Differ werkt aan plasma-controlesysteem voor fusiereactor Iter

De Baar is groepsleider bij FOM-instituut Differ, het Dutch Institute for Fundamental Energy Research, en deeltijd-hoogleraar aan de Technische Universiteit Eindhoven. 

Plasma beheersen voor fusie-energie

De zon en sterren wekken energie op uit fusie door bij een enorme temperatuur waterstof samen te smelten tot helium. In fusiereactoren op aarde vindt fusie bij honderden miljoenen graden plaats in een geladen gas (plasma) van waterstofisotopen. In een fusiereactor houden sterke magneetvelden het plasma van de reactorwand, maar succesvol bedrijf vraagt meer dan die magnetische kooi. Om het hete fusieplasma in bedwang te houden en het gebruik van de fusiebrandstof te optimaliseren is een reactor voorzien van een geavanceerd controlesysteem.

Eerste plasma-controlesysteem specificeren en plannen

Plasmafysicus prof.dr. Marco de Baar kreeg van Iter de opdracht om de systeemeisen voor het controlesysteem voor het eerste plasma van Iter te specificeren en te vertalen naar een planning. De Baar onderzoekt en ontwikkelt geavanceerde controlesystemen voor fusiereactoren. Hij werkt in deze opdracht samen met Iter’s plasma-operationsexpert dr. Joe Snipes. De samenwerking onderstreept dat FOM en de TU/e een brug hebben geslagen tussen fundamentele fysica en control engineering.

"Voor control engineers is het Iter-plasma een geweldig vraagstuk om je tanden in te zetten. Het uiteindelijke controlesysteem van Iter zal razend complex zijn", aldus De Baar. "Met 20 actuatoren en 50 sensoren moet de ruimtelijke verdeling van een groot aantal plasmaparameters worden gecontroleerd, of zelfs de tijdsevolutie ervan. Ook moet het systeem mogelijke verstoringen onderdrukken en anticiperen als het systeem in de buurt van bedrijfslimieten komt. Een belangrijke rol in dit alles is de ontwikkeling van snelle dynamische modellen die in real-time of zelfs sneller de toestand van het plasma kunnen voorspellen. Daarnaast is er ook veel te verdienen in de ontwikkeling van betere sensoren."

"Maar", stelt De Baar, "zo gecompliceerd beginnen we natuurlijk niet. Voor het eerste plasma zijn de systeemeisen een stuk bescheidener, al moet de architectuur die we opzetten wel zijn uit te breiden tot het uiteindelijke plasmacontrolesysteem."