Nieuwe mijlpaal voor kernfusie: reactor breekt record voor plasmaduur
De Franse Commissie voor Alternatieve Energie en Atoomenergie (CEA) heeft een belangrijke mijlpaal aangekondigd in de vooruitgang van de plasmaduur in een kernreactordoor het plasma 1.337 seconden in stand te houden. Dit nieuwe record vertegenwoordigt een verbetering van 25% ten opzichte van het vorige record dat slechts enkele weken eerder door East in China werd gevestigd.
Dit staat gelijk aan 22 minuten plasma in de fusiereactor reactor voordat het vervliegt of instabiel wordt. Deze technologie zou minder brandstof verbruiken dan een kernreactor met kernsplijting en minder radioactief afval produceren, waardoor het een sleutelrol zou kunnen spelen bij het opwekken van energie in de toekomst.
Volgens CEA bereikte het plasma een temperatuur van 50 miljoen graden, wat een belangrijke vooruitgang is in het streven naar gecontroleerde kernfusie. Het resultaat werd behaald in een tokamak - die gebruikt wordt in magnetische fusiereactoren - en zou een cruciale stap voorwaarts kunnen zijn voor machines zoals de International Thermonuclear Experimental Reactor (Iter), in aanbouw in Frankrijk.
De Commissie werkt aan het bereiken van een langere plasmaduur - tot uren - en hogere temperaturen, om de omstandigheden te benaderen die nodig zijn in fusieplasma's.
"West heeft een nieuwe belangrijke technologische mijlpaal bereikt door waterstofplasma langer dan twintig minuten in stand te houden door 2 megawatt (MW) verwarmingsvermogen te injecteren. De experimenten zullen worden voortgezet met meer vermogen," zei Anne-Isabelle Etienvre, directeur Fundamenteel Onderzoek bij de CEA.
Een van de grootste uitdagingen bij fusieonderzoek is het beheersen van het inherent instabiele plasma en tegelijkertijd de levensduur van de plasma-onderdelen garanderen, die extreme temperaturen en straling moeten kunnen weerstaan. Onderzoekers bij West gebruiken supergeleidende spoelen en actief gekoelde componenten om een stabiele omgeving te creëren voor deze langdurige experimenten, die uiteindelijk enkele uren moeten duren.
Bron(nen)
CEA (In het Engels)
Op 12 februari was de West-machine van de CEA in staat om meer dan 22 minuten lang een plasma in stand te houden. Hiermee werd het vorige record voor de duur van een plasma dat met een tokamak was bereikt, verpulverd. Deze sprong voorwaarts laat zien hoe onze kennis van plasma's en de technologische beheersing ervan over langere perioden steeds volwassener wordt en biedt hoop dat fusieplasma's voor langere tijd gestabiliseerd kunnen worden in machines zoals Iter.
1.337 seconden: dat was hoe lang West, een tokamak op de CEA-locatie in Cadarache in Zuid-Frankrijk en een van de middelgrote tokamakfaciliteiten van het EUROfusion-consortium, op 12 februari in staat was om een plasma in stand te houden. Dit was een verbetering van 25% ten opzichte van de vorige recordtijd die enkele weken eerder met East, in China, werd bereikt.
Het bereiken van tijdsduren zoals deze is een cruciale mijlpaal voor machines zoals Iter, die fusieplasma's gedurende meerdere minuten in stand moeten houden. Het einddoel is om het plasma, dat van nature instabiel is, onder controle te houden en er tegelijkertijd voor te zorgen dat alle componenten die met het plasma te maken hebben de straling kunnen weerstaan zonder defect te raken of het plasma te vervuilen.
Dit is wat de CEA-onderzoekers willen bereiken en wat het huidige record verklaart. In de komende maanden zal het West-team zijn inspanningen verdubbelen om zeer lange plasmaduren te bereiken - tot enkele uren bij elkaar - maar ook om het plasma tot nog hogere temperaturen te verhitten om de omstandigheden te benaderen die in fusieplasma's worden verwacht.
West is een CEA-faciliteit die profiteert van de tientallen jaren ervaring van de commissie in het gebruik van tokamaks om plasma's te bestuderen. Het verwelkomt onderzoekers van over de hele wereld, die gebruik maken van de belangrijkste kenmerken die plasma's met een lange levensduur mogelijk maken, met name de supergeleidende spoelen en actief gekoelde componenten. West is één facet van een internationale beweging die andere grote experimenten omvat waarbij CEA-onderzoekers nauw betrokken zijn, zoals JET, de Joint European Torus tokamak in het Verenigd Koninkrijk (gesloten eind 2023), die het record voor fusie-energie in handen heeft, JT-60SA in Japan, EAST in China en KSTAR in Zuid-Korea, om nog maar te zwijgen van het vlaggenschip dat Iter is.
"West heeft een nieuwe belangrijke technologische mijlpaal bereikt door waterstofplasma meer dan twintig minuten in stand te houden door 2 MW verwarmingsvermogen te injecteren. Experimenten zullen worden voortgezet met een verhoogd vermogen. Met dit uitstekende resultaat kunnen zowel West als de Franse gemeenschap het voortouw nemen voor het toekomstige gebruik van Iter", aldus Anne-Isabelle Etienvre, Directeur Fundamenteel Onderzoek bij de CEA.
