DIFFER krijgt 2,3 miljoen om uitlaat voor kernfusiereactor ITER te ontwerpen

Gepubliceerd op 05-12-2016 om 04:49

DIFFER krijgt 2,3 miljoen om uitlaat voor kernfusiereactor ITER te ontwerpen

5 december 2016 – Het Dutch Institute for Fundamental Energy Research (DIFFER) krijgt 2,3 miljoen euro om een uitlaat te ontwerpen voor de kernfusiereactor ITER in Frankrijk. Met het geld kunnen negen onderzoekers vijf jaar lang zoeken naar een oplossing voor de extreme hitte die de uitlaat moet verdragen.

Kernfusie kan een oneindige bron van schone energie zijn. In theorie dan, in de praktijk zijn er nog veel fundamentele hordes te nemen. In het internationale kernfusieproject ITER worden oplossingen gezocht voor die problemen. Zo worden in de ITER-reactor in Zuid-Frankrijk magneetvelden gebruikt om het plasma – extreem heet gas van geladen deeltjes – van de wanden weg te houden. Maar bij de uitlaat gaat dat niet. DIFFER zoekt naar een oplossing.

Uit een bericht van DIFFER
‘(…) In de toekomstige fusiereactor ITER krijgt de uitlaat temperaturen van tienduizenden graden, een ongekend intens bombardement van snelle, geladen deeltjes en een hitte van megawatts tot een gigawatt voor elke vierkante meter wandmateriaal te verwerken. Dat is net zoveel als duizenden lasbranders, of de uitlaat van een raket. In de commerciële opvolgers van ITER wordt de wandbelasting nog heftiger. Vervangen van de wand is kostbaar en tijdrovend.
“In een volwassen fusie-energiecentrale is een stevige metalen uitlaatwand met een hoog smeltpunt niet genoeg om het plasma te weerstaan”, stelt DIFFERs hoofd fusieonderzoek Marco de Baar. Het wandontwerp van ITER is berekend op het gebruik als experiment, voor de energiecentrale die na ITER komt is nog geen geschikt ontwerp. “In ons onderzoeksprogramma Taming the Flame gaan we daarom al in het hete plasma ingrijpen om de energie gecontroleerd naar de wand te brengen. We willen de fusie-uitlaat onder controle brengen.” Het onderzoek richt zich op kalmeren, uitsmeren en verdunnen van het plasma voor het de reactorwand raakt, en een nieuw ontwerp voor de uitlaat, waarbij een zichzelf reparerende laag vloeibaar metaal de vaste reactorwand beschermt.
“Als we de fusieuitlaat weten te temmen is dat zeer interessant voor mainstream-fusieonderzoek zoals ITER”, denkt De Baar, “maar dit wandprobleem speelt net zo erg bij alternatieve fusieprojecten, de uitdagers van ITER zoals de Duitse stellarator Wendelstein 7-X of de compacte ARC-reactor van MIT. We pakken hier een fundamenteel vraagstuk aan.” (…)’

Met de 2,3 miljoen van de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM) kunnen zeven extra promovendi en twee postdoc-onderzoekers vijf jaar lang aan de slag voor de uitlaat van het internationale fusieproject ITER in Saint-Paul-lez-Durance, in Zuid-Frankrijk. In ITER, een 18 miljard euro kostend project, werken de EU, de VS, China, Rusland, India, Zuid-Korea en Japan samen. ITER moet de eerste fusiereactor worden die meer energie opwekt (500 megawatt) dan erin gaat (50 megawatt). Volgens de nieuwe planning, die in november werd gepubliceerd, moet in 2025 het eerste plasma geproduceerd worden. In 2035 moet de ITER-reactor op volle kracht werken.

Gaat kernfusie te laat komen om klimaatverandering tegen te gaan, vraagt the Guardian zich af?

Uit het bericht van the Guardian
‘(…) For Schwemmer, there is only one long-term option. “You would have to cover whole continents with wind turbines to produce the energy needed for 10 billion people,” [Schwemmer, directeur van Fusion for Energie, de Europese partner in het ITER-project] says. “And if our children’s children are not to sit on piles of [fission] nuclear waste, we have to make fusion work. Even if it takes till 2100, we should still do it.” Nuclear fission is also limited by uranium supplies, perhaps to a few decades if it were to play a large role.
Bigot [directeur van ITER] said: “People have to realise, if we want a breakthrough [that could provide energy] for millions of years, 10 or 20 years is nothing.” He thinks fusion may still come in time to meet the need to move the world to zero emissions in the second half of the century to defeat global warming. (…)’