Nieuwe Amerikaanse fusiereactor belooft continu 400 megawatt stroom

In dit artikel:

Het Amerikaanse bedrijf Thea Energy heeft het ontwerp onthuld van Helios, een kernfusiecentrale die vanaf de jaren dertig continu ongeveer 400 megawatt elektriciteit moet leveren. Dat is genoeg om honderdduizenden huishoudens van stroom te voorzien. Het ontwerp werd op 9 september uiteengezet in zestien wetenschappelijke artikelen in een speciale editie van *Fusion Engineering and Design*.

Helios is een stellarator: een reactor waarin extreem heet plasma met magnetische velden wordt opgesloten, zodat het de reactorwand niet raakt. In plaats van de complexe, driedimensionale magneetspoelen die bij traditionele stellarators nodig zijn, gebruikt Thea Energy vlakke magneten. Software moet het magnetische veld nauwkeurig bijsturen en afwijkingen door productiefouten, slijtage of vervorming compenseren. Volgens het bedrijf maakt dit de centrale eenvoudiger te bouwen en relatief compact, met een plasmastraal van acht meter.

De reactor is ontworpen voor continu bedrijf, in tegenstelling tot fusieconcepten die in pulsen werken. Een X-point-divertor moet daarbij warmte en reactieproducten voortdurend afvoeren. Helios wordt bovendien verdeeld in afzonderlijke sectoren, zodat onderdelen tijdens de levensduur op afstand kunnen worden onderhouden of vervangen. Dat is belangrijk omdat materialen rond het plasma zwaar worden belast door neutronenstraling en hitte.

Helios bestaat voorlopig alleen als ontwerp. Het Amerikaanse ministerie van Energie heeft het voorconcept na een onafhankelijke beoordeling toegelaten tot zijn Milestone-Based Fusion Development Program. Eerst wil Thea Energy de experimentele stellarator Eos bouwen, die dezelfde vlakke-magneettechnologie op grote schaal moet testen.

De publicaties behandelen daarom ook praktische onderwerpen zoals koeling, cryogenica, energievoorziening, diagnostiek, onderhoud en warmteafvoer. Daarmee richt Thea Energy zich op de belangrijkste hindernis voor commerciële kernfusie: niet alleen aantonen dat fusie werkt, maar ook dat een complete centrale betrouwbaar, onderhoudbaar en betaalbaar kan functioneren. Of Helios in de jaren dertig daadwerkelijk 400 megawatt continu kan leveren, moet nog blijken.