EO

Kernfusie in een reactor van diamant

11 juli 2012 om 14:27 uur - Utrecht

De Europese fusiereactor JET vlakbij Oxford is op dit moment de wereldrecordhouder fusievermogen. Na een 18 maanden lange upgrade-campagne heeft JET nu een uitlaat van tungsten (de geul in de bodem) om zoveel mogelijk op de toekomstige reactor ITER te lijken

Diamant lijkt zeer geschikt als materiaal voor de wand van toekomstige kernfusie-energiecentrales. Dat denkt natuurkundige Greg De Temmerman van FOM-instituut DIFFER. De wand van een fusiereactor krijgt enorme hitte te verwerken en staat bloot aan agressieve erosieprocessen. Samen met internationale collega's legde De Temmerman verschillende materialen op de pijnbank.


Diamant blijkt beter te presteren dan andere vormen van koolstof en zelfs beter dan het extreem hittebestendige metaal wolfraam. Het wetenschappelijke vakblad Nuclear Fusion noemt het resultaat een van de onderzoekhighlights uit 2011.

 

Hitteschok met elektronenkanon

Kan diamant in combinatie met een beetje boor tegen de intense plasma's in ITER? Het team van De Temmerman ging dat na met het elektronenkanon JUDITH van het Duitse  Forschungszentrum Jülich. Het experiment kan 5 milliseconde lange energiepulsen van 2,5 gigawatt per vierkante meter opwekken, vergelijkbaar met de meest intense plasmaontladingen in een fusiereactor. Na blootstelling aan een serie pulsen werd het beoogde wandmateriaal onderzocht met een scanning elektron microscope. "In het allerbeste geval had het diamant zelfs na honderd hittepulsen helemaal geen schade of oppervlakte-erosie opgelopen", zegt De Temmerman: "en dat bij een hittestroom die drie keer hoger is dan het smeltpunt van wolfraam! Andere vormen van koolstof, grafiet en CFC, waren juist flink weggesleten."

 

Geen gepasseerd station

Met zijn resultaten hoopt De Temmerman de interesse in diamant als fusie-wandmateriaal weer aan te wakkeren. Dat gaat niet makkelijk. "Ik heb keihard moeten werken om dit project erdoor te krijgen - de fusiegemeenschap was er vrij zeker van dat diamant een gepasseerd station is. Daarom is het heel mooi dat Nuclear Fusion onze onderzoeksresultaten heeft uitgeroepen tot een van de highlights van 2011."

De materiaalkeuze voor de eerste editie van ITER-uitlaat (divertor), het onderdeel dat het 't zwaarst te verduren krijgt, is al gemaakt: wolfraam. Halverwege de levensduur van ITER is een upgrade voorzien, en het materiaal voor die vernieuwde divertor staat allerminst vast.

 

Extreme materiaalbelasting in fusiereactoren

Kernfusie-onderzoekers willen de energiebron van de zon op aarde nabouwen als duurzame, schone en veilige energievoorziening. Het internationale ITER-project werkt aan een fusiereactor die tien keer meer energie - in de vorm van fusieplasma - produceert dan de machine zelf verbruikt. Het eerste plasma is gepland voor 2020. ITER's voorgangers gebruikten vaak grafiet of vezel-versterkt koolstof (CFC) om de reactorwand mee te bedekken. ITER maakt een andere keuze en zal de eerste versie van zijn reactorwand met wolfraam betegelen. Dit metaal is beter bestand tegen energie-uitbarstingen (ELMs - Edge Localized Modes) die optreden aan de rand van het fusieplasma. Hoe groter de reactor, hoe hoger de  energie van de ELMs waaraan het wandmateriaal van de uitlaat (divertor) blootgesteld wordt - oplopend tot gigawatts in een commerciële energiecentrale.

 

Gerelateerd nieuws

Robotvis vliegt op carbid (video)

Robotvis vliegt op carbid (video)

Kijk, als je een bal of melkbusdop tientallen meters kan laten vliegen op calciumcarbid, waarom dan geen robot? Dat moeten de wetenschappers van het Londense Imperial College gedacht hebben terwijl ze aan de tekentafel…

Apparaten printen waarin de elektronica al is ingebed

Apparaten printen waarin de elektronica al is ingebed

Aan het MIT is een methode ontwikkeld om met standaard 3D-printers apparaten te produceren waarin de elektronica al is ingebed. De onderzoekers gebruiken filamenten met ingebedde circuits om complexe vormen af te drukken…

Human Power Team verbreekt wereldsnelheidsrecord fietsen met 122,12 km/uur

Human Power Team verbreekt wereldsnelheidsrecord fietsen met 122,12 km/uur

Het Human Power Team, een studententeam van de TU Delft en VU Amsterdam, heeft dinsdagochtend het vrouwelijke wereldsnelheidsrecord fietsen verbroken. Door een snelheid van 122,12 km/uur te trappen, verbrak atlete Rosa…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
In-cylinder potentiometer voor hydraulische cilinders

Althen Sensors & Controls introduceert nieuwe lineaire positiesensoren: magnetorestrictieve sensoren en in-cylinder...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

23 september 2019, D&F kantoor Breda

Richtlijn Arbeidsmiddelen

24 september 2019, Vianen

Masterclass Machineveiligheid (4-dagen)

24, 25 september en 1, 2 oktober 2019

Meer agendapunten »