Twee Britse bedrijven die vertrouwen hebben in de doorbraak van kernfusie

twee kleine Britse bedrijven geloven dat ze op de rand staan van een doorbraak die wetenschappers al meer dan 60 jaar ontgaan is — om schone, goedkope energie te leveren door gebruik te maken van de kernfusiereactie die de zon aandrijft.

Het mislukken van aanhoudende pogingen om fusie-energie te ontwikkelen sinds de jaren 1950 heeft de onderneming aangetast door beweringen dat het een dwaze boodschap is. Maar dit heeft investeerders er niet van weerhouden om wetenschappers te steunen die werken aan heel verschillende benaderingen in twee privélaboratoria in Oxfordshire: Tokamak energie en eerste licht fusie. beide hebben het ambitieuze doel gesteld om tegen 2030 een werkende reactor te leveren die klaar is voor commercialisering, tien jaar eerder dan de nabijgelegen Britse Atomic Energy Authority, die het door de staat gefinancierde fusieprogramma beheert.in de jaren vijftig bouwde de UKAEA de Zeta-fusiereactor, die destijds werd geprezen als een Britse technologische triomf die onbeperkte stroom te goedkoop bood om te meten. Zeta stopte in 1968 omdat hij geen bruikbare energie produceerde. de recente technische vooruitgang heeft investeerders echter overtuigd om 50 miljoen pond in Tokamak Energy te pompen en nog eens 25 miljoen pond in First Light Fusion.

Op hetzelfde moment, de UKAEA werkt aan een nieuwe generatie van fusie-reactoren op haar Culham Science Centre, alle gebaseerd op de “tokamak” ontwerp dat is ontstaan in de Sovjet-Unie in de jaren 1950. Dit ronde reactievat houdt de brandstof-een plasma van oververhit deuterium en tritium — op zijn plaats met krachtige magneten terwijl de temperatuur boven 100mC wordt verhoogd zodat de atoomkernen fuseren en enorme hoeveelheden energie vrijgeven. ukaea werkt aan het ontwerp van zijn experimentele reactor van de volgende generatie, bekend als Step (sferische Tokamak voor energieproductie), waarvoor de regering net voor de algemene verkiezingen een overheidsinvestering van £220m aankondigde. Boris Johnson, de Premier, enthousiast over de technologie tijdens de verkiezingscampagne en leek persoonlijk toegewijd aan het handhaven van wat hij noemde Groot-Brittannië ‘ s “global lead” in fusieonderzoek.

” De Step-reactor zal een innovatief plan zijn voor een commercieel aangedreven fusiecentrale, die het realistische vooruitzicht biedt van de bouw van een elektriciteitscentrale tegen 2040,” zei Ian Chapman, chief executive van UKAEA.

maar de particuliere fusiebedrijven van Oxfordshire hebben ambitieuzere schema ‘ s. Tokamak Energy, dat in 2009 uit UKAEA werd gesponnen en 80 mensen in het nabijgelegen Milton in dienst heeft, is klaar om de volgende stap te zetten na het verwarmen van plasma in zijn SP40-reactor tot 15mC. “We zijn op koers voor 100mC, de temperatuur waarop fusie zou kunnen beginnen, door volgende maart,” zei David Kingham, executive vice-chairman.

Het doel van Tokamak Energy is om in 2025 fusievermogen te genereren en een commerciële fabriek klaar in 2030. “We begrijpen dat de overheid labs moeten voorzichtiger zijn in hun schema ‘s,” zei De Heer Kingham. “We overwegen het hebben van een 150MW-apparaat dat we een licentie kunnen geven aan mensen die goed zijn in het bouwen van energiecentrales.”

First Light Fusion, die in 2011 van de Universiteit van Oxford werd opgericht, baant een heel andere aanpak. In plaats van de reagentia te beperken in een sterk magnetisch veld en ze oververhit te brengen, streeft het ernaar de extreme omstandigheden te bereiken die nodig zijn om fusie in gang te zetten door een groot aantal kleine koperprojectielen gelijktijdig met hypersonische snelheid te afvuren in een kleine capsule die deuterium en tritiumbrandstof bevat.

” terwijl magnetische fusie is als een oven die altijd aan staat, onze projectiel fusie is een gepulseerd proces dat energie van elk schot in vloeibaar lithium koelmiddel,” zei Nick Hawker, First Light chief executive. hij zei dat hij verwacht vroeg in 2020 aan te tonen dat het systeem fusie bereikt en streven naar de Heilige Graal, bekend als “gain”, dat is wanneer de reactor meer energie genereert dan wordt gebruikt om de reactie aan te wakkeren in 2024. First Light werkt al samen met het ingenieursbureau Mott MacDonald aan een commercieel reactorontwerp, met als doel een fusiecentrale te hebben die het net van stroom voorziet tegen het begin van de jaren 2030.

“Ik steun de particuliere fusiebedrijven zeer en UKAEA is vastbesloten om met hen samen te werken om hun technologie te helpen ontwikkelen,” zei De Heer Chapman. “De belofte van fusie is zo groot dat er altijd ruimte is voor innovatie in design.”

ondertussen blijft UKAEA de betrokkenheid van het land bij grote internationale fusieprojecten beheren. In Culham vindt de Joint European Torus of JET plaats, ‘ s werelds grootste en krachtigste tokamak en de focus van het fusieonderzoeksprogramma van de EU.

JET is sinds 1983 in bedrijf. Een hoogtepunt kwam in 1997 toen het werd gevoed met een deuterium-tritium reactiemengsel en behaalde een wereldrecord voor fusie-energie van 16 megawatt in 1997, hoewel dit minder was dan de energie die erin werd gestoken om het plasma te verwarmen.in de afgelopen jaren hebben de experimenten van JET bijgedragen tot het ontwerp en de bouw van Iter, een grootschalige fusiemachine met een reactievat van 10 meter hoog (tegen 4,3 meter voor JET) dat wordt gebouwd door een wereldwijd consortium van regeringen in Zuid-Frankrijk.

geconfronteerd met vertragingen en kostenoverschrijdingen — de huidige schatting is $22 miljard — Iter zal nu in 2025 van start gaan. Volgens het tijdschema moet JET ten minste tot 2024 in bedrijf zijn, met inbegrip van meer runs met deuterium-tritiumbrandstof, hoewel dit programma zal afhangen van de post-Brexit-relatie van het Verenigd Koninkrijk met de EU en Euratom.hoewel niemand precies weet wanneer commerciële fusie-energie zal komen — en in welke vorm-sprak de Heer Chapman zijn volste vertrouwen uit in de uiteindelijke komst ervan. “We zullen fusie hebben, “zei hij,” en Oxfordshire zal nauw betrokken zijn bij het maken van het gebeuren.”