Van 200 mijl supergeleider tot kernfusie

"Het belangrijkste in de afgelopen 30 jaar van kernfusieonderzoek", zegt Dennis Whyte, een van de betrokken wetenschappers. En inderdaad, plasma-opvang vormt de kern van geplande kernfusiereactoren zoals ITER in Zuid-Frankrijk.

Er is veel nieuws en verrassend anders aan de supermagneet, die een permanent stabiel magnetisch veld met een sterkte van 20 Tesla kan opwekken. Ter vergelijking: een grote magnetische resonantietomograaf in de geneeskunde kan voor korte tijd 3 Tesla bereiken, en een paar speciale modellen kunnen het dubbele bereiken. Het magnetische veld op het aardoppervlak heeft een sterkte van 0,00005 Tesla.

Prestaties zijn één ding. Maar de efficiëntie moet ook goed zijn om op een gegeven moment een energieoverschot te krijgen via kernfusie. Hiervoor werd een nieuw materiaal met de naam REBCO als supergeleider gebruikt. Dit staat voor "zeldzame-aarde bariumkoperoxide", d.w.z. een legering van zeldzame aarden, barium, koper en zuurstof.

Dit hoeft lang niet zo koel gehouden te worden als andere supergeleiders om zonder weerstand te kunnen werken. In plaats van 3 Kelvin (-454 °F / -270 °C) is 20 Kelvin (-423 °F / -253 °C) voldoende. Deze waarde is natuurlijk nog steeds extreem laag, net boven het absolute nulpunt, en er zijn enorme inspanningen nodig om deze temperatuur te bereiken.

Als u de twee taken echter met elkaar vergelijkt, zou het zijn alsof u niet alle honderd kippen in een uitgestrekt bos hoeft te vangen. Negentig zijn genoeg. Met andere woorden, het is vele malen gemakkelijker, ook al is het verschil slechts 16 Kelvin.

Bovendien is er geen dure isolatie tussen de kabels nodig. De supergeleider kan ook op deze manier gebruikt worden. Dit levert meer ruimte op, bijvoorbeeld om de koeling effectiever te maken en de magneet beter te positioneren.

Voor de testrun werd niet vertrouwd op modellen en extrapolaties. In plaats daarvan construeerde het team een magneet van 20.000 pond (9 ton) en voldoende kracht met in totaal 200 mijl supergeleider. Dit komt overeen met de afmetingen die later daadwerkelijk nodig waren.

En ziedaar: het systeem functioneerde precies zoals gewenst in zijn oorspronkelijke afmeting en weerstond alle belastingen. Bovendien werden kritieke situaties tussen een fluctuerende stroomtoevoer en een volledige uitval getest.

Hoewel het systeem uiteindelijk waarschijnlijk een beetje gesmolten was, zouden alle resultaten binnen het verwachte bereik moeten liggen. Dat is goed, want de onderliggende berekeningen en het veronderstelde gedrag van het materiaal zouden dan correct moeten zijn.

Het enige wat nu nog nodig is, afgezien van een heleboel supergeleiders en negentig kippen, is een algehele stabiele fusiereactor.