Nieuwe doorbraak met kernfusie: extreem heet plasma blijft eindelijk onder controle

In dit artikel:

Britse onderzoekers van de UK Atomic Energy Authority (UKAEA) hebben met de experimentele sferische tokamak MAST Upgrade de hoogste plasmadruk bereikt die de installatie tot nu toe aankon. Belangrijker is dat het plasma daarbij stabiel bleef. Een hoge druk kan het mogelijke fusievermogen vergroten, maar instabiliteiten kunnen grote hoeveelheden energie naar de wanden van een toekomstige centrale sturen en onderdelen beschadigen.

Tijdens de vijfde experimentele campagne, die liep in 2025 en 2026, bereikten de onderzoekers vier stabiele plasmaregimes met hoge prestaties. Daaronder vallen Quiescent H mode, Quasi Continuous Exhaust en I mode. Deze technieken moeten energie en deeltjes afvoeren zonder schadelijke Edge Localised Modes (ELM’s), korte uitbarstingen waarbij tot ongeveer tien procent van de opgeslagen plasmaenergie kan vrijkomen. Omdat nog niet vaststaat welke methode het meest geschikt is voor een commerciële centrale, zijn meerdere stabiele regimes van belang.

De onderzoekers testten ook een nieuwe manier om de positie van het plasma automatisch te bewaken. Een controlesysteem analyseert zichtbaar licht dat door deuterium in de divertor wordt uitgezonden. Kleine veranderingen daarin verraden verschuivingen, waarna het plasma kan worden bijgestuurd. Daarnaast gebruikten ze de Super X-divertor en voegden ze stikstof toe aan de buitenkant van het plasma. Daardoor werd meer energie als licht uitgestraald en daalde de warmtebelasting op de onderdelen; eerdere tests met de divertor verminderden die belasting al ongeveer tienvoudig.

In totaal produceerde de campagne meer dan 1.100 plasma’s met bijdragen van ruim tweehonderd wetenschappers uit meer dan veertig instellingen. De resultaten ondersteunen het Britse STEP-programma voor een prototype-fusiecentrale met een sferische tokamak. MAST Upgrade wekt zelf geen elektriciteit op. Langdurig sterke materialen, betrouwbare warmteafvoer en praktisch onderhoud blijven nog grote uitdagingen, maar het record laat zien dat hogere prestaties mogelijk zijn zonder de plasmacontrole direct te verliezen.