Kernfusie, een zon op aarde

ITER, Latijn voor De Weg, is een internationaal samenwerkingsproject met als doel de wetenschappelijke en technische haalbaarheid aan te tonen van kernfusie als energiebron. De huidige partners in het ITER-project zijn Europa, Japan, China, de Verenigde Staten, de Russische Federatie, India en Zuid-Korea. ITER wordt, met inbreng van al deze partners, gebouwd in het Zuid-Franse Cadarache. Europa heeft een leidende rol in het project, en draagt ongeveer 50% bij in de kosten

Figuur 15. Het ontwerp voor de volgende stap in het kernfusie-onderzoek, ITER.

De ITER-samenwerking begon eind jaren tachtig als een initiatief van de toenmalige presidenten Reagan en Gorbatsjov. De toenmalige Sovjetunie, de VS, Japan en de Europese Unie richtten een samenwerkingsverband op onder de noemer van de International Atomic Energy Agency. Het eerste ontwerp van de ITER-machine voorzag in een fusievermogen van 1.5 Gigawatt thermisch, vergelijkbaar met dat van een toekomstige commerciële energiecentrale. Na een verzoek van de ITER-partners om een substantiële vermindering van de kosten, werd het ITER ontwerp verkleind naar een machine van 500 Megawatt. Het uiteindelijke ontwerp werd in 2001 goedgekeurd. De totale bouwkosten bedragen ongeveer 5 miljard Euro, verspreid over 10 jaar.

De fusie-experimenten van dit moment zoals JET (Culham, Engeland), JT-60 (Naka, Japan), TFTR (Princeton, USA, gesloten in 1997), en de kleinere Europese machines, hebben een grote hoeveelheid kennis opgeleverd over de technologie en fysica van kernfusie. De volgende stap is om de fysica van brandende plasma's op de schaal van een energiecentrale te bestuderen, en om de technologie te testen die fusie als veilige en betrouwbare energiebron beschikbaar maakt. In ITER zullen bijvoorbeeld mantelmodules getest worden voor de tritiumproductie en voor het opvangen van de geproduceerde warmte. Om deze doelen te bereiken, zal ITER een stuk groter zijn dan de grootste huidige tokamak, JET. Deze extrapolatie is mogelijk door de solide basis die de diverse internationale experimenten hebben gelegd, en een gedegen kennis van de fysische principes die aan de tokamak ten grondslag liggen.

ITER wordt een tokamak-machine met een fusievermogen van 500 MW thermisch en een inputvermogen van 50 MW, zodat de energie-vermenigvuldiging Q=10 bedraagt. De tijdsduur van het plasma bedraagt 500 seconden, wat met geavanceerdere technieken uit te breiden is tot zo'n 3000 seconden. ITER is ongeveer 24 meter hoog en 34 meter in doorsnede, en het plasmavolume bedraagt 850 m³. De straal van de torus is ongeveer 6 meter, en de plasmakamer is ongeveer 8 meter hoog.