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
De nieuwe Fable komt dit najaar naar Xbox, PlayStation 5 en pc
Huis

De nieuwe Fable komt dit najaar naar Xbox, PlayStation 5 en pc

Fable, de nieuwe adventuregame van Playground Games,verschijnt aankomend najaar op Xbox Series-consoles, PlayStation 5 en pc. Dat werd vanavond tijdens de Xbox Developer Direct aangekondigd.

Het was al bekend dat de game naar Xbox en pc kwam, maar nu is dus ook duidelijk dat het spel op release ook voor PlayStation 5 beschikbaar zal zijn. Daarbij weten we nu dus dat Fable ergens aankomend najaar verschijnt. Gedurende de presentatie werd uitgebreid ingegaan op de game, waarbij ook gameplay werd getoond. Hieronder zijn zowel een korte teaser trailer als de complete presentatie te zien - in die presentatie vallen veel meer beelden van de game te zien.

Een eigen held in een grootse wereld

Spelers beginnen de game als een kind in een rustig dorpje. Al snel komen spelers er achter dat ze uit kunnen groeien tot held in het land van Albion. In de beelden zijn magische bossen, drukke dorpjes, complete steden die rondom kastelen zijn gebouwd en andere prachtige omgevingen te zien. De game heeft voor het eerst in de reeks echt een open spelwereld en spelers kunnen dan ook gaan en staan waar ze maar willen.

Spelers bepalen daarbij zelf wat voor soort held ze worden. Men bepaalt het uiterlijk van het personage, de kleding die men draagt en wat het personage zoal doet in het spel. Er zijn zwaarden, men kan magie gebruiken of juist met pijl en boog aan de slag gaan. Daarbij keren er diverse vijanden uit de vorige games terug, waaronder trollen en skeletten. Natuurlijk zijn er ook nieuwe vijanden, waaronder de Cockatrice - een grote, monsterlijke kip.

Net als in de oude games kunnen spelers zich ook vermaken met allerlei randzaken buiten het hoofdavontuur. Denk aan het kopen van een huis - of élk huis - of het vinden van een partner en met ze op date gaan. Het is ook mogelijk om meerdere partners te hebben, of juist te scheiden.

Watch on YouTube

Er zijn meer dan duizend inwoners van Albion, en elk heeft een eigen rol in deze wereld, en een eigen routine. Elk personage is aanspreekbaar - inclusief ingesproken stemmen. Daarbij hebben de acties van spelers ook een groot effect op de andere personages: zo kan de speler een huisbaas worden en die verhuren, of andere inwoners zelfs op straat gooien. Spelers bouwen gedurende het spel een reputatie op, en alle inwoners reageren daar op hun eigen manier op.

Als voorbeeld werd een missie getoond rondom een inwoner - gespeeld door Britse komediant Richard Ayoade - die een middeltje uitvindt om uit te groeien tot een reus. Als spelers er voor kiezen deze reus te doden, blijft het dode lichaam van dit personage op een heuvel liggen, wat volgens de ontwikkelaars de huizenprijzen van het nabijgelegen dorpje beïnvloedt. Op Xbox Wire valt meer informatie over de game te lezen.

Het ontstaan van Fable

De Fable-franchise ontstond op de eerste Xbox-console en werd ontwikkeld door Lionhead Games, dat onder leiding stond van Peter Molyneux – ook bekend van Black & White. Deze adventure-rpg die zich afspeelde in een middeleeuwse fantasiewereld genaamd Albion – gebaseerd op Groot-Brittannië – had als unieke insteek dat spelers zelf bepaalden of ze goede of slechte daden verrichten, en het uiterlijk van het hoofdpersonage veranderde afhankelijk van deze keuzes. Spelers konden zo een koene ridder of een duivelse crimineel worden.

Ook uniek aan de game was dat spelers een levenspartner konden vinden en daarmee zelfs een kind konden krijgen. Daarnaast was een belangrijk onderdeel van het origineel en de diverse vervolgen die zijn verschenen de typisch Britse, droge humor. De Fable-reeks heeft al jaren geen nieuw deel gekregen, tot het aankomende nieuwe deel.

De nieuwe Fable

De nieuwe Fable is al een aantal jaar in ontwikkeling bij Playground Games, tevens de ontwikkelaar van de Forza Horizon-reeks. Deze reboot moet de unieke aspecten van de franchise behouden, maar een nieuwe generatie gamers er kennis mee laten maken, terwijl de hoogstaande graphics van moderne consoles en pc voor een veel gedetailleerdere spelwereld zorgen.

Watch on YouTube
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.

▼ Volgende artikel
Forza Horizon 6 verschijnt op 19 mei, eerste gameplay te zien
Huis

Forza Horizon 6 verschijnt op 19 mei, eerste gameplay te zien

Forza Horizon 6 komt op 19 mei uit, zo werd vanavond tijdens de Xbox Developer Direct bevestigd. Ook werden er nieuwe beelden van de game getoond, waaronder de eerste gameplaybeelden.

Een selectie aan gameplaybeelden is hieronder te zien in de officiële teaser trailer. Tijdens de livestream, die ook hieronder te vinden is, werd nog veel meer informatie gegeven over het aankomende nieuwe deel in de populaire racefranchise.

Racen in Japan

Zoals eerder al bekend werd gemaakt, speelt de game zich af in Japan. De spelwereld zit vol met prachtige landschappen, waarbij klassieke natuur met moderne stedelijke omgevingen wordt gecombineerd.

Spelers arriveren in de virtuele versie van dit land als toerist, en werken zich langzaam maar zeker omhoog in de racewereld door mee te doen aan festivals. Nieuw zijn 'Horizon Rush'-evenementen waarbij spelers hun skills tonen op obstakelcourses.

Natuurlijk mogen auto's niet ontbreken in de game. Er zitten meer dan 550 wagens in de game op release. Elke wagen reageert zo realistisch mogelijk op de weg en het weer. Naast klassieke wagens zijn ook de nieuwste auto's in het spel te vinden, waaronder de GR GT.

Er zijn verschillende aanpasbare garages te vinden in de spelwereld. Spelers bepalen zelf het uiterlijk van deze garages en kunnen hier hun auto's showen. Daarnaast is er de Estate, een uitgebreid landschap waar spelers gedurende het spel hun eigen thuishaven kunnen opbouwen. Meer informatie over de game is in dit artikel op Xbox Wire te vinden.

Watch on YouTube

Forza Horizon 6-releasedatum en platforms

De releasedatum lekte onlangs al via een te vroeg gepubliceerde advertentie, maar is nu dus bevestigd. Op 19 mei komen zowel de standaard editie als een deluxe editie uit. Mensen die de laatstgenoemde editie aanschaffen, ontvangen op 15 mei al toegang tot de game. De standaard editie gaat 69,99 euro kosten.

De game komt op de bovengenoemde datum uit voor Xbox Series-consoles en pc, en later dit jaar ook voor PlayStation 5. Xbox geeft steeds vaker zijn games uit op consoles van concurrerende platforms, en Forza Horizon 6 vormt daar geen uitzondering op.

De Forza Horizon-reeks

In de Forza Horizon-games kunnen spelers naar hartenlust rondscheuren in mooie bolides. De games spelen zich af in open werelden, waarbij men de mogelijkheid heeft om aan diverse racefestivals mee te doen. Het betreft een subreeks van Forza Motorsport – dat zijn serieuzere racegames ten opzichte van de wat speelsere Horizon-titels. De populariteit van de Horizon-subreeks is die van Forza Motorsport inmiddels voorbijgestreefd.

De ontwikkelaar van de Forza Horizon-reeks is Playground Games. Zij werken ook aan de nieuwe Fable, die vandaag ook tijdens de Xbox Developer Direct werd getoond.

Watch on YouTube
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.