heeft een helderheid tot 400 nits, waardoor beelden dynamischer worden ervaren. Met een kleurdekking van 99 % sRGB en 1,07 miljard kleurtinten is het paneel geschikt voor gaming en lichte fotobewerking.

De monitor beschikt over twee HDMI 2.0‑poorten, een DisplayPort 1.4 en een usb‑hub. Er zijn geïntegreerde luidsprekers en een hoofdtelefoonaansluiting, zodat je zonder extra accessoires geluid kunt beluisteren. De hoogte‑ en kantelinstelling maken een ergonomische opstelling mogelijk, en via VESA‑montage kun je hem ook aan een arm bevestigen.

FreeSync‑Premium‑Pro‑ondersteuning helpt synchronisatieproblemen met AMD‑grafische kaarten te voorkomen. Een opvallende extra is dat het scherm volgens de specificaties overklokt kan worden tot 280 Hz, mocht je grafische kaart dat ondersteunen. Omdat de rand dun is, kun je meerdere schermen naast elkaar plaatsen voor een groter werkoppervlak.

Samsung 27 Odyssey OLED G8 G81SF

Voor wie een 240Hz‑verversingssnelheid combineert met hoge resolutie, heeft Samsung de Odyssey OLED G8 G81SF. Deze 27‑inch monitor gebruikt een QD‑OLED‑paneel en biedt een 4K‑resolutie van 3840 × 2160 pixels. Door de verversingssnelheid van 240 Hz en het OLED‑paneel krijg je een combinatie van scherpe pixels en vloeiend beeld.

De monitor is gecertificeerd voor DisplayHDR TrueBlack 400, wat inhoudt dat donkere tinten diep zwart zijn terwijl lichte delen helderder ogen. Het scherm heeft een antireflectiecoating, en Samsung gebruikt een “Dynamic Cooling System” om het OLED‑paneel op een constante temperatuur te houden. FreeSync Premium Pro is ingebouwd om haperingen te voorkomen. Qua aansluitingen is er één DisplayPort 1.4‑poort, een HDMI 2.1‑poort en een usb-c-aansluiting met 65 W‑voeding, zodat je een laptop kunt opladen terwijl je beeldscherm gebruikt.

De monitor ondersteunt CoreLighting+ aan de achterkant: door middel van een lichtstrip kun je de verlichting aanpassen aan de inhoud op je scherm. Je kunt het scherm in hoogte verstellen en kantelen; daarnaast is er een geïntegreerde standaard met kabelbeheer. Het OLED‑paneel heeft een dichtheid van 166 PPI voor scherpe tekst. Samsung levert ook een afstandsbediening zodat je toegang krijgt tot ingebouwde apps en streamingdiensten via Smart Hub.

ASUS ROG Swift PG27AQDM

De ASUS ROG Swift PG27AQDM is een 27‑inch gaming‑monitor met QHD‑resolutie (2560 × 1440 pixels) en een OLED‑paneel. Ondanks dat ASUS het scherm als 27 inch aanduidt, heeft het feitelijk een diagonaal van 26,5 inch, maar door de dunne rand valt dit nauwelijks op. Met een verversingssnelheid van 240Hz en een responstijd van 0,03 ms biedt dit model een van de snelste paneelreacties in zijn klasse.

Het OLED‑paneel kan diepe zwartwaarden produceren en volgens de specificaties geeft het 1,073 miljard kleuren weer. De monitor ondersteunt zowel NVIDIA G‑SYNC als AMD FreeSync, zodat je de weergave kunt synchroniseren met bijna elke moderne grafische kaart. Voor verbinding zijn er DisplayPort 1.4, twee HDMI‑poorten en een usb‑hub. Het scherm kan in hoogte worden versteld, gedraaid en gekanteld, en het is geschikt voor VESA‑montage.

Om inbranden te voorkomen gebruikt ASUS een speciale warmteafvoer en automatische helderheidsaanpassingen. De behuizing is voorzien van een rondom lopende RGB‑strip die je naar wens kunt instellen. Met een standaard die een handvat heeft, is het scherm gemakkelijk te verplaatsen. Het relatief hoge energiegebruik van een OLED‑gamingmonitor is aanwezig; er is echter een ECO‑modus. Deze monitor is vooral bedoeld voor veeleisende gamers of professionals die vloeiende bewegingen en hoge contrastwaarden zoeken.

▼ Volgende artikel
Wanneer komt Euro Truck Simulator 2 naar PlayStation 5?
© SCS Software
Huis

Wanneer komt Euro Truck Simulator 2 naar PlayStation 5?

Euro Truck Simulator 2 bestaat al sinds 2012, maar veertien jaar na dato lijkt het vrijwel zeker dat de game - net als nevengame American Truck Simulator - binnenkort ook op moderne consoles als de PlayStation 5 en Xbox Series X en S speelbaar wordt. Wat de releasedatum van beide games op PS5 en Xbox is, dat is de vraag.

De eerste indicatie dat Euro Truck Simulator 2 en American Truck Simulator naar de PlayStation 5 en moderne Xbox-consoles komt, verscheen vorig jaar, toen winkelpagina’s voor het spel op de respectievelijke platformen werden gevonden. Vlak daarna werd tijdens de Future Games Show tijdens Gamescom bevestigd dat het spel inderdaad onderweg is naar de platformen. 

Navigatieproblemen

Een half jaar later hebben we nog steeds geen indicatie van wanneer Euro Truck Simulator 2 op de consoles staat te verschijnen. Wel is direct aangekondigd dat ook American Truck Simulator naar de PS5 en Xbox Series-consoles komt. Daarbij biedt de Road To Consoles Dev Talk-video die ontwikkelaar SCS Software een paar maanden terug uitbracht ook inzicht in de productietijdlijn van de ports. Zo is onthuld dat er al vijf jaar wordt gewerkt aan de technologie die nodig is om de games draaiende te krijgen.

Watch on YouTube

Waarom duurt dat zo lang?

Zoals eerder al werd benoemd is Euro Truck Simulator 2 uitgebracht in 2012. De game werd niet met consoles in het achterhoofd ontwikkeld, en zeker niet voor apparaten die pas veertien jaar in de toekomst verschenen. Het herschrijven van de code, zodat die ook nog eens precies hetzelfde werkt op consoles en met nieuwe besturing, vergt dan ook veel tijd. 

Daarmee komen we ook bij de hamvraag: waarom port de ontwikkelaar een game uit 2012 überhaupt? Vooral omdat de game sindsdien nog altijd voorzien wordt van nieuwe content en updates. SCS Software onderhoudt en verbetert Euro Truck al jaren en brengt ook nog altijd dlc met nieuwe voertuigen, gebieden en customization-opties uit. Euro Truck Simulator 2 is dus wel de definitieve truck-simulatiegame te noemen, ondanks dat deze 14 jaar oud is. 

©SCS Software

Maar de manier waarop dlc in de game verwerkt is zorgt volgens Jakub Mráz - Console Producer bij SCS - voor complicaties tijdens het porten. Neem bijvoorbeeld de Scandinavië-dlc, die Denemarken, Noorwegen en Zweden aan het spel toevoegt. Dat toevoegen aan een game op consoles is een logistieke uitdaging waar de ontwikkelaar over na moet denken.

Ook de kwaliteitscontrole die de platformen vereisen, het uitdenken van een nieuwe marketingcampagne: alles heeft invloed op de release van het spel op de PlayStation 5 en Xbox Series-consoles.

Over Euro Truck Simulator 2

Het spreekt redelijk voor zich, maar Euro Truck Simulator 2 is dus een game die het rondkarren in een truck van duizenden kilo’s simuleert. Klinkt simpel, maar gaat dieper dan verwacht. Je rijdt rond door een wat kleinere versie van Europa - op een schaal van 19:1 - waar je met je truck goederen vervoert, om zo te sparen voor nieuwe trucks, upgrades, en customization-opties. Op het bezorgen van spullen zit ook een timer, en het is vanzelfsprekend dat de goederen in goede staat moeten verkeren bij aankomst. 

©SCS Software

Met genoeg vermogen wordt het uiteindelijk ook mogelijk om een netwerk aan bezorgers op te zetten en aan te sturen, en hoe meer opdrachten je voltooit, hoe meer delen van Europa open voor je gaan. In de afgelopen jaren heeft SCS Software veel landen, steden en dergelijke gebieden toegevoegd aan Euro Truck Simulator 2 middels betaalde dlc, en oude omgevingen gratis opgekrikt naar moderne kwaliteitsmaatstaven. 

Nederland in Euro Truck Simulator 2

Ook Nederland is inmiddels van een upgrade voorzien in de pc-versie van Euro Truck Simulator 2. Zo kunnen spelers Rotterdam, Amsterdam, de Europort, Groningen en Eindhoven bezoeken via verschillende wegen. Naast bijbehorende snelwegen is ook de Afsluitdijk en omgeving in beeld gebracht middels de update.