“In het kernfusieonderzoek werken Europa, Rusland, de Verenigde Staten, Japan, China, India en Zuid-Korea sinds 2006 samen aan ITER”, zo schetst drs. Paul Bezembinder, wetenschappelijk secretaris van de capaciteitsgroep Science and Technology of Nuclear Fusion, de grote kaders die ten grondslag liggen aan FuseNet. “Deze fusiereactor moet gaan aantonen dat kernfusie op termijn een technisch en economisch levensvatbare energiecentrale kan opleveren. ITER moet uiteindelijk tien keer meer vermogen opleveren dan nodig is om de reactor te bedrijven.” In dit kader wordt ook het onderwijs over kernfusie geïnternationaliseerd, voegt Bezembinder toe.

In 1990 waren er al vergevorderde plannen voor ITER, maar door de lage olieprijs en politiek gebakkelei vond dat geen doorgang. Ruim vijftien jaar later wordt de noodzaak van duurzame energie wél weer gevoeld en komt ITER “na een periode van politieke besluiteloosheid” in een stroomversnelling. Bovendien is een generatie van ervaren fusiespecialisten dicht bij hun pensioen; er ontstaat dus een schreeuwend tekort aan fusie-experts, constateert Bezembinder. “Dat is een tweede reden om FuseNet te starten, omdat het bijdraagt aan de ontwikkeling van kernfusie als schone energiebron.”

Dat de capaciteitsgroep Science and Technology of Nuclear Fusion, onder leiding van Lopes Cardozo, nu is opgericht, is geen toeval. Bezembinder: “De TU/e heeft kernfusie, een toepassing van plasmafysica, geselecteerd als strategisch speerpunt. Eindhoven kan zich hiermee profileren; Lopes Cardozo was hier al deeltijdhoogleraar en plasmafysica is al jaren één van de sterktes van de faculteit Technische Natuurkunde. Kernfusie als onderzoeksonderwerp past daar goed bij. FuseNet gaf natuurlijk wel een extra stimulans aan de nieuwe capaciteitsgroep en het project betekent ook een grote internationale uitstraling.”

Experimenten
De totale looptijd van FuseNet is vier jaar; het project verkeert nu in de opstartfase. Er doen zesendertig partijen uit achttien Europese landen mee, waarvan tweeëntwintig universiteiten en veertien Euratom Associations, waaronder grote namen als het Max Planck Instituut. Voor de coördinatie stelde de Europese Unie twee miljoen euro beschikbaar, vertelt hoogleraar Lopes Cardozo. “Eén van de eerste dingen die het coördinatiepunt doet, is het oprichten van de FuseNet Association. Er moet namelijk een echte organisatie ontstaan die deze activiteiten opzet en voortzet als de subsidie van FuseNet stopt. De TU/e wordt de zetel van deze organisatie.”

Dat is niet zonder belang. Lopes Cardozo: “Je wordt door iedereen gezien, ook door de Europese Commissie en alle deelnemers. Je hebt het overzicht, je kunt bijsturen, iedereen weet jou te vinden en iedereen komt hierheen - terwijl Nederland maar twee procent van het fusieonderzoek in Europa doet en daarmee veel kleiner is dan landen als Duitsland, Frankrijk, Italië en Engeland. Maar we hebben jaarlijks wél vijfentwintig promovendi op het gebied van kernfusie, op een totaal van tweehonderdvijftig in heel Europa. Je ziet onze promovendi overal in Europa terug in fusielaboratoria en bij projecten.”

Studenten moeten dankzij FuseNet makkelijk hun weg kunnen vinden. Daarom wordt de in aanbouw zijnde FuseNet-website een gebruikersvriendelijke en overzichtelijke portal over kernfusie. Heel Europa kan er straks terecht met vragen als: wat kun je allemaal op dit gebied studeren, waar gebeurt wat, waar kun je stage lopen, etcetera. Maar daar blijft het niet bij, benadrukt Lopes Cardozo. Ook wordt op het TU/e-terrein een praktisch plasmalab gebouwd, waar studenten allerlei experimenten kunnen doen. Het lab wordt opgezet en gedeeld met de groepen van prof.dr.ir. Gerrit Kroesen (van de groep Elementary Processes in Gas Discharges en portefeuillehouder onderzoek binnen het faculteitsbestuur) en prof.dr.ir. Richard van der Sanden (van de groep Plasma & Materials Processing). “Het lab wordt een echte leer- en onderwijsplek”, aldus Lopes Cardozo. “Het is expliciet de bedoeling dat ook studenten van andere, ook buitenlandse, universiteiten er gratis of tegen geringe kosten gebruik van maken. Zo profiteren ze van FuseNet, die de ontwikkeling van het Plasma Lab mede financiert. Zo kun je het geld van verschillende kanten op een effectieve manier besteden, kennis en ervaring opbouwen en uitwisselen en tegelijk de TU/e onder de aandacht brengen van buitenlandse masterstudenten.”

“Maar daar houdt het nog niet mee op”, vervolgt een enthousiaste Lopes Cardozo. “De Association moet ook het academisch geweten van de Europese fusieopleidingen worden, bijvoorbeeld door een certificaat uit te delen of door een canon samen te stellen, met basisstof die alle studenten op een bepaald niveau gehad moeten hebben en die overal aan bod komt. Dat is nog geen Europese master, maar je zet er wel een kwaliteitsstempel op. Zo stimuleer je ook andere universiteiten en komt het onderwijs op een hoger peil. We gaan ook summerschools organiseren en activiteiten voor middelbare scholieren en studenten subsidiëren, bijvoorbeeld voor een excursie naar ITER of JET (momenteel het grootste kernfusie-experiment, in Engeland - red.).”

De coördinatie is opgestart vanuit de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie, kortweg FOM, waar Lopes Cardozo tot voor kort werkte als hoofd kernfusieonderzoek. Daar werd het uitgedacht en uitgewerkt door Mark Westra, nu nog als adviseur aan de groep verbonden.

Magnetron
Sinds juni is Lopes Cardozo fulltime hoogleraar aan de TU/e en leidt hij de opbouw van de nieuwe onderzoeksgroep. Paul Bezembinder kwam bij de groep, Clazien Saris (overgekomen van de groep Theory of Polymers and Soft Matter) zet het secretariaat op. Verder lopen procedures voor de aanstelling van een deeltijdhoogleraar, een UHD, twee UD’s en een technicus, terwijl Lopes Cardozo nog ruimte heeft voor een excellente postdoc. Daarnaast heeft hij twaalf promovendi onder zijn hoede, een aantal dat hij binnenkort hoopt uit te breiden.

Er zijn volop plannen voor meer projecten, waaronder een krachtig ‘outreach’-programma rond de Fusion Road Show en de onlangs bij FOM ontwikkelde lesmodule kernfusie voor het bètavak Natuur, Leven en Technologie. Hiermee worden scholen in de regio benaderd om leerlingen enthousiast te maken voor techniek in het algemeen en fusieonderzoek in het bijzonder - natuurlijk ook met de ambitie de instroom te verhogen.

Binnen de groep is de aandacht voor onderwijs en onderzoek evenredig verdeeld en moeten studenten zoveel mogelijk bij het onderzoek worden betrokken, beklemtoont Lopes Cardozo. “Kernfusie is een heel breed, interdisciplinair onderzoeksveld. Het brengt theoretische fysici samen met wetenschappers die experimenteren met geavanceerde meetapparatuur, hooggekwalificeerde ingenieurs die de fusiereactor ontwerpen en bouwen en zich bezighouden met grensverleggende control systems. Het vak reikt ook over de grenzen van de faculteit heen; ook Electrical Engineering en Werktuigbouwkunde leveren essentiële bijdragen aan de opleiding. Zo werkt de groep van Maarten Steinbuch al enkele jaren met veel succes aan geavanceerde besturingssystemen voor fusiereactoren. Ik vind het belangrijk dat studenten zoveel mogelijk praktisch experimenten doen, direct in combinatie met de theorie, rond vragen als ‘Wat kun je met plasma’s doen, hoe kun je zelf plasma’s maken, wat wil je meten en hoe zou je dat kunnen aanpakken, wat gebeurt er als je er een magnetisch veld op loslaat, kun je plasma’s maken in een magnetron, met je mobiele telefoon’, enzovoorts.”/.

Dit jaar al biedt Werktuigbouwkunde twee van de zeven kernfusiekeuzevakken in het masterprogramma aan. Zie www.phys.tue.nl/fusion.