Door een vinding van wetenschappers uit Eindhoven lijkt kernfusie weer een stap dichterbij te komen. De wetenschappers hebben experimenten uitgevoerd met een nieuw vloeibaar metaal dat het oververhitten van reactorwanden moet tegengaan. Goed nieuws, want kernfusie wordt gezien als één van de schoonste energiebronnen. Zo komt er tijdens kernfusie enorm veel energie vrij, maar er ontstaat relatief weinig afval.
Ontwikkelingen gaan langzaam
Met de nieuwe ontwikkelingen moet er weer een stap dichter worden gezet richting het veilig energie opwekken door middel van kernfusie. Goed nieuws, want dit is een stuk schoner dan het opwekken van energie door middel van kernsplijting. Ondanks dat wetenschappers over de hele wereld kernfusie veiliger en betrouwbaarder proberen te maken gaan de ontwikkelingen nog langzaam. Dit komt voornamelijk omdat er extreem hoge temperaturen ontstaan tijdens een kernfusie. Deze hoge temperaturen zorgen er onder andere voor dat reactorwanden het begeven.
“Gewone materialen kunnen het niet aan. Ze smelten en sputteren. Er ontstaan variaties in de atoomroosters. Het is een heel intense omgeving.” aldus Marco de Baar, hoofd fusieonderzoek bij het Eindhovense energie-instituut Differ.
Wanneer de wand van een reactor smelt is de hele reactor onbruikbaar. En daarom zal dit probleem moeten worden opgelost voor er op grote schaal kernfusie ingezet kan worden. Met de experimenten van Differ lijkt dit probleem opgelost te zijn.
Dun laagje metaal de oplossing?
De oplossing voor het probleem ligt in het aanbrengen van een dun laagje vloeibaar metaal op de binnenkant van de reactorwand. Deze dunne laagjes metaal, bestaande uit tin en lithium, blijken zelf de temperatuur te reguleren en in balans te houden. Ondanks dat de temperaturen tijdens proeven toenamen lijken deze wel redelijk constant te blijven. Waardoor de reactorwand veel minder schade oploopt.
Tijdens de experimenten verdampten er steeds meer metaal wanneer de temperaturen toename. Dit verdampte metaal zorgde echter voor een soort kleine gaswolkjes die als een soort schild boven de metalen laag drijft. Deze laag met gas voerde tevens meer energie af dan het vloeibare metaal, wat voor een nog grotere temperatuurreductie zorgde.
Hiernaast bleek uit experimenten ook dat het laagje de temperatuur stabiliseerde wanneer de temperatuur in de reactor daalde. Er daalde tijdens afkoelingen namelijk meer metaaldamp neer waardoor de wand weer opwarmde. Hierdoor bleef de temperatuur van de wand relatief constant.
Er wordt verwacht dat de techniek overigens pas tegen 2050 ingezet kan worden. Dit heeft onder andere te maken met andere test die uitgevoerd zullen worden in testreactor Demo, die nog gebouwd moet worden. In dit artikel van Nature.com meer informatie terug te vinden over dit onderwerp.
