Het Britse First Light Fusion heeft een cruciale stap van zijn FLARE-fusieconcept experimenteel aangetoond. Door meer van het compressiewerk in de brandstoftarget zelf te laten gebeuren, moet een toekomstige fusie-installatie eenvoudiger, robuuster en vooral goedkoper kunnen worden.
First Light Fusion heeft op zijn M3-installatie in Oxford laten zien dat fusiebrandstof tot hoge dichtheid kan worden samengeperst met een relatief eenvoudige en minder krachtige aandrijving. De experimenten vormen een belangrijke test van FLARE, de eigen aanpak van het Britse bedrijf voor inertiële kernfusie.
Eerst samenpersen, daarna ontsteken
FLARE staat voor Fusion via Low-power Assembly and Rapid Excitation. Het concept splitst inertiële kernfusie op in twee stappen. Eerst wordt de fusiebrandstof sterk samengeperst, waarna een afzonderlijke, zeer snelle energiepuls de ontsteking moet veroorzaken.
Laat ons meteen duidelijk zijn: de nieuwe experimenten zijn uitsluitend gericht op die eerste stap. Van fusie, laat staan netto energieproductie, was dus nog geen sprake.
De technische truc zit grotendeels in de target zelf. First Light gebruikt een constructie met meerdere concentrische schillen. Een elektrische puls zet die in beweging, waarna een reeks zorgvuldig getimede schokgolven ontstaat. Die moeten het materiaal steeds verder comprimeren zonder het voortijdig sterk te verhitten.
Kan doorslaggevend zijn
Dat klinkt als een detail, maar kan voor commerciële kernfusie juist doorslaggevend zijn. Traditionele inertiële fusiesystemen stellen extreme eisen aan hun lasers of andere ‘drivers’: die moeten in zeer korte tijd enorme vermogens met grote precisie leveren.
In een energiecentrale moet zo’n proces bovendien continu worden herhaald. Een fusie-installatie moet meer kunnen dan alleen energie opwekken. Als dure componenten snel slijten of veel onderhoud nodig hebben, wordt commerciële toepassing lastig.
First Light probeert daarom complexiteit van de machine naar de vervangbare target te verplaatsen. Volgens het bedrijf kan de compressiedriver daardoor uiteindelijk ongeveer tien keer goedkoper worden dan vergelijkbare systemen. Dat blijft voorlopig een ambitie die nog experimenteel moet worden bewezen.
Volgende stap: echte fusieconditites
De M3-tests verminderen volgens First Light wel een belangrijk technisch risico: ze tonen aan dat de target zelf een relatief eenvoudige elektrische puls kan omvormen tot de gewenste compressiedynamiek.
Het bedrijf haalde in april £25 miljoen op, onder meer met steun van de Britse UK Atomic Energy Authority, om FLARE verder te ontwikkelen.
De volgende uitdaging wordt aanzienlijk groter. First Light wil de compressie opvoeren tot omstandigheden die relevant zijn voor echte fusiebrandstof en die uiteindelijk combineren met de tweede, snelle ontstekingspuls. Pas dan zal blijken of de slimme target niet alleen de machine eenvoudiger kan maken, maar ook kan bijdragen aan een praktisch bruikbare fusiecentrale.
