KERNFUSIE OP DE LABTAFEL MET SIMPELE LASEROPSTELLING

Natuurkundigen van het Lawrence Livermore National Laboratory in Californië zijn erin geslaagd om kernen met elkaar te laten fuseren. Ze hadden daar geen enorme machine voor nodig, maar slechts een (betrekkelijk) simpele laseropstelling op een laboratoriumtafel (Nature, 8 april 1999).

Het idee achter het experiment is simpel: hoe korter een laserpuls, hoe hoger het vermogen (de energie per seconde) dat erin besloten ligt. En aangezien tegenwoordig pulsen van honderd femtoseconden heel gewoon zijn, zijn zelfs petawatt-lasers (10 watt) geen uitzondering meer.

Kernfusie werd bereikt door klompjes van een paar honderd deuteriumatomen (het zwaardere broertje van waterstof) te beschieten. Zodra ze geraakt worden door de intense laserpuls, worden ze razendsnel verhit, waarna ze uiteenspatten. De brokstukken die van zo'n exploderende cluster wegvliegen kunnen vervolgens weer botsen met brokstukken van andere clusters die ook geraakt zijn. Die botsingen zijn soms zo hevig, dat twee deuteriumkernen versmelten tot een heliumkern en een neutron. Dit laatste deeltje heeft een heel karakteristieke energie, en vormt het bewijs dat fusie heeft plaatsgevonden.

Per laserschot werden er zo'n tienduizend neutronen gevormd. Hoewel er met de laser tien schoten per seconde konden worden afgevuurd, is dat nog veel te weinig om deze vorm van kernfusie als serieuze energiebron voor de toekomst te gaan beschouwen. Bovendien is alles afgelopen zodra de laser wordt uitgezet: de kernfusiereacties houden zichzelf niet op gang. Wanneer echter de neutronenopbrengst in het huidige experiment nog wat kan worden opgevoerd, dan zou een goedkope, compacte en flexibele neutronenbron worden verkregen die goede diensten kan bewijzen bij het onderzoek van materialen.

(Rob van den Berg)