Wat kernfusie al jaren in de weg zit, kan het juist vooruit helpen

In dit artikel:

Experimenten in de Amerikaanse DIII-D-tokamak laten zien dat bepaalde plasma-instabiliteiten niet alleen schadelijk zijn, maar ook kunnen helpen om kernfusie mogelijk te maken. Alfvén-eigenmodi, golven die ontstaan door interacties met energierijke deeltjes, kunnen elektrische stromen en snelheidsverschillen tussen plasmalagen veroorzaken. Daardoor wordt turbulentie onderdrukt en ontsnapt er minder warmte uit het plasma.

Dat is belangrijk omdat kernfusie een temperatuur van ongeveer 150 miljoen graden Celsius vereist. In een tokamak wordt het plasma met magnetische velden opgesloten, maar turbulentie voert warmte naar buiten en bemoeilijkt het fusieproces. Metingen in DIII-D toonden binnen 20 milliseconden een verandering van ongeveer 5 procent in de zogenoemde safety factor, die beschrijft hoe de magnetische veldlijnen door het plasma lopen. Die uitkomst komt overeen met de theoretische voorspelling dat Alfvén-golven zelf stromen opwekken die turbulentie afremmen.

De ontdekking lost de technische problemen rond commerciële kernfusie niet op: onder meer materialen, brandstoftoevoer en langdurige plasmastabiliteit blijven uitdagingen. Wel suggereert het onderzoek dat toekomstige reactoren sommige instabiliteiten mogelijk bewust kunnen benutten in plaats van ze allemaal te onderdrukken.