een levensvatbare kernfusiereactor – een die meer energie uitspuugt dan hij verbruikt — zou hier al in 2025 kunnen zijn.

dat is het resultaat van zeven nieuwe studies, gepubliceerd in Sept. 29 In The Journal of Plasma Physics.

als een fusiereactor die mijlpaal bereikt, kan deze de weg vrijmaken voor massale opwekking van schone energie.

tijdens de fusie worden atoomkernen samen gedwongen om zwaardere atomen te vormen., Wanneer de massa van de resulterende atomen kleiner is dan de massa van de atomen die in hun creatie gingen, wordt de overtollige massa omgezet in energie, waardoor een buitengewone hoeveelheid licht en warmte vrijkomt. Fusiekrachten de zon en de sterren, als de machtige zwaartekracht in hun hart waterstof samensmelten tot helium te creëren.

gerelateerd: Science fact or fiction?, De plausibiliteit van 10 sci-fi-Concepten

maar er is een enorme hoeveelheid energie nodig om atomen te dwingen samen te smelten, wat optreedt bij temperaturen van ten minste 180 miljoen graden Fahrenheit (100 miljoen graden Celsius). Dergelijke reacties kunnen echter veel meer energie opwekken dan ze nodig hebben. Tegelijkertijd produceert fusie geen broeikasgassen zoals kooldioxide, die de opwarming van de aarde aanwakkeren, noch andere verontreinigende stoffen., En de brandstof voor fusie — zoals het element waterstof — is overvloedig genoeg op aarde om te voldoen aan alle energiebehoeften van de mensheid voor miljoenen jaren.”vrijwel ieder van ons heeft zich met dit onderzoek beziggehouden omdat we proberen een echt ernstig mondiaal probleem op te lossen”, zei auteur van de studie Martin Greenwald, een plasmafysicus aan het MIT en een van de leidende wetenschappers die de nieuwe reactor ontwikkelen. “We willen impact hebben op de samenleving. We hebben een oplossing nodig voor de opwarming van de aarde — anders zit de beschaving in de problemen. Dit kan helpen om dat op te lossen.,”

De meeste experimentele fusiereactoren hebben een donutvormig Russisch ontwerp, een tokamak genaamd. Deze ontwerpen gebruiken krachtige magnetische velden om een wolk van plasma of geïoniseerd gas op te sluiten bij extreme temperaturen, hoog genoeg voor atomen om samen te smelten. Het nieuwe experimentele apparaat, genaamd de SPARC (Soonest/smalste Private-Funded Affordable robuust Compact) reactor, wordt ontwikkeld door wetenschappers aan het MIT en een spin-off bedrijf, Commonwealth Fusion Systems.,

als dit lukt, zou SPARC het eerste apparaat zijn dat ooit een “brandend plasma” bereikt, waarin de warmte van alle fusiereacties de fusie gaande houdt zonder dat er extra energie moet worden ingepompt. Maar niemand is ooit in staat geweest om de kracht van het verbranden van plasma te benutten in een gecontroleerde reactie hier op aarde, en meer onderzoek is nodig voordat SPARC dat kan doen. Het SPARC-project, dat in 2018 van start is gegaan, zal naar verwachting in juni van start gaan met de bouw, waarbij de reactor in 2025 in bedrijf wordt genomen., Dit is veel sneller dan het grootste fusie-energieproject ter wereld, bekend als de internationale thermonucleaire experimentele Reactor (ITER), dat in 1985 werd ontworpen maar pas in 2007 van start ging; en hoewel de bouw in 2013 begon, wordt verwacht dat het project pas in 2035 een fusiereactie zal genereren.een voordeel dat SPARC ten opzichte van ITER kan hebben, is dat SPARC ‘ s magneten zijn ontworpen om zijn plasma te beperken. SPARC zal gebruik maken van zogenaamde supergeleidende hogetemperatuurmagneten die pas in de afgelopen drie tot vijf jaar, lang nadat ITER voor het eerst werd ontworpen, in de handel werden gebracht., Deze nieuwe magneten kunnen veel krachtiger magneetvelden produceren dan die van ITER — maximaal 21 Tesla ‘s, vergeleken met maximaal 12 Tesla’ s van ITER. (Ter vergelijking, het magnetische veld van de aarde varieert in sterkte van 30 miljoenste tot 60 miljoenste van een tesla.)

Deze krachtige magneten suggereren dat de kern van SPARC ongeveer drie keer kleiner in diameter kan zijn en 60 tot 70 keer kleiner in volume dan het hart van ITER, dat 6 meter breed is. “Die dramatische vermindering van de grootte gaat gepaard met een vermindering van gewicht en kosten,” Greenwald , vertelde LiveScience. “Dat is echt de game-changer.,”

in zeven nieuwe studies schetsten onderzoekers de berekeningen en supercomputersimulaties die ten grondslag liggen aan SPARC ‘ s ontwerp. De verwachting is dat SPARC minstens twee keer zoveel als 10 keer meer energie zal opwekken dan wordt gepompt, zo blijkt uit de studies.

de warmte van een fusiereactor zou stoom genereren. Deze stoom zou dan een turbine en elektrische generator aandrijven, zoals de meeste elektriciteit tegenwoordig wordt geproduceerd.

“fusie-energiecentrales kunnen een-op-een vervangingen voor fossiele brandstoffen, en je zou niet hoeven te herstructureren elektriciteitsnetten voor hen,” Greenwald zei., Hernieuwbare energiebronnen zoals zonne-en windenergie “worden daarentegen niet goed opgevangen door het huidige ontwerp van elektriciteitsnetten.”

de onderzoekers hopen uiteindelijk dat SPARC-geïnspireerde fusiecentrales 250 tot 1.000 megawatt elektriciteit zouden opwekken. “In de huidige stroommarkt van de Verenigde Staten, energiecentrales meestal genereren tussen 100 en 500 megawatt,” Greenwald zei.

SPARC zou alleen warmte produceren, geen elektriciteit., Zodra onderzoekers SPARC hebben gebouwd en getest, zijn ze van plan om de ARC (Affordable robuust Compact) reactor te bouwen, die elektriciteit zou genereren uit die warmte in 2035.

” dat is zeer ambitieus, maar dat is het doel waar we naar toe werken, ” Greenwald zei. “Ik denk dat het echt plausibel is.”

oorspronkelijk gepubliceerd op Live Science.

Recent nieuws

{{ artikelnaam }}

Written by 

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *