Science >> Wetenschap >  >> Natuurkunde

In een donut in Japan, de kracht van de zon ontsluiten

Voor het ongetrainde oog lijkt de JT-60SA op een sci-fi-apparaat uit de jaren zeventig.

Met zijn wirwar van pijpen en pompen die naar een metalen pot ter grootte van een gebouw van vijf verdiepingen leiden, ziet de Japanse JT-60SA-machine er voor het ongetrainde oog uit als een apparaat uit sciencefiction uit de jaren zeventig.



Maar binnenin bevindt zich een donutvormig vat waarin experimenten op miljoenen graden kunnen helpen een koolstofvrije, onuitputtelijke en veilige energiebron voor de toekomst te ontsluiten:kernfusie.

‘Fusie-energie, de kracht achter de zon en de sterren, is al tientallen jaren een grote prijs voor energieonderzoek, sinds in de jaren vijftig en zestig voor het eerst werd geprobeerd een manier te vinden om deze kracht van de zon hier op aarde te reproduceren. "vertelde projectleider Sam Davis aan AFP tijdens een recente tournee.

"Niet alleen is (fusie) vrij van broeikasgassen en vrij van langlevend kernafval, maar het is compact, bestrijkt niet het hele landschap en kan industrieel bruikbare hoeveelheden energie genereren", zei de Brits-Duitse ingenieur. /P>

In tegenstelling tot splijting, de techniek die momenteel in kerncentrales wordt gebruikt, omvat fusie het combineren van twee atoomkernen in plaats van er één te splitsen, waardoor enorme hoeveelheden energie worden gegenereerd.

Het proces is veilig en er zijn geen vervelende bijproducten zoals splijtbaar materiaal voor een kernwapen of gevaarlijk radioactief afval dat duizenden jaren nodig heeft om te worden afgebroken, zeggen de voorstanders.

Sam Davis is de projectleider voor de JT-60SA-fusiereactor.

Wervelend plasma

Het duurde 15 jaar om de JT-60SA te bouwen in Naka, ten noordoosten van Tokio. Hij is 15,5 meter hoog en 13,7 meter breed en bestaat uit een zogenaamd tokamak-vat dat wervelend plasma kan bevatten dat tot miljoenen graden is verhit. .

Binnen de faciliteit, die in december werd ingehuldigd, is het de bedoeling om kernen van waterstofisotopen te laten samensmelten tot een heliumatoom, waarbij energie vrijkomt en het proces wordt nagebootst dat plaatsvindt in de zon en de sterren.

"Met slechts één gram (0,04 ounces) gemengde brandstof... kunnen we een energie verkrijgen die equivalent is aan acht ton olie", zegt Takahiro Suzuki, plaatsvervangend projectmanager voor de Japanse kant van het gezamenlijke project met de Europese Unie.

Maar ondanks tientallen jaren van inspanningen staat de technologie nog in de kinderschoenen en is ze erg duur.

De JT-60SA is momenteel de grootste in bedrijf zijnde faciliteit en is het kleine broertje en proefkonijn van de Internationale Thermonucleaire Experimentele Reactor (ITER) die in Frankrijk wordt gebouwd.

Volgens berichten in de media loopt ITER – een project dat wordt beheerd door zes landen en de Europese Unie – jaren achter op schema en zou het uiteindelijk wel 40 miljard euro ($42,3 miljard) kunnen gaan kosten, veel meer dan aanvankelijk werd verwacht.

De faciliteit werd in december ingehuldigd.

De heilige graal van beide projecten, en ook van andere over de hele wereld, is het ontwikkelen van technologie die meer energie vrijmaakt dan nodig is om deze van brandstof te voorzien – en wel op grote schaal en voor een langere periode.

Deze prestatie van "netto energiewinst" werd in december 2022 gerealiseerd in de National Ignition Facility van het Lawrence Livermore National Laboratory in de Verenigde Staten, de thuisbasis van 's werelds grootste laser.

'Flash in een blikje'

Maar de Amerikaanse faciliteit gebruikt een andere methode dan ITER en de JT-60SA, bekend als traagheidsopsluitingsfusie, waarbij hoogenergetische lasers tegelijkertijd in een vingerhoedcilinder worden gericht die waterstof bevat.

"Magnetische opsluiting, en in het bijzonder tokamaks, van het soort dat JT-60SA is, zijn veel beter toepasbaar voor het runnen van een stabiele elektriciteitscentrale, voor een stabiele energieproductie zoals we nodig zouden hebben," zei Davis.

"Dit is niet zomaar een flits in een blikje."

Maar met het wereldrecord van China voor het verwarmen van plasma tot de vereiste temperatuur – 120 miljoen graden Celsius (216 miljoen graden Fahrenheit) – momenteel slechts 101 seconden, is er nog een lange weg te gaan.

“Kernfusie kan zeker bijdragen aan een toekomstige energiemix. Op welke tijdschaal precies is moeilijk te zeggen. Het zal uiteindelijk neerkomen op hoeveel er in het veld wordt geïnvesteerd (en) hoeveel de samenleving dit als oplossing wil nastreven.” zei Davis.

© 2024 AFP




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Hoe mitochondriale disfunctie leidt tot vroegtijdige veroudering en ziekte
  2. Herenbaarden dragen meer bacteriën dan hondenbont,
  3. Onderzoek toont aan dat de ontwikkeling van babyvogels wordt geschaad door het geluid van auto's
  4. Waarin verschillen mensen van onze voorouders?
  5. Een gemakkelijke manier om de schedelzenuwen te leren
  6. Wetenschappers brengen nieuwe inzichten in de erfelijkheid van de ernst van de hiv-infectie
  7. Het huidige begrip van dierenwelzijn sluit momenteel vissen uit, ook al voelen vissen pijn
  8. Hoe CFU uit verdunning te berekenen
  9. De circadiane klok bepaalt het tempo van de plantengroei

Wetenschap