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
🍕 Effe wachten… Met deze oven staat er in tweeënhalve minuut een verse pizza op tafel!
© sonyakamoz - stock.adobe.com
Huis

🍕 Effe wachten… Met deze oven staat er in tweeënhalve minuut een verse pizza op tafel!

Niks zo lekker als een verse pizza. Jammer alleen dat het altijd zo lang duurt voordat-ie klaar is. Dat probleem is nu opgelost: AEG komt met een inbouw combi-stoomoven die een speciale pizzastand heeft. Pizza erin en 2,5 minuut* later is het genieten geblazen. Mangiare!

*Om het even in perspectief te zetten: 2,5 minuut, dat is net lang genoeg om de vaatwasser uit te ruimen, je tanden goed te poetsen of één gemiddelde track op Spotify te beluisteren. Helemaal niks dus.

View post on Instagram
 

In een gewone oven duurt het bakken van een verse pizza al gauw 10 tot 12 minuten. De AEG TX7PB62FSB is dus echt supersnel. Dat komt omdat er een speciale pizzastand op zit met een indrukwekkende maximale temperatuur van 340°C. Dankzij deze enorme hitte bak je in slechts 150 seconden een pizza met een perfecte, luchtige en krokante korst. Het is dan ook niet voor niets dat deze oven officieel is goedgekeurd door de Scuola Italiana Pizzaioli, de Italiaanse Pizza Academy.

En het mooie is: ook wie geen principe della cucina (inderdaad, keukenprins) is maakt hiermee de lekkerste pizza's. Het EXCite Touch Display fungeert als je persoonlijke assistent in de keuken. Het scherm vertelt je exact wanneer je de pizza in de oven moet schuiven en wanneer hij er weer uit mag. Voor de voorbereiding kun je rekenen op de AEG-app, die je helpt bij het kneden van authentiek Napolitaans deeg, het bereiden van de perfecte tomatensaus én de nodige inspiratie biedt. Bovendien krijg je er een speciale bakplaat en pizzaschep bij. Succes gegarandeerd dus.

©AEG

Na afloop van een legendarische pizza-avond hoef je niet op te zien tegen het schoonmaken. De pyrolytische zelfreinigingsfunctie brandt vet en resten op hoge temperatuur weg tot as, waardoor je alleen nog maar een vochtig doekje over de binnenkant van de oven hoeft te halen.

Behalve voor die legendarische pizza-avonden is deze ruime oven van 72 liter ook handig voor allerlei andere gerechten. Je wisselt makkelijk tussen de broodbakfunctie met deegrijsfunctie en technieken zoals garen op lage temperatuur of het dehydrateren van fruit en kruiden. Wil je een ovenschotel gratineren, een quichebodem krokant krijgen met alleen onderwarmte of snel iets ontdooien, dan kies je simpelweg de stand die daarbij past. Zelfs aan de details is gedacht, met functies voor het voorverwarmen van borden, het warmhouden van maaltijden en een slimme stand voor inmaken.

Hebben? Effe wachten… effe wachten… zoals het er nu naar uitziet is de AEG TX7PB62FSB vanaf maart bij alle bekende aanbieders verkrijgbaar.

Bekijk alle inbouwovens van AEG op Kieskeurig.nl

▼ Volgende artikel
Gerucht: Resident Evil: Code Veronica-remake verschijnt volgend jaar
Huis

Gerucht: Resident Evil: Code Veronica-remake verschijnt volgend jaar

Het ziet er naar uit dat een remake van Resident Evil: Code Veronica ergens in de eerste helft van 2027 uitkomt.

Er gaan al geruime tijd geruchten over een remake van Resident Evil: Code Veronica. Resident Evil-insider Dusk Golem meldt al geruime tijd dat Capcom aan een remake van de game werkt, alsmede een remake van Resident Evil 0.

Nu heeft de betrouwbare insider NateTheHate zich ook uitgesproken over de remake. Hij claimt ook dat de remake ergens in de eerste helft van 2027 verschijnt. Het is dan ook waarschijnlijk dat de game ergens dit jaar wordt aangekondigd.

De meest recente remake van een Resident Evil-game is de remake van Resident Evil 4. Die game werd zeer goed ontvangen. Hoewel veel fans vermoedden dat de volgende remake die van Resident Evil 5 zou betreffen, lijkt het er op dat mensen hier voorlopig nog op moeten wachten, omdat Code Veronica - en mogelijk ook Resident Evil 0 - eerst aan de beurt zijn.

View post on X

Over Resident Evil: Code Veronica

Resident Evil: Code Veronica kwam in 2000 uit op Sega's laatste console, de Dreamcast, en later ook naar andere platforms. De game speelt zich ongeveer drie maanden na de gebeurtenissen uit Resident Evil 2 en 3 af. In het spel proberen Claire Redfield en haar broer Chris een uitbraak van het zombievirus op een afgelegen eiland en een onderzoeksfaciliteit in Antarctica te overleven.

De oorspronkelijke game bevatte de traditionele, ietwat ouderwetse besturing van de eerdere Resident Evil-delen voordat Resident Evil 4 een modernere besturing introduceerde. Wel werden de voorgerenderde achtergronden uit eerdere delen vervangen voor 3D-omgevingen en een dynamische camera.

Nog meer Resident Evil

Hoewel de Resident Evil-reeks in de jaren negentig ontstond, blijft de gamefranchise erg relevant, mede dankzij de remakes en nieuwe delen. Op 27 februari verschijnt het negende hoofddeel in de serie, genaamd Resident Evil: Requiem.

In Requiem besturen spelers twee personages: Grace Ashcroft en Leon S. Kennedy. Beide personages bieden een verschillende speelstijl. De segmenten met Leon - onder andere bekend uit Resident Evil 2 en Resident Evil 4 - zijn erg op actievolle schietgevechten gericht. Leon kan daarnaast ook de kelen van vijanden doorsnijden. Hij heeft ook een bijl waarmee hij aanvallen kan afweren. Grace's segmenten zijn juist erg gericht op spanning en horror en draaien vooral om het vermijden van intense gevechten.

Onlangs werden er nog nieuwe beelden van de game getoond, die hier zijn te bekijken. Resident Evil Requiem verschijnt op 27 februari (pre-orderen kan nu al) voor PlayStation 5Xbox Series X en S, Nintendo Switch 2 en pc. Op 27 februari zullen ook Resident Evil 7 en Resident Evil Village (het achtste deel) op Nintendo Switch 2 uitkomen.

Nieuw op ID: het complete plaatje

Misschien valt het je op dat er vanaf nu ook berichten over games, films en series op onze site verschijnen. Dat is een bewuste stap. Wij geloven dat technologie niet stopt bij hardware; het gaat uiteindelijk om wat je ermee beleeft. Daarom combineren we onze expertise in tech nu met het laatste nieuws over entertainment. Dat doen we met de gezichten die mensen kennen van Power Unlimited, dé experts op het gebied van gaming en streaming. Zo helpen we je niet alleen aan de beste tv, smartphone of laptop, maar vertellen we je ook direct wat je erop moet kijken of spelen. Je vindt hier dus voortaan de ideale mix van hardware én content.