De ideale ingrediënten voor de energie van de toekomst
Michele Marin promoveert op een model voor de energie van de toekomst: kernfusie. Hoe bereken je de ideale ingrediënten voor kernfusie met de meeste energie?
Kernfusie wordt gezien als de energie van de toekomst. Het stoot geen CO2 uit, is veilig en zorgt voor veel energie dat met groot gemak grote steden van elektriciteit voorziet. Maar zover is het nog niet. Want kernfusie is in theorie heel interessant, maar de praktijk bestaat nog niet. Het is wetenschappers al wel gelukt om kernfusie te laten plaatsvinden, maar om het rendabel te maken moet er de komende jaren nog veel onderzoek gebeuren. TU/e-onderzoeker Michele Marin draagt daar aan bij met zijn onderzoek naar kernfusieplasma.
Kernfusie werkt beduidend anders dan de energie die nu nog wordt opgewekt met behulp van kolencentrales. Of zonne-energie of windkracht. Waar kernenergie gevaarlijk is omdat het voor radioactief afval zorgt, heb je daar met kernfusie geen last van. Het is een beetje te vergelijken met een zon in een doos. Waterstofkernen botsen hard tegen elkaar, smelten samen en zorgen zo voor heel veel energie. Net als een zon. Maar een zon in een doos vangen, dat is andere koek.
Kunstmatige zon
Toch is dat wat wetenschappers proberen te doen met speciale reactoren, waaronder zogeheten tokamaks. Daarin botsen de waterstofkernen met grote kracht op elkaar en blijven daarna gevangen met magneten. Het levert plasma vol energie op. Maar hoe zorg je nu voor de ideale ingrediënten voor plasma met zoveel mogelijk energie? Marin gebruikte een model om daar achter te komen. En zo ontdekte hij dat de waterstofelementen deuterium en tritium sneller met elkaar mengen dan tot nu toe werd gedacht.
Zijn model berekende ook de invloed van onzuiverheden in het waterstofmengsel. Onzuiverheden in het mengsel kunnen de brandstof verdunnen, wat een nadeel is. Maar het kan de fusie ook bevorderen. De wanden van de tokamak krijgen namelijk te maken met extreme hitte en krachten tijdens kernfusie. Dankzij straling hebben zij minder te lijden onder de hittegolven van het plasma dat wordt gecreëerd om kernfusie mogelijk te maken, waardoor het materiaal stabieler wordt. Bovendien kan de toevoeging van de stof neon aan het mengsel een positief effect hebben door een hogere temperatuur in de kern zelf te creëren.
De simulatiemodellen van Marin worden de komende jaren gebruikt bij de experimenten van JET, een van de Europese tokamaks. Het brengt de energie van de toekomst weer een stukje dichterbij.
Michele Marin promoveert 1 september op zijn proefschrift met als titel: 'Integrated modelling of multiple ions discharges: validation and extrapolation.’ Begeleiders: prof.dr. Niek Lopes Cardozo, prof.dr. Marco de Baar.
Meer over duurzaamheid
Het laatste nieuws
