Belgium (Dutch)

JET en België

België neemt actief deel aan de experimenten die worden  uitgevoerd op de “JointEuropean Torus” (kortweg “JET”) in  Culham (Verenigd Koninkrijk). Samen met collega’s uit andere Europese landen  en de rest van de wereld dragen zij bij tot het fusieonderzoek, dat zich als  doel stelt een veilige, propere en haast onuitputtelijke energiebron voor  toekomstige generaties te realizeren.

Kernfusie is het proces dat onze zon en andere sterren in het  heelal al miljarden jaren van energie voorziet. Om dit proces op aarde na te  bootsen, moet de brandstof voor de fusiereactie (deuterium en trititum, twee  isotopen van waterstof) tot extreem hoge temperaturen worden verhit en opgesloten. Bij deze hoge temperaturen is de brandstof een plasma, dit is een  ‘gas’ uitsluitend bestaande uit negatief geladen elektronen en positieve  plasmakernen; de plasma toestandis de vierde aggregatietoestand van de materie.

JET is de grootste machine ter wereld waarin  fusieëxperimenten uitgevoerd worden. JET is bovendien de enige machine die het  reactiemengsel kan gebruiken dat ook in toekomstige fusiereaktoren aangewend zal worden en heeft alle rekords gebroken, met 16 miljoen Watt aan warmte ontwikkeld uit fusiereakties in 1997. Van alle experimentele fusiereactoren ter wereld is het de JET-machine die het dichtst de voorwaarden benaderd heeft van toekomstige fusiereactoren. JET  is daarom bij  uitstek geschikt om nieuwe ontwikkelingen te testen op allerlei  gebieden in het internationale fusieonderzoek: de verhitting van het plasma,  het meten van allerhande fysische grootheden in het superhete brandstofmengsel, tests van verschillende materialen die zullen blootstaan aan het plasma in  een toekomstige fusiereaktor, …

Het wetenschappelijk programma van JET, en van het Europesefusieprogramma in het algemeen, wordt gecoördineerd door EFDA, het “European Fusion Development Agreement”. Twee van de Belgischeonderzoeksinstellingen die deel uitmaken van de Associatie “EURATOM-Belgische Staat” nemen actief deel aan de experimentele campagnes op JET: het Laboratorium voor Plasmafysica (Koninklijke Militaire School, Brussel) en deafdeling Physique Statistique et Plasmas van de Université Libre de Bruxelles. Op de web-pagina’s van het Laboratorium voor Plasmafysica (http://fusion.rma.ac.be) vindt U informatie omtrent fusie in het algemeen en over de de samenwerking van het laboratorium metandere fusielaboratoria in de wereld. Samen met het FOM-Instituut Rijnhuizen (Nederland) en het Institut für Plasmaphysik van het Forschungszentrum Jülich (Duitsland), vormt het laboratorium rond de TEXTOR tokamak in Jülich het “Trilateral Euregio Cluster”, of kortweg “TEC”. Voor verdere details kan U contact opnemen met de LPP-PI verantwoordelijke, Dirk Van Eester (d.van.eester@fz-juelich.de). De web-pagina van de afdeling Physique Statistique et Plasmas van de ULB, verschaft meer inlichtingen over de specifieke activiteiten van deze onderzoeksgroep (http://www.ulb.ac.be/rech/inventaire/unites/ULB106.html).

België draagt in belangrijke mate bij aan het fusieonderzoek op JET.

  1. Een aantal jaren geleden werd op de TEXTOR tokamak in Julich, Duitsland, een nieuwe operatiemodus ontwikkeld, de zogneaamde RI-Mode, een afkorting voor “Radiatively Improved Mode”. Deze operatiemodus vermijdt de vorming van zogenaamde “hot spots”, dit zijn plaatsen in de wand van de machine die kontakt maken met het plasma en die daardoor zeer sterk opwarmen. De “hot spots” worden vermeden door een koude zone aan te brengen rond de hete plasmakern. In de praktijk gebeurt dit door een gas in de plasmarand te injecteren dat sterk straalt: de afgestraalde energie verlaagt de temperatuur van de plasmarand en zorgt voor een homogene afstraling. Bovendien blijkt het zo te zijn dat het plasma door de aanwezigheid van de stralende rand nog beter opgesloten wordt, waardoor de performantie sterk verhoogt. Recente experimenten met stralende mantels in JET waren zeer succesvol. Om aldeze redenen is het RI-regime één van de regimes die overwogen worden om in toekomstige fusiereactoren gebruikt te worden.
  2. Sinds zijn ontstaan is plasmaverhitting een belangrijk onderzoeksthema van het Laboratorium voor Plasmafysica. Belgische onderzoekers verrichten baanbrekend onderzoek naar verbeterde manieren om het plasma te verhitten met behulp van elektromagnetische golven. Zo hebben ze bijvoorbeeld op JET speciale procedures ontwikkeld die het mogelijk maken om de ingestraalde elektromagnetische energie sterk te concentreren in het centrum van het plasma. Een andere specialiteit van het laboratorium is het ontwerpen van de speciale antenne’s die nodig zijn om de elektromagnetische golven in te stralen in het plasma. Momenteel is een nieuwe antenne in aanbouw voor JET, ontworpen onder leiding van het Belgische team.

De hoogwaardige wetenschappelijke resultaten die op JET geboekt worden doorhet collectief gebruik van de machine door een groot aantal Europese en internationale experts, plaatsen Europa in een sleutelrol voor de voorbereidende fase van de fusiereactor van de volgende generatie de “Iternational Thermonuclear Experimental Reactor” of kortweg “ITER”. ITER is een internationaal project waaraan Europa, Japan, de Russische Federatie, China, de USA, Korea en India deelnemen. ITER beoogt de productie van 500-700 miljoen Watt aan fusievermogen. ITER zal gebouwd worden in Cadarache, de door Europa naar voren geschoven Franse site voor dit wereldomvattend project.

Fusie is één van de meest complexe en belangrijke wetenschappelijke projecten ooit ondernomen door de mensheid. Het houdt de belofte in van een milieuvriendelijke, veilige en bijna onuitputtelijke toekomstige energiebron. België en haar experts spelen hierin een belangrijke rol.