Een impressie van het ITER complex in het Franse Cadarache.

ITER

Om kernfusie, de energiebron van de zon, op aarde te temmen is het noodzakelijk de brandstof bij een temperatuur van miljoenen graden in een krachtig magneetveld op te sluiten. De hete brandstof probeert echter op alle mogelijke manieren aan deze magnetische kooi te ontsnappen. Zo kunnen er bijvoorbeeld magnetische eilanden ontstaan. Deze ronddraaiende structuren verstoren het aangelegde magneetveld en leiden uiteindelijk tot veel energieverlies.

Eilanden zijn te bestrijden door ze op precies de juiste plaats te verhitten met krachtige microgolven, vergelijkbaar met het verhitten van water in een magnetron. Het plasma zendt zelf ook een zwak microgolfsignaal uit. Door dat microgolfsignaal te detecteren kan de locatie van de eilanden bepaald worden. Om beschadiging van de gevoelige detector te voorkomen wordt deze meestal ver van de intense verhittingsbundel geplaatst. Daardoor ontstaat er een flinke onzekerheid over de locatie van het ronddraaiende eiland ter hoogte van de verhittingsbundel. Zo’n systeem schiet dan ook zelden in één keer raak.

Het nieuwe regelsysteem zorgt dat magnetische verstoringen in de fusiereactor verdwijnen. De gele bundel geeft het meetsignaal van enkele nanowatts aan, de rode bundel is de microgolfverhitting van 1 megawatt. Doordat zowel meet- als stuursignaal vrijwel dezelfde frequentie hebben en hetzelfde pad volgen is raak schieten verzekerd.

FOM Rijnhuizen

Bullseye

In het kader van het ITER-NL consortium (een samenwerking van FOM, TNO en NRG) hebben de Nederlandse onderzoekers nu een systeem ontwikkeld waarbij detectie en verhitting via dezelfde bundellijn verlopen. Geen gemakkelijke opgave, want één miljoenste van een miljoenste van het vermogen in de verhittingsbundel kan de detector al volledig verblinden. Daarom ontwikkelden de onderzoekers een filter dat zelfs de kleinste reflectie van de verhittingsbundel tegenhoudt terwijl het meetsignaal wordt doorgelaten. Door de gevoelige meting is de verhittingsbundel precies op het te stabiliseren eiland te richten. Bart Hennen, promovendus aan FOM-Instituut Rijnhuizen: “Stel je een dartbord voor, dat ter hoogte van de maan allerlei kanten op beweegt. Wij kunnen met ons systeem keer op keer bullseye gooien, tegen de verblindende zon in.”

In het internationale kernfusie-experiment ITER kunnen ook magnetische eilanden ontstaan die tot veel energieverlies leiden. De onderzoekers denken dan ook dat hun systeem een goede kans maakt op ITER geïnstalleerd te worden.

Lees meer op Kennislink

• Weg vrij voor bouw kernfusiecentrale
• Vacuüm-mijlpaal voor plasmaexperiment
• Kernfusie – een energieproject van de lange adem

Lees meer over kernfusie

• Kernfusie, energiebron van de toekomst
• FOM Instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen
• De homepage van het ITER project