Voor zij die heil zoeken in kernfusie, en misschien denken dat "standaard" kernenergie wat oudbollig is, een investeringske op korte termijn, want de "echte" toekomstige kernenergie is kernfusie, een paar reality checks. Het is nog niet voor morgen.
http://www.askmar.com/Robert%20Bussa...h%20Fusion.pdf
Ik las dit rapport hier toevallig om vast te stellen dat het ... van 1983 dateert, en als je het leest zijn de meeste punten nog altijd waar. Het rapport is waarschijnlijk een beetje "negatief" maar toch, het bevat veel interessante beschouwingen.
Er is 1 punt waar in het bijzonder in 't algemeen heel weinig over gezegd wordt, maar dat een fundamenteel probleem is als men het niet kan oplossen: de brandstof cyclus.
Men concentreert zich altijd maar op het plasma, en hoe lang men het kan "aan 't branden houden", en hoeveel "overschot van energie men moet hebben om commercieel uitbaatbaar te zijn", de zogenaamde Q-factor, waar men inderdaad een langzaam maar zeker succes boekt.
Men doet dat met de veruit "gemakkelijkste" fusie reactie, T - D (tritium/deuterium). Alle andere reacties (D-D en dergelijke) zijn veel moeilijker te realiseren (hebben veel hogere temperaturen nodig), dus als het ERGENS zal lukken, zal het met T-D zijn....
Alleen, er is een "hick".
Bij D-T fusie komt 1 (een) neutron vrij. Dat neutron moet men in de mantel gebruiken om via de reactie Li-6 + n -> T + He-4 een nieuw tritium atoom te maken. Tritium komt namelijk zo goed als niet voor in de natuur (gezien het een halfwaarde tijd heeft van een 15-tal jaar).
Maar het is zo goed als onmogelijk om GEEN neutronen te verliezen, bijvoorbeeld in de structurele materialen, in het koelsysteem....
Men tracht daar een mouw aan te passen door materialen te gebruiken die soms eens een reactie kunnen ondergaan die met 1 neutron, 2 neutronen vrijgeven, maar die reacties zijn redelijk zeldzaam, en dat materiaal zorgt ZELF ook voor neutronen verlies. Het gaat dus redelijk moeilijk zijn om een "breeding ratio" van 1 te bekomen.
Welnu, als dat het geval niet is, en men heeft nog nooit aangetoond dat men dat WEL kan bereiken in een echte reactor, dan is er een fundamenteel probleem.
Het probleem is het volgende. De enige huidige gekende manier om tritium te maken, is met neutronen van een kernreactor, die uit fissie voort komen.
Nu geeft een fissie reactie gemiddeld 2.5 neutronen vrij, en ook ongeveer 200 MeV aan energie. Van die 2.5 neutronen hebben we er 1 nodig om de kettingreactie te onderhouden. De 1.5 andere neutronen worden meestal geabsorbeerd, onder andere in controlestaven en zo, maar ook in de brandstof en in de structuurmaterialen en in het water. STEL NU (maar dat is een droom) dat we die 1.5 neutronen zouden kunnen gebruiken om tritium mee te maken, dan kunnen we dus per fissie, 1.5 tritium atomen maken. Maar dat is dus HEEL OPTIMISTISCH en nog nooit gedaan. Maar stel.
Een tritium atoom kan een fusie ondergaan met deuterium, en hierbij komt ongeveer 17 MeV vrij.
Mocht een fusiereactor zelf geen tritium produceren, en op "geproduceerd" tritium draaien, dus zijn brandstof extern betrekken uit produktie met een "normale" kernreactor die is geoptimiseerd voor tritium produktie, dan zouden we dus voor elke fissie in die kernreactor 200 MeV in de kernreactor vrijmaken, en TEN HOOGSTE 1.5 tritium atomen produceren, waar onze fusiereactor dus ... 1.5 x 17 MeV ~ 25 MeV mee kan produceren.
Dit zou dus wel werken, maar ridikuul zijn: een fusiereactor die 250 MW zou leveren, zou een productie (gewone fissie) kernreactor van 2 GW ernaast moeten staan hebben, en in werkelijkheid veel meer, want we gaan nooit of te nimmer die 1.5 neutronen per fissie ALLEMAAL kunnen gebruiken om tritium te maken. Men zal dus in de praktijk veel meer dan 2 GW aan "klassieke" kerncentrale moeten installeren (die men wel nuttig kan gebruiken) om een fusiereactor kunnen te voeden van 250 MW. Dat is dus wel mogelijk, maar de moeite niet waard.
Maar als het "deken" van een fusie reactor, bijvoorbeeld 80% efficient is in het omzetten van neutronen in tritium, dan mankeert nog steeds 1/5 van de tritium inhoud. Dat verbetert de situatie numeriek wel, maar niet principieel: we moeten nu toch nog steeds 400 MW aan klassieke kerncentrale bouwen om daarnaast een fusiereactor van 250 MW kunnen te voeden.
Men heeft dus nog altijd meer "gewone kernreactoren" nodig dan fusiereactoren als het "deken" van de fusiereactor niet evenveel tritium kan produceren dan de reactor verbruikt, en zoals eerder gezegd zal dat moeilijk haalbaar zijn in de praktijk.
't is niet dat het onmogelijk is, maar het is een moeilijk probleem dat absoluut een oplossing moet hebben alvorens kernfusie een praktische energiebron kan vormen. Niet alleen het "plasma branden" moet een voldoende efficientie hebben, dit is OOK een absolute voorwaarde.
Men hoort daar veel minder over praten.
