Duitsers boeken succes met alternatieve reactor

De Wendelstein 7-X in Greifswald in aanbouw. De testreactor heeft twee keer zoveel gekost als begroot, één miljard euro, maar bewees gisteren dat het principe werkt.Beeld DPA

De race leek gelopen. Sinds een jaar of tien bouwt de wereld in het Zuid-Franse Cadarache aan Iter, de experimentele reactor die moet aantonen dat kernfusie een haalbare energiebron is. Maar gisteren zetten fysici in het Noord-Duitse Greifswald de achtervolging in toen ze een succesvolle test uitvoerden met een concurrerend reactortype. Ze spoten waterstof in hun Wendelstein 7-X en wisten dat een fractie van een seconde tot de gewenste temperatuur - 100 miljoen graden Celsius - te verhitten zonder dat de reactorwand het begaf.

Kernfusie is het proces waar de zon zijn energie uit haalt. Als kleine atoomkernen, zoals van waterstof, worden verhit, botsen ze met grote snelheid op elkaar en smelten ze samen. En komt er energie vrij. Kernfusie heeft twee grote voordelen ten opzichte van die andere kernreactie, waarbij uranium of plutonium wordt gespleten. Waterstof is er in een schier oneindige voorraad en fusie genereert nauwelijks radioactief afval.

Plasma
Maar de mens heeft het proces na meer dan vijftig jaar onderzoek nog steeds niet in de vingers. De zeer hoge temperatuur vereist dat het waterstof de wanden van de reactor niet raakt. Dat wordt bereikt door het geheel - dat een plasma wordt genoemd - in een krachtig magneetveld gevangen te houden. Een tour de force: terwijl bijvoorbeeld in de reactor een zonnetemperatuur heerst, moeten de magneten aan de buitenkant tot meer dan 200 graden onder nul worden gekoeld.

Testreactoren gaan sinds jaar en dag uit van een Russisch ontwerp, de tokamak. Het reactorvat heeft daarbij de vorm van een donut terwijl het magneetveld wordt opgewekt door spoelen die er omheen zijn gewikkeld. Ook Iter werkt met een tokamak.

Een nadeel van dit systeem is dat de spoelen aan de binnenkant van de donut dichter opeen zitten, waardoor het magneetveld niet homogeen is en de waterstofkernen uit koers kunnen raken. Dit moet met een tweede magneetveld worden gecorrigeerd.

Rustiger
De Wendelstein 7-X heeft dit probleem niet. De donut is wat verdraaid waardoor het plasma een bochtig parcours moet afleggen. Dat klinkt omslachtig, maar deze vorm - naar een Amerikaans ontwerp uit 1950 dat stellarator wordt genoemd - heeft als voordeel dat er een perfect magneetveld kan worden aangelegd. Dat wil zeggen, er waren supercomputers nodig om vorm en kracht van de magneten te berekenen, maar dan had je ook wat. "De stellarator gedraagt zich veel rustiger", zei projectleider Thomas Klinger. "Hij is veel lastiger te bouwen, maar veel eenvoudiger te bedienen."

Het project heeft in de afgelopen twintig jaar al meer dan een miljard euro gekost en dient alleen om aan te tonen dat het ontwerp de hoge temperaturen aankan. En niet, zoals Iter, om energie op te wekken. Maar als de Wendelstein een succes blijkt, dan is het ineens weer de vraag of Demo, de beoogde opvolger van Iter, ook een tokamak moet krijgen.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden