nr 3 mei 2007 Energie+ 17`Helium-3 voor kernfusiekan helemaal niet'Helium-3 is op aarde zeer schaars. Er isniet meer dan 150 kilo, voornamelijkafkomstig van de nucleaire en atoomwa-penindustrie. De maan bevat mogelijk mil-joenen tonnen helium-3, in miljarden jarenmeegevoerd door de zonnewind en in deel-tjes in het maanstof neergeslagen. Vijfspaceshuttles met honderd ton helium-3zou voldoende zijn om de aarde een jaarvan energie te voorzien.Kernfusie met helium-3 heeft een belang-rijk nadeel: het moet tot 1,5 miljard gradenworden verhit, tegenover `slechts' 150 mil-joen graden bij gewone kernfusie. `Die veelhogere brandtemperatuur geeft een tienkeer groter warmteverlies, dat vraagt eentien keer hogere energiedichtheid omwarmte vast te houden,' legt Lopes Cardozouit. `Maar de energiedichtheid van de heli-um-3 reactie is juist zo'n 300 keer lager danbij gewone fusie, omdat bij die hoge tempe-ratuur de concentratie van de brandstof veellager is. Of het vraagt een veel grotere reac-tor, lineair tien keer, dat is een factor 1.000in kosten. De reactor kost dan 5.000 mil-jard en heeft een typisch vermogen van1.000 GW. Volstrekt onrealistisch, econo-misch zowel als technisch onuitvoerbaar, enzelfs zo'n kolos is nog niet goed genoeg.'Hij vervolgt: `Bovendien, de hoge tempera-tuur maakt op fundamenteel niveau de mag-netische opsluiting twijfelachtig, de banenvan zulke hete deeltjes zijn echt heel andersdan bij tien keer lagere temperatuur. En deonvermijdbare warmteverliezen door uitstra-ling van infrarood licht - de zogenaamde syn-chrotronstraling - maken het werken bij zohoge temperatuur energetisch extra ongun-stig. In feite betekent dit dat de optimalebrandtemperatuur voor de helium-3 reactielager ligt dan 1,5 miljard graden, maar deprijs die je voor die minder hoge tempera-tuur betaalt is een nog lagere reactiviteit, duskleinere energiedichtheid. Tenslotte, stel dathet toch zou lukken de helium-3 reactie telaten `branden', dan wordt de thermischewandbelasting onoverkomelijk groot, juistomdat de reactie geen neutronen maakt. Hetonderwerp is in de wetenschappelijke litera-tuur grondig besproken. Behalve de hier ge-noemde fundamentele onmogelijkhedenzijn er nog diverse andere complicaties. Ende grote vraag is: waarom zou je?'Weinig neutronen?Het voordeel van helium-3 is dat het zichleent voor `neutron-arme' kernfusie, meldtHet Financieele Dagblad. En zij legt uit: bijsamensmelting van helium-3 met deuteri-um komen geen neutronen vrij. Bij een ge-wone (deuterium-tritium) fusiereactie ko-men wel neutronen vrij, die de schil van dereactor langzaam radioactief maken. LopesCardozo nuanceert dit: `De helium-3 reactiegebruikt deuterium, dat ook met zichzelfreageert. Die reactie maakt tritium, dat ver-volgens weer met deuterium reageert enalsnog neutronen maakt. De netto-reductievan neutronen is daardoor heel beperkt,slechts een factor drie. Overigens vind ik determinologie `schone kernfusie' in Het Fi-nancieele Dagblad ongelukkig. Het geacti-veerde materiaal in een `gewone' fusiereac-tor is beperkt en na 50 tot 100 jaar weerherbruikbaar. Als het hele wereldenergiege-bruik uitsluitend met fusiereactoren zouworden gedekt, was het totale afval - geme-ten in radiotoxiciteit - vergelijkbaar met datvan Borssele alleen. Dat is dus nogal over-zichtelijk.'Volgens het krantenartikel komt de fusie-energie bij een He3-reactie vrij als elektrischgeladen alfa-deeltjes en protonen, zodat jede energie rechtstreeks via een elektrischcircuit kunt aftappen. Lopes Cardozo schudtnogmaals het hoofd: `Maar de fusiereactiemoet toch ook het plasma warm houden,juist bij die hogere temperatuur. Als je di-rect elektriciteit maakt - niemand weet hoedat moet, overigens - dan moet je het plas-ma extern verhitten, met alle verliezen diedaarbij horen. Bovendien, stromen in jeplasma is het laatste wat je wil, die versto-ren de magnetische opsluiting. Nee, heli-um-3 fusie is een absolute no-go. Het is eenladder naar de maan, met energieopwek-king heeft het niets te maken.' ?Tip van de redactie: zie voor meer informatie ookhet artikel Kernfusie: een schone belofte in de editiejanuari 2007 van Energie+.In de wetenschap wordt soms ge-praat over de inzet van helium-3bij kernfusie. Zonder radioactievestraling zou je er in de toekomstveel energie mee kunnen opwek-ken, constateert Het FiancieeleDagblad op 3 maart. Volgens hetdagblad overweegt Duitsland eenmaanreis in 2013 om helium-3 teoogsten. Maar het FOM Instituutvoor Plasmafysica Rijnhuizen rea-geert sceptisch: `He3-fusie kanhelemaal niet,' benadrukt NiekLopes Cardozo, hoofd fusie-onder-zoek.Het oogsten van helium-3 op de maan is eensterk verhaal dat met energieopwekking nietste maken heeft.FotoWolfgangMajor