Duitse kernfusiereactor van start

Op 10 december is in de Wendelstein 7-X fusiereactor in het Max Planck Institut für Plasmaphysik in Greifswald (D) voor het eerst heliumplasma geproduceerd. Na meer dan een jaar van technische voorbereidingen en testen is de experimentele uitvoering in gang gezet. Met de Wendelstein 7-X, ’s werelds grootste stellarator-type fusiereactor, wordt onderzocht of dit type reactor geschikt is als energiecentrale.

De bouw van de Wendelstein 7-X startte in april 2005. Het hart bestaat uit een ring van 50 supergeleidende magneten die soms 3,5 meter hoog zijn. De investeringskosten bedragen ongeveer 370 miljoen euro.  Na negen jaar bouwen en meer dan een miljoen uur aan assemblage was de Wendelstein 7-X gereed in april 2014. Vanaf die tijd zijn de voorbereidingen gestart voor de ingebruikname. Elk technisch systeem werd getest: het vacuüm in de vaten, het controlesysteem, de meetsystemen, het koelsysteem, de supergeleidende spoelen en de magnetische velden die deze produceren. Op 10 december startte het uitvoerende team het magnetische veld op en leidde het computergestuurde experiment in. Ongeveer één milligram heliumgas werd in het plasmavat gebracht en met een 1,3 megawatt puls ontstond een plasma van ongeveer één miljoen graden Celsius dat met elektromagneten op zijn plaats werd gehouden. “We zijn begonnen met een plasma uit het edele gas helium. Pas volgend jaar richten we ons om het feitelijke object van onderzoek: een waterstofplasma”, legt projectleider professor Thomas Klinger uit, “Dat doen we omdat het eenvoudiger is om een plasma met helium te krijgen.” Erg lang duurde het experiment overigens niet, want het eerste plasma hield een tiende van een seconde stand. Toch was dr. Hans Stephan Bosch, wiens afdeling verantwoordelijk is voor de uitvoering van het experiment, zeer te spreken over het resultaat. “Alles verliep volgens plan”, aldus Bosch. De volgend stap is het verlengen van de duur van het plasma en nader onderzoek naar de beste manier om heliumplasma’s te maken en te verhitten.

Het doel van fusieonderzoek is de ontwikkeling van een energiebron die klimaatneutraal is en, zoals de zon, energie opwekt door de fusie van atoomkernen. Bij kernfusie smelten twee atomen samen tot één atoom en daarbij komt veel energie vrij. In een kernfusiereactor worden twee waterstofatomen samengesmolten tot één heliumatoom. Omdat fusie plaatsvindt bij temperaturen hoger dan een miljoen graden Celsius, moet worden voorkomen dat het waterstofplasma in contact komt met de koude vatwanden. Dat gebeurt met behulp van magnetische velden waardoor het plasma vrij ‘zweeft’ in het vacuümvat. Er zijn twee ontwerpen voor magnetische insluiting van plasma: de tokamak en de stellarator. Beide worden onderzocht bij het Max Planck Institut. Op dit moment wordt alleen aan de tokamak, zoals de internationale testreactor ITER, de capaciteit toegedicht om op termijn een energieproducerend plasma in stand te houden. De wetenschappers hopen nu te bewijzen dat de stellarator het plasma beter in evenwicht kan houden dan een tokamak. Wanneer het lukt om een plasmavevenwicht van dertig minuten te creëren, dan kan de stellarator zijn belangrijkste voordeel ten opzichte van de tokamak aantonen: de mogelijkheid om continu in bedrijf te zijn.

Bron: http://www.ipp.mpg.de/3984226/12_15 - Isabella Milch

Bron: http://www.nucnet.org/all-the-news/2015/12/14/max-planck-scientists-announce-fusion-milestone-with-startup-of-stellarator