Cameron Merritt
0 
4622
94
Een particulier kernfusiebedrijf heeft voor het eerst een plasma van waterstof verwarmd tot 27 miljoen graden Fahrenheit (15 miljoen graden Celsius) in een nieuwe reactor - heter dan de kern van de zon.
Het in het VK gevestigde Tokamak Energy zegt dat de plasmatest een mijlpaal is in haar zoektocht om als eerste ter wereld commerciële elektriciteit te produceren uit kernfusie, mogelijk tegen 2030..
Het bedrijf, genoemd naar de vacuümkamer die de fusiereactie in krachtige magnetische velden bevat, kondigde begin juni de creatie aan van het superhete plasma in zijn experimentele ST40-fusiereactor..
De succesvolle test - de hoogste plasmatemperatuur die Tokamak Energy tot nu toe heeft bereikt - betekent dat de reactor nu volgend jaar zal worden voorbereid op een test van een nog heter plasma, van meer dan 180 miljoen graden F (100 miljoen graden C).
Dat zal de ST40-reactor binnen de bedrijfstemperaturen brengen die nodig zijn voor gecontroleerde kernfusie; het bedrijf is van plan om tegen 2025 nog een reactor te bouwen die enkele megawatts fusievermogen zal produceren.
"Het is echt spannend geweest", vertelde medeoprichter van Tokamak Energy, David Kingham. "Het was heel goed om te zien dat de gegevens doorkwamen en de plasma's met hoge temperaturen konden krijgen - waarschijnlijk meer dan we hadden gehoopt." [Wetenschappelijk feit of fictie? De plausibiliteit van 10 Sci-Fi-concepten]
Tokamak Energy is een van de vele privaat gefinancierde bedrijven die racen om een werkende fusiereactor te creëren die elektriciteit aan het net kan leveren, misschien jaren vóór het midden van de jaren 2040, wanneer het ITER-fusiereactorproject in Frankrijk naar verwachting zelfs zijn 'eerste plasma zal bereiken. "
Het kan nog een decennium duren voordat de experimentele ITER-reactor klaar is om duurzame kernfusie tot stand te brengen - en zelfs dan zal de reactie niet worden gebruikt om elektriciteit op te wekken.
Ster in een pot
De kernfusie van waterstof in het zwaardere element helium is de belangrijkste kernreactie die onze zon en andere sterren miljarden jaren brandt - daarom wordt een fusiereactor soms vergeleken met een 'ster in een pot'.
Kernfusie vindt ook plaats in krachtige thermonucleaire wapens, ook wel bekend als waterstofbommen, waar waterstof wordt verhit tot fusietemperaturen door plutoniumsplijtingsapparaten, wat resulteert in een explosie die honderden of duizenden keren krachtiger is dan een splijtingsbom..
Aardgebonden gecontroleerde fusieprojecten zoals ITER en de Tokamak Energy-reactoren zullen ook waterstofbrandstof smelten, maar bij veel hogere temperaturen en lagere drukken dan in de zon..
Voorstanders van kernfusie zeggen dat het veel andere vormen van elektriciteitsopwekking overbodig zou kunnen maken door grote hoeveelheden elektriciteit te produceren uit relatief kleine hoeveelheden van de zware waterstofisotopen deuterium en tritium, die relatief veel voorkomen in gewoon zeewater..
"Vijftig kilo [110 lbs.] Tritium en 33 kilogram [73 lbs.] Deuterium zouden een gigawatt aan elektriciteit produceren gedurende een jaar," terwijl de hoeveelheid zware waterstof als brandstof in de reactor op een bepaald moment maar een paar zou zijn. gram, zei Kingham.
Dat is genoeg energie om meer dan 700.000 gemiddelde Amerikaanse huizen van stroom te voorzien, volgens cijfers van de Amerikaanse Energy Information Administration.
Bestaande kernsplijtingsinstallaties wekken elektriciteit op zonder uitstoot van broeikasgassen, maar ze worden gevoed door radioactieve zware elementen zoals uranium en plutonium, en produceren zeer radioactief afval dat zorgvuldig moet worden behandeld en opgeslagen. [5 alledaagse dingen die radioactief zijn]
In theorie zouden fusiereactoren veel minder radioactief afval kunnen produceren dan splijtingsreactoren, terwijl hun relatief kleine brandstofbehoefte betekent dat kernsmeltingen zoals de ramp in Tsjernobyl of het ongeluk in Fukushima onmogelijk zouden zijn, volgens het ITER-project.
De ervaren fusie-onderzoeker Daniel Jassby, die ooit een fysicus was bij het Princeton Plasma Physics Laboratory, heeft echter gewaarschuwd dat ITER en andere voorgestelde fusiereactoren nog steeds aanzienlijke hoeveelheden radioactief afval zullen produceren..
Weg naar kernfusie
De ST40-reactor en toekomstige reactoren gepland door Tokamak Energy gebruiken een compact sferisch tokamak-ontwerp, met een bijna ronde vacuümkamer in plaats van de bredere donutvorm die wordt gebruikt in de ITER-reactor, zei Kingham..
Een cruciale stap was het gebruik van supergeleidende magneten op hoge temperatuur om de krachtige magnetische velden te creëren die nodig zijn om te voorkomen dat het superhete plasma de reactorwanden beschadigt, zei hij..
De 7 voet hoge (2,1 meter) elektromagneten rond de Tokamak Energy-reactor werden gekoeld door vloeibaar helium om te werken bij minus 423,67 graden F (minus 253,15 graden C).
Het gebruik van geavanceerde magnetische materialen gaf de Tokamak Energy-reactor een aanzienlijk voordeel ten opzichte van het ITER-reactorontwerp, dat energieverslindende elektromagneten zou gebruiken die tot een paar graden boven het absolute nulpunt zijn gekoeld, zei Kingham..
Andere door investeringen gefinancierde fusieprojecten zijn onder meer reactoren die worden ontwikkeld General Fusion, gevestigd in Brits Colombia en TAE Technologies, gevestigd in Californië.
Een in Washington gevestigd bedrijf, Agni Energy, heeft ook vroeg experimenteel succes gemeld met een nog andere benadering van gecontroleerde kernfusie, genaamd "bundeldoelfusie", meldde eerder deze week..
Een van de meest geavanceerde privaat gefinancierde fusieprojecten is de compacte fusiereactor die wordt ontwikkeld door de in de VS gevestigde defensie- en ruimtevaartgigant Lockheed Martin bij zijn Skunk Works engineering-divisie in Californië..
Het bedrijf zegt dat een fusiereactor van 100 megawatt, die in staat is om 100.000 huishoudens van stroom te voorzien, klein genoeg zou kunnen zijn om op een vrachtwagenaanhangwagen te plaatsen en naar de plek te rijden waar dat nodig is..
Origineel artikel over .