"Het blad Science heeft een lange historie van het op geschikte momenten publiceren van negatieve artikelen over kernfusie, om dan later steeds te moeten toegeven dat er weinig van klopte. De redactie ziet niets in fusie, dat is iets waarmee we hebben leren leven. Nu er besloten moet worden over de bijdrage van de Verenigde Staten aan de bouw van de ITER-reactor, is het blijkbaar weer tijd om op de trom te slaan." Aldus Niek Lopes Cardozo, hoofd kernfusieonderzoek aan het FOM-instituut voor plasmafysica Rijnhuizen. Hij reageert op een stuk dat deze week verscheen op de meningenpagina's van Science. Het is geschreven door de vorig jaar overleden kerngeleerde William E. Parkins, en de strekking is: kernfusie wordt nooit een rendabele energiebron, want de technische obstakels zijn veel te groot. Hoofdredacteur Donald Kennedy verzorgde zelf de redactie van het stuk.
Kennedy reageert aanvankelijk een beetje geïrriteerd op de vraag of hij inderdaad zo'n felle tegenstander is van onderzoek naar kernfusie. "Als die meneer dat graag wil denken, moet hij dat vooral doen." Gelukkig wil hij even later wel vertellen waarom hij het artikel van Parkins geplaatst heeft. "Parkins heeft vorig jaar een langer artikel ingestuurd, dat we aan het redigeren waren. Helaas overleed hij voor we dat konden afronden. Daarom hebben we ervoor gekozen dit stuk op te nemen. Het geeft een goede samenvatting van zijn argumenten."
Maar wat vindt de Science-hoofdredacteur nu zelf van kernfusie? Kennedy: "Persoonlijk weet ik niet zo veel van de technische kant. Ik weet wel dat er een gemeenschap van goede wetenschappers al heel lang aan werkt. En dat ze daar heel veel geld voor hebben gekregen, terwijl de resultaten op het gebied van energieopwekking teleurstellend zijn. Wetenschappers uit andere disciplines klagen daar soms over. Wij vonden het de moeite waard om de discussie weer eens wat meer leven in te blazen. We hebben als redactie geen hekel aan kernfusie of mensen die daaraan werken, maar er is wel een zekere teleurstelling over hetgeen al dat dure onderzoek tot nu toe heeft opgeleverd."
In het artikel rekent Parkins voor dat het hoe dan ook veel te veel zal kosten om een fusiereactor te bouwen. Maar van zijn sommetjes klopt weinig, stelt de Nederlandse kernfysicus Lopes Cardozo. "Het is voor het grootste deel onzin wat er staat. Vrijwel hetzelfde verhaal heeft hij tien jaar geleden al gepubliceerd. Dat zie je ook aan de verwijzingen, bijna allemaal naar artikelen uit de jaren zeventig. Terwijl er in de tussentijd veel is veranderd. Achterhaalde onzin dus, dit artikel." Bovendien zijn de resultaten helemaal niet zo ‘teleurstellend’als Kennedy beweert. “We zitten gewoon op schema,” zegt Lopes Cardozo.
In een kernfusiereactor fuseren lichte atomen tot zwaardere, waarbij ze energierijke neutronen uitstoten. Een kilo deuterium ('zwaar waterstof', met een extra neutron in zijn atoomkern) kan bij fusie evenveel energie opleveren als de verbranding van drie miljoen ton steenkool, maar zonder de bijbehorende CO2-uitstoot. Je hebt er geen uranium of plutonium voor nodig, er komt geen radioactief afval bij vrij en een meltdown a la Tsjernobyl is onmogelijk.
Dat klinkt ideaal. Maar dat is het natuurlijk niet, beaamt Lopes Cardozo, want het lukt alleen onder zeer extreme omstandigheden. Voor kernfusie is een heel ijl plasma nodig van ongeveer honderd miljoen graden, op zijn plaats gehouden door een sterk magneetveld. Uitgestoten neutronen worden in de wand van de reactor opgevangen, en de warmte die daarbij vrijkomt, kan gebruikt worden voor energieopwekking.
Je hebt dus een heel groot vacuümvat nodig, met wanden die heel snel grote hoeveelheden warmte kunnen afvoeren. Dat is allebei erg moeilijk te realiseren, aldus Parkins in zijn opiniestuk. "Daar heeft hij in principe gelijk in", reageert Lopes Cardozo. "Maar hij vergeet even dat werkende systemen, met vervangbare binnenschilden, gewoon zijn ontworpen én gebouwd. Het kan dus al. En daarvoor is niet, zoals hij schrijft, een wand nodig die te duur is om ooit de aanschaf terug te verdienen. Als je reactor maar groot genoeg is, kan een fusiereactor best rendabel worden. Dat betekent alleen wel dat je een elektriciteitsnetwerk moet hebben dat die concentratie van opwekking aankan. Dat is in Amerika veel minder het geval dan in Europa, daarom staat men aan de overkant van de oceaan traditioneel minder positief tegenover kernfusie."
De trage voortgang in dit onderzoek is vooral een gevolg van de hoge kosten, stelt Lopes Cardozo. ITER, de reactor die in Cadarache (Frankrijk) zal verrijzen, kost miljarden, te betalen door een groot aantal landen. En dat betekent eindeloze onderhandelingen. "Technisch konden we de reactor vijftien jaar geleden al bouwen, en dat hadden we natuurlijk moeten doen. De wereld heeft dringend een energiebron nodig die onbeperkt is en geen broeikasgas uitstoot. In China hebben ze dat goed begrepen; daar zijn ze ook aan een eigen programma begonnen om iets te bouwen dat ITER naar de kroon steekt. Europa heeft nu nog een technische voorsprong, maar dat kan veranderen."
Wordt kernfusie de energiebron van de toekomst? Lopes Cardozo: "Nou, het kan nog mislukken, natuurlijk. En er zal nog heel veel geld in gestopt moeten worden voor het zover is. Maar we moeten het proberen, want een serieus alternatief voor de lange termijn is er eigenlijk niet. Hoe lang het gaat duren? Vijfendertig jaar, denk ik. De opvolger van ITER wordt DEMO, en die zal 1000 megawatt aan het net gaan leveren."
Elmar Veerman
William E. Parkins: " Fusion power: will it ever come?", Science, 10 maart 2006