(Bijna) onbeperkte energiebron - ITER-fusieplasma zal in vacuüm worden opgehangen

(Bijna) onbeperkte energiebron - ITER-fusieplasma zal in vacuüm worden opgehangen

De ITER-fusiereactor zal naar verwachting vanaf 2035 de zon naar de aarde brengen. Dit zou een bijna onbeperkte energiebron kunnen aanboren door waterstofkernen te fuseren. Vacuüm is onmisbaar voor het activeren en besturen van de kernfusie.
ITER-fusion-energy-1.jpg

Wanneer waterstofatomen worden omgezet in helium, komen enorme hoeveelheden energie vrij. Dit proces produceert geen broeikasgassen of eindeloos radioactief afval. Zogenaamde ‘neutronenbombardementen' veroorzaken slechts minimale radioactiviteit in bepaalde metalen onderdelen van het systeem, die gemakkelijk met technische middelen kunnen worden bestuurd.

Een oplossing voor één van de problemen van de mensheid?

Het succesvol benutten van deze energiebron zou enkele van de meest urgente problemen van de mensheid in één klap kunnen oplossen en een groot deel van de mensheid speelt een rol in dit project: de EU en Zwitserland, de VS, China, Zuid-Korea, Japan, Rusland en India zijn samengekomen in een zeldzame wereldwijde samenwerking. Het werd geïnitieerd door de presidenten Mikhail Gorbatsjov en Ronald Reagan in een tijdperk dat nu alweer ver weg lijkt. Cadarache in Zuid-Frankrijk werd geselecteerd als locatie voor ITER (wat "de weg" betekent in het Latijn).

Fusie is de brandstof van de zon. Op aarde vindt deze reactie plaats bij temperaturen die nog hoger zijn dan die van de kern in onze centrale ster: 15 miljoen graden Celsius. Geen enkel aards materiaal is bestand tegen deze temperaturen en daarom wordt het fusiemateriaal – een waterstof-helium-plasma – opgehangen in een extreem sterk magnetisch veld. De reactie vindt plaats in een vacuümkamer. Bij de voltooiing zal het de grootste ter wereld zijn. Het bestaat uit negen segmenten van 500 ton.

Testen op lekken in de kamersegmenten

Voordat ze worden geassembleerd, worden ze gecontroleerd op lekken. Dit gebeurt ook in een vacuüm. Busch leverde twee krachtige vacuümpompen voor de tests aan ITER. In de toekomst zal een groot aantal krachtige vacuümpompen nodig zijn om de hele vacuümkamer te evacueren. De reactor zal naar verwachting in 2025 voltooid zijn, waarna de tests zullen beginnen. De plannen zijn om in 2035 te beginnen met het uitvoeren van de zelfvoorzienende fusiereactie.

Het extreem krachtige magnetische veld waarin het hete plasma wordt ophangen, zal worden opgewekt door supergeleidende spoelen. Ze moeten gekoeld worden tot een paar graden boven het absolute nulpunt. Om deze andere extreme temperatuur te handhaven, zitten ze in een cryostaat – een geïsoleerde vacuümkamer met een diameter van 29 meter.

Wanneer twee atoomkernen samengesmolten worden, komen er enorme hoeveelheden energie vrij. Dit komt omdat de massa van de oorspronkelijke kernen groter is dan de massa van de gecreëerde kernen, inclusief de neutronen die vrijkomen. Met dank aan Einstein – E=m⋅c2 – weten we dat energie en massa eigenlijk hetzelfde zijn. De vermindering van de massa die door de fusiereactie optreedt, komt overeen met de vrijgekomen energie.

Op aarde kunnen deze reacties het beste worden bereikt met de waterstofisotopen deuterium en tritium. Als deze samensmelten, ontstaat er een heliumkern en komt er een neutron vrij. Eén gram brandstof kan 90.000 kilowattuur energie opleveren. Dat komt overeen met de energie van elf ton steenkool. Zeewater bevat een vrijwel onbeperkte hoeveelheid deuterium. Tritium kan worden geproduceerd uit lithium, dat ook in overvloed aanwezig is.


Abonneer u op de "World of Vacuum"-nieuwsbrief!
Abonneer u nu en blijf up-to-date met het laatste fascinerende nieuws op het gebied van vacuüm.

ABONNEREN