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.

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

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

Wil jij jouw huis verduurzamen?

Gisteren zijn er updates uitgekomen voor Animal Crossing: New Horizons, de levenssimulator die rond de coronapandemie mateloos populair was. Een gratis update voegt meer content toe aan de game, terwijl een betaalde update het spel geschikt maakt voor de Nintendo Switch 2.

Om met de betaalde update te beginnen: die kost 4,99 euro voor Switch 2-eigenaren die de Switch-game Animal Crossing: New Horizons al bezitten. Daarmee oogt de game scherper op tv – om precies te zijn met een resolutie van 4K – en kun je online spelen met in totaal twaalf personen en met elkaar praten via GameChat. Er kan zelfs een camera aangesloten worden, zodat je elkaar kunt zien. Ook zorgt de betaalde update er voor dat spelers de muisfunctionaliteiten van de Switch 2 Joy-Con-controller kunnen gebruiken in de game.

Gratis nieuwe content in Animal Crossing: New Horizons

Alle Animal Crossing: New Horizons-spelers kunnen echter ook een gratis update downloaden – versie 3.0.0. – waarmee na vele jaren stilte eindelijk nieuwe content en opties aan de game worden toegevoegd. Denk aan een compleet nieuw hotel waar spelers kunnen helpen met het inrichten van de kamers, nieuwe meubels andere items om te ontgrendelen en zelfs de mogelijkheid om diverse Nintendo-items te verzamelen, waaronder klassieke Nintendo-consoles en items gebaseerd op The Legend of Zelda en Splatoon.

Daar blijft het niet bij qua gratis nieuwe content. Zo is 'Slumber Island' geïntroduceerd, waarbij spelers een eigen droomeiland naast hun 'echte' eiland kunnen ontwerpen samen met andere spelers. Ook zijn er diverse kleine verbeteringen doorgevoerd die de speelervaring nog prettiger maken, zoals een opruimdienst om het eiland op te knappen en de mogelijkheid om de opslagruimte in het huis van spelers nog verder uit te breiden.

Populair tijdens de pandemie

Er zijn in de loop der jaren al meerdere Animal Crossing-games uitgekomen, maar geen van die games groeide uit tot zo'n grote wereldwijde hit als New Horizons. Het spel, waarin spelers een eiland aandoen en daarop hun eigen dorp met dierlijke inwoners vormgeven, kwam namelijk in het voorjaar van 2020 uit, toen we met z'n allen aan huis gebonden waren door de coronapandemie. Het rustige eilandleven van Animal Crossing – met enkele sociale features – bleek voor veel mensen een steun in moeilijke tijden, en er werden dan ook vele miljoenen exemplaren verkocht. De laatste jaren bracht Nintendo geen nieuwe content meer voor de game uit, tot nu dan.

Draadloos opladen is voor veel smartphonegebruikers de normaalste zaak van de wereld geworden. Makkelijk: je legt de telefoon op de oplader en hij begint meteen te laden, zonder kabels of stekkers. Maar wat doet die manier van opladen eigenlijk op de lange termijn met de accu? In dit artikel kijken we wat draadloos laden betekent voor slijtage, warmte en levensduur van je smartphone-batterij.

Is draadloos opladen slecht voor de accu?

Draadloos opladen is op zichzelf niet schadelijk. De batterij slijt niet sneller puur doordat je inductie gebruikt in plaats van een kabel. Het verschil zit vooral in warmte. Een batterij blijft het langst gezond wanneer hij koel blijft. Draadloos laden zorgt in sommige situaties voor extra warmte rond de spoelen in je telefoon. Laat je de telefoon regelmatig opladen op een oplaadpad dat veel warmte produceert, of zit er een dikke hoes om het toestel die je er tijdens het laden niet vanaf haalt, dan kan dat de levensduur van de batterij verkorten.

Gebruik je een goede Qi-lader, voorkom je dat de telefoon in de zon ligt en haal je hem van de lader zodra hij vol is, dan is het verschil in slijtage minimaal. De techniek is dus prima te gebruiken, zolang je de temperatuur in de gaten houdt.

Hoe werkt draadloos opladen?

Draadloos laden gebeurt via magnetische inductie. De oplader wekt een magnetisch veld op dat wordt opgevangen door een spoel in je smartphone. Die spoel zet het signaal om in stroom voor de batterij. Het systeem werkt het beste wanneer de telefoon precies goed ligt. Fabrikanten gebruiken hiervoor de Qi-standaard, zodat vrijwel alle moderne draadloze laders onderling werken.

Hoe herken je dat jouw telefoon draadloos opladen ondersteunt?

De eenvoudigste manier is de officiële specificaties controleren op de website van de fabrikant. Je kunt ook modellen vergelijken en specificaties bekijken op een site als Kieskeurig.nl. Zoek naar termen als 'Qi', 'Wireless Charging' of bij iPhones 'MagSafe'. Je kunt het ook afleiden uit het ontwerp. Telefoons met een glazen of kunststof achterkant ondersteunen meestal draadloos laden, omdat metaal het magnetische veld blokkeert. Heb je al een Qi-oplader in huis, dan kun je snel controleren of jouw telefoon draadloos opladen ondersteunt: als je je telefoon erop legt en het laadsymbool verschijnt, dan zit je goed.

Lees ook: Draadloos opladen: wat is het verschil tussen MagSafe en Qi2?

Voordelen van draadloos opladen

Draadloos laden past makkelijk in je dagelijkse routine. Je hoeft geen kabel aan te sluiten, waardoor de oplaadpoort minder te verduren krijgt. Zeker op plekken waar je je telefoon vaak even neerlegt, zoals op je bureau of nachtkastje, werkt het prettig. Veel moderne Qi-laders kunnen bovendien meerdere apparaten tegelijk opladen, bijvoorbeeld je telefoon en oordopjes.

©Olga Yastremska, New Africa, Afr

Nadelen van draadloos opladen

Bij draadloos laden gaat een groter deel van de energie verloren dan bij opladen met een kabel, waardoor er meer warmte vrijkomt. Die warmte heeft direct invloed op de gezondheid van de accu. Vooral bij snellere draadloze laders of wanneer je telefoon in een dik hoesje zit, kan de temperatuur merkbaar oplopen. Daarnaast gaat draadloos laden vaak iets langzamer en kun je je telefoon tijdens het opladen minder makkelijk gebruiken, omdat hij contact moet blijven houden met de oplader.

Conclusie

Draadloos opladen is niet slechter voor je accu, zolang je voorkomt dat de telefoon te warm wordt. Zorg dus voor een degelijke Qi-lader, gebruik bij voorkeur een dun hoesje en laad op in een omgeving waar de temperatuur niet te hoog is. Gebruik je die combinatie, dan kun je zonder zorgen draadloos blijven opladen.