[D66] Kernfusieonderzoek in Europa

[Dr. Marc-Alexander Fluks]

Bron:   NRC Handelsblad
Datum:  17 december 2023
Auteur: Dorine Schenk
URL:    
https://www.nrc.nl/nieuws/2023/12/17/sommige-kernfusiebedrijven-verkopen-vliegende-tapijten-a4184436


'Sommige kernfusiebedrijven verkopen vliegende tapijten'
--------------------------------------------------------
Blijft het opwekken van energie met kernfusie een toekomstdroom? Wat is 
de stand van het Europese onderzoek ernaar?

Eind 2021 wekte de grootste kernfusiereactor ter wereld een 
recordhoeveelheid energie op. In vijf seconden produceerde het Europese 
fusie-experiment Joint European Torus (JET) 59 megajoule aan 
warmte-energie, vergelijkbaar met het elektriciteitsverbruik van een 
tweepersoonshuishouden in twee dagen. Het was een mijlpaal van 
EUROfusion, het Europese onderzoeksprogramma naar kernfusie voor 
energieopwekking.

EUROfusion is in 2014 opgericht om het Europese kernfusieonderzoek samen 
te brengen. Het doel: elektriciteit produceren met kernfusie, de 
energiebron van de zon. Fusiereactoren kunnen duurzame en stabiele 
energiebronnen zijn die bovendien veiliger zijn dan de huidige 
kernsplijtingsreactoren. Hoewel experimenten zoals JET hebben aangetoond 
dat gecontroleerde fusie mogelijk is, is het nog nooit gelukt om hiermee 
meer energie op te wekken dan erin ging om de reactie op gang te 
brengen. Dit moet wel gaan lukken met ITER, een nog grotere 
experimentele kernfusiereactor die momenteel gebouwd wordt in 
Zuid-Frankrijk, waarbij EUROfusion ook betrokken is.

Hoewel ITER nog niet draait, sluit JET eind dit jaar na veertig jaar 
trouwe dienst. Gelijktijdig stopt Tony Donne als programmamanager van 
EUROfusion, een functie die hij sinds de oprichting vervulde. 'Die 
timing is puur toeval.' In gesprek bij energie-instituut Differ in 
Eindhoven blikken Donne en zijn opvolger Ambrogio Fasoli terug en 
vooruit.


Van kernfusie als energiebron wordt vaak gezegd dat het nog veertig jaar 
weg is en dat altijd zal blijven. Blijft een fusie-energiecentrale 
altijd een toekomstdroom?

Donne: 'Mijn mening is dat we fusie als energiebron voor elkaar kunnen 
krijgen als we het aanpakken zoals het Manhattanproject [waarbinnen de 
VS tijdens de Tweede Wereldoorlog de atoombom ontwikkelden]. Met een 
centraal team, voldoende budget en op de juiste manier opgezet. Ik was 
vorige week in China en daar is iets dergelijks gaande. Ze zijn een 
experimentele fusiereactor aan het bouwen die vergelijkbaar is met ITER, 
alleen iets kleiner. Ik ben ervan overtuigd dat die over vier of vijf 
jaar werkt. Wij kunnen dat in Europa ook. We zijn nu nog voorloper.'

Fasoli: 'Het is op dit moment niet de vraag of het mogelijk is, maar 
wanneer. Als alle Europese partners de handen ineenslaan, ook met de 
industrie, dan kan het in twintig jaar.'


Wat zijn grootste uitdagingen om een fusie-energiecentrale te bouwen?

Donne: 'We hebben nog geen materialen voor de reactorwanden die bestand 
zijn tegen de straling die vrijkomt bij de fusiereacties. De huidige 
materialen verbrokkelen daardoor en moeten daarom vaak vervangen worden. 
Het ontwikkelen en testen van betere materialen zal nog zeker tien tot 
vijftien jaar duren. Daarnaast moeten we tritium kweken. Tritium is 
onderdeel van de fusiebrandstof. Omdat tritium snel vervalt is het 
nauwelijks aanwezig in de natuur. Er bestaan verschillende technieken 
voor het kweken ervan die in het lab werken, maar we moeten dit nog 
ontwikkelen tot een methode die op grote schaal werkt.'

Fasoli: 'Een andere uitdaging is het samenbrengen van alle onderdelen 
die we nu vooral individueel begrijpen. Ik vergelijk het met een 
tienkamp. De beste tienkamper kan niet ook de beste verspringer, 
hoogspringer, sprinter, enzovoorts zijn. Dat geldt ook voor het 
ontwerpen van een fusiereactor. Je moet het gehele ontwerp 
optimaliseren. Dat is een grote uitdaging, omdat fusiereactoren complexe 
apparaten zijn.'


Waarom is Europese samenwerking daarvoor belangrijk?

Donne: 'Tot 2014 had elk land totale autonomie binnen het Europese 
kernfusieonderzoek. Daardoor was het onderzoek erg versplinterd en deed 
iedereen dat wat de meeste prestigieuze wetenschappelijke publicaties 
opleverde. Dat leidde tot duplicaties en belangrijk onderzoek dat niet 
werd gedaan omdat het niet zo sexy was. Daarom werd besloten tot de 
oprichting van EUROfusion, met een gemeenschappelijke roadmap.'

Fasoli: 'Een voorbeeld is het onderzoek naar verstoringen in het hete 
brandstofplasma die ervoor kunnen zorgen dat we de controle kwijtraken 
en het plasma de wanden beschadigt. We moeten die verstoringen voorkomen 
of temmen. Maar niemand wilde dat onderzoeken. Dankzij EUROfusion is er 
nu een team met de juiste kennis en toegang tot de juiste faciliteiten 
om dit te onderzoeken waardoor we er steeds meer over weten. Daarnaast 
houdt EUROfusion zich bezig met het opleiden van de volgende generatie 
onderzoekers en technici.'


De laatste jaren zijn er bedrijven die claimen over vijf of tien jaar 
een werkende fusiereactor te hebben.

Fasoli: 'Ze zorgen nu voor extra interesse in fusieonderzoek. Dat is 
goed. Maar het baart me wel zorgen dat ze grote beloftes doen. Als over 
een paar jaar blijkt dat ze die niet kunnen waarmaken, dan is dat niet 
goed voor het imago van kernfusie. Verder concurreren ze met ons om 
personeel. Met de mooie beloftes en de hoge lonen trekken ze een deel 
van de jonge fusieonderzoekers bij ons weg.'

Donne: 'Ik vind dat sommige bedrijven vliegende tapijten verkopen. Ze 
weten dat ze niet in vijf of tien jaar een werkende fusiereactor kunnen 
bouwen. Ze doen die beloftes enkel voor hun investeerders.'


Wat zijn de doelen van EUROfusion voor de komende jaren?

Fasoli: 'ITER is prioriteit nummer een. Tegelijkertijd werken we toe 
naar DEMO - de eerste Europese fusiereactor die elektriciteit gaat 
leveren aan het net. We zijn bezig met de voorbereidingen voor het 
ontwerp en de locatie. Daarvoor hebben we nu al lessen geleerd van ITER, 
waar fouten zijn gemaakt bij de productie van de onderdelen. Daarvan 
hebben we geleerd dat we de industrie moeten betrekken bij de plannen en 
ontwerpen.'

Donne: 'Daarnaast denk ik dat de grootste uitdaging waar Ambrogio voor 
staat is om politici ervan te overtuigen dat we op kernfusieonderzoek 
moeten inzetten.'

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Wat is kernfusie?

In kernfusiereactoren wordt een plasma van deuterium (2H) en tritium 
(3H), zware varianten (isotopen) van waterstofatomen, gevangen in 
krachtige magneetvelden. Als de druk en de temperatuur hoog genoeg zijn, 
fuseren deze atomen tot heliumkernen (He), waarbij een grote hoeveelheid 
energie vrijkomt. In JET kon het fusieproces enkele minuten lang 
gecontroleerd worden. Het doel van ITER is om fusie 50 minuten lang op 
gang houden en tien keer meer energie te produceren dan erin gaat. ITER 
zou in 2025 van start gaan. De bouw is echter vertraagd, onder meer door 
problemen met de geleverde onderdelen.

--------
(c) 2023 Mediahuis