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
Altijd onder handbereik: zo maak je mappen vast aan de taakbalk
© MD - stock.adobe.com
Huis

Altijd onder handbereik: zo maak je mappen vast aan de taakbalk

De taakbalk is ook in Windows 11 de plaats waar je je favoriete apps vastmaakt. Wist je dat het zelfs mogelijk is om mappen die je vaak gebruikt toe te voegen? Handig als je regelmatig dezelfde mappen nodig hebt, zoals Downloads of een projectmap. Op die manier hoef je niet eerst langs de Verkenner en open je de map met slechts één klik.

Dit gaan we doen

Je maakt eerst een snelkoppeling naar de map die je vaak nodig hebt. Daarna pas je die snelkoppeling aan zodat Windows hem als 'open in Verkenner' herkent. Tot slot maak je hem vast aan de taakbalk, zodat je die map voortaan met één klik opent.

Lees ook: De verborgen parels van Windows 11: deze apps moet je hebben

Maak een snelkoppeling van de map

Als je zomaar een map op de taakbalk probeert te slepen, zul je merken dat je de map op die manier niet kunt vastmaken. Eerst moet je een snelkoppeling op het bureaublad plaatsen. Klik daarom met de rechtermuisknop op een lege plek van het bureaublad en kies in het contextmenu de opdracht Nieuw / Snelkoppeling. In de pop-up Snelkoppeling maken moet je eerst de locatie van het item opgeven. Klik hiervoor op Bladeren en navigeer naar de map die je straks wilt vastmaken. Dit werkt met iedere lokale map, maar ook met mappen die op OneDrive staan. Selecteer de gewenste map. De locatie verschijnt vervolgens in het locatieveld van de nieuwe snelkoppeling.

Maak een snelkoppeling aan via het bureaublad en geef de locatie van de gewenste map op.

Voeg explorer.exe toe

In dit veld moet je nog een aanpassing doen: typ vóór het pad naar de map explorer.exe gevolgd door een spatie. Het pad naar de map zelf plaats je tussen aanhalingstekens. De locatie van de map Downloads wordt dan bijvoorbeeld explorer.exe "C:\Users\username\Downloads" en van de map Muziek: explorer.exe "C:\Users\username\Muziek". Vervang uiteraard username door je eigen gebruikersnaam in Windows. Klik daarna op Volgende en geef de snelkoppeling een duidelijke naam. Rond af met Voltooien.

Typ explorer.exe gevolgd door het pad naar de map en zet het pad tussen aanhalingstekens.

Aan de taakbalk vastmaken

Klik daarna opnieuw met de rechtermuisknop op de nieuwe snelkoppeling. In het menu kies je Meer opties weergeven en vervolgens Aan taakbalk vastmaken. Vanaf nu staat de map netjes op de taakbalk. Als je met de muis over het pictogram beweegt, verschijnt de naam van de map. Klik je erop, dan wordt de map geopend in Windows Verkenner. Wil je de map later weer losmaken van de taakbalk, klik dan met de rechtermuisknop op het pictogram en kies Van taakbalk losmaken.

Klik met de rechtermuisknop op de snelkoppeling en kies Aan taakbalk vastmaken.

▼ Volgende artikel
De Super Bowl-trailers op een rij - The Mandalorian and Grogu, Minions en meer
© Lucasfilm
Huis

De Super Bowl-trailers op een rij - The Mandalorian and Grogu, Minions en meer

Ieder jaar schakelen duizenden mensen in voor de Super Bowl - de afsluiting van het Amerikaanse Football-seizoen. Het draait alleen niet voor iedereen om de sport. Nee, in de pauze wordt de uitzending namelijk overladen met trailers van aankomende films, series en absurde advertenties met verschillende beroemdheden. Afgelopen nacht was het weer raak, dus wij hebben de trailers en grappigste advertenties voor je op een rij gezet.

The Mandalorian and Grogu eert Super Bowl-advertenties

Star Wars is inmiddels al bijna zeven afwezig in de bioscopen, maar op 20 mei van dit jaar komt daar eindelijk verandering in. Din Djarin en Grogu uit de Disney+-serie The Mandalorian maken hun debuut op het witte doek. In de film werkt de titulaire Mandalorian samen met de New Republic om de restanten van het kwaadaardige Galactic Empire op te ruimen, terwijl zijn adoptieve zoontje Grogu - Baby Yoda in de volksmond - om leert gaan met zijn magische Force-krachten. Tijdens de Super Bowl werd een korte promotievideo getoond, die net als de film geregisseerd is door Jon Favreau en lijkt een hommage aan klassieke Super Bowl-advertenties voor trucks en bier te zijn.

Watch on YouTube

The Super Mario Galaxy Movie refereert aan Super Mario Odyssey

Nintendo was ook aanwezig tijdens de Super Bowl, met een korte teaser van The Super Mario Galaxy Movie - mede geproduceerd door de animatiestudio Illumination. In de teaser zien we babyversies van Mario en Luigi samen met Toad en Yoshi, en een T-Rex in een oerwoud. Naast dat de dinosaurus erg vergelijkbaar met de T-Rex uit Jurassic Park klinkt, is dit tafereel ook een referentie naar een moment Super Mario Odyssey. Daarin kan de speler controle nemen over eenzelfde soort dino. Hoewel de Super Mario Galaxy Movie vernoemd is naar de games die zich voornamelijk in de ruimte afspelen, haalt de film dus ook elementen uit andere Mario-games aan. Vanaf 1 april is de film te zien. 

Watch on YouTube

Disclosure Day toont paranoia en hint naar aliens

Steven Spielberg is terug met een nieuwe sciencefictionfilm in Disclosure Day, met een sterk geladen cast in Josh O’Conner, Emily Blunt, Colin Firth, Colman Domingo en Eve Hewson. De film lijkt te gaan over het bestaan van aliens, dat langzaam maar zeker bekend wordt voor de mensen op aarde. Sommigen, met meer kennis over de zaak, willen het bestaan van de buitenaardse wezens echter in één klap aan de wereld bekendmaken. Disclosure Day draait vanaf 12 juni in de bioscoop. 

Watch on YouTube

Zie Brad Pitt in The Adventures of Cliff Booth

Quentin Tarantino is bijna toe aan het maken van zijn laatste film, maar personages die hij eerder heeft gemaakt worden nog onder handen genomen door andere creatievelingen. David Fincher bijvoorbeeld, die een Netflix-serie rondom het personage Cliff Booth uit Once Upon a Time In Hollywood regisseert op basis van scripts die zijn geschreven door Tarantino. De serie speelt zich na de gebeurtenissen van de film af, en Brad Pitt kruipt weer in de rol van Booth - een stuntman in Hollywood die nu in de penarie zit.

Watch on YouTube

Minions and Monsters komt ook dit jaar 

De inmiddels iconische gele mannetjes uit de Despicable Me-films zijn ook terug voor een nieuwe ‘solo’-film, al is Minions and Monsters niet per se een vervolg op de eerste twee Minions-films. In dit deel werkt een groep minions als monsters op een filmset, totdat ze het idee krijgen om zelf een monsterfilm te maken. Het enige probleem is dat ze geen monsters hebben, dus daar gaan ze naar op zoek in de vorm van onder andere een mini-Cthulhu, een mummie en meer. De film van Illumination komt op 1 juli uit in de bioscoop, maar vier maanden nadat de studio ook The Super Mario Galaxy Movie aanlevert. 

Watch on YouTube

Laatste trailer van Project Hail Mary is geland

Phil Lord en Christopher Miller, het regieduo dat onder andere bekendstaat om hun werk aan de Spider-Verse-films, komt dit jaar ook met een spiksplinternieuwe blockbuster. Project Hail Mary is een sciencefictionverhaal gebaseerd op het gelijknamige boek van Andy Weir - tevens de schrijver van The Martian, waar in 2015 ook een film van uitkwam. Deze laatste trailer toont onder andere meer van de relatie tussen Ryan Goslings personage en een alien genaamd Rocky, alsmede verschillende kleurrijke shots in de ruimte. Goed om te benoemen is dat de cinematografie van de film verzorgd is door Greig Fraser, die bekendstaat om het in beeld brengen van The Batman en Denis Villeneuve’s Dune-films. 

Watch on YouTube

Meer teasers voor Supergirl, Scream 7 en Hoppers

Dan zijn er tijdens de Super Bowl ook nog korte teasers uitgebracht voor de aankomende Pixar-film Hoppers en de horrorfranchise Scream, die inmiddels toe is aan een zevende deel. Ook werd een nieuwe teaser voor Supergirl uitgebracht tijdens de Puppy Bowl - een soort parodie op de Super Bowl, maar met honden. 

Watch on YouTube
Watch on YouTube
Watch on YouTube

Deze advertenties werden getoond tijdens de Super Bowl

De terugkeer van Jurassic Park met Xfinity

Het telecombedrijf Xfinity heeft voor de Super Bowl een promotievideo geproduceerd waarin Sam Neill, Jeff Goldblum en Laura Dern hun respectievelijke rollen van Alan Grant, Ian Malcolm en Ellie Sadler uit Jurassic Park weer vertolken. Ze spelen daarin verschillende scènes uit die film na, en ogen met behulp van de-aging-technologie jonger. 

Watch on YouTube

Beroemdheden vieren Pokémons dertigste verjaardag

In een speciale promotievideo voor de dertigste verjaardag van de Pokémon-franchise dit jaar hebben verschillende bekendheden als Lady Gaga, Trevor Noah, Charles Leclerc en K-Pop-ster Jisoo het over hun favoriete Pokémon.

Watch on YouTube

Ben Affleck doet een parodie op Good Will Hunting

Acteur Ben Affleck zet in 2026 zijn samenwerking met Dunkin’ Donuts ook door, dit jaar door Good Will Hunting - de film waarmee hij samen met Matt Damon doorbrak - op de hak te zetten. De promovideo is geschoten als een sitcom genaamd Good Will Dunkin’, en toont Affleck met andere bekende sitcom-acteurs als Jennifer Anniston, Matt Leblanc en Alfonso Ribiero

Watch on YouTube