Het Lawrence Livermore National Laboratory in Californië is de thuisbasis van de National Ignition Facility (NIF). In de context van kernfusie slaat ‘ignition’ op het moment waarop een reactie meer energie opwekt dan dat er ingebracht wordt. Dat is precies wat de onderzoekers van het NIF nu claimen. Met lasers die in totaal 2,05 megajoule aan energie uitstraalden, wekten ze 3,15 megajoule aan kernfusie op. Ongetwijfeld een ongelofelijke wetenschappelijke prestatie, maar is het de doorbraak die we nodig hebben?
Oogverblindend potentieel
Kernfusie heeft het potentieel om een schone en nagenoeg onuitputtelijke energiebron te zijn. In theorie levert een fusiereactie, zoals waterstof dat samensmelt tot helium, een enorme hoeveelheid energie ten opzichte van de hoeveelheid materiaal. Om zulke reacties tot stand te brengen, zijn extreem hoge temperaturen en druk nodig. Veel hoger nog dan in onze dagdagelijkse fusiereactor; de zon. Daar gebeurt de reactie eigenlijk heel traag, maar op zo’n immense schaal dat de totale energieopbrengst nog steeds oogverblindend is.
Lasers en röntgenstralen
De techniek die het NIF toepast, maakt gebruik van lasers. Die worden in de reactor omgezet in röntgenstraling die een kleine brandstofcapsule vanuit alle richtingen tegelijk samendrukt. Wanneer de druk hoog genoeg oploopt, implodeert de capsule en verandert de brandstof in een plasma van extreem hoge temperatuur. Het zal je niet verbazen dat het lasersysteem van het NIF het meest krachtige ter wereld is.
De doorbraak van het NIF slaat op het verschil tussen de ingebrachte laserenergie en de warmte-energie die de fusiereactie oplevert. Dat betekent niet dat het hele experiment netto energiewinst opleverde. Alleen al de lasers verbruikten tussen de 384 en 400 megajoules om er 3,15 op te wekken, een energieverlies van meer dan 99 procent. Die opbrengst is dan in de vorm van warmte. Als je van warmte elektriciteit wil maken, verlies je nog eens meer dan de helft van de energie.
Betaalbare en duurzame energie