Wat is ITER?

Het ”Internationale Tokamak Experimentele Reactor”-project (ITER) onderzoekt of het mogelijk is om met behulp van kernfusie een schone, veilige en vrijwel onuitputtelijke energiebron te ontwikkelen die de energievoorziening voor de lange termijn veiligstelt. De huidige partners zijn de Europese Unie, Rusland, Japan, China, de VS en Zuid-Korea. Brazilië, India en Zwitserland tonen inmiddels ook interesse.

ITER is na het internationale ruimtestation ISS het grootste internationale onderzoeksproject. Met de reactor in Cadarache willen de deelnemers aantonen dat het met kernfusie mogelijk is om langdurig energie op te wekken. De reactor is daarom ontworpen om gedurende tien minuten zo’n 500 megawatt energie te produceren.

Wat is kernfusie?

Net als de huidige kerncentrales is kernfusie gebaseerd op het omzetten van massa in energie. Het grote verschil is echter de manier waarop dit gebeurt. Bestaande kernreactoren splijten zware atoomkernen in kleinere delen en zetten de daarbij vrijkomende energie om in elektriciteit. Bij kernfusie worden twee lichte atoomkernen samengesmolten tot één kern, waarbij een kleine hoeveelheid massa wordt omgezet in een gigantische hoeveelheid energie.

De brandstof van een kernfusiereactor is een mengsel van deuterium en tritium, beide zware varianten van waterstof. Deuterium kan zo uit het zeewater gehaald worden -een liter zeewater bevat 33 milligram deuterium-; tritium komt uit lithium, waarvan grote hoeveelheden op aarde voorradig zijn. Een kilogram van dit mengsel bevat evenveel energie als 10.000.000 kilogram kolen.

Het samenvoegen van kleine atoomkernen lukt alleen bij extreem hoge temperaturen, in een gasvormig mengsel van meer dan 100 miljoen graden Celsius. Ongeveer 10 procent van de opgewekte fusie-energie is nodig om het mengsel op temperatuur te houden. Omdat geen enkel materiaal bestand is tegen deze hitte, wordt dit zogenaamde plasma opgesloten in een ringvormige reactor die het mengsel met magneetvelden op z’n plaats houdt.

Wat zijn de voordelen van kernfusie?

Het belangrijkste voordeel van kernfusie is de prijs en beschikbaarheid van de brandstof.

Daarnaast produceert een kernfusiereactor vergeleken met bestaande kerncentrales weinig radioactief afval en het afval dát ontstaat is veel korter radioactief: vijftig tot honderd jaar tegenover duizenden jaren bij kernsplijting.

Een derde voordeel is de veiligheid. Omdat kernfusie in tegenstelling tot kernsplijting geen kettingreactie is, kan het proces niet uit de hand lopen. Het stoppen van de brandstoftoevoer is ook het einde van het fusieproces.

Waarom is kernfusie nodig?

De toename van de wereldbevolking -van ongeveer 6 miljard mensen vandaag de dag naar zo’n 9 miljard in 2050- en de opkomst van landen als China en India gaan gepaard met een forse toename in de vraag naar energie. Aan de andere kant raakt het einde van de olievoorraden in zicht en moet de uitstoot van broeikasgassen -voornamelijk door de verbranding van fossiele brandstoffen- drastisch naar beneden. Bij kernfusie komen er geen broeikasgassen vrij; het enige bijproduct is het onschadelijke helium.

Wanneer wordt de reactor in Frankrijk gebouwd?

Het hele bouwplan ligt al klaar en de bouw kan dit jaar nog beginnen. Voordat de proefreactor uiteindelijk bedrijfsklaar is, zal er minimaal tien jaar verstrijken. Als de Franse reactor succesvol is, zou kernfusie in het midden van deze eeuw commercieel toegepast kunnen worden.

Wat zijn de kosten?

De totale kosten van het project in Frankrijk zijn geraamd op ruim 10 miljard euro, waarvan zo’n 4,7 miljard bestemd is voor de bouw van de reactor. De Europese Unie neemt de helft van de kosten voor haar rekening, de andere vijf partijen dragen elk 10 procent bij.

Wat is de Nederlandse inbreng?

In Nederland heeft onderzoek naar kernfusie plaats bij het FOM-instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen te Nieuwegein en bij de Nuclear Research & Consultancy Group (NRG) in Petten. Het onderzoek in Nieuwegein richt zich vooral op de interactie van het hete plasma met de binnenwand van de fusiereactor en het opsluiten van het extreem hete mengsel. NRG richt zich op het onderzoeken van nieuwe, hoogwaardige wandmaterialen.