UT onderwerpt kabels kernfusiereactor aan ultieme test
06.03.2007 / 11:42 / Rubriek: Binnenland / Organisatie: Universiteit twente
Universiteit twente
De onderzoeksgroep Lage Temperaturen van de Universiteit Twente heeft een prestigieus
contract in de wacht gesleept: de onderzoekers gaan vanaf deze week de supergeleidende
kabels en draden, bestemd voor de kernfusiereactor ITER die in Frankrijk in aanbouw is,
aan zware tests onderwerpen. Het succes van kernfusie valt of staat met kabels die
minimale verliezen hebben en die niet slechter gaan presteren na verloop van tijd.
Kwalificatietests in een unieke testopstelling, waarin de kabels worden blootgesteld aan
grote mechanische krachten bij extreem lage temperaturen, gaan uitsluitsel geven.
Supergeleidende magneten gaan ongeveer een derde deel uitmaken van de bouwkosten van de
International Thermonuclear Reactor die in het Franse Cadarache gaat verrijzen: een
experimentele reactor die 500 MegaWatt aan energie via kernfusie gaat leveren. In
november 2006 hebben de deelnemende landen -de EU, China, India, de Russische Federatie,
Korea, Japan en de VS- de contracten ondertekend voor de bouw van deze reactor. Parallel
hieraan hebben de landen van de G8 kernfusie als duurzame vorm van energie-opwekking hoog
op de agenda gezet.
De magneten zijn cruciaal om het plasma waarin de kernfusie wordt opgewekt, in bedwang te
houden. Ze bestaan uit reusachtige spoelen van supergeleidende kabels. Treden er te veel
wisselstroomverliezen op tijdens het regelen van de magneten of nemen de prestaties van
de kabels na verloop van tijd af, dan halen ze de vereiste magneetvelden niet. Het goed
functioneren van de reactor staat dan op het spel. Vanuit de verschillende deelnemende
landen aan ITER komen referentiekabels, die stuk voor stuk door de Twentse onderzoekers
worden getest. Een enkele test neemt ongeveer twee weken in beslag.
IJskoud persen
De stromen door deze kabels en de opgewekte magneetvelden hebben extreem hoge waarden:
resp. vele tienduizenden ampères en 13 Tesla. Dat betekent dat er ook enorme
krachten op de kabel worden uitgeoefend. De afzonderlijke draden waaruit een kabel
bestaat, zijn al beschermd door een dikke stalen mantel, maar dan nóg worden ze
door de krachten samengeperst. Die krachten bootsen de onderzoekers nu in het lab na. De
kabel wordt daarvoor afgekoeld tot 4,2 Kelvin (min 269 graden Celsius): dat is de normale
bedrijfstemperatuur. Een forse pers klemt de draden samen en vervolgens is te meten welke
invloed de krachten hebben op de verliezen en uiteindelijk ook op de stroomvoerende
eigenschappen van de kabel. Zou de temperatuur door de verliezen te veel stijgen, dan
raken de draden onmiddellijk hun supergeleidende toestand kwijt -de elektrische weerstand
is niet langer nul- en verdwijnt dus het magneetveld waardoor ook het plasma uitdooft.
De European Domestic Agency, die verantwoordelijk is voor de Europese bijdrage aan ITER,
kiest voor de Twentse groep omdat hier in de loop van de jaren een enorme kennis is
opgebouwd over het gedrag van supergeleidende kabels en draden. De groep heeft hoog
aanzien verworven binnen het wereldwijde onderzoeksveld. Dankzij de opgebouwde ervaring
hebben de onderzoekers belangrijke verbeteringen kunnen voorstellen voor het ontwerp van
de kabels, om degradatie te voorkomen en de kabels op een bedrijfszekere en economisch
gunstige manier te kunnen gebruiken tijdens de hele levensloop van de reactor. De eerste
kabels volgens het Twentse model zijn al gemaakt.
Duurzame energie-opwekking
Kernfusie wordt gezien als één van de antwoorden op het energievraagstuk en
de opwarming van de aarde: het is schoon, veilig en duurzaam, en produceert, in
tegenstelling tot kernsplijting, alleen kortlevend radioactief afval. De energie wordt
gehaald uit het laten samensmelten van lichte atoomkernen tot zwaardere, in een plasma
bij extreem hoge temperaturen. Kernfusie is de energiebron van de zon en de sterren. De
brandstof is, anders dan bij fossiele brandstoffen, zo goed als onuitputtelijk en bestaat
uit deuterium en tritium (waterstof met één resp. twee neutronen).
De testopstelling is ontwikkeld door onderzoekers van de onderzoeksgroep Lage Temperaturen
van prof.dr. Horst Rogalla. De onderzoeksgroep maakt deel uit van het MESA+ Instituut voor
Nanotechnologie van de UT. Het testproject wordt geleid door ing. Arend Nijhuis.
Noot voor de pers
Dit persbericht, uitgebreid met foto's van de kabels en de testopstelling, is ook te zien
op de homepage van de Universiteit Twente, www.utwente.nl. Hoge resolutie opnamen zijn op
aanvraag beschikbaar.
Daarnaast is meer informatie te vinden op de project-website lt.tnw.utwente.nl
Voor algemene informatie over ITER: www.iter.org
Contactpersoon voor de pers: Wiebe van der Veen, email w.r.vanderveen@utwente.nl, tel
(053) 4894244 of 06 45 382730
[shariff url="http://opennieuwsbank.nl/bericht/2007/03/06/E082-ut-onderwerpt-kabels-kernfusiereactor-aan-ultieme-.html" title="UT onderwerpt kabels kernfusiereactor aan ultieme test"]