Onderzoekers hebben een nieuw kernfusie-record gevestigd. Plasma bleef dankzij een baanbrekende brandstofinjector 43 seconden stabiel: een cruciale stap richting de energiebron van de toekomst.
Wetenschappers hebben in de Wendelstein 7-X (W7-X) stellarator in Greifswald, Duitsland, een nieuw record gevestigd: een hoogwaardig fusieplasma bleef 43 seconden stabiel. Het resultaat wordt gezien als een cruciale stap richting commerciële kernfusie, een energiebron die vrijwel onuitputtelijk en schoon is.
De sleutel tot dit succes was een nieuwe brandstofinjector, ontwikkeld door onderzoekers van het Amerikaanse Oak Ridge National Laboratory (ORNL).
De drie voorwaarden van kernfusie
Kernfusie geldt al decennialang als de ultieme oplossing voor het wereldwijde energieprobleem. In tegenstelling tot kernsplijting laat fusie geen langdurig radioactief afval achter en is de brandstof (waterstof) bijna onbeperkt beschikbaar.
De uitdaging: om fusie te laten werken moeten drie voorwaarden – de zogeheten triple product – tegelijk worden gehaald en vastgehouden:
- een extreem hoge temperatuur (tientallen miljoenen graden),
- een hoge plasmadichtheid,
- en voldoende lang energiebehoud.
Tot nu toe lukte het vaak maar om één of twee factoren kort te bereiken. Het experiment in W7-X toont aan dat met slimme technieken de triple product-condities langer vol te houden zijn.
Nieuwe pellet-injector zorgt voor doorbraak
De doorbraak was mogelijk dankzij ORNL’s Continuous Pellet Fueling System. Deze installatie schiet minuscule, bevroren waterstofpellets (gekoeld tot 12 graden boven het absolute nulpunt) met hoge snelheid het plasma in.
Door gebruik te maken van een krachtige heliumpuls dringen de pellets diep door tot de kern van het plasma, waar ze verdampen en extra brandstof leveren. Dit is veel effectiever dan het van buitenaf ‘bijpuffen’ van gas, dat nauwelijks de kern bereikt.
Volgens ORNL-ingenieur Steve Meitner was dat precies de zwakke plek van W7-X: “Het apparaat kon al hoge prestaties bereiken, maar zonder voldoende brandstof in de kern viel de energie te snel weg.”
Meer dan een record
De W7-X is ’s werelds grootste stellarator, een type fusieapparaat dat met complexe, driedimensionale magnetische velden plasma opsluit in een donutvormige kamer. In tegenstelling tot de bekendere tokamak-ontwerpen (zoals ITER in Frankrijk) is de stellarator inherent stabieler en ontworpen voor langdurige werking.
Het nadeel: de plasmadichtheid op peil houden is technisch lastiger. Met de nieuwe pellet-injector lijkt dat obstakel nu deels te zijn overwonnen. Het resultaat – een stabiel plasma van 43 seconden – is daarmee niet alleen een record, maar ook een validatie van het stellaratorconcept.
De weg naar eindeloze energie
Hoewel een commerciële fusiecentrale nog jaren weg is, groeit de overtuiging dat kernfusie geen luchtkasteel meer is. Experimentele resultaten in Duitsland, maar ook bij tokamaks zoals JET (VK) en binnenkort ITER (Frankrijk), laten zien dat de bouwstenen stap voor stap op hun plek vallen.
De volgende uitdaging in Greifswald is om de prestaties verder op te schalen en plasma’s minutenlang stabiel te houden. Pas dan komt het ultieme doel in zicht: netto energie-opbrengst. Meer energie eruit dan erin.
Vooruitzicht
De Duitse doorbraak laat zien dat kernfusie zich in rap tempo ontwikkelt. Waar de technologie lang bekend stond om de eeuwige belofte “altijd nog vijftig jaar weg”, groeit de overtuiging dat fusie binnen enkele decennia een reële rol kan spelen in onze energiemix.
Of het nu via tokamaks of stellarators gebeurt: elk record brengt ons dichter bij een toekomst met onuitputtelijke, schone en veilige energie.
