ITER: mislukken is geen optie meer

27 september 2012 door SST

De bouw van de experimentele kernfusiereactor ITER in Zuid-Frankrijk zit, ondanks de budgettaire problemen van de voorbije jaren, nog steeds op schema. Maar ook de volgende jaren zal er hard moeten worden gewerkt, wil ITER de vooropgestelde deadline in 2020 halen.

De bouw van de experimentele kernfusiereactor ITER in Zuid-Frankrijk zit, ondanks de budgettaire problemen van de voorbije jaren, nog steeds op schema. Maar ook de volgende jaren zal er hard moeten worden gewerkt, wil ITER de vooropgestelde deadline in 2020 halen.

Experts in de kernfusie verzamelden deze week in Luik voor de 27ste editie van de tweejaarlijkse SOFT-bijeenkomst (Symposium on Fusion Technology), een verplicht nummertje als je onderzoek doet in deze complexe materie. De sfeer onder de aanwezigen was merkbaar goed. Dat hoeft weinig te verwonderen, want na een periode van budgettaire besognes heeft het ambitieuze ITER-project - toch hét uithangbord van de fusiegemeenschap - eindelijk de wind in de rug. Op de site bij Cadarache, in de Provence in Zuid-Frankrijk, worden stilaan de contouren duidelijk van wat een van de grootste technologische verwezenlijkingen van de mensheid moet worden.

Moeilijk vaarwater
De eerste steen van ITER (niet van de kernfusiereactor, maar van de ondersteunende faciliteiten) werd gelegd in februari 2009. Niet lang daarna kwam het internationale project echter, in het zog van een zwalpende wereldeconomie, in moeilijk vaarwater. Eind 2010 raakte plots bekend dat ‘het geld op was’. De beheerders van ITER spraken bezorgd over een gat in de begroting voor 2012-13 van liefst 1,4 miljard euro, een gat dat moest worden weggewerkt door een extra bijdrage van de Europese lidstaten - de EU is met 45 procent van de totale kostprijs verreweg de grootste geldschieter van ITER. Die boodschap werd allerminst goed ontvangen, al was de grootte van het budgettaire gat nog niet eens het grootste struikelblok. Hoewel, 1,4 miljard samenrapen in crisistijden is ook geen lachertje. Verschillende lidstaten, en ook een flink deel van de Europese Parlementsleden, stelden zich ernstige vragen bij het gebrek aan transparantie wat de kostenraming van ITER betreft. Op de tekentafel kostte de kernfusiereactor aanvankelijk nog tien miljard euro, waarvan een kleine vijf miljard dus voor rekening kwam van de EU. Inmiddels is de kostprijs voor de bouw van de reactor tot en met 2013 - dus vóór hij nog maar half af is - al opgelopen tot 15 miljard euro (voor de EU: 7,2 miljard euro). Met andere woorden, de kosten begonnen de pan uit te rijzen, en uit politieke hoek gingen steeds meer stemmen op om de stekker uit ITER te trekken – ‘nu het nog kan’.

Op het nippertje
Toch kwam de Europese Commissie op het nippertje met een oplossing. Fondsen uit andere programma’s – vooral uit de pot van de landbouwsubsidies – werden overgeheveld om het budgettaire gat van ITER op te vullen. De kans is echter niet klein dat over afzienbare tijd zich een gelijkaardig scenario zal afspelen, want nu de constructie van ITER volop aan de gang is, zullen de ‘onvoorziene kosten’ alleen maar toenemen, zeker met het oog op de ‘piekjaren’ die er zitten aan te komen. Experts hebben al gewaarschuwd dat de bouw van ITER tot en met 2016 jaarlijks één miljard euro zal kosten.

Langs de andere kant hoeven we hier nu ook niet te verbaasd over te zijn. Écht uitzonderlijk zou het pas zijn als de initiële kostenraming van ITER wél naadloos bleek overeen te komen met het in werkelijkheid gespendeerde geld. ITER zou dan zowat het enige grote technologische project in de menselijke geschiedenis zijn dat niet meer zou hebben kosten dan aanvankelijk werd begroot. Bovendien wordt het steeds moeilijker op de stekker nog uit ITER te trekken. Sedert twee jaar werken er elke dag 150 arbeiders op de site bij Cadarache. Telkens als een nieuw, reusachtig onderdeel van de kernfusiereactor wordt geplaatst, of wanneer een nieuw administratief gebouw wordt geopend, stijgt de kans dat het het project ook daadwerkelijk zal worden voltooid.

2020 en 2027: jaren om naar uit te kijken

ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) wordt een experimentele fusiereactior (de grootste ooit gebouwd) die deuterium- en tritiumkernen met elkaar zal laten fuseren tot helium. Dat samensmelten van (lichte) atoomkernen gaat gepaard met een enorme energie-ontwikkeling, vele malen groter dan bij nucleaire fissie of splitsing. Echter, om de atoomkernen dicht genoeg bij elkaar te brengen, moeten de elektrische afstotingskrachten worden overwonnen. Dat kan alleen als de kernen voldoende energie hebben - lees: het moet miljoenen graden warm zijn. De kernen bevinden zich dan in een volledig geïoniseerd toestand, een zogenaamd plasma. De grootste uitdaging van de wetenschappers in ITER zal zijn om dat miljoenen graden hete plasma te kunnen vasthouden, opgesloten in een enorme magnetische, donutvormige kamer, en het op temperatuur te houden. Pas als ze dat onder de knie hebben, kunnen ze een stap verder gaan en effectief kernfusiereacties laten plaatsvinden.

Nog niet zolang geleden werd kernfusie cynisch ‘de eeuwige energiebron van de toekomst’ genoemd. Het contrast met de twee deadlines die ITER gesteld heeft, kan niet groter zijn. In 2020 moet de experimentele fusiereactor klaar zijn en in staat voor zeer kleine hoeveelheden kernbrandstof (in de grootte-orde van enkele druppeltjes) en gedurende honderd milliseconden een fusiereactie te kunnen initiëren. De wetenschappers hebben dan nog enkele jaren de tijd om de input van het kernplasma stelselmatig op te drijven en het gedurende steeds langere tijd beheersbaar te houden. Uiterlijk tegen 2027 moet dan een volwaardige fusiereactie met deuterium en tritium plaatsvinden die ettelijke minuten blijft duren.


Mijlpalen
De directeur-generaal van ITER, de Japanner Osamu Motojima, gaf in zijn openingsspeech op het SOFT-symposium in Luik een actuele stand van zaken. Motojima illustreert de voortgang van de werken aan ITER graag met het aantal mijlpalen dat de afgelopen jaren en maanden is voltooid. Vijfenvijftig zijn het er al momenteel - met nog iets minder dan zeshonderd te gaan. Eén van die mijlpalen is de installatie van de laatste van alle 493 seismische stabilisatoren op de bodem van de diepe kuil waar de enorme fusiereactor komt te staan. Een belangrijke onderdeel, want hoewel Frankrijk nu niet bepaald bekend staat als een aardbevinggevoelig land, kunnen de kleinste trillingen in de ondergrond de controle over het miljoenen graden hete kernplasma wel verstoren. Een andere belangrijke mijlpaal was de opwaardering van het lokale wegennet in en rond de site. Dat lijkt op het eerste gezicht triviaal, maar niet als je je realiseert dat hier straks loodzware onderdelen van twintig bij twintig zullen aankomen. Die moeten per vrachtwagen helemaal van de haven van Marseille naar hier worden gereden. Motojima noemt ten slotte ook nog de installatie van het elektrische onderstation, dat dagelijks 400 megawatt aan elektriciteit zal gaan leveren aan de fusiereactor. Tot nader orde: ITER is niet bedoeld om elektriciteit te gaan produceren, maar om aan te tonen dat we een kernfusiereactie kunnen  onderhouden en beheersen gedurende een langere tijd.

Waarschuwing
De ITER-baas hamert er in zijn speech voortdurend op: het is van het grootste belang voor het succes van ITER dat aan het strakke constructieschema wordt vastgehouden, en dat de kosten niet meer, zoals tot voor kort, plots de hoogte ingaan. ‘Schedule keeping is de meest efficiënte manier om de kosten beheersbaar te houden’, aldus Motojima. De Japanner waarschuwt ook de kernfusiegemeenschap: ‘Failure is not an option’. Als ITER faalt, dan zal er nooit nog een andere kernfusiereactor worden gebouwd. Het succes van kernfusie staat en valt dus met het succes van ITER.


Dit artikel verscheen ook in Eos Weekblad op iPad
Elke vrijdag bieden we u een nieuwsgedreven weekblad, gelardeerd met beeld en geluid. De Eos-app kunt u gratis downloaden in de App-store van iTunes. Met die app haalt u de wekelijkse uitgaven (gratis sinds 13/07/2012) binnen.