Een Amerikaanse fusie-startup heeft de aandacht van de wetenschappelijke wereld te pakken. Een compacte reactor bereikte extreem hoge plasmadrukken, vergelijkbaar met die diep in de aardkorst, en toont daarmee dat een minder bekende, alternatieve fusietechniek verrassend veel potentie heeft.
Kernfusie is al decennialang de grote belofte voor schone, vrijwel onuitputtelijke energie. De meeste fusieprojecten zetten in op gigantische tokamaks of krachtige lasers, maar het Amerikaanse Zap Energy gooit het over een andere boeg. Het bedrijf werkt met een Z-pinchreactor, een compacte fusie-opstelling die plasma samenperst door een elektrische stroom door dat plasma zelf te sturen.
Die aanpak leverde een opvallende mijlpaal op. Tijdens nieuwe experimenten met hun meest geavanceerde opstelling, FuZE-3, werden plasmas geregistreerd met drukken tot 1,6 gigapascal (GPa). Dat komt overeen met de druk die je diep in de aardkorst vindt en is tien keer hoger dan de druk op de bodem van de Marianentrog.
Anders dan ‘normale’ kernfusie
Waar traditionele fusie-installaties enorme magneten of lasers gebruiken om plasma te verhitten en vast te houden, perst Zap Energy het plasma samen met een elektrische stroom door het plasma zelf. Dat maakt de Z-pinch veel compacter en eenvoudiger, maar nog altijd gericht op hetzelfde einddoel: een plasma creëren dat heet en dicht genoeg is om netto energie op te leveren.
Recorddrukken in microseconden
In de nieuwe experimenten werd het plasma in FuZE-3 een fractie van een seconde – ongeveer één microseconde – in extreme omstandigheden gebracht. Metingen via optische Thomsonverstrooiing bevestigen:
- 830 MPa elektronendruk
- ~1,6 GPa totale druk (ionen + elektronen)
- elektronendichtheden van 3–5 × 10²⁴ m⁻³
- temperaturen boven 1 keV, dat is ongeveer 12 miljoen graden celcius
Waarom is dit belangrijk?
Om fusie-energie haalbaar te maken moet een reactor de triple product halen: de combinatie van dichtheid, temperatuur en opsluitingstijd. Tokamaks scoren goed op opsluitingstijd, maar bereiken lagere dichtheden. Z-pinches doen precies het omgekeerde: ultrahoge dichtheden en temperaturen, maar kortere opsluitingstijden.
Als de stabiliteit verder verbetert en het aantal herhaalbare shots omhooggaat, kan de totale prestatie alsnog richting de benodigde drempel groeien. Zap Energy claimt dat deze resultaten een stap dichterbij wetenschappelijke energiewinst (Q>1) brengen.
Volgende stappen
Het team werkt dit najaar verder met nieuwe testcampagnes op FuZE-3. Tegelijkertijd bouwt Zap Energy aan een opvolger: een volgende generatie Z-pinchplatform dat nóg hogere prestaties moet leveren.
“We zijn pas net begonnen met FuZE-3,” zegt R&D-vicepresident Ben Levitt. “De reactor levert zeer betrouwbare resultaten, en we hebben nog veel ruimte om verder te groeien.”
Commerciële kernfusie nog steeds toekomstmuziek
Voorlopig staat commerciële fusie-energie nog steeds niet voor de deur; ook niet met deze alternatieve route. Maar het succes van FuZE-3 laat wel zien dat de fusiewereld breder en innovatiever is dan alleen de bekende megaprojecten.
De combinatie van compactheid, eenvoud en hoge prestaties maakt de Z-pinchaanpak vooral interessant voor snelle ontwikkeling en lage kosten. Daarmee vormt het een waardevolle aanvulling op de grote internationale fusie-inspanningen.
Meer dan 1 mogelijke route
Zap Energy’s FuZE-3-reactor toont dat alternatieve kernfusietechnieken verrassend krachtig kunnen zijn. Met drukken die vergelijkbaar zijn met die in de aardkorst bewijst de compacte Z-pinch opstelling dat er meer dan één route is naar fusie-energie.
De komende jaren moeten uitwijzen of deze techniek écht kan doorgroeien tot een reactor die meer energie oplevert dan hij verbruikt — maar de eerste stappen zijn overtuigend.
