Klimaat & energie › Commerciële kernfusie
Fusiestartup Inertia versnelt productie brandstofpellets van dagen naar minuten
Het Amerikaanse fusiebedrijf Inertia Enterprises heeft een manier gevonden om de brandstofpellets voor zijn kernfusiereactor in minuten te maken, in plaats van de dagen die dat nu kost bij het Amerikaanse onderzoekslab NIF. De doorbraak is belangrijk omdat een commerciële fusiecentrale straks tien van deze pellets per seconde nodig heeft.
Inertia Enterprises, een Amerikaanse fusiestartup die technologie van de National Ignition Facility (NIF) wil omzetten in een commerciële energiecentrale, heeft de productietijd van zijn brandstofpellets drastisch verkort. Wat bij NIF nog een week of langer kostte, lukt het bedrijf nu in twee tot drie uur. Het bedrijf, dat 450 miljoen dollar aan investeringen ophaalde, noemt het een doorbraak op weg naar een werkende fusiecentrale.
Van labexperiment naar fabrieksproces
Bij inertiële opsluiting, de fusietechniek die NIF gebruikt, wordt een piepklein bolletje bevroren waterstof beschoten met krachtige lasers om een fusiereactie op te wekken. Dat bolletje bestaat uit een diamanten schil met daarin een dunne, kristallijne laag bevroren deuterium en tritium, de twee waterstofisotopen die als brandstof dienen. De pellet wordt vervolgens in een gouden omhulsel geplaatst, een zogeheten hohlraum, dat laserenergie omzet in röntgenstraling om de pellet samen te persen. Elke laag moet vrijwel perfect rond zijn, want kleine afwijkingen kunnen de fusiereactie verstoren. Bij NIF worden zulke pellets met de hand en in kleine aantallen gemaakt, geschikt voor een paar experimenten per jaar maar niet voor massaproductie. Inertia haalde daarom ingenieurs weg bij bedrijven als Apple om het proces industrieel te herontwerpen. Volgens topman Jeff Lawson groeide het bedrijf de kristallaag in ongeveer dertig minuten, tegen een week bij NIF.
Meer ruimte door een krachtigere laser
Een belangrijk voordeel van Inertia is dat het een laser wil gebruiken die vier keer krachtiger is dan die van NIF. Daardoor kan het bedrijf meer onvolkomenheden in de pellet accepteren zonder dat de fusiereactie mislukt, wat het productieproces verder versnelt. Medeoprichter en hoofdwetenschapper Annie Kritcher leidde bij NIF het experiment waarbij voor het eerst meer energie vrijkwam dan erin werd gestopt, en gaf het bedrijf zo een technische voorsprong.
De snellere productie heeft ook een praktisch voordeel: minder tritium hoeft in voorraad te liggen. Het radioactieve gas is schaars en duur, ongeveer 30.000 dollar per gram, met wereldwijd naar schatting maar 25 kilogram op voorraad, meldt het vakblad Science. Inertia wil op termijn zelf tritium produceren met de energie uit de fusiereacties, maar heeft bij de start alsnog een voorraad nodig. Een kortere productietijd betekent een kleinere, goedkopere en veiligere voorraad. Voor een volwaardige commerciële centrale, die volgens Inertia tien brandstofpellets per seconde moet verstoken, is dat volgens Lawson essentieel om de installatie compacter en efficiënter te maken.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Als fusiebedrijven zoals Inertia erin slagen brandstofpellets snel en op grote schaal te maken, verdwijnt een van de grootste praktische obstakels tussen laboratoriumexperiment en werkende energiecentrale. Dat kan de weg vrijmaken voor kernfusie als schone, vrijwel onuitputtelijke energiebron, al blijven er nog veel technische hindernissen te nemen voordat zo'n centrale daadwerkelijk stroom levert.
- Inertiële opsluiting
- Een fusiemethode waarbij lasers een brandstofpelletje samenpersen tot fusie optreedt, in plaats van het plasma met magneten vast te houden.
- Deuterium
- Een zware variant van waterstof die samen met tritium wordt gebruikt als brandstof voor kernfusie.
- Tritium
- Een radioactieve, schaarse en dure waterstofvariant die onmisbaar is als fusiebrandstof.
- Hohlraum
- Een gouden omhulsel rond de brandstofpellet dat laserlicht omzet in röntgenstraling om de pellet te comprimeren.
- National Ignition Facility (NIF)
- Het Amerikaanse onderzoekslab van Lawrence Livermore National Lab waar wetenschappers voor het eerst een fusiereactie realiseerden die meer energie opleverde dan erin werd gestopt.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
