NWO-I

NWO - Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek - print-logo

URL voor deze pagina :
https://www.nwo-i.nl/nieuws/2017/08/04/metaaldamp-beschermt-wand-van-kernfusiereactoren/

Geprint op :
17 augustus 2017
15:48:46

Terwijl de voorbereidingen aan het internationale fusieproject ITER in volle gang zijn, kijken sommige onderzoekers als verder, naar de eerste elektriciteitscentrales op basis van kernfusie. Die DEMO-reactoren moeten schone, praktisch onuitputtelijke energie opwekken uit het kernfusie-proces van waterstof-isotopen dat ook de zon en sterren van energie voorziet. In ITER wordt een reactorwand van wolfraam gebruikt om de hitte en het deeltjesbombardement (plasma) uit de reactor te weerstaan. Voor de nog intensere omstandigheden in DEMO-reactoren is nog geen ideale oplossing gevonden.

Vloeibaar metaal met een dampschild
In hun Nature Communications-paper onderzochten Stein van Eden en zijn collega's het concept van een zichzelf reparerende wand van vloeibaar metaal voor fusie-energiecentrales. Het vloeibare metaal - bijvoorbeeld tin of lithium - stroomt door een sponzige structuur van wolfraam en kan continu worden ververst als er beschadigingen optreden. Dit concept is extra interessant door de damplaag die automatisch boven het vloeibare metaal ontstaat. Deze damplaag dienst als eerste beschermlaag en kan de energie en snelle deeltjes uit het plasma uitsmeren over een veel groter gebied dan het normale raakvlak op de fusiewand.

Van Eden's onderzoek toont aan dat een dampschild automatisch de temperatuur van de reactorwand stabiliseert, zelfs als de binnenkomende energie varieert. Als de oppervlaktetemperatuur stijgt, verdampt er meer vloeibaar metaal en groeit de damplaag. Die kan daardoor meer energie van het plasma opvangen en verspreiden. De combinatie van een zelfregulerende damplaag en zelfgenezende vloeistof maken vloeibare metaalwanden een veelbelovende oplossing voor toekomstige fusiereactoren.

Contact
Stein van Eden, MSc
Promovendus Plasma Materials Interaction
DIFFER - Dutch Institute for Fundamental Energy Research
Tel. +31 6 4864 8431

Prof.dr. Marco de Baar
Onderzoeksleider kernfusie DIFFER
Tel. +31 40 3334 952 / +31 6 51817847

Giejan de Vries
Hoofd communicatie DIFFER
+31 6 1104 5527

Publicatie
Oscillatory vapour shielding of liquid metal walls in nuclear fusion devices
G.G. van Eden, V. Kvon, M.C.M. van de Sanden, T.W. Morgan
doi: 10.1038/s41467-017-00288-y (http://rdcu.be/uJCx)
https://www.nature.com/articles/s41467-017-00288-y