Door Jef Ongena.

In juni 2005 werd een internationale overeenkomst bereikt over de bouw van het ITER project. Dit project verenigt de onderzoeksinspanningen van Europa, Japan, China, Zuid - Korea, Rusland en de Verenigde Staten en is de volgende noodzakelijke stap in het internationale kernfusie onderzoek. Het is de bedoeling van dit artikel om de achtergronden van het ITER project toe te lichten.

JET en de andere tokamaks ter wereld hebben tot oplossingen geleid voor de basis problemen (verhitting en opsluiting van het plasma, minuten lange pulsen, enz.) van gecontroleerde fusie. De volgende stap bestaat erin om een voldoend aantal fusiereacties te realiseren ten einde de invloed van de uit de fusiereactie onstane heliumkernen (alfadeeltjes) op een ‘brandend’ fusieplasma te bestuderen. Dit is met de huidige generaties tokamaks nauwelijks mogelijk. Meer alfadeeltjes impliceert meer fusiereacties per tijdseenheid en dit impliceert dan weer een grotere energie opsluitingstijd dan tot nog toe kon worden gerealiseerd.

Essentieel zijn alle bestaande tokamaks hiervoor te klein. Uit schaalwetten, afgeleid uit extensieve experimenten op een groot aantal tokamaks ter wereld volgt dat een machine die dat doel wil bereiken ongeveer 3 maal groter moet zal zijn (in lineaire dimensies) dan de huidige grootste tokamak JET. ITER zal op die manier een Q waarde (verhouding van het geproduceerde vermogen uit fusiereacties tot het vermogen nodig voor verhitting van het plasma) bereiken van ten minste 10. Met 50MW verhittingsvermogen betekent dat ITER hiermee ten minste 500MW fusievermogen zal ontwikkelen. Het aandeel van de verhitting door alfadeeltjes zal oplopen tot ongeveer 70%, in vergelijking met maximum ongeveer 10% op JET. Vraagstukken die aldus voor het eerst kunnen worden bestudeerd in detail zijn o.a. de invloed van de alfadeeltjes op de stabiliteit van het plasma, het transport van de alfadeeltjes, verificatie van metoden om de alfadeeltjes (en verontreinigingen) uit het plasma te verwijderen en om de brandstof (D en T) op een continue manier toe te voeren. Andere belangrijke vraagstukken waarvoor ITER een antwoord kan geven, zijn de invloed van de interactie van het plasma met de eerste wand (sputtering, erosie), en het broeden van tritium uit lithium.

ITER is niet het einde van de zoektocht. Het is de brug tussen de tokamaks van de jaren 80 en een demonstratie fusiecentrale. ITERs rol is van essentieel belang voor het valideren van het tokamak concept. ITER is een geweldige technologische uitdaging, maar in het licht van de noodzaak van het ontwikkelen van nieuwe energiebronnen - onuitputtelijk en verenigbaar is met het milieu - en de belofte die fusie inhoudt, een absolute noodzaak.