|
Veel
gestelde vragen (FAQ)
Wat zijn de voor- en nadelen van kernfusie?
Vind er onderzoek naar kernfusie in Nederland plaats?
Wanneer zal kernfusie daadwerkelijk worden toegepast?
Wat zijn de grootste verschillen tussen kernfusie en kernsplijting?
Wat zijn de
voor- en nadelen van kernfusie?
Voordelen:
1) Brandstof voor iedereen beschikbaar voor miljoenen jaren
2) Veilig: als er iets misgaat in de centrale, stopt de fusiereactie
meteen
3) Schoon: het fusieproces maakt weliswaar de wand van een
reactorvat radioactief, maar dit is alleen kort-levende (100
jaar) radioactiviteit
4) Produceert geen broeikasgassen
Nadelen:
1) We hebben het nog niet, over 30 jaar komt het commercieel
beschikbaar
2) Kan alleen grootschalig (1000MW), dus niet geschikt voor
kleine dorpjes, maar wel voor grote steden
3) De centrale neerzetten is duur, daarna is de brandstof
erg goedkoop
4) Gebruikt tritium, een giftige stof. Daarom moet je veel
maatregelen nemen om dat veilig te doen.
Het nederlands
kernfusie onderzoek maakt deel uit van het Europese fusie-onderzoeksprogramma.
In europa is het fusie-onderzoek heel goed gecoordineerd,
al sinds 1960. Een belangrijke reden daarvoor is dat fusie-experimenten
groot en duur zijn, en het dus loont om verschillende landen
te laten samenwerken aan 1 groot experiment. Op dit moment
werkt heel Europa, samen met zes andere partners samen naar
het groot internationale experiment ITER toe.
Vind er onderzoek naar kernfusie in Nederland plaats?
In Nederland vindt onderzoek naar kernfusie plaats bij het
FOM-Instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen (www.rijnh.nl)
te Nieuwegein, en bij de Nuclear Research & Consultancy
Group (NRG, www.nrg-nl.com)
te Petten. Hierbij wordt nauw samengewerkt met industriepartners.
Op Rijnhuizen in Nieuwegein wordt kernfusieonderzoek gericht
op drie verschillende delen van ITER. Het eerste is ‘de
uitlaat’ waar de reactieproducten van het vat worden
verwijderd. Hier komt het plasma tegen de tegels van het vat
aan. Er is echter weinig bekend over de interacties die hier
tussen plasma en wand plaats zullen vinden. Om dit te onderzoeken
wordt in Nieuwegein de plasmabron ‘Magnum-PSI’
gebouwd die de extreme condities in ITER zal nabootsen.
Ten tweede buigen theoretische natuurkundigen in Nieuwegein
zich over de bewegingspatronen in het hete plasma van een
fusiereactor. Spontaan optredende turbulentie in het plasma
leidt tot verhoogd warmteverlies. Dat is meestal ongewenst
maar soms ook juist wel gewenst. Door de turbulentie te leren
begrijpen zal in een fusiecentrale de operator deze actief
kunnen beinvloeden om de verbranding in de reactor te optimaliseren.
Als derde speerpunt ontwikkelt Rijnhuizen in samenwerking
met industriele partners, TNO en NRG instrumentatie voor ITER.
Een zogenaamd 'Upper Port Launcher' hier ontwikkeld, zal in
ITER worden gebruikt om het reactorplasma te verhitten. Deze
verhitting kan worden gebruikt om turbulente bewegingen in
het plasma te beinvloeden.
De samenwerking met industrie in dit project is erg belangrijk.
ITER is een politiek ‘showcase’ en als innovatief
land wil Nederland hier heel zichbaar aanwezig zijn –
zowel industrieel als wetenschappelijk.
NRG concentreert zich op het ontwikkelen van nieuwe, hoogwaardige
wandmaterialen voor het fusiereactorvat. Deze materialen kunnen
on-site bestraald worden met neutronen in een Hoge Flux Reactor,
om te kijken of het materiaal daar schade van ondervind en
of het materiaal radioactief wordt.
Wanneer zal kernfusie daadwerkelijk worden toegepast?
De planning voor het ontwikkelen van kernfusie als energiebron
is als volgt:
- Men
is nu volop bezig met de grondwerkzaamheden voor het internationale
fusie-experiment ITER die in zuid-Frankrijk gebouwd zal
worden. De ITER organisatie is opgericht, en de eerste orders zijn
de deur uit
- In 2018 zal ITER
klaar staan voor bedrijf. Gedurende 20 jaar zullen hier
experimenten uitgevoerd worden om de technologische en wetenschappelijke
haalbaarheid van kernfusie te bewijzen.
- Daarna is DEMO gepland,
een DEMOnstratiereactor die voor het eerst daadwerkelijk
fusie-elektriciteit aan het net zal leveren, maar die nog
steeds een experiment zal zijn. De bouw van DEMO zal rond
2025 beginnen. DEMO zal klaar staan voor bedrijf rond het
einde van de levenscyclus van ITER. Dit experiment zal ook
ongeveer 20 jaar meegaan.
- Parallel aan deze experimenten zal grootschalige materiaalonderzoek
plaatsvinden in een installatie met de naam IFMIF
(International Fusion Materials Irradiation Facility). Hier
zullen geschikte materialen worden getest voor het reactorvat
van een fusiereactor.
- Na deze periode van onderzoek moet de markt het overnemen
en de eerste commerciële fusiecentrale
bouwen. Dit zal vermoedelijk rond halverwege deze eeuw gebeuren.
- Als de markt voor fusiecentrales met 10-15% per jaar groeit
(wat best snel is), dan kan fusie aan het eind van deze
eeuw ongeveer 10 -15% van de wereld
energiebehoefte dekken.
Wat zijn de grootste verschillen tussen kernfusie en kernsplijting?
Het grootste verschil tussen kernfusie en kernsplijting is het
volgende. Bij kernsplijting wordt een grote kern uit elkaar
gesplitst in kleinere kernen. Bij kernfusie worden kleine kernen
juist samengesmolten tot één grotere kern. Bij
beide processen komt er energie vrij.
Andere verschillen zijn:
Kernsplijtingsreacties hebben radioactieve producten - kernfusiereacties
niet. Bij kernfusie komt er maar een heel klein beetje licht
radioactief afval vrij, doordat de wanden van de reactor na
verloop van tijd radioactief worden. De radioactiviteit van
dit afval is binnen een paar honderd jaar weer volstrekt veilig.
Vergelijk dit met de duizenden jaren dat dat kost voor kernsplijtingsafval.
De hoeveelheid afval die gemaakt zou worden door duizenden
fusiecentrales over de hele wereld is ongeveer hetzelfde als
de hoeveelheid afval gemaakt door de Nederlandse splijtingscentrale
Borssele.
Verder zijn de brandstoffen voor kernfusie eenvoudig en in
overvloed verkrijgbaar (bijvoorbeeld in zeewater) en beschikbaar
voor op z'n minst nog duizenden jaren. Daarentegen wordt verwacht
dat als kernsplijting snel zou groeien, de Uranium voorraden
binnen 50 jaar op zullen zijn.
Ook is er een verschil
tussen splijting en fusie wat betreft de veiligheid. Hoewel
de veiligheid van kernsplijtingscentrales, vooral in het westen,
tegenwoordig extreem goed is, is de veiligheid bij kernfusie
inherent. Dat betekent dat ook al gaat er alles mis wat er
mogelijk mis zou kunnen gaan, is er nog niets aan de hand.
In tegenstelling tot kernsplijting is kernfusie geen kettingreactie.
Als je de brandstoftoevoer afsluit dooft de reactie bijna
meteen uit (net als bij bijvoorbeeld een gasbrander).
|
