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
Bloober Team kondigt horrorspel Layers of Fear 3 aan
Huis

Bloober Team kondigt horrorspel Layers of Fear 3 aan

De Poolse ontwikkelaar heeft Layers of Fear 3 aangekondigd, een nieuw deel in diens horrorgamefranchise.

Bloober Team hintte al een tijdje naar een nieuwe aankondiging - er was geruime tijd een timer te zien die afliep naar Valentijnsdag afgelopen weekend. Die timer bleek dus voor Layers of Fear 3 te zijn.

Er is nog geen gameplay van het spel getoond, maar er werd wel een live-action teaserfilmpje online geplaatst waarin een man het gericht 'The Sick Rose' van William Blake voorleest. Meer info over de game werd niet gegeven.

Watch on YouTube

In de eerste Layers of Fear-game uit 2016 besturen spelers een schilder die in een Victoriaans landhuis probeert zijn meesterwerk af te maken, terwijl het landhuis geheimen over zijn verleden onthult. Er kwam een vervolg uit, alsmede een remake uit 2023 die simpelweg 'Layers of Fear' heet en de verhalen van de eerste twee games combineert en nieuw materiaal toevoegt.

Bloober Team heeft de laatste jaren flink aan de weg getimmerd als leverancier van horrorspellen. Naast de Layers of Fear-games heeft het bedrijf ook de remake van Silent Hill 2 gemaakt, alsmede Cronos: The New Dawn, Blair Witch en The Medium. Het bedrijf werkt samen met Konami ook aan een remake van de eerste Silent Hill.

▼ Volgende artikel
Mixen, pureren en hakken? Deze Philips handmixer is dé keukenfavoriet van 2025
© Philips
Huis

Mixen, pureren en hakken? Deze Philips handmixer is dé keukenfavoriet van 2025

De Philips HR3781/20 Handmixer is door consumenten uitgeroepen tot Best Reviewed van het Jaar 2025. En dat is niet zonder reden: deze alleskunner overtuigt in prestaties, gemak en veelzijdigheid - en dat zie je terug in de reviews.

Partnerbijdrage - in samenwerking met Philips

De publieksfavoriet volgens échte gebruikers

De Best Reviewed van het Jaar-award draait niet om mooie verkooppraatjes, maar om ervaringen van mensen die het product echt hebben gebruikt. Op Kieskeurig.nl delen duizenden consumenten hun mening over apparaten, gebaseerd op hoe die in de praktijk bevallen. Die ongefilterde reviews vormen de basis voor de jaarlijkse awards. Alleen producten die consequent goed scoren op gebruiksgemak, prestaties en tevredenheid komen in aanmerking. De Philips HR3781/20 handmixer heeft zich een jaar lang bewezen in keukens door het hele land - en dat leverde hem een plek op als publieksfavoriet van het jaar.

Een mixer die méér kan

De Philips HR3781/20 is geen gewone handmixer. Deze krachtpatser uit de 5000-serie levert 500 watt vermogen, wat bovengemiddeld is in deze productcategorie. Of je nu luchtig beslag mixt, brooddeeg kneedt of een warme soep pureert - dit apparaat draait er zijn hand niet voor om.

Wat de set echt compleet maakt, zijn de meegeleverde accessoires: naast gardes en deeghaken krijg je ook een staafmixer-opzetstuk, een hakmolen én een maatbeker met slimme opbergfunctie. Alles past netjes in elkaar en is makkelijk op te bergen.

Ook aan het gebruiksgemak is gedacht. Dankzij het ergonomische ontwerp ligt de mixer prettig in de hand, en het antispat-ontwerp zorgt ervoor dat je keuken schoon blijft - zelfs bij het mengen van vloeibare ingrediënten. Met vijf snelheden en een turbofunctie pas je de kracht eenvoudig aan je bereiding aan.

©Philips

Waarom gebruikers deze mixer aanraden

Wat gebruikers vooral waarderen aan de Philips HR3781/20, is hoe veelzijdig en compleet hij is. Velen geven aan dat de mixer in korte tijd onmisbaar is geworden. Zo noemt iemand het "een multifunctionele handmixer, niet meer weg te denken uit de keuken door de vele opties en manieren van gebruik." Van beslag kloppen tot soep pureren en groenten hakken: alles werkt soepel, en de opzetstukken klik je eenvoudig vast. Een gebruiker schrijft: "Ik gebruik hem voor simpele dingen zoals beslag maken of slagroom kloppen, maar ook voor soep pureren en groenten hakken. De accessoires werken goed en klikken makkelijk vast."

Ook de krachtige motor maakt indruk: "Zelfs bij het kneden van zwaardere brooddegen houdt hij zich goed staande," merkt een reviewer op. Het antispat-ontwerp valt eveneens in de smaak, met name door de slimme softstartfunctie: "Daardoor zit niet de hele keuken onder de spetters als je begint met mixen." Daarnaast krijgt ook het opbergsysteem veel lof. Zoals iemand opmerkt: "De accessoires klik je gewoon vast in het deksel. Zo ligt er niets los rond en dat bespaart echt veel ruimte."

Al met al is de toon in de reviews overtuigend positief: een krachtige, praktische mixer die aanvoelt alsof je meerdere apparaten in één keer in huis haalt.

©Philips

Een eerlijk oordeel

Natuurlijk is geen enkel apparaat zonder minpunten. Sommige gebruikers vinden het snoer aan de korte kant, wat vooral in keukens met minder gunstig geplaatste stopcontacten wat behelpen kan zijn. Ook wordt genoemd dat de mixer bij langdurig gebruik wat zwaar in de hand kan liggen. En bij heel stevig deeg moet je soms even doorzetten. Toch blijken dit voor de meeste mensen geen dealbreakers. Ze roemen vooral de kracht, veelzijdigheid en het gemak waarmee je de mixer gebruikt én weer opbergt. Daardoor wegen de kleine nadelen niet op tegen de dagelijkse voordelen. Of je nu een fanatieke thuisbakker bent of gewoon een handige hulp zoekt die meerdere apparaten vervangt: de Philips HR3781/20 is een slimme, doordachte keuze - en dat zie je terug in de enthousiaste beoordelingen.

©Philips

De Philips 5000 Series HR3781/20 handmixer

Ontdek hem