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?

Er wordt al enige tijd gewerkt aan een nieuwe Highlander-film. Hoofdrolspeler Henry Cavill heeft nu de eerste foto's gedeeld van de aankomende reboot.

Op social media deelde Cavill, die de hoofdrol gaat spelen in de nieuwe Highlander, de eerste twee foto's. Het zijn sfeervolle shots - eentje met een kleurrijke achtergrond en de andere in een gotische omgeving - met Cavill zelf in het middelpunt.

"Een fijne eerste blik op Highlander!", zo schrijft Cavill, die bekend is van zijn rollen in Superman en The Witcher. "Het is een flinke reis voor mij geweest, waar ik alles over vertel wanneer de tijd rijp is, maar het is een speciaal moment nu ik dit kan delen. Hopelijk genieten jullie ervan."

Productieproblemen

De nieuwe Highlander-film werd al vele jaren geleden aangekondigd, maar sinds 2008 kwam de film maar niet van de grond. Ook kwam er uiteindelijk flinke vertraging in de opnames. Tijdens de opnames raakte Cavill namelijk gewond, en moesten deze uitgesteld worden.

Verder bestaat de cast uit grote namen als Russell Crowe, Dave Bautista, Karen Gillan, marisa Abela, Jeremy Irons en Djimon Hounsou. De regie is in handen van Chad Stahelski, bekend van de John Wick-franchise. Het is niet bekend wanneer de film precies in de bioscoop zal draaien.

Over de Highlander-franchise

De eerste Highlander-film verscheen in 1986 en combineert fantasy met actie. De franchise draait om Connor MacLeod, een Schotse 'Highlander' die onsterfelijk is. Alleen door onthoofd te worden kunnen Highlanders sterven, en de bedoeling is dat er maar één Highlander op aarde overblijft.

Google heeft een nieuwe versie van zijn AI-model Project Genie uitgebracht in de Verenigde Staten, waarmee spelers driedimensionale spelwerelden voor games kunnen genereren.

Project Genie is deze week uitgekomen voor AI Ultra-abonnees (dat 250 dollar per maand kost) in de Verenigde Staten. Hiervoor was Project Genie alleen nog maar voor een selecte groep te gebruiken. Het is niet bekend wanneer de tool in Nederland beschikbaar komt.

Zo werkt Project Genie

Project Genie combineert diverse AI-tools, zoals AI-chatprogramma Gemini en de videotool Nano Banana Pro, om complete, interactieve spelwerelden te creëren. Spelers bepalen eerst het perspectief dat het personage in de spelwereld gebruikt en de manier waarop men interactie kan hebben met de spelwereld. Vervolgens kan men in realtime de spelwereld verkennen en wordt meer van de wereld automatisch gegenereerd. Daarbij kan men het uiterlijk van personages of de spelwereld aanpassen door zelf foto's te uploaden, bijvoorbeeld van mensen die men kent.

De tool is nog niet in staat om complete games te creëren. Er zitten namelijk diverse limieten aan Project Genie. Zo kan er maar zestig seconden gegenereerd worden en is er een maximum van 24 frames per seconde en een resolutie van 720p. Dat is niet afdoende om projecten als serieuze concurrentie van games te laten bestaan. In die zin is het meer een 'proof of concept' en moet het tonen hoe de toekomst van game-ontwikkeling er in combinatie met het gebruik van AI uit kan zien.

AI in combinatie met games

Generatieve AI wordt sowieso steeds vaker ingezet bij game-ontwikkeling, bijvoorbeeld bij het creëren van artwork, in-game assets of het creëren van stemmen. Steeds meer bedrijven zetten AI in bij de dagelijkse werkzaamheden die komen kijken bij game-ontwikkeling.

Dit zorgt echter ook voor veel controverse, omdat veel gamers hier principieel tegen zijn. Zij zien liever dat games geheel door mensen worden ontwikkeld. Daarbij is werk van AI in principe gebaseerd op werk van anderen, aangezien het daar van leert. Dat zorgt er voor dat veel gamers een afkeer hebben van het gebruik van AI bij game-ontwikkeling. Wanneer gamers ontdekken dat AI is ingezet bij het maken van games, worden deze spellen dan ook vaak hevig bekritiseerd, bijvoorbeeld via gebruikersrecensies op online gamewinkels.

Hieronder zijn enkele voorbeelden te zijn van beelden die met Project Genie zijn gecreëerd, waaronder projecten die wel erg op games van andere bedrijven lijken.