Bolvormige tokamak
De overeenkomst omvat gezamenlijke technologieontwikkeling, gezamenlijk gebruik van apparatuur en detachering van personeel en zal zich richten op materiaalontwikkeling en testen, energieopwekking, brandstofcyclus, diagnostiek en afstandsbediening. Zowel de UKAEA, die namens de Britse regering onderzoek doet naar fusie-energie, als Tokamak Energy beschikken over bolvormige tokamakinstallaties. De ST40 van Tokamak Energy heeft een plasmatemperatuur van 100 miljoen graden Celsius bereikt, de drempel die vereist is voor commerciële fusie-energie, en het bedrijf zal binnenkort zijn volgende apparaat onthullen, dat wordt omschreven als ’s werelds eerste bolvormige tokamak met een hoog veld om het volledige potentieel van supergeleidende magneten bij hoge temperatuur aan te tonen, die medio 2020 in gebruik zal worden genomen.
The ST40 spherical tokamak (Image: Tokamak Energy)
10 x heter dan de zon
Na een aanbestedingsprocedure om een gastheer te vinden voor de STEP-prototype-elektriciteitscentrale heeft de UKAEA vorige week de locatie van de West Burton-centrale in Nottinghamshire geselecteerd. De technische doelstellingen van STEP zijn: voorspelbare netto-elektriciteit van meer dan 100 MW leveren; innoveren om fusie-energie te benutten voor andere doeleinden dan elektriciteitsproductie; zelfvoorziening met tritium verzekeren; materialen en componenten kwalificeren onder geschikte fusieomstandigheden; en een levensvatbare weg naar betaalbare levenscycluskosten ontwikkelen. Ian Chapman, CEO van de UKAEA, verklaarde: “Fusie heeft een groot potentieel om energie op te wekken die verder gaat dan elektriciteitsproductie: “Fusie heeft een groot potentieel om voor toekomstige generaties vrijwel onbeperkte schone energie te leveren. Deze nieuwe overeenkomst met Tokamak Energy zal beide organisaties ten goede komen en onze gezamenlijke ambities bevorderen, want samen staan we sterker. Fusie biedt een opwindende kans voor het Verenigd Koninkrijk en we zijn er trots op dat ons baanbrekende werk hier innovatie en vooruitgang blijft stimuleren als onderdeel van een bloeiende cluster.”
Fusie heeft geen koolstofemissies en beschikt over overvloedige en wijdverspreide brandstofbronnen. Het fusieonderzoek is erop gericht het proces dat de zon aandrijft te kopiëren voor een nieuwe grootschalige bron van schone energie op aarde. Wanneer lichte atoomkernen samensmelten tot zwaardere kernen, komt een grote hoeveelheid energie vrij. Daartoe wordt brandstof verhit tot extreme temperaturen, 10 keer heter dan de kern van de zon, waarbij een plasma wordt gevormd waarin fusiereacties plaatsvinden. Een commerciële elektriciteitscentrale zal de door fusiereacties geproduceerde energie gebruiken om elektriciteit op te wekken. De fundamentele uitdaging is dat de door een fusieplasma afgegeven warmte groter moet zijn dan de in het plasma geïnjecteerde energie.