Het binnenste van de stellatorreactor (foto: IPP)
Terwijl de bouw van de grote kernfusieproef-reactor ITER in Frankrijk ernstige vertraging heeft opgelopen, lijkt op andere plekken op de wereld stevig getimmerd te worden aan dé energievorm van de toekomst. Het is met enige ironie gesteld, omdat de enige constante in onderzoek aan kernfusie de tijd is die het nog zal duren voor die techniek in de praktijk gebracht zal worden: 50 jaar. Nu zijn ze in Duitsland weer aan de gang met fusie. In de nieuwe fusiereactor Wendelstein 7X heeft zich voor het eerst een plasma gevormd, een superhete, ionische gaswolk. Kernfusie is de techniek van de superlatieven, de zon op aarde.
Er is negen jaar aan de nieuwe installatie gewerkt (Wendelstein is overigens een berg uit de Beierse Alpen). De onderzoekers van het Max Planck-instituut voor plasmafyisca in Greifswald zijn een jaar bezig geweest met het opstarten. Een mg helium werd in een 16 m grote ring gebracht en via een microgolfpuls van 1,8 MW op temperatuur gebracht. Het plasma werd met een camera in de gaten gehouden. De temperatuur zou eentiende s de 1 miljoen graden hebben bereikt. “We beginnen met een plasma van helium”, zegt Thomas Klinger, wetenschappelijk directeur van het project. Pas volgend jaar zal met het eigenlijke onderzoeksprogramma worden begonnen en zal er met waterstof worden gewerkt. “Met helium is het makkelijker om een plasmatoestand te bereiken. Bovendien kunnen we met een heliumplasma het oppervlak reinigen.”
De zon is één grote fusiereactor, waar bij hoge temperaturen waterstofkernen zich samenvoegen tot heliumkernen. Op aarde is dat alleen nog maar gelukt bij waterstofbommen, maar de kunst is die kernfusie in het gareel te houden. Die installatie in Greifwald is te klein om stroom op te wekken (maar kost desondanks toch € 400 miljoen), maar is groot genoeg om ingewikkelde magneetvelden te bestuderen. Plasma is een toestand waarbij de atoomkernen losraken van de elektronen. Het grote probleem, of misschien wel een van de grote problemen, bij kernfusie is dat gigantisch hete plasma verre van het aardse materiaal te houden, zoals de reactor zelf. Dat wordt gedaan door het plasma magnetisch ‘op te sluiten’. “We zij zeer tevreden”, zegt bedrijfsleider Hans-Stephan Bosch na de eerste proevendag. “Alles liep zoals voorzien.” In volgende experimenten zal de duur van de plasmaontladingen verlengd en bestudeerd worden hoe het heliumplasma het best tot stand komt. In januari wordt dan op waterstof overgeschakeld.
De reactor in Duitsland is een stellator, een type opsluiting dat al in de jaren 50 is ontwikkeld. Daarin wordt het magneetveld opgewekt om het plasma van de wanden van de reactor te houden. Bij de ITER in Frankrijk wordt daarvoor een tokamak-reactor gebruikt die veel eenvoudiger van constructie is. Overigens zouden ze in Zweden aan een vorm van ‘koude kernfusie’ werken waarbij die magnetische opsluiting niet eens nodig zou zijn. We gaan het zien. In Duitsland zijn ze zeker nog heel wat jaren aan het speuren.
Bron: der Spiegel