Fusie is de heilige graal van schone energie en heeft zojuist een grote doorbraak bereikt

Dat hebben wetenschappers van het Lawrence Livermore National Laboratory in Californië belangrijk gevonden doorbraak in kernfusietechnologie, die de energie gebruikt die vrijkomt wanneer twee waterstofatomen samensmelten om helium te maken. Op 5 december bereikten ze wat bekend staat als "ontsteking", wat betekent dat er meer energie werd geproduceerd uit een fusiereactie dan nodig was om de reactie in de eerste plaats te laten plaatsvinden. Dit is een grote stap voorwaarts voor wat in de toekomst een van de belangrijkste bronnen van schone energie zou kunnen zijn.

Het succesvolle experiment vond plaats in de National Ignition Facility in Livermore, Californië, waar 's werelds grootste laserfusiefaciliteit is gevestigd. Eerder deze maand werden lasers gericht op een kleine gouden cilinder met daarin een bolvormige diamant, waarin zich waterstofisotopen deuterium en tritium bevonden. Deze werden verhit bij extreme temperaturen totdat ze samengingen om helium te produceren.

Bij dit proces waarbij twee of meer atoomkernen worden samengesmolten tot een enkele, zwaardere kern, komt energie vrij, die vervolgens kan worden gebruikt om elektriciteit op te wekken. Fusie staat vooral bekend om het aandrijven van de zon en andere sterren, maar in de toekomst zou het ook kunnen worden gebruikt om de meeste van onze energiebehoeften hier op aarde te voorzien. Het is waarschijnlijk de enige vorm van schone energie die op dit moment in het verschiet ligt en die het potentieel heeft om ons energieverbruik echt radicaal te veranderen, door bijna onbeperkte energie overvloed.

Dit is het eerste bekende geval van ontsteking: er komt meer energie vrij dan er in de reactie gaat. Ondanks de doorbraak zijn er een aantal uitdagingen die moeten worden overwonnen voordat de elektriciteit in uw huis uit een kernfusiecentrale komt.

De eerste zijn technologische uitdagingen. De NIF-faciliteit gebruikt nog steeds meer energie van het net dan het terugkrijgt in termen van reactievermogen. Dat zal moeten veranderen, wat betekent dat de efficiëntie van de hele operatie met ordes van grootte zal moeten toenemen. Ignition is slechts een eerste stap op weg naar commerciële levensvatbaarheid. Om fusie een praktische realiteit te laten worden, moet de reactie echt zelfvoorzienend worden, aangezien de ene fusiereactie de andere en de andere aandrijft.

Dan zijn er kosten. tritium in het bijzonder is duur en schaars, en deze inputs dekken niet eens de kosten van het bouwen van de fusie-installatie. Bovendien is het niet duidelijk welke aanpak de beste manier is om een ​​fusiekettingreactie tot stand te brengen. Lasers zijn slechts één methode om een ​​reactie aan te pakken die temperaturen van miljoenen graden Celsius kan bereiken. Magneten zijn een andere veelgebruikte methode, die wordt gebruikt om een ​​krachtig magnetisch veld te creëren dat een heet plasma opsluit terwijl het cirkelt rond een vacuümkamer die een tokamak wordt genoemd. De enorme verscheidenheid aan verschillende fusiemethoden suggereert dat er veel meer experimenten nodig zijn.

Zelfs de meest optimistische prognoses zijn dat een fusiefabriek pas in de jaren 2030 online zal komen. De mensen van het ministerie van Energie zeggen dat het "decennia” voordat commerciële fusie een feit is. Dat gezegd hebbende, hoopt de DOE begin 2030 een proeffabriek operationeel te hebben, en het echte werk zou kort daarna kunnen komen.

Klimaatverandering is echter al een groot probleem, evenals de gevolgen ervan gevoeld worden rond de wereld. Een grote doorbraak op het gebied van fusie zou de oplossing kunnen zijn, maar de sceptici wijzen er terecht op dat de MIT- en Cal-Tech-golven gewoon niet snel genoeg gaan. De wereld wacht hen met ingehouden adem op. Kunnen ze figuurlijk stro in goud veranderen? Alleen de tijd zal het leren, maar ik geloof dat ze hebben wat nodig is om het te doen.