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
Review Philips Café Aromis 8000-serie - Horecakoffie gewoon bij je thuis
© Philips
Huis

Review Philips Café Aromis 8000-serie - Horecakoffie gewoon bij je thuis

Thuis koffie van restaurantkwaliteit? De Philips Café Aromis 8000-serie belooft het. In deze review lees je of deze volautomaat de hype waarmaakt. Van perfect melkschuim tot minimaal onderhoud: ontdek waarom dit apparaat je lokale barista overbodig maakt, zelfs met gewone supermarktbonen!

Fantastisch
Conclusie

Dit is meer dan een keukenapparaat; het is een stukje levensgeluk. Je hoeft niet meer te kiezen tussen gemak en smaak. De Philips Café Aromis 8000 bewijst dat je dat perfecte koffiemomentje gewoon thuis kunt creëren. Zonder barista-cursus, zonder gedoe, maar mét die gelukzalige stilte na de eerste slok.

Plus- en minpunten
  • Barista-melkschuim zonder slangetjes
  • Haalt goud uit supermarktbonen
  • Stil in gebruik
  • Einde aan discussies dankzij gebruikersprofielen
  • Foolproof bediening: iedereen kan nu topkoffie zetten
  • Vakje voor gemalen koffie is wat knullig
  • Geen actieve kopjeswarmer
  • Plastic lekbak voelt goedkoop aan

Je kent het vast: je zit in je favoriete koffietentje, neemt een eerste slok van de cappuccino die je hebt besteld en valt even stil. De temperatuur, het mondgevoel, die volle smaak… alles lijkt te kloppen. En dan denk je aan de koffie thuis. Die is prima, of in elk geval best oké. Maar daar blijft het dan ook bij.

Dat dacht ik tenminste. Tot ik de Philips Café Aromis 8000-serie op mijn aanrecht installeerde en mijn keuken stante pede in een soort hippe koffiebar veranderde. De installatie van deze fraaie machine behelst niet meer dan een stekker in het stopcontact, water in het reservoir en een dosis verse koffiebonen bovenin. That’s it. Daarna kan het feest beginnen.

Hoewel de term 'restaurantkwaliteit' vaak niet meer dan een loze marketingkreet is, maakt dit apparaat dat woord opeens bizar concreet. Dat zit 'm in heel basale dingen: de koffie is direct op de juiste temperatuur (niet dat lauwe net-niet) en de smaak is vol en romig, zonder die nare bittere nasmaak. Dit apparaat lijkt bovendien precies te snappen wat jij wil; zonder dat je zelf als een bezetene aan de knoppen hoeft te draaien, staat er binnen de kortste keren een meer dan fatsoenlijke kop koffie voor je neus. Wat een topding!

©Philips

Bonen vs cups: fight!

Voor wie nog twijfelt om de overstap te maken van cups naar bonen: doe het. Het verschil is niet subtiel, het is een aardverschuiving. Waar capsules vaak toch een beetje vlak smaken, proef je hier ineens nuances die je eerder miste. Het apparaat oogt misschien intimiderend professioneel, maar de bediening is uiteindelijk net zo simpel als je gewend bent van je good old Nespresso.

Duurdoenerij niet nodig

Erg prettig is het feit dat de machine enorm vergevingsgezind is. Hippe koffiesnobs vertellen je doorgaans dat je zonder exclusieve bonen van 30 euro per kilo nergens bent. Onzin, blijkt nu. Zelfs met een zak supermarktbonen en een pak volle melk (lang houdbaar werkt het best!) tovert dit ding een resultaat tevoorschijn waar je u tegen zegt. Hij weet echt het maximale uit elke boon te persen. Luxe zonder dat je boodschappenlijstje ingewikkeld of overdreven duur wordt, ik hou ervan.

En dan de melk. Vaak is dat thuis niet meer dan een zielig laagje luchtbelletjes dat na tien seconden als sneeuw voor de zon verdwijnt. Hier niet. Dit schuim is stevig, rijk en blijft dapper overeind staan. M'n ochtendcappuccino heb ik dan ook spontaan heilig verklaard, maar de echte verrassing is wat mij betreft de optie 'Melange'. Die is gloeiend heet, heeft de ideale verhouding tussen melk en koffie (puristen verklaren me voor gek) en maakt me elke keer weer instant gelukkig. Ik was aanvankelijk wat sceptisch over dit soort voorgeprogrammeerde recepten, maar deze verhouding is zo perfect afgestemd dat het elke keer weer aanvoelt als een echte traktatie.

©Philips

'Wat willen jullie drinken?'

Bezoek over de vloer? Kom maar door met de bestellingen! Vroeger hoopte ik stiekem op de keuze voor zwart (want: geen gedoe met melk), nu draai ik mijn hand niet meer om voor een latte of espresso macchiato. Sterker nog, ik nodig mensen nu vol enthousiasme uit om een kopje koffie te komen doen, en de reacties zijn elke keer unaniem: "Wauw, lekkere koffie!" 

Het mooie is dat je specifieke voorkeuren van je bezoek niet elke keer opnieuw hoeft in te voeren. Dankzij de gebruikersprofielen heeft iedereen in huis zijn eigen 'knop'. De een wil de latte met extra melk, de ander wil 'm juist sterker: dat kun je allemaal opslaan. En de machine verrast ook in de breedte. Waar ik zelf inmiddels min of meer verslaafd ben aan de Red Eye (een pittige boost voor de korte nachten), scoor ik bij mijn dochter punten met de 'Babychino'-functie: alleen warm melkschuim. Lekker voor het slapen gaan. 

Voor de liefhebbers zitten er trouwens nog allerlei cold brew-opties in het assortiment. Niet helemaal mijn ding – koffie kan me niet heet genoeg – maar fijn dat het kan als de smaak (of het bezoek) daarom vraagt.

©Eelko Rol

Geen schoonmaak-nachtmerries

Dan het onderhoud. We kennen de horrorverhalen van schimmelende slangetjes in volautomaten en hopeloos verkalkte zetgroepen. De Café Aromis 8000 is wat dat betreft een verademing. Water bijvullen, bakje met koffiepucks legen en (belangrijk!) de melkhouder gewoon even omspoelen onder de kraan (schijnt zelfs in de vaatwasser te kunnen). Geen ingewikkeld gedoe; de machine spoelt zichzelf krachtig door bij het opstarten en afsluiten. Het ding staat er, hij werkt en zeurt verder niet om aandacht. Had ik al gezegd dat dit een topding is?

O, en er is een app. Is die noodzakelijk? Neuh. Is het lekker? Ja! Via de app kun je de machine alvast aan het werk zetten terwijl je zelf nog even je mail checkt in bed. Je weet: technologie is op zijn best als het je luiheid faciliteert, en dat heeft Philips hier goed begrepen.

©Philips

Conclusie? Dit is meer dan een keukenapparaat; het is een stukje levensgeluk. Je hoeft niet meer te kiezen tussen gemak (dag Senseo!) en smaak. De Philips Café Aromis 8000 bewijst dat je dat perfecte koffiemomentje gewoon thuis kunt creëren. Zonder barista-cursus, zonder gedoe, maar mét die gelukzalige stilte na de eerste slok.

Enige minpuntje is wellicht de prijs, want die is met 999 euro best fors. Maar reken maar uit: een cappuccino kost tegenwoordig al snel 4 euro, dus met 250 gloeiend hete geluksmomentjes thuis heb je deze machine er al uit. Dat moet je jezelf gewoon gunnen.

▼ Volgende artikel
Voormalige Assassin's Creed-baas klaagt Ubisoft aan
Huis

Voormalige Assassin's Creed-baas klaagt Ubisoft aan

Marc-Alexis Côté, die voorheen de Assassin's Creed-gamefranchise bij Ubisoft overzag, heeft dat bedrijf nu aangeklaagd.

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.

Afgelopen oktober werd aangekondigd dat Côté vertrokken was bij het bedrijf. Dat gebeurde rond dezelfde tijd als dat Ubisoft de Assassin's Creed-franchise onderbracht onder Vantage Studios, een nieuwe dochteronderneming die het samen met Tencent heeft opgericht. Côté heeft decennialang aan de Assassin's Creed-franchise gewerkt en stond de laatste jaren aan het hoofd van de populaire spellenreeks.

Côté zou toen Assassin's Creed naar Vantage Studios ging een aanbod van Ubisoft hebben gekregen om een andere leidende positie binnen het bedrijf aan te nemen. Côté liet kort daarna publiekelijk weten dat deze positie niet vergelijkbaar was met zijn eerdere werk.

De aanklacht

Nu klaagt Côté Ubisoft dus aan, zo meldt CBC Radio Canada. Volgens hem zou hij de rol van 'Head of Production' aangeboden hebben gekregen binnen Ubisoft nadat Assassin's Creed binnen Vantage Studios werd ondergebracht, gevolgd door een mogelijke positie als 'Creative House'.

Volgens Côté zou hij daardoor leiderschap krijgen over "tweederangs" Ubisoft-franchises. Aangezien hij daarvoor de Assassin's Creed-franchise overzag, voelde dit voor hem als een wezenlijke stap terug.

Côté nam naar eigen zeggen twee weken vrij om over deze situatie te reflecteren. Aan het einde van die periode zou Ubisoft hebben geëist dat hij een besluit moest maken en besloot Côté dat dit een onacceptabele situatie was, en een "ontslag in vermomming". Hij eiste dan ook ontslagvergoeding, waarna hij te horen kreeg dat hij niet meer op werk hoefde te komen en Ubisoft aankondigde dat hij was vertrokken.

Volgens Côté heeft Ubisoft geclaimd dat hij vrijwillig is vertrokken, zodat men geen ontslagvergoeding hoefde te betalen. Côté eist nu twee jaar aan loon als ontslagvergoeding en 75.000 dollar aan schadevergoeding vanwege machtsmisbruik en schade aan zijn reputatie. In totaal komt dat neer op meer dan 1,3 miljoen dollar. Ook wil hij dat het concurrentiebeding komt te vervallen.

Vantage Studios en Assassin's Creed

Ubisoft richtte vorig jaar samen met het Chinese Tencent de dochteronderneming Vantage Studios op. Daar zijn de drie belangrijkste Ubisoft-franchise in ondergebracht, namelijk Assassin's Creed, Far Cry en Rainbow Six. Ook de ontwikkelteams die aan deze reeksen werken maken nu onderdeel uit van Vantage Studios.

De Assassin's Creed-franchise is al jarenlang een van de belangrijkste gamereeksen van de Franse uitgever Ubisoft. In de spellen gebruiken spelers parkour, stealth en gevechten om diverse exotische locaties uit de geschiedenis te verkennen. Het meest recente deel is het vorig jaar uitgekomen Assassin's Creed Shadows.