Klimaat & energie › Commerciële kernfusie
Amerikaans fusiebedrijf bouwt fabriek van 1 miljard dollar in race met China
Het Amerikaanse bedrijf Pacific Fusion is begonnen met de bouw van een fabriek van 1 miljard dollar in Albuquerque, New Mexico. Daar moet uiterlijk in 2030 een nieuw type fusiemachine draaien dat twee natuurkundige mijlpalen tegelijk wil halen: meer energie opwekken dan het apparaat verbruikt, en dat doen met een output van meer dan 100 megajoule per schot.
Kernfusie geldt al decennia als de heilige graal van de energiewereld: een technologie die enorme hoeveelheden schone energie zou kunnen leveren door lichte atoomkernen te versmelten, net zoals de zon dat doet. Pacific Fusion, een Amerikaanse startup, wil die belofte dichterbij brengen met een aanpak die afwijkt van de bekende methodes met lasers of magnetische ringen. Het bedrijf zet in op inertiële opsluiting via pulsed-power: korte, extreem krachtige stroomstoten die een brandstofcapsule in een fractie van een seconde samenpersen tot fusie ontstaat.
Twee records tegelijk
De nieuwe fabriek in Albuquerque moet niet één, maar twee doorbraken combineren. Ten eerste moet de machine een output van meer dan 100 megajoule per puls produceren, genoeg om extreme temperaturen en drukken op te wekken die vergelijkbaar zijn met de omstandigheden in een kernwapen. Ten tweede, en dat is nog niet eerder gelukt in een kernfusie-experiment, wil het bedrijf aantonen dat de hele installatie netto meer energie oplevert dan er in totaal wordt opgeslagen om de machine af te vuren. Dat heet nettofaciliteitswinst, en het verschilt van de 'wetenschappelijke' energiewinst die eerdere laserexperimenten al claimden: daarbij werd alleen gekeken naar de energie die de brandstofcapsule zelf raakte, niet naar het totale elektriciteitsverbruik van de installatie.
Om die stroomstoten te genereren gebruikt Pacific Fusion een zogeheten Marx-generator, een schakeling die via meerdere condensatoren een kortstondige spanningspiek opwekt. Een prototype van deze techniek, met de naam Sirius, werd getest in samenwerking met het Lawrence Livermore National Laboratory en doorstond meer dan 3.000 schoten achter elkaar. De meetgegevens over spanningsstabiliteit en materiaalslijtage vormen de basis voor de volledige module die straks in Albuquerque wordt gebouwd.
Overheid en industrie haken aan
De Amerikaanse National Nuclear Security Administration, onderdeel van het ministerie van Energie, heeft een samenwerkingsovereenkomst met Pacific Fusion getekend. De reden: de extreme omstandigheden die de machine kan opwekken, zijn ook waardevol voor onderzoek naar materialen en stralingsgedrag dat vroeger via ondergrondse kernproeven werd gedaan. Die tests zijn sinds de jaren negentig verboden, waardoor de VS al decennia op zoek is naar alternatieve testmethodes.
Naast de hoofdlocatie opent Pacific Fusion een aparte assemblagefabriek in het nabijgelegen Los Lunas, waar de modulaire stroomonderdelen in serie worden geproduceerd. Ook energiebedrijf Public Service Company of New Mexico onderzoekt al hoe toekomstige fusiecentrales van dit type ooit stroom aan het regionale net zouden kunnen leveren. Het project is nadrukkelijk gepositioneerd als antwoord op de groeiende concurrentie van China op het gebied van fusie-energie.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Als Pacific Fusion erin slaagt om aan te tonen dat een hele fusie-installatie netto energie oplevert, zou dat een belangrijke stap zijn richting bruikbare fusiecentrales in plaats van proefopstellingen. Het project versterkt bovendien de rol van pulsed-power als derde serieuze route naar fusie-energie, naast lasers en magnetische opsluiting, en houdt de geopolitieke race met China rond deze technologie scherp in de gaten.
- Pulsed-power inertiële opsluiting
- Een fusietechniek waarbij korte, zeer krachtige elektrische stroomstoten een brandstofcapsule samenpersen om fusiereacties op gang te brengen, in plaats van lasers of magnetische velden te gebruiken.
- Marx-generator
- Een elektrische schakeling die met meerdere condensatoren een kortstondige, zeer hoge spanningspiek opwekt, gebruikt om de fusiemachine van stroom te voorzien.
- Nettofaciliteitswinst
- Het punt waarop een fusie-installatie in totaal meer energie produceert dan de volledige installatie verbruikt om een fusiereactie op gang te brengen, in tegenstelling tot alleen de energie die de brandstofcapsule bereikt.
- Megajoule
- Een eenheid van energie gelijk aan een miljoen joule, gebruikt om de output van een enkele fusiepuls te meten.
- Inertiële opsluiting
- Een methode om kernfusie op gang te brengen door een brandstofcapsule zo snel samen te persen dat de fusiereactie plaatsvindt voordat de brandstof kan ontsnappen.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
