Een duistere wolk ­boven de fusiedroom

Wat mogen we nou wel en niet verwachten van kernfusie? Over die vraag gaat De fusiedroom, het nieuwste deel van de boekenreeks Pocket Science, van New Scientist-eindredacteur Jean-Paul Keulen. Een voorproefje.

Binnen de kortste keren zou de wereld op kernfusie gaan draaien, zo leek het in 1951. Althans, als je de Argentijnse president Juan Perón ­geloofde. Die maakte namelijk op een persconferentie bekend dat er in zijn land een ‘totaal nieuwe manier was gevonden om atoomenergie op te wekken’; dat in een lab ‘kunstmatige zonnen op aarde’ waren gecreëerd.

Verantwoordelijk voor die krachttoer was de in Oostenrijk-Hongarije geboren natuur­wetenschapper Ronald Richter. Die had een apparaat gebouwd waarin, onder invloed van ­geluidsgolven en elektrische vonken, deuteriumkernen zouden fuseren met kernen van het derde element uit het periodiek systeem: lithium. Die reacties zouden dan plaatsvinden bij een temperatuur van zo’n 6000 graden Celsius, zo vertelde Richter een paar dagen na de ­pers­conferentie.

Explosies en krabbelwerk

De rest van de wereld reageerde nogal sceptisch. 6000 graden lijkt misschien heet, maar in het binnenste van de zon is de temperatuur zo’n 15 miljoen graden. En onder aardse omstandigheden, waar de dichtheid veel lager is dan in het hart van de zon, heb je nóg veel hogere temperaturen nodig, wil een deel van je atoomkernen fusiereacties aangaan. Bij deuterium en tritium, de meest veelbelovende fusiebrandstof, heb je het bijvoorbeeld over zo’n 150 miljoen graden Celsius. Voor andere brandstoffen ligt die temperatuur nog veel hoger.

Toch werd Richters claim niet overal zomaar weggewuifd. Een Franse wetenschapper maakte bekend dat hij eerder ook al ­zoiets voor elkaar had gekregen in zijn eigen lab. En de Nederlandse prins Bernhard, die in Argentinië was toen Perón zijn aankondiging deed, bood de president gelijk een samenwerking aan. Als er inderdaad een manier was bedacht om energie op te wekken zonder dat er olie of gas voor verbrand hoefde te worden, wilde ons land daar maar al te graag van meeprofiteren.

Een marinevlieger die het ­Argentijnse lab bezocht, gelegen op een eilandje, kwam ­echter terug met een nogal… apart verhaal, zo schrijft journalist Charles Seife in het boek Sun in a Bottle. Richter had een ­‘demonstratie’ van zijn kunnen gegeven door een vat met stikstof en waterstof te laten exploderen. De ontploffing blies een deur uit zijn sponningen. Daarop spuwde een naburig apparaat een papiertje uit, waar de ­wetenschapper het woord ‘atoomenergie’ op krabbelde. Niet helemaal het proces wat Perón had geschetst, dus.

Zilveren randje

Bij een volgende demonstratie, aan een team van wetenschappers, ging het er wat ­minder bizar aan toe – maar het resultaat was niet veel hoopgevender. Richter had allemaal ­geigertellers geïnstalleerd die luid tikten; een teken dat er in elk geval iets radioactiefs in het lab gebeurde. Diezelfde geigertellers bleven echter stil toen de onderzoekers er radioactief ­materiaal bij hielden. Bovendien maten de onafhankelijke wetenschappers geen gammastraling, terwijl je die óók zou verwachten als daadwerkelijk gebeurde wat Richter had geclaimd. Al gauw was duidelijk: Perón had zich laten inpakken door ofwel een verwarde geest, ofwel een oplichter, en had honderden ­miljoenen gestoken in een ­project dat nooit iets had ­kunnen opleveren.

Hoewel het Richterverhaal een eerste duistere wolk wierp over de fusiedroom, had die wolk wel een zilveren randje. Toen de Amerikaanse natuurkundige Lyman Spitzer vlak voordat hij op wintersport­vakantie ging hoorde wat de ­Argentijnen beweerden, dacht hij net als veel van zijn vakgenoten ­meteen: ‘Dat kan niet werken.’ In de skilift begon hij vervolgens zelf na te denken over hoe je dan wél een fusiereactor zou kunnen bouwen. En de gedachten die Spitzer daar had, bungelend boven de sneeuw, zouden de aanzet vormen tot een reactorontwerp waar tot op de dag van vandaag mee wordt geëxperimenteerd.