ITER loopt vertraging op

De grootste kernfusiereactor ter wereld in wording, die bekend staat onder de naam ITER, loopt vertraging op. ITER zal niet voor 2034 in werking worden gesteld – negen jaar later dan tot nu toe het plan was – volgens een nieuw tijdschema waar de internationale organisatie die het project beheert deze week mee kwam. Dat schreef Science gisteren in een groot artikel.  

De extra tijd is bedoeld om vertragingen opgelopen tijdens de coronapandemie in te lopen, maar vooral ook om de zorgen die er waren over de veiligheid van de reactor weg te nemen. Over welke zorgen dat gaat, schreef De Ingenieur in oktober 2022 onderstaand verhaal.

 

DE HOOFDBREKENS VAN ITER

 

Al meer dan drie decennia werken 35 landen samen aan het bouwen van de experimentele fusiereactor ITER. Maar nu de problemen zich opstapelen, rijst de vraag of alle inspanningen ooit nog wat gaan opleveren.

 

Tekst: Roel van der Heijden en Marlies ter Voorde

 

Op de time-lapse video op de website van ITER lijkt het vooral op het assembleren van een reuzen cakevorm voor een kransvormige tulband van 11,4 meter hoog en 19,4 meter in diameter. Het eerste van de negen segmenten hangt aan de hijskraan in de assembly hall, twee digitale meters geven beide zo’n 350 ton aan. Op de grond krioelen tientallen gehelmde werknemers in felle hesjes.

Deze ingenieurs in het Zuid-Franse Cadarache bouwen aan de grootste experimentele kernfusiereactor ter wereld. ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) moet aantonen of kernfusie – het natuurkundige proces waaraan onze zon haar energie ontleent - ook als directe energiebron kan dienen voor de mens op aarde.

Na jaren van praten en plannen (de eerste gesprekken tussen de Verenigde Staten en de Sovjet-Unie waren al in 1985) wordt er sinds 2010 gebouwd op het gigantische terrein in de beboste heuvels. Het project groeide uit tot een wereldwijd initiatief waaraan vijfendertig landen meedoen. De huidige kosteninschatting is zo’n twintig miljard euro. Op de website van ITER prijkt op het moment van schrijven het getal 77,1 dat in procenten aangeeft hoe ver het project is gevorderd tot de eerste experimenten.

Dat klinkt alsof ITER bíjna van start kan. Nog even wat onderdelen bij elkaar zetten, de schroeven aandraaien en gaan!

 

Interessant? Neem eens een proefabonnement van drie nummers voor 25 euro. 

 

Maar schijn bedriegt. Het prestigieuze project wordt geplaagd door uitstel en kostenoverschrijdingen. ‘Klokkenluider’ en voormalig woordvoerder van ITER Michel Claessens deed in februari bij het Europese Parlement een boekje open over vermeend mismanagement en een angstcultuur in delen van de organisatie. En tot overmaat van ramp viel er op 25 januari van dit jaar een brief op de mat van de Autorité de Sûreté Nucleaire (ASN), waarin deze Franse atoomwaakhond schrijft dat het voorlopig geen toestemming geeft voor de volgende bouwfase van het project. Eerst moet ITER de veiligheid van onomkeerbare stappen zoals het aan elkaar lassen van het vacuümvat voldoende onderbouwen en zorgen wegnemen over de bescherming tegen straling uit de reactor en de fundering van ITER.

En nu? Kan ITER volstaan met ‘betere informatie’ of moeten het ontwerp en de werkwijze anders, met vertraging en extra kosten tot gevolg? Of is er zelfs te hoog ingezet en blijkt kernfusie op deze schaal voorlopig onhaalbaar? De Ingenieur dook in de documenten, ging langs bij de experts, en ontwaarde zeven belangrijke uitdagingen.

 

Uitdaging 1: Bescherming tegen straling

Risico of taalprobleem?

 

Hoewel kernfusie geen langdurig radioactief afval produceert, wordt de binnenkant van de reactor (de tokamak) wel geleidelijk radioactief door de sterke neutronenstroom die in de reactor ontstaat. Een goede bescherming tegen radioactiviteit is dan ook een belangrijke eis waaraan ITER moet voldoen.

Tot de reactor in werking is, moeten rekenmodellen uitwijzen of deze bescherming voldoende is gewaarborgd. De ASN is daar momenteel niet van overtuigd, blijkt uit de brief van deze atoomwaakhond.

Laban Coblentz, woordvoerder van ITER, denkt dat de oplossing hiervoor vooral een kwestie is van beter rapporteren. Het probleem zit in de berekeningen die voorspellen hoe sterk de straling zich op welke plek gaat voordoen, legt hij uit. De meeste nucleaire faciliteiten gebruiken voor die berekeningen tweedimensionale modellen, maar ITER is overgestapt op een geavanceerder driedimensionaal model.

In Frankrijk is de controleketen helemaal toegespitst op kernsplijting, verduidelijkt Jaap van der Laan, die bij ITER aan de bekleding van de reactorwand werkt. ‘En vergeleken met een fusiereactor is een splijtingsreactor nogal simpel: alle uranium zit bij wijze van spreken in één grote box.’ ITER is extreem groot en het gebouw heeft openingen, doorvoeren en gangen, vertelt van der Laan. ‘Daarom heb je echt een 3D-model nodig om de stralingsniveaus binnen en buiten het gebouw te berekenen.’ Iedereen die met fusie werkt kent deze 3D-modellen, maar het is voor het eerst dat ze worden gebruikt voor een vergunning voor een Franse nucleaire installatie. Van der Laan: ‘Logisch dus, dat deze vergunningverlener zeker wil weten dat het hout snijdt.’

De discussie gaat er nu vooral over hoe de verschillende modeluitkomsten zinvol met elkaar zijn te vergelijken. Coblentz: ‘We moeten onze berekeningen op één lijn zien te krijgen met die van de ASN. Ik denk dat dan blijkt dat een extra stralingsschild niet nodig is, dus dat het echt een rekenkundig probleem betreft.’

‘Bedenk ook dat de reactor niet vanaf dag één op honderd procent gaat draaien’, zegt Van der Laan. ‘Dat wordt stap voor stap opgevoerd, en intussen meten we wat de straling precies doet en of dat overeenkomt met de voorspellingen. De ASN kan ook daarin nog beslismomenten inbouwen voor de voortgang van de experimenten.’

Als er toch een extra stralingsschild moet komen, komt daarmee wel meteen een extra probleem om de hoek kijken, schrijft de ASN. Zo’n schild is doorgaans van lood of beton, en levert dus extra gewicht op. Daar is de ondersteuningsconstructie van de tokamak niet op ontworpen (zie Uitdaging 2). Maar er zijn meer knoppen waaraan je kunt draaien, zegt Van der Laan. ‘Naarmate de wand langer met neutronen wordt gebombardeerd, bouwt de straling zich op. Als de effectieve stralingsafscherming tegenvalt, zou je ook nog kunnen besluiten het tempo van de stralingsbelasting naar beneden bij te stellen.’

 

‘Sector 8’ is net uit Korea aangekomen in Cadarache

 

Uitdaging 2: Gewicht

Een steeds zwaardere machine

 

ITER is zo zwaar dat het gewicht in Eiffeltorens is uit te drukken. Het metalen reactorvat weegt zo’n achtduizend ton, dat is ruwweg één Eiffeltoren (enkel het staal). Tel je daarbij de magneet- en koelsystemen op, dan zit je al op drie stuks, het hele gebouwencomplex weegt zeker 55 Eiffeltorens. Deze massa rust op 493 betonnen palen die dienen als schokdempers voor de machine.

In 2014 waren die palen bij Cadarache voor het laatst te zien. Sindsdien liggen ze onder een 1,5 meter dikke betonnen plaat: de vloer van het reactorgebouw, voor ingewijden de B2 slab. Die vloer is inmiddels een discussiepunt. Door het gewicht van de incomplete reactor zou de betonnen plaat nu al doorzakken. Toezichthouder ASN rept in de brief van januari over het ‘losraken’ van de vloer van sommige van de bovengenoemde palen, en schrijft dat recente veranderingen in het reactorontwerp niet goed zijn verwerkt in de massaberekeningen.

De vloer is ontworpen op basis van een schatting van het gewicht van de reactor uit 2013. ‘Inmiddels denk ik dat de machine enkele procenten zwaarder wordt’, zegt Henk Gaxiola, ‘magneetingenieur’ voor ITER die zorgt dat de opbouw van de machine goed gaat, specifiek in de tokamak. Oorzaak van die gewichtstoename is het feit dat het ontwerp lange tijd niet vastlag en er in de loop der tijd extra materiaal is toegevoegd.

Gaxiola: ’Stel, je wilt in bepaalde sectoren de straling naar beneden brengen. Dan stop je er meer beton of lood in.’ Omdat de limieten voor gewicht bovendien vaag waren en er niet op massabeperking is gestuurd, is ITER onnodig zwaar geworden. Gaxiola noemt het ‘absurd’ dat er over het ontwerp zo lang onduidelijkheid bestond en het nu zover komt dat de toezichthouder aan de handrem trekt.

Misschien had ITER iets meer als een vliegtuig moeten worden ontworpen, oppert Gaxiola. In de luchtvaart denken ontwerpers wel twee keer na voordat ze onderdelen toevoegen, alles moet immers zo licht mogelijk zijn. Natuurlijk is het ‘massabeheer’ van een machine met zoveel onderdelen waarvan het ontwerp nog niet vaststaat uitdagend, maar er had in ieder geval meer controle moeten zijn op het gewicht, vindt hij.

‘Een helikopterperspectief van het hele proces en een continue kritische blik op materialen was er niet’, zegt Gaxiola. Volgens hem is het overgewicht technisch oplosbaar door het geplande materiaalgebruik te heroverwegen. ‘Misschien kunnen we op sommige plekken lichtere materialen zoals koolstofvezels gebruiken, al is er kans dat de kosten dan oplopen.’

ITER-woordvoerder Coblentz bevestigt dat er wat ‘fysieke disconnectiviteit’ is tussen de vloer en de palen waarop deze rust. ‘Om aan te tonen dat de vloer nog sterk genoeg is zijn er technische berekeningen nodig’, zegt hij. ‘Zelf denken we dat de vloer voldoet en dit anders met geringe aanpassingen oplosbaar is. Dat is momenteel onderwerp van discussie tussen ITER en ASN.’ 

Als er ook extra bescherming tegen straling moet komen (zie Uitdaging 1) wordt het geheel nog zwaarder. ‘Dan moeten we andermaal naar die vloer kijken’, zegt Coblentz. Gaxiola: ‘Je kunt niet zomaar meer lood of beton in het apparaat stoppen, dan moet je het elders lichter maken. We zitten al aan het maximum, en aan de fundering kun je nu niet zoveel meer verbeteren. We kunnen het alleen nog slimmer aanpakken.’

 

Interessant? Neem eens een proefabonnement van drie nummers voor 25 euro. 

 

Uitdaging 3: De lasnaden

Perfecte pasvorm?

 

Hoe laat je onderdelen van een bouwwerk goed op elkaar aansluiten? Zelfs om een IKEA-bouwpakket in elkaar te zetten moet er soms worden gewrikt en geschuurd. De uitdaging die ITER op zich nam was dan ook groot: de negen segmenten waaruit de tokamak bestaat, zijn op verschillende locaties gebouwd en moeten nu in Cadarache worden samengevoegd. En helaas blijkt ook hier: dat past minder goed dan verwacht. Het eerste segment bleek, toen het vanuit Korea in Cadarache aankwam, een ‘onconformiteit’ te bevatten. Hierdoor zit er speling tussen de segmenten. 

‘In feite is het een technisch mirakel’, zegt Coblentz. ‘Het gaat om componenten uit Japan, Korea en Europa, met het gewicht van een Boeing 747 en afmetingen tot zeventien meter, terwijl de afwijking nergens meer dan een millimeter bedraagt.’ Dat neemt niet weg dat het lassen van de naden lastiger wordt dan was beoogd. Coblentz: ‘Is dat een probleem? Ja. Een groot probleem? Ik denk het niet.’

Gaxiola ziet dat anders. ‘ITER wilde dit robotgestuurd gaan doen’, zegt hij, ‘maar nu niet alle onderdelen helemaal parallel lopen, zal het handmatig moeten.’ Hierdoor wordt het project in elk geval duurder en loopt vertraging op. Of het daarbij blijft, hangt onder meer af van de vraag of menselijke lassers in de krappe ruimte rondom het vacuümvat voldoende manoeuvreerruimte hebben om hun werk te doen.

Dat zal moeten blijken in Santander in Spanje. Daar is het hele lasproces al eens op proef en met succes doorlopen met namaakonderdelen; op ware grootte, maar zonder die ‘onconformiteit’. Nu moet ITER er testen of de naden ook mét speling kunnen worden gelast, eventueel met extra vulmateriaal, en of dat de benodigde sterkte en drukweerstand oplevert.      

Coblentz: ‘Ik denk dat het probleem al met al wel oplosbaar is. Maar om ASN ervan te overtuigen dat we alles toch veilig in elkaar kunnen zetten, moeten we dat bewijzen.’

 

Hoe werkt ITER?

In een kernfusiereactor wordt energie opgewekt door atoomkernen te laten samensmelten, net als in de zon. Hiervoor moeten die kernen dicht bij elkaar worden gebracht. Dat is lastig, want door hun positieve lading stoten ze elkaar af. Daarom kost het op gang brengen van een kernfusiereactie in eerste instantie heel veel energie.

In de ITER-reactor gebruikt men een mengsel van deuterium en tritium, twee verschillende verschijningsvormen (isotopen) van waterstof. Door dit te verhitten tot een temperatuur van zo’n 150 miljoen graden, verandert dit mengsel van een gas in een plasma: een verzameling vrij door elkaar bewegende atoomkernen en elektronen. Hierin kunnen de deuterium- en tritiumkernen fuseren, waarbij helium en een neutron ontstaan. Die reactie levert energie op, en niet zo’n klein beetje ook: het fuseren van één gram deuterium en tritium is voldoende voor het jaarverbruik aan elektriciteit van dertig Nederlandse huishoudens. Maar zo ver is het nog niet. Tot nu toe kost het creëren, verhitten en onder controle houden van het plasma meer energie dan de kernfusie oplevert. ITER moet de eerste fusiereactor worden waarvoor dat andersom is.

Het voordeel van kernfusie is dat erbij geen CO₂ vrijkomt. Kernfusie is bovendien een stabiel proces dat niet via  een kettingreactie uit de hand kan lopen, wat het veiliger maakt dan kernsplijting in de huidige kerncentrales. Ook komen bij het fusieproces geen langdurig radioactieve producten vrij, al wordt de binnenkant van het reactorvat (de tokamak) in de loop der tijd wel radioactief door de voortdurende inslag van hoogenergetische neutronen. 

Het verhitten van het deuterium-tritiummengsel gebeurt in de ITER-reactor met stroom, met elektromagnetische straling en door het beschieten van het plasma met extra deuterium. Een sterk magneetveld werkt als ‘kooi’ voor de geladen deeltjes, en voorkomt op die manier dat het plasma tegen de wand van de tokamak aan komt. Voor de ongeladen neutronen werkt deze kooi niet: die bombarderen de reactorwand en warmen deze op. Uit deze warmte wordt uiteindelijk de energie geoogst.

 

 

 

Uitdaging 4: Beryllium

Een verraderlijk goedje op de muur

 

Vroeger werd het vierde element van het periodieke systeem glucinium genoemd, naar het Griekse woord voor zoet. Verbindingen met het element smaakten zoetig, naar verluidt. Maar proeven is niet aan te raden: het is giftig. Tegenwoordig noemen we het zilvergrijze overgangsmetaal beryllium en wordt het onder meer gebruikt in hitteschilden en als lichtgewicht materiaal voor vliegtuigen. 

Ook de binnenkant van ITER’s reactorwand krijgt een berylliumbekleding. Het lichte element ‘vervuilt’ het plasma nauwelijks wanneer er atomen losraken van de wand, vervormt weinig bij hitte en verwijdert ongewenst zuurstof uit het plasma. Het wordt een centimeter dikke laag met een oppervlak van 610 vierkante meter (ruim twee tennisvelden). Er zit straks twaalf ton beryllium in ITER.

Kathryn Creek, expert op het gebied van blootstelling aan beryllium, adviseert overheden en industrie al tientallen jaren op dit gebied. Tussen 2017 en 2021 werkte ze voor ITER. Ze schreef er het veiligheidsprotocol. Op basis van haar ervaringen in de organisatie is ze er niet gerust op dat ITER en zijn leveranciers de risico’s van het materiaal goed kunnen controleren. Ze denkt dat werknemers die met het materiaal werken risico lopen. Volgens ITER zijn dat zo’n driehonderd mensen tijdens de installatie van de wand en zo’n twee- tot vierhonderd mensen per jaar tijdens operatie.

Aan beryllium kleven risico’s. Zo kan aanraking met het metaal het immuunsysteem overgevoelig maken. Mensen kunnen ‘berylliose’ oplopen, een ziekte met chronische ontstekingen, een verminderde longfunctie en gewichtsverlies als gevolg. Op basis van haar ervaring schat Creek dat vijf tot tien procent van de mensen die met beryllium werken ervoor overgevoelig raakt.

Fabricage van de berylliumtegels voor ITER gebeurt onder andere bij een Amerikaans bedrijf dat zich aan strenge voorschriften zegt te houden, maar volgens Creek niet kon onderbouwen hoe het dat precies doet. Ook heeft ze kritiek op het ontwerp van de zogenoemde port cells, 44 afgesloten toegangsruimten tot de reactor. ‘De ventilatie van deze ruimten is onder de maat en er is geen luchtsluis.’

Verontwaardigd: ‘Er waren zelfs plannen om met beryllium vervuilde pijpen doormidden te snijden met een brander en vervolgens weer te lassen. Dat gaat in tegen ITER’s eigen veiligheidsprotocol.’

Containment- en ventilatieproblematiek speelt volgens Creek ook bij het Hot Cell Building, waar onderhoud aan reactoronderdelen plaatsvindt. ‘Mijn manager zei dat we de werknemers “van voldoende zuurstof voorzien”, maar er is veel meer nodig. Ik ken bedrijven waar werknemers zelfs met geavanceerde ademhalingsbescherming berylliose ontwikkelen’, zegt ze. Materiaal verspreidt zich volgens haar makkelijk wanneer je maskers en kleding onjuist afneemt. 

Creek stopte bij ITER omdat ze naar eigen zeggen door managers onder druk werd gezet om een presentatie over berylliumrisico’s in de Hot Cell Building aan te passen voor een interne veiligheidscontrole. Dat weigerde ze.

Coblentz kan zich niet vinden in de kritiek van Creek. Hij zegt de details niet te kennen, maar weet wel dat het ontwerp van de hot cells nog niet rond is. ITER houdt zich volgens hem aan de Franse en Europese veiligheidseisen op dit gebied. ‘Over veiligheid wordt nooit onderhandeld’, zegt Coblentz. ‘Ik herken me niet in het beeld dat we onze eigen regels aan de laars zouden lappen of een onveilige werkomgeving creëren.’

In theorie zou het nog mogelijk zijn beryllium te vervangen door een ander materiaal zoals koolstof of wolfraam – wat Creek onomwonden adviseert. Maar bij een recente review zag ITER hier geen reden toe.

 

Uitdaging 5: Het management

Samenwerken, altijd lastig

 

In het ITER-project is Europa een grote speler: het draagt het ongeveer 45 procent van de kosten en treedt tevens op als ‘gastheer’. Maar juist bij de Europese tak van ITER rommelde het nogal de afgelopen tijd. Voorlopig dieptepunt was de hoorzitting die eind februari plaatsvond bij het Europese parlement. Hierbij deed klokkenluider Michel Claessens, voormalig woordvoerder van ITER, een boekje open over de problemen bij ITER.

Tegenvallers worden toegedekt en risico’s gebagatelliseerd, betoogde Claessens. Bovendien zou er sprake zijn van een angstcultuur in delen van de organisatie. Europees vakbondsleider Cristiano Sebastian bevestigde het verhaal.

Een interne enquête onder de meer dan duizend werknemers van ITER, met een respons van 83 procent, toonde echter dat de werknemers trots zijn op hun bedrijf en zich sterk betrokken voelen, vertelde de voormalige algemeen directeur Bernard Bigot aan De Ingenieur op de dag van de hoorzitting - waar hij overigens weigerde op te dagen. Bigot, die dit jaar op 14 mei ten gevolge van een ziekte overleed, was furieus over de beschuldigingen van Claessens.

Er gaan wel eens dingen mis bij ITER, erkent Coblentz, maar wat wil je: ‘We werken met 35 landen – dat zijn dus 35 culturen en 35 manieren om projecten te managen. Ik ben er trots op hoe dat gaat.’

Coblentz: ‘Als ik me realiseer in welke mate alle landen, met hun verschillende culturen, ideologieën, technologische mogelijkheden, politiek en handelsverdragen moeten gaan samenwerken om de problemen die op ons afkomen het hoofd te bieden, dan zou ik ITER naar voren willen schuiven als voorbeeld van hoe dat moet, als model voor internationaal projectmanagement. Noem mij één andere plek waar China, Rusland, de Verenigde Staten de Europese Unie, Japan, India en Zuid-Korea – landen die ruim de helft van de wereldbevolking vertegenwoordigen – zich hebben gecommitteerd aan een veertigjarig project om de wereld die we overerven aan onze kinderen te verbeteren...’

 

Uitdaging 6: De tritiumvoorraad

Een oneindige energiebron met brandstoftekort

 

Is er wel voldoende tritium op aarde om van kernfusie een succes te maken? Waarschijnlijk niet, betoogde wetenschapscommunicator Daniel Clery in juni 2022 in het wetenschappelijke tijdschrift Science. Natuurlijk voorkomend tritium is schaars, het komt alleen voor in het bovenste deel van de atmosfeer. Bovendien heeft het een korte levensduur, de halfwaardetijd is 12,3 jaar.

Wel kunnen technici het zelf in de tokamak laten ontstaan door lithium in de wand van het reactorvat te integreren. Dat wordt dan deels door de energierijke neutronen in helium en tritium gesplitst. Maar daarvoor is eerst een werkende reactor nodig, en het is zelfs de vraag of er genoeg tritium is om ITER op te starten, schrijft Clery.

De totale tritiumvoorraad is op dit moment zo’n 25 kilo, en de enige commerciële tritiumbronnen ter wereld die dit aanvullen zijn negentien deuterium-uranium kernreactoren (zwaarwaterreactoren) in Canada. Deze produceren elk ongeveer een halve kilo tritium aan afval per jaar. Naar verwachting gaat de totale wereldvoorraad nog voor het eind van dit decennium slinken, schrijft Science.

Jaap van der Laan, die bij ITER meewerkt aan het ontwikkelingsprogramma voor een efficiënte breeding blanket (een tritium-kwekende reactorbekleding), ziet het minder somber in. Ten eerste zijn niet alle reactoren waar momenteel tritium ontstaat in deze boekhouding opgenomen, legt hij uit. ‘Er staan ook zwaarwaterreactoren in China, India, Korea en Roemenië, we zijn niet meteen aan het einde van de voorraden.’

Ten tweede valt ook nog te overwegen een speciale faciliteit te starten die tritium maakt: niet als afval, maar als het primaire product. ‘En als we eenmaal met kernfusie zijn begonnen, hoeft de efficiëntie maar iets boven zelfvoorzienendheid te liggen om het probleem op te lossen. Dan heb je zo genoeg nieuwe tritium verzameld voor een volgende opstart. Kwestie van klein beginnen en opschalen.’

Aan die efficiëntie werkt hij zelf, in een programma dat alvast voorbij ITER kijkt naar grootschaliger energieproductie uit kernfusie. Maar voor dát gaat gebeuren zijn we wel weer even verder…

 

Uitdaging 7: Gaat het wel iets opleveren?

De eeuwige belofte

 

‘Fusie-onderzoek richt zich op de ontwikkeling van een veilige, overvloedige en voor het milieu verantwoorde energiebron’, staat onder ieder persbericht van de ITER-organisatie. Fijn, precíes wat de wereld nodig heeft! ‘Maar we zijn er inmiddels wel laat mee’, zegt Michel Claessens, voormalig woordvoerder van ITER. ‘De reactor draait op zijn vroegst in de jaren 2040 de fusie-experimenten waarom het echt gaat. Als alles goed gaat kun je dan pas beginnen met het bouwen van een testcentrale die uiteindelijk stroom levert.’

Ook Niek Lopes Cardozo, hoogleraar Science and Technology of Nuclear Fusion van de Technische Universiteit Eindhoven, weet vrij zeker dat kernfusie geen rol gaat spelen in de energietransitie die voor 2050 is gepland. Naast de technische hobbels zijn er de benodigde kosten en mankracht. Hij rekent het voor.

‘Stel je wilt twintig procent van de elektriciteit in de wereld opwekken met fusie, dan heb je al gauw tienduizend reactoren nodig. Je moet er dan tot 2050 gemiddeld 350 per jaar bouwen. Ze kosten een paar miljard euro per stuk, dus dat wordt enkele duizenden miljarden euro’s per jaar. Het vergt wereldwijd een industrie van circa honderd miljoen mensen’, zegt hij. Over ambitie gesproken…

Overigens benadrukt Lopes Cardozo dat een vergelijkbaar kostenplaatje en inzet van mankracht in feite geldt voor elke energiebron - dus ook zonne- of windenergie - als je hiermee een transitie in dit korte tijdsbestek wilt realiseren.

Een ander struikelpunt is de doorontwikkeling van technologie. Lopes Cardozo: ‘Stél de techniek zou op dit moment werken - wat niet zo is - dan ga je een eerste echte centrale bouwen. Lukt dat, dan schaal je op naar tien centrales en vervolgens naar honderd. Pas dan krijg je de indruk dat je de techniek een beetje in de vingers hebt en kun je massaal gaan bouwen tot duizend en uiteindelijk tienduizend reactoren. Bij ieder van die stappen verbetert het product en zakt de prijs.’

Overigens kun je de eerste honderd machines - waarbij nog veel wordt geleerd - waarschijnlijk beter snel uitzetten, denkt Lopes Cardozo. ‘Die kun je vergelijken met de oude en kleine windmolens die je nog wel eens ziet draaien. Hun economische levensduur is nog niet gehaald, maar ze leveren in vergelijking met de nieuwere exemplaren nauwelijks iets op.’

De grap over kernfusie gaat dat het altijd ‘over veertig jaar’ zover is. Maar Lopes Cardozo ziet een interessante ontwikkeling: de opkomst van bedrijven die met privaat geld relatief kleine reactoren bouwen. Er zijn inmiddels meer dan veertig van dit soort initiatieven, met vaak verschillende technologische concepten en elk een focus op een ander deel van het ‘fusieprobleem’. Sommige van die ideeën zien er goed uit, aldus Lopes Cardozo; andere lijken hem niet realistisch. Maar dit soort kleine machines kun je relatief snel bouwen, een half jaar gebruiken en dan een nieuwe, betere versie bouwen. ‘Het is de SpaceX-methode versus die van NASA. En zijn er een of twee van die bedrijven succesvol, dan heb je misschien wel een demo-centrale in 2035 in plaats van in 2060.’

Is ITER in dat geval voor niets geweest? ‘Die bedrijven roepen dat om het hardst’, zegt Lopes Cardozo. ‘Maar hun machines zijn mede gebaseerd op kennis uit het ‘mainstream’ onderzoeksprogramma van onder andere ITER. Er is al veel geleerd in dit project.’

 

Beeldmateriaal: ITER