- De universiteit , Onderzoek
- 07/05/2024
“Welke rol wil TU/e spelen in realisatie kernfusie-energie?”
Kernfusie-energie komt steeds dichterbij. Zowel Nederland als de TU/e kunnen een belangrijke rol spelen op het wereldwijde kernfusietoneel. Sterke samenwerking tussen academia en industrie is daarvoor essentieel. Een stap daarvoor werd gezet tijdens de allereerste Dutch Fusion Day op 3 mei, georganiseerd door TU/e, DIFFER en ILO-net. Fusie-expert Josefine Proll vertelde over de mogelijkheden voor TU/e.
Tijdens het ochtendprogramma zat de zaal gevuld met wetenschappers van verschillende technische universiteiten, maar vooral van de TU/e. Ze zaten zij aan zij met mensen uit de industrie. Menig gast maakte al graag gebruik van die gelegenheid. “Wij kunnen alles produceren wat jullie willen”, zei een industriepartner tegen de zaal, weliswaar ongevraagd. “Wij hebben plekken voor PhD’s en kunnen jullie experimenten uitvoeren”, zei een wetenschapper van de TU Delft na zijn presentatie over supergeleiders. De wil om intensief samen te werken, was duidelijk voelbaar nog voor de netwerkborrel begon.
Wat is kernfusie?
Kernfusie is het principe dat de zon en andere sterren aandrijft. Wetenschappers die dit willen nabootsen op aarde zien het als de sleutel naar een onuitputbare, schone en rendabele energiebron. Bij kernfusie worden lichte atoomkernen samengesmolten onder extreme hitte en druk. Meestal zijn dit lichte atoomkernen, zoals tritium en deuterium. Daarbij komt een enorme hoeveelheid energie vrij, maar het proces moet wel eerst op gang gebracht worden én onder controle worden gehouden. Dat kost niet alleen veel energie, maar vergt ook onderzoek naar o.a. materialen voor de reactor, het voorkomen van energieverlies en het onder controle houden van plasma. Verwar kernfusie trouwens niet met kernsplijting, dat in huidige kerncentrales gebruikt wordt, waar veel meer radioactief restafval bij komt kijken, omdat er zwaardere en meer radioactieve atoomkernen voor worden gebruikt, zoals van plutonium en uranium.
Don’t kill your darlings
Universitair hoofddocent Josefine Proll (Applied Physics) vertegenwoordigde TU/e op het evenement. Als onderzoeker naar turbulentie bij plasma in kernreactoren heeft ze de internationale interesse in kernfusie-energie zien groeien. “Schone, oneindige kernfusie-energie komt steeds dichterbij. Daardoor wordt het makkelijker om investeerders te vinden, komen jonge kernfusiebedrijven van de grond en wordt volop geïnvesteerd in onderzoek.” Daarom is het volgens Proll nu dé tijd om te bepalen welke rol Nederland en TU/e daarin willen spelen. “Welke punt van de kernfusie-taart nemen we voor onze rekening?”
Aan mogelijkheden voor de TU/e zal het in ieder geval niet liggen. Tijdens Prolls presentatie haalde ze allerlei kansen aan voor interdisciplinair onderzoek op de universiteit. “We zouden ons bijvoorbeeld kunnen focussen op het oplossen van problemen rondom het opwarmen en onder controle houden van plasma, het maken van digital twins om vooraf uit te testen hoe plasma zal reageren, geavanceerde diagnostiek om sneller en tot betere onderzoeksresultaten te komen, of het inzetten van artificiële intelligentie om processen te versnellen.” Toen uit de zaal de vraag kwam om er één of twee te kiezen reageerde ze stellig: “Ik doe niet aan kill your darlings. Wij kunnen dit allemaal.”
Proll benadrukte daarnaast de sterke positie van de universiteit door het al aanwezige brede (inter)nationale netwerk.“We hebben een sterke hightechindustrie in Nederland en de TU/e is dé plek voor kernfusieonderzoek. DIFFER zit naast de deur. We hebben ook sterke connecties met grote fusielabs, waar onze studenten regelmatig naartoe gaan. De industrialisering van kernfusie begint nu en we zitten in een goede positie om daaraan bij te dragen.” Vanuit EIRES wordt nu een programma opgericht om die positie verder uit te bouwen.
Wat doet TU/e op het gebied van kernfusie?
De TU/e heeft diverse samenwerkingen met industriepartners, zoals het Dutch Institute for Fundamental Enegry (DIFFER), wereldwijd een belangrijke speler op het gebied van onderzoek naar kernfusie-energie, en gewoon te vinden op de campus. Ook op internationaal gebied is de TU/e actief, zoals met het Europese consortium EUROfusion, dat wetenschappelijk onderzoek en experimenten rond kernfusie bevordert, bijvoorbeeld het ITER-project, omschreven als ’s werelds grootste experiment dat nog moet komen ‘set to prove that fusion power is feasible’. Daarnaast beschikt de TU/e als een van de weinige universiteiten in Europa over een gerenommeerd masterprogramma, specifiek gericht op kernfusie en diverse vakgebieden die hieraan liniëren. Regelmatig komen dan ook onderzoeken naar buiten die kernfusie steeds een stap dichterbij brengen.
Maatschappelijk debat
Alhoewel de wetenschappelijke en technologische ontwikkelingen elkaar snel opvolgen, blijft één cruciaal punt voor toepasbare kernfusie-energie achter. Proll benadrukte het vooraf aan de presentatie en naderhand tijdens een vragenrondje in de zaal: er moet wel draagvlak in de samenleving zijn voor kernfusie-energie. “Mensen zijn nog niet goed geïnformeerd over de potentie van kernfusie. Natuurlijk: het is duur en restafval is een probleem, maar vanwege het stigma op kernenergie heerst er onnodig veel angst. Vroeg of laat komt er een kernfusiereactor in Europa. Ik denk dat Nederland daar een fantastische plek voor is, maar dat kan niet zonder de samenleving daarin mee te krijgen. Een maatschappelijke discussie is daarom hard nodig.”
Hoe dat gevoerd moet worden, werd al even aangestipt tijdens de laatste presentatie van de ochtend. Na alle technische en natuurkundige presentaties kwam hoogleraar Energy & Climate Ethics Behnam Taebi (TU Delft) als enige sociaal wetenschapper aan het woord. Tijdens zijn presentatie blikte hij terug op het maatschappelijke debat rondom kernsplijting, die al decennia hetzelfde is: we doen het wel of niet. Voorstanders zien een onuitputtelijke energiebron en tegenstanders zien vooral de gevaren van kernenergie.
Splijtstof
“De wereld is alleen veel complexer geworden”, legde Taebi de zaal uit. “Het beleid rondom kernenergie verandert. Zo staat veiligheid altijd voorop bij de bouw van kerncentrales, maar moeten nieuwe kernreactoren nu ook nog eens duurzaam en betaalbaar genoeg zijn om te kunnen concurreren met andere energietechnologieën.” Daarnaast is het draagvlak in de samenleving voor kernenergie net zo complex en kan het zomaar omslaan. “Door de oorlog in Oekraïne en de aanvallen rondom de kerncentrale daar zagen mensen het gevaar van zulke installaties in oorlogstijd. Aan de andere kant zagen mensen het belang van energiezekerheid door de gascrisis. Die twee opvattingen bestaan naast elkaar.”
Volgens Taebi is een brede steun voor kernfusie in de samenleving alleen mogelijk als geluisterd wordt naar wat Nederlanders belangrijk vinden. Nog voordat kernfusiecentrales gebouwd gaan worden, zodat die waarden ook meegenomen kunnen worden in het ontwerpproces. Hij deed daarvoor een eerste suggestie en benoemde het rapport Splijtstof van de Raad voor de leefomgeving en infrastructuur uit 2022. Daarin zijn vijf bepalende waarden vastgesteld voor het publieke debat over kernenergie: energiezekerheid, betaalbaarheid, veiligheid, duurzaamheid en rechtvaardigheid. “Kernfusie-energie is een lange-termijnproject en dat vereist maatschappelijke discussies over wat we belangrijk vinden. Hoe moeilijk dat ook is.”
Discussie