Woensdag 05/10/2022

Europa zet alle zeilen bij voor kernfusie

In het Culham Onderzoekscentrum bij Oxford staat JET, 's werelds grootste kernfusiereactor

Elk half uur loopt de temperatuur in het Culham Onderzoekscentrum bij Oxford op tot meer dan 200 miljoen graden Celsius. Een metaalachtige stem telt af zoals bij de lancering van een raket. Op een klein computerscherm zie je een lichtflits die in tien seconden uitdooft. We zijn getuige van een proces dat over 50 jaar de halve wereldbevolking van energie zou moeten voorzien. Kan kernfusie de wereld redden?

Culham

Van onze medewerker

Filip Bilsen

Culham is de trotse eigenaar van JET, de Joint European Torus, 's werelds grootste kernfusiereactor. In de reactor kun je de temperatuur zo opdrijven dat lichte atoomkernen er versmelten tot zwaardere kernen. Hetzelfde gebeurt in het midden van de zon. Bij zo'n samensmelting van atoomkernen komt verschrikkelijk veel energie vrij. Ooit hoopt de wetenschap daarmee over een vrijwel onuitputtelijke energiebron te beschikken. Zover is het nog lang niet. Om zulke hoge temperaturen te halen moet je voorlopig nog veel meer energie in JET steken dan je terugkrijgt. Langzamerhand slagen de onderzoekers er echter in het rendement op te drijven. Maar om kernfusie economisch rendabel te maken, heb je een veel grotere reactor nodig. En daar is geld voor nodig. Veel geld.

Vorig jaar besliste de Raad Onderzoek van de EU dat Euratom, de organisatie die onderzoek doet naar de mogelijkheden van atoomenergie, meer financiële slagkracht moet krijgen. De komende vijf jaar krijgt Euratom 750 miljoen euro, waarvan een aanzienlijk deel gebruikt zal worden voor het onderzoek naar kernfusie. Dat die beslissing werd genomen onder het Belgisch voorzitterschap zijn ze in Culham niet vergeten. Vorige week werd minister de Donnea, de toenmalige voorzitter van de Raad Onderzoek, uitgenodigd om de JET van dichtbij te komen bewonderen.

Wat de toekomstige energietekorten betreft, heeft de publieke opinie iets weg van een student met faalangst: voorlopig zitten we nog in de ontkenningsfase. Vast staat dat tegen 2050 bijna 10 miljard mensen op aarde zullen leven, die samen twee tot drie keer meer energie zullen gebruiken dan vandaag. Ondertussen gaan meer en meer stemmen op om de kerncentrales op te doeken. Daarmee willen we toekomstige generaties vrijwaren van ons radioactief afval, maar tegelijk ontnemen we hen een belangrijke bron van energie.

Op dit moment beschikt de wereld nog over redelijke voorraden fossiele brandstoffen, maar die zitten almaar verder onder het aardoppervlak. Stilaan verbruikt de ontginning evenveel energie als ze oplevert. Alternatieve energiebronnen zoals wind- en zonne-energie kunnen wel een deel van de toekomstige nood opvangen, maar voor beide gelden veel praktische bezwaren. De aanleg van windmolenparken of zonnecellen kost veel geld, plaats en energie en je bent niet verzekerd van een continue energiebron.

Tegen die achtergrond heeft het kernfusieproject een bestaansreden. Als het zijn beloften tenminste waar kan maken. Niet alleen zijn de brandstoffen die tijdens een fusieproces gebruikt worden bijna gratis en onuitputtelijk, bovendien is kernfusie een redelijk milieuvriendelijke technologie: tijdens de fusie verzuurt de lucht niet en worden geen broeikasgassen uitgestoten. Ook de hoeveelheid radioactief afval is minimaal. Zeker in vergelijking met kernsplijting. Een deel van de fusiebrandstof is wel radioactief, maar die radioactiviteit verdwijnt al in een tijdspanne van twaalf jaar. Ten slotte is de technologie ook veel veiliger dan kernsplijting. Voor veel mensen roept alleen al het woord nucleair angstbeelden op van Hiroshima, Tsjernobyl en mannen in witte ruimtepakken. Alleen die mannen in ruimtepakken zul je wel eens aantreffen bij de JET, maar grote milieurampen met een fusiereactor zijn uitgesloten.

Het principe van kernsplijting werd al in de jaren '30 bedacht, maar het onderzoek naar fusiereactoren kwam pas goed op gang in de jaren '50. Er zijn twee belangrijke voorwaarden waar een fusiereactor aan moet voldoen. Ten eerste moet je in de reactor de temperatuur kunnen opdrijven tot honderden miljoenen graden Celsius. Bij zulke temperaturen ontstaat een plasma, een gas van losse atoomkernen en elektronen. Daarnaast moet je ervoor zorgen dat het plasma de wanden van de reactor niet raakt, omdat geen enkel materiaal bestand is tegen zulke hoge temperaturen. Eind jaren zestig kwam er een doorbraak in het onderzoek, toen het mogelijk werd het plasma in magnetische velden op te sluiten.

In 1983 trad de JET voor het eerst in werking. De reactor was het resultaat van een grootschalige Europese samenwerking. "We zijn nu in staat om gedurende 10 tot 15 seconden de temperatuur op te drijven tot zeker 300 miljoen graden Celsius", vertelt Jef Ongena, een Belgische projectleider. "Het uiteindelijke doel is een reactor die op zijn minst verschillende uren en tenslotte zelfs continu kan draaien."

De heilige graal van het fusieonderzoek is ontsteking. Als de onderzoekers erin slagen het fusieproces nog zesmaal efficiënter te maken, komt er zoveel energie vrij uit de fusiereactie dat het proces zichzelf draaiende houdt. Op dat moment is de energiewinst praktisch oneindig.

Dat kernfusie fysisch haalbaar is, hebben de onderzoekers ondertussen bewezen. De economische haalbaarheid is een ander paar mouwen. Daarvoor is een veel grotere reactor nodig. In 1992 sloten Euratom, de Verenigde Staten, Rusland en Japan een akkoord om ITER te bouwen, de Internationale Thermonucleaire Experimentele Reactor. Het zou een gigantische reactor worden, die ook gigantisch veel zou kosten. Uit schrik voor die grote geldsommen stapten de Amerikanen in 1998 uit het project. Enkele jaren zaten de Europeanen in zak en as, maar toen bedachten de projectleiders een iets bescheidener plan dat toch bijna even ambitieus was.

Op dit ogenblik is het onderzoek weer springlevend en met enig leedvermaak stellen de wetenschappers in Culham vast dat Amerika weer zin krijgt om mee te spelen. Daar heeft bijna niemand van de deelnemers bezwaar tegen, maar het Europees leiderschap staat voor hen buiten kijf. Het onderzoekscentrum grijpt dan ook elke gelegenheid aan om zijn Europees karakter te benadrukken. Aan het project werken honderden wetenschappers mee uit de hele Europese Unie, maar ook uit Rusland en uit de meeste kandidaat-lidstaten.

"Daarom denk ik dat het echt de moeite loont om met dit project door te gaan", verzekert minister de Donnea. "Het is niet vanzelfsprekend het publiek te overtuigen van het belang van een onderzoek dat pas over 40 jaar zijn vruchten afwerpt", zegt hij. "Ik zou zelf al zeker 110 jaar moeten worden om de commerciële toepassing van kernfusie nog mee te maken."

Minister de Donnea verdedigt loodzware investeringen in Europees project

Meer over

Nu belangrijker dan ooit: steun kwaliteitsjournalistiek.

Neem een abonnement op De Morgen


Op alle artikelen, foto's en video's op demorgen.be rust auteursrecht. Deeplinken kan, maar dan zonder dat onze content in een nieuw frame op uw website verschijnt. Graag enkel de titel van onze website en de titel van het artikel vermelden in de link. Indien u teksten, foto's of video's op een andere manier wenst over te nemen, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234