Hete fusie

Wie zich de stand van zaken bij de kernfusie laat uitleggen door de voorlicht(st)er van een instituut voor plasmafysica loopt tegenwoordig het gevaar met een onvolledig beeld naar huis te gaan.

Lezers van W en O van 17 januari konden daardoor misschien moeilijk begrijpen waarom, als inmiddels 'break-even' is bereikt, de economisch verantwoorde opwekking van elektriciteit uit reacties tussen atoomkernen van waterstof pas in de tweede helft van de volgende eeuw is te verwachten.

Helaas echter is wat de plasmafysicus 'break-even' noemt dat niet voor de ingenieur, laat staan voor de econoom. Hij bedoelt alleen maar dat gedurende een zekere periode bij de reactie tussen deuterium- en tritium-kernen minstens zoveel energie vrijkomt als er aan het plasma wordt toegevoerd. Om de radiogolven en bundels atomen te produceren waarmee dat laatste geschiedt is echter minstens 3 maal zoveel elektrische energie nodig. Anderzijds kan van de vrijkomende fusie-energie hooguit 35% in elektriciteit worden omgezet. De ingenieur wil op zijn minst elektriciteit overhouden en is daar bij 'break-even' dus nog altijd een factor 10 vandaan; de econoom wil bovendien zijn investering goed kunnen maken.

Iets soortgelijks geldt voor de hoeveelheden tritium. Wat losweg wordt gezegd dat deze stof gemaakt kan worden door middel van de kernreactie tussen lithium en neutronen afkomstig uit hetzij het reagerende plasma, dan wel uit een kernsplijtingsreactor. Aangezien echter, per gevormd neutron, bij de splijting van uraan ongeveer tienmaal zoveel energie vrijkomt als bij de deuterium-tritium-reactie zou het laatste betekenen dat de meeste elektriciteit nog altijd wordt opgewekt door kernsplijting, zodat men zich verdere inspanningen aan de kernfusie beter zou kunnen besparen. Dus zal de fusiereactor genoeg tritium moeten produceren om zichzelf te voorzien (een paar ons per dag), en ook nog om nieuwe reactoren te bevoorraden. Er is redelijke zekerheid dat dit zal lukken in de 'kweekmantel' (zoals we aan deze kant van Emmerik zeggen), maar het tritium moet daar wel redelijk snel uit komen, want anders wordt de inventaris van dit radioactieve produkt onrustbarend groot. Lukt ook dat, dan kan de totale hoeveelheid tritium in de fusie-elektrische centrale tot ongeveer 1 kilogram worden beperkt. Dat is dan wel wat meer dan die ene gram in het artikel, maar dat getal krijg je van een plasmafysicus, die alleen maar kijkt wat er in het plasmavat zit.

Hopelijk wordt hiermee duidelijker waarom de weg naar de elektriciteit uit lithium en zeewater nog zo lang is.