Amerikaans en Japans bedrijf bundelen krachten voor commerciële kernfusie

Kernfusie belooft al decennia schone en vrijwel onuitputbare energie, door dezelfde kernreactie na te bootsen die de zon laat branden. Het probleem is al die tijd hetzelfde gebleven: een fusiereactor laten werken in een laboratorium is iets anders dan er een echte, betrouwbare energiecentrale van maken die stroom levert aan het elektriciteitsnet. Die stap van experiment naar industrie geldt als een van de grootste technische uitdagingen van deze tijd.

Om dat gat te dichten, slaan het Amerikaanse ingenieursbedrijf Amentum en het Japanse fusiebedrijf Kyoto Fusioneering de handen ineen. De twee bedrijven gaan gezamenlijk werken aan commerciële fusiecentrales in Japan, de Verenigde Staten en het Verenigd Koninkrijk. Het doel: fusie-energie niet langer als wetenschappelijk experiment behandelen, maar als iets dat daadwerkelijk gebouwd en geëxploiteerd kan worden.

Wie brengt wat mee?

Een fusiecentrale bouwen is vooral een kwestie van heel veel techniek tegelijk goed krijgen. In de reactorkern moeten onderdelen temperaturen doorstaan die heter zijn dan de kern van de zon. Kyoto Fusioneering levert daarvoor cruciale hardware: apparatuur die het plasma (het extreem hete, geladen gas waarin de fusiereactie plaatsvindt) verhit, systemen voor de brandstofcyclus, en zogeheten 'breeding blankets'. Dat zijn wanden rond de reactor die tritium produceren, de brandstof die fusiereactoren nodig hebben om te blijven draaien.

Amentum voegt daar de andere helft van het verhaal aan toe: ervaring met nucleaire veiligheidsprotocollen, systeemtechniek en de logistiek om daadwerkelijk grote industriële installaties neer te zetten. Beide bedrijven willen daarnaast kunstmatige intelligentie en digitale simulaties inzetten om het gedrag van een centrale vooraf te modelleren. Zo kunnen ze op de computer voorspellen waar onderdelen sneller verslijten en dure fouten voorkomen voordat er daadwerkelijk gebouwd wordt.

Testen bij extreme hitte in Californië

De samenwerking bouwt voort op ander recent werk van Kyoto Fusioneering. Sinds oktober werkt het bedrijf samen met de DIII-D National Fusion Facility in Californië, een testfaciliteit van het Amerikaanse ministerie van Energie. Daar speelt een fundamenteel probleem: het plasma in het hart van de reactor moet gloeiend heet blijven om kernfusie mogelijk te maken, terwijl de wanden van de reactorkamer eromheen koel genoeg moeten blijven om niet te bezwijken.

Kyoto Fusioneering levert hittebestendige tegels voor een geavanceerde 'divertor', het onderdeel dat overtollige warmte en verontreinigingen uit de plasmakamer afvoert. Samen met onderzoekers van Columbia University worden hierop langdurige tests uitgevoerd. De resultaten vloeien direct door naar de plannen van het Amerikaanse ministerie van Energie voor de volgende generatie proefcentrales.