Eerste zelfvoorzienende reactor voor kernfusie

In de komende jaren zal een experimentele kernfusiereactor uitgetest worden in een kerncentrale nabij Moskou. Dit is het resultaat van een samenwerking tussen Italiaanse en Russische wetenschappers. Indien dit project succesvol uitdraait dan zou dit wel eens de eerste fusiereactor kunnen worden. De reactor die geïnstalleerd worden is gebaseerd op een ontwerp van Bruno Coppi, een professor in de fysica van MIT. Hij werkt al een tijdje samen aan dit ontwerp samen met het Italiaanse National Agency for New Technologies, Energy and the Environment.

De reactor krijgt de naam Ignitor. En deze reactor is een tokamak reactor. Een tokamak is in het algemeen een torusvormig (donutvormig) apparaat waarin een plasma opgesloten kan worden opgesloten met behulp van sterke elektromagnetische velden. De sterke elektromagnetische velden zorgen ervoor dat er kernfusie gaat optreden door het oververhitte plasma, dat bestaat uit waterstof-isotopen, te gaan samen duwen. De werking verloopt als volgt, er wordt een elektrische stroom en radio-golven met hoge frequenties door het plasma gestuurd, hierdoor zal het plasma opwarmen tot extreem hoge temperaturen. Normaal zou het plasma door de toenemende temperatuur een groter volume gaan innemen, maar dit wordt tegengehouden door de elektromagnetische velden. Deze houden het plasma dus onder een steeds hoger worden druk samen. Doordat de druk en de temperatuur van de waterstof-isotopen in het plasma zeer hoog worden, gaan 2 atoomkernen van het waterstof samensmelten. Het resultaat van deze samensmelting is dat er helium gevormd wordt. Bij de samensmelting van atoomkernen komt er een enorme hoeveelheid warmte vrij. En het is deze warmte die men dan gaat gebruiken voor het aandrijven van een generator die dus elektriciteit produceert.

Een ander onderzoeksproject omtrent kernfusie met een veel grotere en complexere tokamak kernfusiereactor is aan de gang in Saint-Paul-lez-Durance in Frankrijk. The International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) is de naam van deze reactor en de bouw er van zou tegen 2019 volledig af moeten zijn zodat men tegen 2026 volledig klaar is voor experimenten op grote schaal. De ITER zal waarschijnlijk de eerste functionerende kernfusiereactor zijn maar deze is wel niet van hetzelfde type als de Ignitor want deze is niet zelfvoorzienend. De Ignitor is dit wel maar is wel 6 keer kleiner dan de ITER.

Het doel met de Ignitor is om het gedrag van het plasma in de reactor te onderzoeken. Met deze informatie kunnen ze dan het proces is de ITER en andere reactoren gaan aanpassen zodanig dat deze ook zelfvoorzienend worden. De Ignitor dient dus enkel als testreactor waarmee de wetenschappers experimenten willen doen op het plasma.

via [technologyreview]