De droom die steeds ‘bijna’ uitkomt

Boek Het kernfusietrucje van de zon blijkt niet simpel na te doen.

Waar haalt de zon haar onuitputtelijke energie toch vandaan? In 1920 gaf Arthur Eddington het antwoord: de zon voegt waterstofkernen samen tot heliumkernen. De massa van een heliumkern is lager dan de massa’s van twee waterstofkernen bij elkaar opgeteld en het verschil komt vrij in de vorm van energie. Eddington vroeg zich toen al af: zou de mens dat trucje kunnen nadoen?

Honderd jaar later is het antwoord nog steeds: misschien wel.

Kernfusie, twee lichte atomen samenvoegen, is het tegenovergestelde van kernsplijting, waarbij zware atomen uiteengaan tot lichtere. Kernfusiecentrales zouden de veilige neefjes van de huidige kern(splijting)centrales zijn, meltdowns kunnen niet plaatsvinden en er is amper radioactief afval. De energiebron is bovendien schoon en onuitputtelijk, en dus de moeite waard. Maar het ‘trucje’ van de zon blijkt niet simpel na te doen.

Het dertiende deel van de pocketserie van New Scientist, van het gelijknamige populair-wetenschappelijke tijdschrift, gaat over de droom die kernfusie heet. Het is een klein, dun boekje, met verrassend veel inhoud. Auteur Jean-Paul Keulen begint bij het begin: de droom. Hij legt uit welke atomen van nut zijn, welke krachten bij kernfusie komen kijken en tegen welke obstakels je zoal aanloopt. Natuurkundigen kunnen dit eerste deel wellicht overslaan, niet-natuurkundigen zijn op een vlotte en begrijpelijke manier bijgepraat.

In deel twee, over de realiteit van het zonnetje spelen, kunnen de natuurkundigen weer aanhaken. Het draait om de vraag: hoe houd je een plasma van losse atoomkernen en elektronen op zijn plek dat 150 miljoen graden Celsius moet zijn om fusiereacties te laten plaatsvinden? Verschillende reactorontwerpen passeren de revue. Keulen staat uitgebreid stil bij ITER, de donut-vormige ‘oefenreactor’ die in 2025 hopelijk af is.

In de jaren vijftig werd gedacht dat kernfusiecentrales er over enkele decennia wel zouden zijn. Maar als alles, ook met ITER-opvolgers, volgens planning verloopt zal dat niet eerder dan in 2080 zijn. Of komt er voor die tijd nog een slim ander reactorontwerp uit een hoge hoed..?