Duitsland investeert tientallen miljoenen in een nieuw laserfusiecentrum dat de extreme natuurkunde achter kernfusie moet ontrafelen. Met experimenten die omstandigheden nabootsen in het binnenste van sterren hopen onderzoekers een van de grootste obstakels richting fusie-energie te overwinnen.
Duitsland heeft een nieuw onderzoeksinitiatief gelanceerd dat de ontwikkeling van kernfusie dichterbij moet brengen. Het High Energy Density Initiative (HEDI), opgezet door de Universiteit van Rostock en het Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, richt zich op het bestuderen van materie onder omstandigheden die normaal alleen in sterren en reuzenplaneten voorkomen.
De investering van circa 20 miljoen euro moet leiden tot een nieuw laboratorium waarin laserexperimenten centraal staan. Daarmee wil het land een internationale hotspot worden voor onderzoek naar de fysica die fusie mogelijk maakt.
Lasers als sleutel tot fusie-energie
In het centrum van het onderzoek staat lasergebaseerde inertial confinement fusion. Hierbij worden extreem krachtige laserpulsen gebruikt om kleine brandstofcapsules samen te persen tot temperaturen en drukken die vergelijkbaar zijn met het binnenste van een ster.
Lasergebaseerde inertial confinement fusion wordt steeds belangrijker binnen het fusieonderzoek. Eerder onderzoek laat zelfs zien dat nieuwe laserconcepten de fundamentele aannames rond fusietemperaturen kunnen beïnvloeden.
Wat er precies gebeurt in die fracties van een seconde is nog altijd niet volledig begrepen. En juist daar ligt volgens onderzoekers de sleutel tot toekomstige fusie-energie. Door dit proces beter te doorgronden, hopen wetenschappers efficiëntere en stabielere fusie-reacties te kunnen realiseren.
Een van de grootste uitdagingen in fusieonderzoek
Hoewel kernfusie vaak wordt gezien als heilige graal voor schone energie, zijn de technische en natuurkundige obstakels nog groot. Vooral het gedrag van brandstof onder extreme druk en temperatuur is lastig te voorspellen.
Het nieuwe Duitse centrum moet precies dat gat in kennis dichten. Door experimenten te combineren met geavanceerde simulaties willen onderzoekers een beter model ontwikkelen van wat er in fusieplasma’s gebeurt.
Internationale samenwerking
Het HEDI-project werkt samen met onder meer de European XFEL en internationale partners in de fusiewereld. Ook bedrijven die zich richten op laserfusie, zoals Marvel Fusion, zijn betrokken. De ambitie is niet om op korte termijn een werkende fusiecentrale te bouwen, maar om de fundamentele wetenschap te leveren die dat uiteindelijk mogelijk moet maken. Volgens onderzoekers is dat precies waar de huidige generatie fusie-onderzoek nog tekortschiet.
Stap richting een nieuwe energietoekomst
De stap van experimenteel fusieonderzoek naar praktische energieopwekking krijgt wereldwijd steeds meer aandacht, vooral nu er bij sommige projecten al sprake is van netto-energie en een verschuiving richting commerciële ontwikkeling.
Als het lukt om het gedrag van fusiebrandstof beter te beheersen, kan dat de ontwikkeling van kernfusie aanzienlijk versnellen. En hoewel “onbeperkte energie” nog toekomstmuziek blijft, zien wetenschappers fusie wel als een van de meest veelbelovende routes richting vrijwel CO₂-vrije energieproductie op grote schaal.
