2,5 miljoen euro voor hittebestendige reactorwanden met vloeibaar metaal

DIFFER en TU Eindhoven krijgen deze subsidie om een laboratorium te bouwen voor het 3D printen van wolfraam en een plasma-opstelling voor het testen van een prototype.

Trefwoorden: #DIFFER, #hittebestendig, #laboratorium, #LiMeS-lab, #reactorwanden, #TU Eindhoven, #vloeibaar metaal

Lees verder

research

( Foto: TU/e - Peter Rindt )

ENGINEERINGNET.BE - Kernfusie als energiebron kent nu nog grote obstakels. In het binnenste van een fusiereactor wordt bijvoorbeeld zeer veel energie opgewekt in de vorm van warmte. Die energie moet uiteindelijk door de wand heen naar buiten.

Wolfraam is een hittebestendig metaal, dat daarom vaak als wandmateriaal dient. Maar ook dat materiaal redt het niet, ondanks een smeltpunt van 3422 graden Celsius. Projectleider Thomas Morgan van DIFFER: “Ter vergelijking: de wand vangt zwaardere klappen op dan een ruimteschip dat door de dampkring gaat.”

Daarom werkt het fusieonderzoek aan een nieuw type hitteschilden voor de wand: hitteschilden van wolfraam met vloeibaar metaal. Een vloeistof kan immers niet scheuren, breken of barsten.

Vloeibare wandmaterialen worden daarom gezien als de oplossing voor het ‘wandprobleem’. De wand van de reactor zou dan bestaan uit een soort sponsachtige structuur, waar het vloeibare metaal in zit.

Peter Rindt, onderzoeker van TU Eindhoven stelt: “We hebben al aangetoond dat hitteschilden van vloeibaar metaal veelbelovend zijn op conceptueel niveau. De volgende stap is dit concept toepassen in een echte reactor.”

DIFFER en TU Eindhoven ontwikkelden samen een plan om voor dit onderzoek een laboratorium te bouwen, waarin materialen en ontwerpen kunnen worden ontwikkeld en getest: het LiMeS-Lab. Dit plan wordt nu financieel gesteund door NWO.

Het laboratorium heeft twee hoofdonderdelen. Zo wordt er een 3D-printer gebouwd voor het printen van onder meer wolfraam. Ook wordt een grote plasma-opstelling gebouwd, waarin een prototype getest kan worden. Het wordt dan met een plasma beschoten, en ervaart bijna dezelfde condities als in een echte fusiereactor.

De 3D-printer komt in het Additive Manufacturing Lab van TU Eindhoven. De plasma-opstelling wordt bij DIFFER gebouwd. De apparatuur is ook inzetbaar voor andere vakgebieden waarbij hoge temperaturen een rol spelen, zoals bij andere energiebronnen, EUV-plasmalithografie en neutronenbronnen.

De bouw van het nieuwe LiMeS-laboratorium duurt naar verwachting tot 2024.