Advertentie
Een oud probleem met nucleair fusieonderzoek dat al jaren bestaat, is waarschijnlijk opgelost. Onderzoekers hebben namelijk voor elkaar gekregen om het begrenzen van alfadeeltjes in een magnetisch veld veel efficiënter te maken dan eerder mogelijk was.
Het grootste probleem met het praktisch toepassen van nucleaire fusie voor stroomgeneratie is het betrouwbaar omzetten van een magnetisch veld om de reactie die hoge-energie deeltjes binnen de plasma houdt. Als deze deeltjes uit de plasma komen, kan de reactie niet in stand gehouden worden. Onderzoekers zijn al lange tijd bezig om complexe magnetische confinementsystemen te ontwikkelen, zogenaamde ‘magnetische flessen’, die een precies ontwerp vereisen en vaak veel rekenkracht nodig hadden om te ontwikkelen.
Onlangs heeft een team van onderzoekers bij de Universiteit van Texas in Austin, Los Alamos National Laboratory en het bedrijf Type One Energy Group een nieuwe wiskundige methode ontwikkeld die de bouw van fusie-reactoren een stuk sneller en tegelijkertijd ook preciezer kan maken. Resultaten van dit onderzoek zijn gepubliceerd in het journal Physical Review Letters.
Met de hulp van symmetrietheorie hebben onderzoekers een methode ontwikkeld die sneller en preciezer is dan oudere methodes. Volgens natuurkundige Josh Burby, eerste auteur van het onderzoek, kan men met deze methode tien keer sneller mogelijke lekken vinden in een magnetisch veld, zonder daarvoor in te leveren op precisie. ‘We hebben een probleem opgelost dat al ongeveer 70 jaar open stond,’ zei Burby. “Dit is een paradigmaverschuiving in de ontwikkeling van fusie-reactoren.”
Dit onderzoek is heel relevant voor stellarators, een type reactor dat in de begin jaren 1950 werd voorgesteld, maar tot op heden te complex was om toe te passen, waardoor het in de praktijk niet is toegepast. Een onderzoeksfaciliteit waar het wordt toegepast is in Duitsland, de Wendelstein 7-X bij het Max Planck Instituut voor Plasmafysica in Greifswald.
De nieuwe berekeningsmethode maakt de bouw van fusie-reactoren een stuk makkelijker, maar kan ook toegepast worden bij een ander soort reactor, de tokamak. Daar heeft men ook last van elektronen die los gaan en de reactormuur beschadigen, wat uiteraard een groot probleem is. Hier kan deze nieuwe theorie ook toegepast worden, zodat men sneller kritieke zwakke plekken kan vinden in het magnetisch veld.