Z-machine produceert eerste fusiereacties

Z-machine

De Z-machine van Sandia (foto: Sandia)

Het is ineens druk op het kernfusiefront. Net heeft Skunk Works laten weten met vijf jaar een operationele fusiereactor te kunnen laten draaien of uit de andere hoek wordt een nieuw succesje gemeld. Sandia laat weten dat in zijn eigen Z-machine de eerste fusiereacties hebben plaatsgevonden. Dat is heel erg ver van een energieleverende reactor, maar toch. Het aardige is dat de Sandia-labs evenals Skunk Works onderdeel vormen van Lockheed Martin. Zo is de cirkel weer rond.

ITER moet nog afgebouwd worden, maar verwacht wordt dat kernfusie in tokamak-reactoren, die ITER gebruikt, niet voor 2050 commercieel kunnen worden. Een van de belangste problemen die moeten worden opgelost is het uiterst hete plasma, waarin de fusiereacties plaatsvinden, ‘opgesloten’ te houden. Bij de tokamak gebeurt dat met magneetvelden, evenals bij Skunk Works (maar dan volgens een ander ontwerp), maar het plasma kan ook worden geconcentreerd door lasers. Sandia is al zeven jaar bezig met zijn eigen oplossing van de, vele, problemen die kleven aan kernfusie. In Albuquerque (Nieuw-Mexico) hebben ze een machine gebouwd, met een technisch snufje dat Z-pinch wordt genoemd. De Z-machine is eigenlijk op de eerste plaats een stralingsbron en zeker geen fusieproefreactor, maar kennelijk kun je er fusiereacties mee teweegbrengen. Daartoe waren er al eerder voorbereidend onderzoek en simulatieberekeningen uitgevoerd. Nu is de theorie in de praktijk gebracht in een cylinder met een doorsnede van 7,5 mm en hoogte van 5 mm met het waterstofisotoop deuterium. Vervolgens werd door dat cylindertje een stroom van 19 miljoen Ampère gejaagd gedurende 100 nanoseconden (1 ns is 1 miljardste seconde). Die stroomstoot leidde tot een implosie, waardoor de temperatuur van het opgesloten deuterium steeg tot duizelingwekkende hoogte. Tegelijkertijd werd dat vuurtje nog eens opgestookt met een impulslaser, terwijl het plasma werd opgesloten in een magneetveld. De bereikte temperatuur zou 35 miljoen graden zijn geweest (ik zei het al, kernfusie kent vele problemen), twee keer zo hoog als in het binnenste van de zon, maar eenderde van wat ITER zou moeten kunnen. Er werd een stroom van 2 biljoen neutronen gemeten. Die leveren het bewijs dat er inderdaad een kernfusie heeft plaatsgevonden. Bij deze fusiereactie geven twee deuterium kernen een heliumkern (helium-3) plus een neutron. Vervolgens werd een stroom van 10 miljard neutronen gemeten die afkomstig waren van fusiereacties tussen deuterium en de nog zwaardere waterstofisotoop tritium, dat tegelijkertijd was ontstaan. Zoals gezegd, met deze prestatie zijn ze daar in Nieuw-Mexico nog ver af van een werkende reactor. Het verhaal van Skunk Works klinkt aantrekkelijker. Overigens schijnt skunk works de term te zijn voor een geheime afdeling van industriële bedrijven, dus of Skunk Works Skunk Works heet

Bron: Futura-Sciences

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.