Nieuw-Zeelands bedrijf komt dichter bij onbeperkte fusie-energie

(CLO) In een magazijn in Wellington, de hoofdstad van Nieuw-Zeeland, probeert een start-upbedrijf de energie van een ster op aarde na te bootsen met behulp van een nieuw type fusiereactor.

Wat is kernfusie?

Het doel van het bedrijf is om kernfusie op te wekken, een vorm van vrijwel onbeperkte schone energie die ontstaat door een reactie die precies het tegenovergestelde is van de huidige kernenergie in de wereld .

Dat betekent dat kernfusie, in plaats van atomen te splitsen, ze combineert op dezelfde manier als de zon energie creëert. Dit creëert een krachtige energieboost die mogelijk wordt gemaakt door het meest voorkomende element in het universum te gebruiken: waterstof.

De kernfusiereactor van OpenStar Technologies in Wellington, Nieuw-Zeeland. Foto: OpenStar Technologies

Eerder deze maand maakte OpenStar Technologies bekend dat het een superverhit plasma van ongeveer 300.000 graden Celsius had gecreëerd. Dit is een belangrijke stap op weg naar de productie van kernfusie-energie.

"Het eerste plasma was een heel belangrijk moment", aldus Ratu Mataira, oprichter en CEO van OpenStar, omdat het de werking van het systeem van het bedrijf markeerde.

Het kostte het bedrijf twee jaar en ongeveer 10 miljoen dollar om dit te bereiken, voegde hij toe. Het doel was om de technologie voor kernfusie goedkoper en sneller te maken.

OpenStar is een van de weinige startups die onderzoek en ontwikkeling op het gebied van kernfusie-energie stimuleren, met als doel dit op de markt te brengen, ook al is de werking nog niet volledig bewezen.

Volgens de Fusion Industries Association hebben fusie-energiebedrijven meer dan 7,1 miljard dollar aan financiering aangetrokken. Maar experts waarschuwen dat de weg vooruit nog lang en uitdagend is.

Fusie – hetzelfde proces dat de zon en andere sterren van energie voorziet – wordt vaak de ‘heilige graal’ van schone energie genoemd: de kernfusie kent vrijwel geen grenzen, vervuilt het milieu niet en produceert geen gevaarlijk radioactief afval zoals splijtingsreacties in de huidige kerncentrales.

Dit is een enorme stap voorwaarts in de aanpak van de escalerende klimaatcrisis. Het kan betrouwbare en continue energie leveren zonder dat er veel nieuwe infrastructuur hoeft te worden gebouwd. Dit betekent dat we kunnen overschakelen op schone energie zonder onze huidige manier van leven te verstoren.

Het opwekken van kernfusie-energie op aarde is echter een enorme uitdaging.

Nieuwe fusietechnologie

De meest gebruikte technologie maakt gebruik van een zogenoemde tokamak-reactor. Deze is gevuld met twee vormen van waterstofgas: deuterium, dat veel voorkomt in zeewater, en tritium dat uit lithium wordt gewonnen.

De temperaturen in een tokamak bereiken 150 miljoen graden, tien keer heter dan de kern van de zon. Bij deze extreme temperaturen botsen waterstofisotopen in het plasma, waardoor ze samensmelten en een enorme hoeveelheid energie creëren.

De magnetische veldspoelen van de tokamak zorgen ervoor dat het plasma niet in contact komt met de wanden van het apparaat.

De technologie van OpenStar is echter het tegenovergestelde: in plaats van plasma in een magneet, zitten er magneten in plasma.

Animatie in de reactor van OpenStar. Foto: OpenStar Technologies

De reactor heeft een krachtige magneet die in een vacuümkamer van ongeveer vijf meter breed hangt. Deze opstelling is geïnspireerd op natuurverschijnselen zoals het aardmagnetisch veld.

Natuurkundige Akira Hasegawa bedacht het concept in de jaren 80, gebaseerd op zijn onderzoek naar plasma rond Jupiter. De eerste machine die deze principes toepaste, werd gebouwd aan MIT, in samenwerking met Columbia University, en werd in 2004 in gebruik genomen, maar in 2011 stilgelegd.

"Het voordeel van deze reactor is de mogelijkheid om snel te itereren en de prestaties zeer snel te verbeteren", aldus Mataira. Vergeleken met een tokamak is de technologie van OpenStar eenvoudiger en gemakkelijker te repareren als er iets misgaat.

OpenStar heeft 12 miljoen dollar opgehaald en bereidt zich voor op een grotere financieringsronde, met als doel om in de komende twee tot vier jaar nog twee prototypes te bouwen.

Fusie-energie wordt steeds haalbaarder

OpenStar is slechts een van de vele fusiestartups die de afgelopen vijf jaar zijn ontstaan. Ook landen als China, de VS en Zuid-Korea zetten hun onderzoek naar en de bouw van fusiereactoren voort, allemaal met enig succes.

De Korea Advanced Superconducting Tokamak Research Facility (KSTAR), bekend als de "kunstmatige zon", bij het Korea Institute of Fusion Energy. Foto: AFP

"Het vakgebied groeit zo snel dat particuliere investeerders bereid zijn te investeren om het onderzoek en de ontwikkeling van deze technologie te versnellen", aldus professor Gerald Navratil van Columbia University.

Commonwealth Fusion Systems, een leider in tokamaktechnologie, heeft meer dan 2 miljard dollar opgehaald. Ondertussen volgen andere bedrijven zoals OpenStar en Zap Energy meer unieke benaderingen. Zap Energy richt zich op de ontwikkeling van een compacte, schaalbare reactor die elektrische pulsen gebruikt om plasma te creëren.

Bedrijven in de sector bieden antwoorden op de vraag: "Wanneer is kernfusie-energie klaar?" OpenStar voorspelt zes jaar. Commonwealth Fusion spreekt van begin 2030. Zap Energy antwoordt op een vergelijkbare manier.

De Britse Atomic Energy Authority stelt echter dat de commercialisering van fusie-energie pas in de tweede helft van deze eeuw mogelijk zal zijn, vanwege de enorme wetenschappelijke en technische uitdagingen.

Navratil zei dat startups soms de neiging hebben om "te overdrijven wat ze kunnen". De overgang van theorie naar praktijk, met name het bouwen van een veilig en betrouwbaar energiesysteem, is een complex proces.

Toch gelooft Mataira dat de race om kernfusie-energie te ontwikkelen een levendige, concurrerende omgeving zal creëren waarin bedrijven van elkaar leren en samenwerken om de vooruitgang te versnellen.

Ha Trang (volgens CNN)

Bron: https://www.congluan.vn/cong-ty-new-zealand-tien-gan-toi-nang-luong-nhiet-hach-vo-han-nho-cong-nghe-moi-post323721.html