Het Amerikaanse ministerie van Energie kondigde op 13 december 2022 een belangrijke doorbraak aan in het onderzoek naar kernfusie. Wetenschappers van het Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in Californië voerden met succes een fusie-experiment uit dat meer energie produceerde dan het verbruikte, een mijlpaal die bekend staat als netto energie. verdienen.

Hoe het Fusion-experiment werkte

Het experiment maakte gebruik van een methode genaamd inertiële opsluitingsfusie (ICF), waarbij krachtige lasers worden gebruikt om een ​​kleine brandstofpellet, gemaakt van deuterium en tritium, isotopen van waterstof, te comprimeren en te verwarmen. Deze compressie creëert extreme temperaturen en drukken die ervoor zorgen dat de kernen van de waterstofisotopen samensmelten, waardoor een grote hoeveelheid energie vrijkomt.

Waarom macht nog tientallen jaren verwijderd is

Hoewel het experiment met netto-energiewinst een grote stap voorwaarts is, staat de weg naar commerciële fusie-energiecentrales nog steeds voor grote uitdagingen. Enkele van de redenen waarom wijdverspreide fusie-energie nog tientallen jaren op zich laat wachten zijn:

1. Het experiment repliceren :Het succesvolle experiment bij LLNL werd uitgevoerd onder zorgvuldig gecontroleerde laboratoriumomstandigheden. Het repliceren van de resultaten op grotere schaal en het bereiken van consistentie in het fusieproces zullen verder onderzoek en technische vooruitgang vereisen.

2. Technische uitdagingen :Het ontwikkelen van de technische oplossingen die nodig zijn voor een praktische fusie-energiecentrale is een complexe onderneming. Dit omvat het ontwerpen en bouwen van gespecialiseerde componenten, zoals lasers, doelen en insluitingssystemen, die bestand zijn tegen de extreme hitte en straling die worden geproduceerd door fusiereacties.

3. Materiaalkunde :Het vinden van materialen die bestand zijn tegen de intense omstandigheden in een fusiereactor is een cruciale uitdaging. Deze materialen moeten bestand zijn tegen extreme temperaturen, hoge neutronenflux en andere zware omstandigheden zonder te verslechteren of radioactief te worden.

4. Plasmacontrole :Het beheersen en in stand houden van het fusieplasma is een complex proces dat nauwkeurige controle over temperatuur, dichtheid en andere parameters vereist. Het verfijnen en onderhouden van deze controle onder praktische bedrijfsomstandigheden zal uitgebreid onderzoek vergen.

5. Kosten en efficiëntie :Het economisch levensvatbaar maken van fusie-energie is een belangrijke hindernis. De huidige fusie-experimenten zijn zeer energie-intensief, en het verminderen van de energie-input en tegelijkertijd het verbeteren van de algehele efficiëntie zal essentieel zijn voor de commerciële levensvatbaarheid.

Ondanks deze uitdagingen is het succesvolle experiment met netto-energiewinst een belangrijke mijlpaal die het vertrouwen in het potentieel van fusie als schone, veilige en overvloedige energiebron vergroot. Het stimuleert de internationale gemeenschap van wetenschappers en ingenieurs die zich bezighouden met fusieonderzoek en brengt de zoektocht naar praktische fusie-energie een stap dichter bij de realiteit.