Je leest:

Weg vrij voor bouw kernfusiecentrale

Weg vrij voor bouw kernfusiecentrale

Auteur: | 24 mei 2006

Schone, duurzame energie en een bijna onuitputtelijke voorraad brandstof. In Frankrijk begint de bouw van de eerste grote experimentele kernfusiecentrale, ITER genaamd. Een internationaal project, waarbij de Europese Unie, Japan, Rusland, Zuid-Korea, China en de Verenigde Staten zijn betrokken. Tot dusver is het niet gelukt een rendabele reactor te bouwen. ITER is een volgende stap in die richting.

De experimentele ITER-reactor, de International Tokamak Experimental Reactor, wordt gebouwd bij de Franse stad Cadarache. De reactor heeft een maximaal vermogen van 700 megawatt. In theorie voldoende voor de jaarlijkse energiebehoefte van een kleine stad. ITER wordt gebouwd voor wetenschappelijk onderzoek. Het project moet bewijzen dat het mogelijk is een fusiereactor te bouwen die betaalbare energie kan leveren.

Kernfusie

Kernfusie is het proces waarbij energie wordt opgewekt door lichte atoomkernen, in de vorm van een wolkje waterstofgas, met elkaar te versmelten. Kernfusie is iets anders kernsplitsing, waarmee energie in kerncentrales wordt opgewekt. Fusering van atoomkernen gebeurt onder extreem hoge temperaturen, meer dan 150 miljoen graden Celsius. Dit proces voltrekt zich ook in onze Zon. Fusie-energie wordt beschouwd als schoon, duurzaam en bijna onbeperkt leverbaar. Waterstof is makkelijk te halen uit bijvoorbeeld zeewater. In theorie levert een liter zeewater evenveel energie als 30 liter benzine. Bovendien komen er geen broeikasgassen vrij, zoals CO2. Wel ontstaat licht radio-actief afval, maar dat staat in geen verhouding tot het afvalprobleem dat kerncentrales veroorzaken.

Veiligheid

Het ITER-project is een nieuwe stap in het wereldwijde onderzoek naar kernfusie dat al in de jaren vijftig is begonnen. De eerste tientallen jaren vorderde het onderzoek moeizaam. Bijna niemand geloofde dat kernfusie ooit realiteit zou worden. Maar in de laatste twintig jaar zijn grote doorbraken bereikt. Onder meer op het gebied van veiligheid.

In Nederland wordt onderzoek naar kernfusie gedaan door het FOM-instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen in Nieuwegein. Prof. Niek Lopes Cardozo, hoofd kernfusieonderzoek van het FOM-instituut verwacht dat Nederland veel zal kunnen bijdragen aan het ITER-project. FOM zoekt naar manieren om waterstofgas effectiever te verhitten en om het hete plasma veilig in de reactor te houden. Door de hitte van 150 miljoen graden Celsius die nodig is om atoomkernen te laten versmelten, is veiligheid een van de belangrijkste voorwaarden om kernfusie te accepteren. (zie kader)

Wat is kernfusie:

Het proces waarbij de lichte atoomkernen van waterstof samensmelten. Onder normale omstandigheden stoten atoomkernen elkaar af. De kernen hebben voor versmelting pas voldoende snelheid bij een temperatuur van ongeveer 150 miljoen graden Celsius. Die verhitting gebeurt met stroom of door magnetronstraling. In die hitte hebben de atomen een vorm die plasma heet. Deze hete massa wordt met behulp van een magnetisch veld bewaard in een zogeheten Tokamak. Als de atoomkernen versmelten ontstaat energie. Deze energie verwarmt vervolgens water dat wordt gebruikt om de stoomturbines aan te drijven die elektriciteit produceren. Anders dan bij kernsplitsing, zoals in een kerncentrale, is er geen sprake van een kettingreactie die in gang wordt gezet. Daardoor is kernfusie relatief veilig.

Energievoorziening

Het onderzoek naar kernfusie is belangrijk voor het veiligstellen van de energievoorraden in de wereld. Op den duur zullen fossiele brandstoffen opraken. Toch zal kernfusie olie en gas nooit helemaal vervangen. Volgens prof. Lopes Cardozo is een mix nodig van verschillende energiebronnen, dus ook wind- en zonne-energie. De komende decennia wordt de energiebehoefte alleen maar groter. Tot nu toe waren er voldoende voorraden fossiele brandstof, en de noodzaak om naar alternatieven te zoeken, bestond niet. “Nu is dat gevoel van urgentie er wel”, zegt prof. Cardozo. “Dat betekent ook dat snelgroeiende economieën als China die steeds meer behoefte hebben aan energie, bereid zijn het onderzoek mee te financieren.”

Schematische weergave kernfusie (Illustratie © fusie-energie.nl)

Hoge kosten

De belangrijkste reden waarom kernfusie nog niet commercieel wordt geëxploiteerd, is de de hoeveelheid geld die ermee is gemoeid. De bouw van de ITER-reactor in Frankrijk kost meer dan 4,5 miljard euro. Daarna is eenzelfde bedrag nodig om de reactor draaiende te houden. Toch is het nog onzeker of kernfusie op termijn wél voor een relatief laag bedrag energie kan leveren. Engeland staat een fusietestreactor, de JET, die werkt volgens hetzelfde principe als ITER. Deze is veel kleiner en heeft tot nu toe geen energie kunnen leveren. Kernfusie komt wel tot stand, maar de energie die dat oplevert, is ongeveer gelijk aan de hoeveelheid energie die nodig is om het proces tot stand te brengen.

Of kernfusie commercieel interessant wordt, moet over ongeveer 35 jaar blijken. Dan wordt de opvolger van ITER gebouwd. DEMO is de eerste kernfusiecentrale, van 1000 megawatt, die elektriciteit aan de klant moet gaan leveren.

Zie ook: andere kernfusie

Dit artikel is een publicatie van Radio Nederland Wereldomroep (RNW).
© Radio Nederland Wereldomroep (RNW), alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 24 mei 2006

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.