Belangrijke mijlpaal voor Duits-Belgische fusiereactor: 1,3 GigaJoule energie opgewekt gedurende 8 minuten

De Wendelstein 7-X-reactor staat op het terrein van het Duitse Max Planck Institute for Plasma Physics (IPP) in Greifswald. De voorbije 3 jaar werd de fusiereactor uitgerust met een koelsysteem voor de reactorwand en een nieuw verwarmingssysteem. Het nieuwe verwarmingssysteem injecteert hitte in de stellarator via antennes, die kortegolfstraling uitzenden. Daardoor is het nu mogelijk tweemaal zoveel vermogen in het plasma te brengen als voorheen.

Op 15 februari 2023 bereikten de onderzoekers een nieuw record van 1,3 gigajoule. Enkel als zo’n reactor erin slaagt de resulterende warmte af te voeren (en om te zetten in energie), kan kernfusie gebruikt worden als energiecentrale. Voor de afvoer van warmte bij Wendelstein 7-X worden extreem hittebestendige panelen gebruikt, die worden gekoeld door een systeem van 6,8 kilometer waterleidingen. Geen enkele andere fusie-installatie ter wereld heeft momenteel zo'n volledig gekoelde binnenwand.

Het plan is om binnen enkele jaren de energieomzet op Wendelstein 7-X te verhogen tot 18 gigajoule, waarbij het plasma dan gedurende een half uur stabiel wordt gehouden.

De fusiereactor in Greifswald is van het type stellarator, wat sterrennabootser betekent. Binnenin de Wendelstein 7-X kan het vlot 15 miljoen graden heet in worden, zo warm als in het binnenste van de zon. Op de zon volstaat zo’n temperatuur om een fusiereactie op te wekken, maar niet op aarde (of in de fusiereactor), waar de druk in de reactor veel lager is dan binnen in de zon. Daarom moet het in de Wendelstein 7-X nog veel ­heter zijn om kernfusie te bereiken, zo’n 100 miljoen graden. Zo’n temperaturen haalt de Duitse fusiereactor nog niet.

Aan het verhitten van het plasma van de Wendelstein 7-X werken ook Belgische fusieonderzoekers mee, van het Laboratorium voor Plasmafysica van de Koninklijke Militaire School in Brussel. Jef Ongena, een van de fusie-experts, noemt het de vrucht van tien jaar werk: “we hebben nu echt aangetoond dat ook ons systeem kan worden gebruikt bij de Wendelstein 7-X.”

Met het onderzoek naar kernfusie hopen wetenschappers op een dag een quasi onuitputtelijke en goedkope energiebron in handen te hebben, die (net als de huidige kerncentrales) volledig koolstofarm is, maar bovendien geen radioactief afval genereert.

Net als bij de zon is het de bedoeling om in een fusiereactor energie op te wekken uit de fusie van atoomkernen.

De voordelen van fusie tegenover kernsplijting zijn zeer groot. Klassiek radioactief kernafval zoals bij kernsplijting is er niet. Door de fusiereactie wordt de reactor zelf wel een beetje radioactief, maar het materiaal kan al binnen honderd jaar weer veilig hergebruikt worden. Hoogactief afval bij kernsplijting kan honderdduizenden jaren radioactief blijven. Het restproduct bij kernfusie is helium, dat niet radioactief is, niet chemisch reageert in de atmosfeer en geen broeikasgas is, waardoor het niet bijdraagt aan de klimaatverandering. Het is ook veiliger. Een ongeval zoals Tsjernobyl is onmogelijk, omdat de techniek niet gebaseerd is op een kettingreactie die uit controle kan raken.