Na jaren van ontwerpen en ontwikkelen is General Atomics klaar om de eerste module van de centrale solenoïde, een zeer krachtige magneet, te verschepen.

General Atomics heeft een belangrijke stap gezet in de ontwikkeling van ITER, de experimentele kernfusiereactor waar 35 landen aan meewerken. Het Amerikaanse bedrijf voltooide een van de zes modules waaruit de centrale solenoïde gaat bestaan. Deze reusachtige magneet wordt uiteindelijk geplaatst in de tokamak; het hart van de fusiereactor.

Lees ook:

• Bouw van de tokamak van ITER is begonnen
• Tijdlijn: geschiedenis en toekomst van ITER
• Drie concurrenten van ITER

In het kort: kernfusie

Onze zon wekt energie op door middel van kernfusie, waarbij waterstof wordt samengesmolten tot helium. In het binnenste van de ster heerst een extreem hoge temperatuur én een extreem hoge dichtheid. Daardoor kunnen atoomkernen van waterstof (die elkaar normaal gesproken afstoten omdat ze allemaal een positieve elektrische lading hebben) toch op elkaar knallen. Ze smelten dan samen tot heliumkernen, die nét ietsje lichter zijn dan de oorspronkelijke waterstofatomen. Dat verschil in massa wordt omgezet in energie die de zon al miljarden jaren aan het branden houdt. Dit trucje proberen verschillende landen al jaren op aarde uit te voeren. Er wordt dan ook hard gewerkt aan ‘kunstmatige zonnen’ (kernfusiecentrales) die meer energie moeten produceren dan ze verbruiken.

Plasma beteugelen

Op papier is kernfusie een aantrekkelijke methode om energie op te wekken: het is schoon, er wordt weinig kernafval geproduceerd en een nuclear meltdown is uitgesloten. Maar in de praktijk valt zo’n kernfusiereactor bouwen bitter tegen. Je moet waterstof (de brandstof) namelijk verhitten tot temperaturen van 150 miljoen graden Celsius, zodat je plasma krijgt: een gas waarin de elektronen van de atoomkernen af zijn getrokken.

Geen enkel bekend materiaal is echter bestand tegen zulke bizar hoge temperaturen. Gelukkig hebben magneetvelden er wél grip op. En dus werken verschillende landen aan de in totaal vijftig magneten die nodig zijn om het plasma in bedwang en uit de buurt van de reactorwanden te houden.

Centrale solenoïde

De centrale solenoïde is een van die ITER-magneten, die zelf weer uit zes modules bestaat, en is een van de grootste bijdragen van de VS aan ITER. Eenmaal compleet zal de solenoïde 18 meter hoog en 4,25 meter breed zijn, en ruim 900.000 kilo wegen. Zo’n gigantische magneet is uiteraard enorm krachtig. De centrale solenoïde is sterk genoeg om een vliegdekschip 2 meter de lucht in te tillen. In zijn kern zal hij een magnetische veldsterkte van 13 Tesla bereiken, ongeveer 280.000 keer sterker dan het aardmagnetisch veld.

Eerder dit jaar heeft General Atomics de laatste tests van de eerste module van de solenoïde afgerond. Deze week zal het bedrijf de magneet op een speciale zware oplegger laden die hem naar Houston brengt. Vandaar gaat het per schip naar ITER in Zuid-Frankrijk.

De module van de solenoïde is vervaardigd in het Magnet Technologies Center van General Atomics in Poway, Californië. De andere vijf modules, plus een reserve-onderdeel, bevinden zich in verschillende stadia van fabricage. De tweede magneetmodule zal in augustus worden verscheept, aldus General Atomics.

Bronnen: ITER via EurekAlert!, US ITER, KIJK 1/2019

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!