Japans bedrijf bouwt sleutelonderdeel voor kernfusiecentrale in VS

Bij de bouw van een fusiecentrale gaat alle aandacht meestal naar de reactor zelf, de plek waar atoomkernen samensmelten en energie vrijgeven. Maar zonder een hele reeks andere apparaten kan zo'n centrale niet draaien. Het Japanse bedrijf Kyoto Fusioneering is uitgegroeid tot een van de grootste gespecialiseerde toeleveranciers in die keten. Volgens marktvolger FusionX haalde het bedrijf inmiddels 121 miljoen dollar aan toegezegd kapitaal op. Nu heeft het bedrijf subsidies binnengehaald van het Amerikaanse ministerie van Energie en de staat Tennessee om samen met het Oak Ridge National Laboratory (ORNL) een prototype te bouwen. Kyoto Fusioneering maakte tegelijk bekend zijn Amerikaanse hoofdkantoor te verhuizen naar Oak Ridge.

Wat het apparaat, Unity-3, precies moet doen

Het nieuwe apparaat heet Unity-3 en test een techniek die bekendstaat als een breeding blanket, in het Nederlands ook wel kweekmantel genoemd. Dit onderdeel omringt de reactorkern en heeft een dubbele taak: het vangt de warmte op die vrijkomt bij kernfusie én produceert tegelijk nieuwe brandstof. Een van de ontwerpen die getest wordt, gebruikt vloeibaar lithium. Dat lithium absorbeert zowel hitte als neutronen die de reactor uitstoot. Door het neutronenbombardement splitsen lithiumatomen in helium en tritium, een zeldzame vorm van waterstof die voor veel reactorontwerpen onmisbare brandstof is. De tritium wordt vervolgens uit de mantel gehaald en teruggevoerd naar de reactor, terwijl de opgevangen warmte wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken. Voor zo'n mantel zijn hittebestendige materialen, op maat gemaakte pompen en andere gespecialiseerde apparatuur nodig, wat laat zien hoeveel techniek er nog moet worden ontwikkeld voordat een fusiecentrale daadwerkelijk stroom kan leveren aan het net.

Belang voor de hele fusie-industrie

Kyoto Fusioneering werkt niet alleen aan deze kweekmantel. Het bedrijf ontwikkelt ook systemen om fusiebrandstof te verhitten tot plasma, apparatuur om onverbrande brandstof uit de uitlaat terug te winnen, en technologie om warmte om te zetten in bruikbare energie. Al deze onderdelen samen vormen wat experts de fusiebrandstofcyclus noemen. Uit een recent onderzoek van de Fusion Industry Association blijkt dat meer dan de helft van de fusiestartups van plan is voor dit soort technologie samen te werken met externe specialisten zoals Kyoto Fusioneering, in plaats van alles zelf te ontwikkelen. Met de gegevens uit de Unity-3-experimenten kunnen andere bedrijven hun eigen computermodellen toetsen aan echte metingen. Realta Fusion, Thea Energy, Type One Energy en Xcimer Energy hebben al aangekondigd de resultaten te gaan gebruiken bij het ontwerpen van hun eigen reactoren, ook al volgen deze bedrijven uiteenlopende technische aanpakken. Doordat Unity-3 bruikbaar is voor zoveel verschillende reactorontwerpen, positioneert Kyoto Fusioneering zich als een vaste leverancier voor de fusiesector, mocht deze technologie ooit daadwerkelijk stroom aan het net gaan leveren.