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
Wanneer heb je HDMI 2.1 écht nodig (en wanneer is het weggegooid geld)?
© Dennis
Huis

Wanneer heb je HDMI 2.1 écht nodig (en wanneer is het weggegooid geld)?

HDMI 2.1 is de nieuwste standaard voor beeldoverdracht, maar lang niet iedereen heeft de extra bandbreedte ook écht nodig. Vooral voor gamers met een PlayStation 5, Xbox Series X of krachtige pc is het relevant. Kijk je alleen films of televisie? Dan volstaat de oudere aansluiting vaak prima. Wij leggen uit waar de grens ligt.

Als je momenteel op zoek bent naar een nieuwe televisie of monitor vlíegen de technische termen je om de oren. HDMI 2.1 wordt door fabrikanten en winkels vaak gepresenteerd als een absolute noodzaak voor een scherm dat klaar is voor de toekomst. Hierdoor ontstaat de angst dat je een miskoop doet als je kiest voor een model met de oudere HDMI 2.0-standaard. Toch is dat in veel Nederlandse huiskamers een misvatting, want de voordelen zijn nogal specifiek. Veel consumenten betalen onnodig extra voor een functie die ze technisch gezien nooit zullen activeren. Na het lezen van dit artikel weet je precies of jij die snelle poort nodig hebt, of dat je dat budget beter aan een groter scherm of beter geluid kunt besteden.

De kern van het probleem: bandbreedte

Het fundamentele verschil tussen de gangbare HDMI 2.0-standaard en de nieuwere 2.1-versie zit 'm in de digitale snelweg die ze bieden. Je kunt het zien als een waterleiding: door een 2.1-kabel kan veel meer water (of dus data) tegelijk worden gepompt (48 Gbit/s in dit geval) dan door de oudere 2.0-variant (die 'maar' 18 Gbit/s kan verwerken). Die extra ruimte is nodig voor 4K-beelden met een zeer hoge verversingssnelheid (120 beelden per seconde) of voor extreem hoge resoluties zoals 8K.

Een hardnekkige mythe is dat HDMI 2.1 het beeld altijd mooier maakt. Dat is onjuist. Als je naar een Netflix-serie kijkt in 4K, ziet dat er via een 2.0-poort exact hetzelfde uit als via een 2.1-poort. De kabel verandert niets aan de kleuren, de scherpte of het contrast; hij zorgt er alleen voor dat het signaal 'erdoor' past. Pas als er een file op de kabel ontstaat (omdat je te veel beelden per seconde wilt versturen) wordt de nieuwe standaard noodzakelijk. Zolang je dataverbruik onder de limiet van HDMI 2.0 blijft, voegt versie 2.1 niets toe aan de beeldkwaliteit.

Wanneer werkt dit wél goed?

HDMI 2.1 komt pas echt tot zijn recht als je de grenzen van beweging en snelheid opzoekt. Dat is vrijwel exclusief het domein van de fanatieke gamer. Heb je een PlayStation 5 of Xbox Series X in huis en wil je games spelen in de hoogste 4K-resolutie met 120 beelden per seconde (120 Hz)? Dan is een HDMI 2.1-aansluiting op je tv onmisbaar. Zonder deze poort blijft je console steken op 60 beelden per seconde, wat minder vloeiend oogt bij snelle shooters of racegames.

Ook pc-gamers met een zware, moderne videokaart (zoals de NVIDIA RTX 40- of 50-serie) profiteren hiervan als ze hun pc op de tv aansluiten. Naast de snelheid biedt de 2.1-standaard ondersteuning voor Variable Refresh Rate (VRR). Dat zorgt ervoor dat de televisie zijn verversingssnelheid continu aanpast aan de spelcomputer, wat haperingen en 'tearing' (waarbij het beeld in tweeën lijkt te breken) voorkomt. Daarnaast is er Auto Low Latency Mode (ALLM), een signaal waardoor je tv automatisch naar de spelmodus schakelt zodra je de console aanzet. Voor wie de maximale prestaties uit een moderne spelcomputer wil halen, is HDMI 2.1 dus een logische en eigenlijk verplichte keuze.

Oké, maar wanneer werkt dit níet goed?

Voor de gemiddelde kijker is de meerwaarde van HDMI 2.1 nagenoeg nihil. Kijk je voornamelijk lineaire televisie (nieuws, talkshows), sportwedstrijden, films op Blu-ray of series via streamingdiensten als Disney+ en Videoland? Dan kom je nooit in de buurt van de bandbreedte die HDMI 2.0 niet meer aankan. Films en series worden vrijwel altijd gemaakt en uitgezonden in 24, 30 of maximaal 60 beelden per seconde. Een standaard HDMI 2.0-aansluiting kan 4K-beeld op 60 Hz fluitend aan, inclusief HDR (High Dynamic Range).

Ook voor bezitters van een oudere of minder krachtige spelcomputer, zoals de PlayStation 4, de Xbox One of de Nintendo Switch, voegt de nieuwe poort niets toe. Het signaal dat deze apparaten uitsturen is simpelweg niet zwaar genoeg om de bredere snelweg nodig te hebben. Je koopt in dat geval een Ferrari om er vervolgens alleen maar mee in een 30-kilometerzone te rijden. Je betaalt voor capaciteit die ongebruikt blijft, terwijl je dat geld wellicht beter had kunnen investeren in een tv met een beter contrast of hogere helderheid.

Dealbreakers

Er zijn specifieke situaties waarin het blindstaren op HDMI 2.1 je keuze onnodig beperkt of zelfs leidt tot een slechtere aankoop. Dit zijn de harde grenzen:

Je zoekt een televisie in het budgetsegment. In de lagere prijsklassen is de term HDMI 2.1 vaak misleidend. Fabrikanten mogen de term soms gebruiken omdat de tv één specifieke feature ondersteunt (zoals ALLM), terwijl het paneel zelf technisch helemaal geen 120 Hz kan weergeven. Je koopt dan een tv met een 2.1-sticker, maar zonder het daadwerkelijke voordeel van vloeiend beeld. In dit segment is beeldkwaliteit altijd belangrijker dan het versienummer van de poort.

Je wilt alleen beter geluid via een soundbar. Vaak wordt gedacht dat je voor de beste geluidsoverdracht (eARC) per se een volledige HDMI 2.1-tv nodig hebt. Hoewel eARC officieel onderdeel is van de 2.1-specificaties, hebben veel fabrikanten deze functie ook toegevoegd aan televisies die verder gewoon op HDMI 2.0 draaien. Als je doel puur het doorsturen van Dolby Atmos-geluid is, is een volledige HDMI 2.1-poort dus geen harde eis, zolang eARC maar specifiek wordt vermeld.

Je kijkt puur films en series. Als je geen gamer bent, is er geen enkel scenario waarin HDMI 2.1 je kijkervaring verbetert. Het sluit een heleboel uitstekende oudere of goedkopere modellen uit die misschien wel een veel mooier OLED- of QLED-paneel hebben, maar niet de nieuwste aansluitingen. Beeldkwaliteit (zwartwaarden, kleur) wint het voor de filmkijker altijd van bandbreedte.

©DC Studio

Wat betekent dit voor jouw situatie?

Om de juiste keuze te maken, moet je kritisch kijken naar wat er in je tv-meubel staat of komt te staan. De vuistregel is eenvoudig: ben jij iemand die elke frame telt in een online shooter en heb je de hardware om dat te genereren? Dan moet HDMI 2.1 bovenaan je wensenlijst staan; zonder die poort knijp je de prestaties van je dure console af en mis je de soepelheid waarvoor je betaald hebt.

Ben je daarentegen een filmliefhebber die geniet van de hoogste beeldkwaliteit in HDR, of kijk je vooral sport? Richt je dan op het contrast, de helderheid en de kleurweergave van het paneel. Een kwalitatief hoogwaardig paneel met een 'oudere' aansluiting geeft een indrukwekkender plaatje bij films dan een middelmatige tv die toevallig wél een 2.1-aansluiting heeft. Laat je niet gek maken door het idee van toekomstbestendigheid als de beloofde toekomst niet aansluit bij jouw kijkgedrag.

Dus...

HDMI 2.1 is essentieel voor gamers met een PS5, Xbox Series X of krachtige pc die willen spelen in 4K bij 120 Hz. Voor filmkijkers, serie-bingers en tv-kijkers biedt de standaard geen zichtbare beeldverbetering ten opzichte van HDMI 2.0. De extra bandbreedte is puur bedoeld voor zeer hoge framerates die videocontent niet gebruikt. Kies alleen voor HDMI 2.1 als je hardware hebt die deze snelheid daadwerkelijk kan benutten. In alle andere gevallen is de kwaliteit van het beeldscherm zelf veel belangrijker dan het type aansluiting.

▼ Volgende artikel
Alles over Highguard - waarom heeft iedereen het over deze shooter?
© Wildlight Entertainment
Huis

Alles over Highguard - waarom heeft iedereen het over deze shooter?

Op 26 januari kan de wereld aan de slag met Highguard. Het lijkt erop dat iedereen weet wat Highguard is, terwijl tegelijkertijd ook niemand precies weet wát Highguard nou precies is. In dit artikel zetten we dus uiteen wanneer je de game kunt spelen, en waarom deze titel van Wildlight Entertainment zoveel aandacht krijgt.

Releasedatrum van Highguard

Highguard is vanaf vandaag, 26 januari, rond 19:00 uur Nederlandse tijd beschikbaar op pc, PlayStation 5 en Xbox Series X en S. De exacte releasetijd is nog niet bekend, maar vermoedelijk zal de game rond die tijd op alle platforms beschikbaar worden.

Daarbij is het spel free-to-play, dus je hoeft niets te betalen om Highguard te spelen. Daarbij ondersteunt de game crossplay en cross-save, dus je kunt de game samen met vrienden op andere platforms spelen en je progressie op andere platforms meenemen. Het spel is niet te preloaden, maar vereist op pc in ieder geval 25 GB aan beschikbare opslagruimte.

Met de lancering van het spel zendt ontwikkelaar Wildlight Entertaiment om 19:00 uur Nederlandse tijd ook direct een zogenaamde Launch Showcase uit op YouTube - ook hieronder te bekijken. De studio belooft in deze showcase een ‘deepdive in de gameplay’ van Highguard te tonen, de contentplannen voor het eerste jaar uit de doeken te doen en nog ‘veel meer’. 

Watch on YouTube

Wat is Highguard?

Aan team-based PvP heroshooters als Overwatch is geen gebrek, maar Highguard lijkt zich bij die groep te scharen. Het spel wordt ontwikkeld door Wildlight Entertainment, dat weer bestaat uit oud-ontwikkelaars van onder andere Titanfall en Apex Legends. Mensen die dus meer dan prima shooters in elkaar hebben gedraaid, waardoor de interesse toch ietwat gewekt wordt. 

Ieder team in de game bestaat uit drie zogenaamde Wardens, waarvoor verschillende personages gekozen kunnen worden. In de trailer zien we bijvoorbeeld een ridderachtige personage, die met een speciale vaardigheid elektrische stokken rond kan gooien. Ook is er een groot ijsmonster dat schijnbaar muren kan laten verschijnen, een soort cowboy met beestachtige klauwen en een personage dat met messen kan gooien. Ook heeft ieder personage schijnbaar toegang tot geweren om het vijandelijke team mee te bevechten.

Het doel van een potje is namelijk het vinden van de ‘Shieldbreaker’, een soort groot zwaard waarmee je de basis van de tegenstanders open kan breken en uiteindelijk overnemen. Wanneer dit lukt is het potje gewonnen. In de context van de game krijgt jouw team op die manier de controle over het continent. 

©Wildlight Entertainment

Waarom is er zoveel om Highguard te doen?

Wildlight positioneert de game in hun marketing als een “nieuw soort shooter”, maar veel spelers zijn op basis van de trailer nog niet overtuigd. Highguard doet qua opzet van de potjes wel een paar dingen anders dan hero-shooters als Overwatch en Marvel Rivals, maar zoals Concord in 2024 liet zien is de huidige markt voor dit subgenre binnen shooters redelijk verzadigd. Velen zijn simpelweg nog niet overtuigd dat Highguard daadwerkelijk iets vernieuwends met zich mee weet te brengen.

Dit valt ook te verwijten aan een opvallend gebrek aan marketing van de game. Zo’n anderhalve maand voor release hoorden we voor het eerst van Highguard, toen de trailer werd getoond als afsluiter van The Game Awards. Normaliter is de laatste aankondiging van die show een van de hoogtepunten, maar Highguard wist mensen niet te enthousiasmeren. 

De gesprekken rondom Highguard werden echter nog vreemder, toen opviel dat Wildlight geruime tijd niets meer plaatste op sociale media over de game. Na de initiële aankondiging van de game werd er wekenlang niets meer geplaatst op het X-account van Highguard, tot drie dagen voor launch - toen het bedrijf een countdown startte. Ook dit maakte het lastig om enthousiast te worden voor Highguard. 

©Wildlight Entertainment

In de afgelopen dagen doken er berichten en geruchten op die stelden dat Geoff Keighley - de presentator en oprichter van The Game Awards - Highguard specifiek had uitgekozen als afsluiter van The Game Awards, omdat hij hier wel iets in zag. Op 25 januari plaatste Keighley een gif op X, waarin John Hammond uit Jurassic Park zegt: “Over 48 uur accepteer ik jullie verontschuldigingen”. 

Natuurlijk gunnen we iedere game waar tijd en passie in heeft gezeten het beste, maar het is ook niet te ontkennen dat het verhaal rondom Highguard op zijn minst frappant te noemen is. Nou ja, vanaf 19:00 uur kunnen we het spel zelf onder handen nemen. Verwacht daarom binnenkort impressies op onze socials en ID.nl.