Gepulste microgolfstraling lijkt geschikt om een kernfusieplasma onder controle te houden. Dat blijkt uit onderzoek van dr.ir. Gert Witvoet, waarop hij eind december aan de TU Eindhoven promoveerde.

Met ITER is in Frankrijk ’s werelds grootste donutvormige kernfusiereactor in aanbouw. Eén van de voorziene problemen is de zogeheten zaagtandtrilling.

‘In het hart van het plasma bouwen druk en temperatuur zich langzaam op om daarna met een klap terug te vallen, en dat steeds opnieuw’, vertelt Witvoet, die voor zijn promotieonderzoek samenwerkte met het FOM-Instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen.

Waarom anders nadenken over tijd kan helpen de natuurkunde te verenigen
LEES OOK
Waarom anders nadenken over tijd kan helpen de natuurkunde te verenigen

‘Enerzijds is dat essentieel voor de aanvoer van brandstoffen en de afvoer van afval, maar het kan ook leiden tot de vorming van magnetische eilanden, die de ineenstorting van het hele plasma kunnen veroorzaken.’ Dat is een bijzonder ongewenst scenario voor een reactor die op termijn een betrouwbare energiebron moet vormen.

Daarom onderzocht Witvoet verschillende regeltechnieken om het plasma stabiel mee te houden. De meest veelbelovende werkt met pulsen van krachtige microgolfstraling.

Opgelegde frequentie

‘Met het aan- en uitzetten van deze straling leggen we als het ware zelf een gewenste frequentie van de trilling op’, aldus Witvoet.

Hij testte verschillende regelstrategieën in de kleine reactor van de École Polytechnique Fédérale de Lausanne in Zwitserland.

‘Daar hadden de microgolfbundels een vermogen van 500 kW. Als de techniek straks in ITER zou worden gebruikt, dan gaat het waarschijnlijk over tientallen megawatts.’