Kernfusie niet zo simpel...

[patrickve]

Voor zij die heil zoeken in kernfusie, en misschien denken dat "standaard" kernenergie wat oudbollig is, een investeringske op korte termijn, want de "echte" toekomstige kernenergie is kernfusie, een paar reality checks. Het is nog niet voor morgen.

http://www.askmar.com/Robert%20Bussa...h%20Fusion.pdf

Ik las dit rapport hier toevallig om vast te stellen dat het ... van 1983 dateert, en als je het leest zijn de meeste punten nog altijd waar. Het rapport is waarschijnlijk een beetje "negatief" maar toch, het bevat veel interessante beschouwingen.

Er is 1 punt waar in het bijzonder in 't algemeen heel weinig over gezegd wordt, maar dat een fundamenteel probleem is als men het niet kan oplossen: de brandstof cyclus.

Men concentreert zich altijd maar op het plasma, en hoe lang men het kan "aan 't branden houden", en hoeveel "overschot van energie men moet hebben om commercieel uitbaatbaar te zijn", de zogenaamde Q-factor, waar men inderdaad een langzaam maar zeker succes boekt.

Men doet dat met de veruit "gemakkelijkste" fusie reactie, T - D (tritium/deuterium). Alle andere reacties (D-D en dergelijke) zijn veel moeilijker te realiseren (hebben veel hogere temperaturen nodig), dus als het ERGENS zal lukken, zal het met T-D zijn....

Alleen, er is een "hick".

Bij D-T fusie komt 1 (een) neutron vrij. Dat neutron moet men in de mantel gebruiken om via de reactie Li-6 + n -> T + He-4 een nieuw tritium atoom te maken. Tritium komt namelijk zo goed als niet voor in de natuur (gezien het een halfwaarde tijd heeft van een 15-tal jaar).

Maar het is zo goed als onmogelijk om GEEN neutronen te verliezen, bijvoorbeeld in de structurele materialen, in het koelsysteem....

Men tracht daar een mouw aan te passen door materialen te gebruiken die soms eens een reactie kunnen ondergaan die met 1 neutron, 2 neutronen vrijgeven, maar die reacties zijn redelijk zeldzaam, en dat materiaal zorgt ZELF ook voor neutronen verlies. Het gaat dus redelijk moeilijk zijn om een "breeding ratio" van 1 te bekomen.

Welnu, als dat het geval niet is, en men heeft nog nooit aangetoond dat men dat WEL kan bereiken in een echte reactor, dan is er een fundamenteel probleem.

Het probleem is het volgende. De enige huidige gekende manier om tritium te maken, is met neutronen van een kernreactor, die uit fissie voort komen.

Nu geeft een fissie reactie gemiddeld 2.5 neutronen vrij, en ook ongeveer 200 MeV aan energie. Van die 2.5 neutronen hebben we er 1 nodig om de kettingreactie te onderhouden. De 1.5 andere neutronen worden meestal geabsorbeerd, onder andere in controlestaven en zo, maar ook in de brandstof en in de structuurmaterialen en in het water. STEL NU (maar dat is een droom) dat we die 1.5 neutronen zouden kunnen gebruiken om tritium mee te maken, dan kunnen we dus per fissie, 1.5 tritium atomen maken. Maar dat is dus HEEL OPTIMISTISCH en nog nooit gedaan. Maar stel.

Een tritium atoom kan een fusie ondergaan met deuterium, en hierbij komt ongeveer 17 MeV vrij.

Mocht een fusiereactor zelf geen tritium produceren, en op "geproduceerd" tritium draaien, dus zijn brandstof extern betrekken uit produktie met een "normale" kernreactor die is geoptimiseerd voor tritium produktie, dan zouden we dus voor elke fissie in die kernreactor 200 MeV in de kernreactor vrijmaken, en TEN HOOGSTE 1.5 tritium atomen produceren, waar onze fusiereactor dus ... 1.5 x 17 MeV ~ 25 MeV mee kan produceren.

Dit zou dus wel werken, maar ridikuul zijn: een fusiereactor die 250 MW zou leveren, zou een productie (gewone fissie) kernreactor van 2 GW ernaast moeten staan hebben, en in werkelijkheid veel meer, want we gaan nooit of te nimmer die 1.5 neutronen per fissie ALLEMAAL kunnen gebruiken om tritium te maken. Men zal dus in de praktijk veel meer dan 2 GW aan "klassieke" kerncentrale moeten installeren (die men wel nuttig kan gebruiken) om een fusiereactor kunnen te voeden van 250 MW. Dat is dus wel mogelijk, maar de moeite niet waard.

Maar als het "deken" van een fusie reactor, bijvoorbeeld 80% efficient is in het omzetten van neutronen in tritium, dan mankeert nog steeds 1/5 van de tritium inhoud. Dat verbetert de situatie numeriek wel, maar niet principieel: we moeten nu toch nog steeds 400 MW aan klassieke kerncentrale bouwen om daarnaast een fusiereactor van 250 MW kunnen te voeden.

Men heeft dus nog altijd meer "gewone kernreactoren" nodig dan fusiereactoren als het "deken" van de fusiereactor niet evenveel tritium kan produceren dan de reactor verbruikt, en zoals eerder gezegd zal dat moeilijk haalbaar zijn in de praktijk.

't is niet dat het onmogelijk is, maar het is een moeilijk probleem dat absoluut een oplossing moet hebben alvorens kernfusie een praktische energiebron kan vormen. Niet alleen het "plasma branden" moet een voldoende efficientie hebben, dit is OOK een absolute voorwaarde.
Men hoort daar veel minder over praten.

[Bovenbuur]

Oorspronkelijk geplaatst door SheepHelper

joh bestaat al lang, jij gelooft echt alles wat ze in die amateuristische wetenschap tabloid blaadjes pleuren he? Vertel me eens, hoe komt dat eigenlijk?

hmm heb het wel over cold fusion (Pons and Fleischmann,)maar dat begreep je al he? denk ik toch?

Tuurlijk, maar dat word onder de pet gehouden door de Bilderburgers van Shell omdat ze anders geen excuus hebben om de olie op te pompen waarna ze het poreuze gesteente waar dit uit kwam om kunnen bouwen tot geheime hangars voor vliegende schotels waarmee ze naar Jupiter vliegen om daar quaritium te winnen om nog veel sterkere kernfusie op te kunnen wekken. Maar dat is logisch natuurlijk.

[patrickve]

Oorspronkelijk geplaatst door SheepHelper

joh bestaat al lang, jij gelooft echt alles wat ze in die amateuristische wetenschap tabloid blaadjes pleuren he? Vertel me eens, hoe komt dat eigenlijk?

hmm heb het wel over cold fusion (Pons and Fleischmann,)maar dat begreep je al he? denk ik toch?

Pindar/Kwaja, je bent afgezaagd hoor.

[nihao]

Deze topic heeft mij echt wel stomverbaasd !

Volgens alle recente berichten daarover zou het een koud kunstje moeten zijn !

[koppijn]

Oorspronkelijk geplaatst door SheepHelper

joh bestaat al lang, jij gelooft echt alles wat ze in die amateuristische wetenschap tabloid blaadjes pleuren he? Vertel me eens, hoe komt dat eigenlijk?

hmm heb het wel over cold fusion (Pons and Fleischmann,)maar dat begreep je al he? denk ik toch?

Ik denk niet dat MIT Technology Review behoort tot de amateuristische wetenschap tabloid blaadjes.
En 150,000,000° C plasma likt mij niet zo erg 'cold'.

[koppijn]

Dat kernfusie een erg problematisch technologie is, is bekent. Ik steun wel het ITER project maar als dit niet lukt of rendabel blijkt vrees ik dat kernfusie voor een lange tijd in de ijskast beland. Ik heb thuis een oude encyclopedie van 1967 waar een beschrijving staat van de ZETA- machine in het Harwell-laboratorium in Engeland, geconstrueerd in 1958 voor kernfusie onderzoek. Dat is nu al 52 jaar dat men daar met bezig is zonder echte fundamentele doorbraak, dat zegt voldoende.

[koppijn]

Oorspronkelijk geplaatst door SheepHelper

jawel

Jawel wat?
Verklaar eens nader?

[Raven]

Oorspronkelijk geplaatst door koppijn

Dat kernfusie een erg problematisch technologie is, is bekent. Ik steun wel het ITER project maar als dit niet lukt of rendabel blijkt vrees ik dat kernfusie voor een lange tijd in de ijskast beland. Ik heb thuis een oude encyclopedie van 1967 waar een beschrijving staat van de ZETA- machine in het Harwell-laboratorium in Engeland, geconstrueerd in 1958 voor kernfusie onderzoek. Dat is nu al 52 jaar dat men daar met bezig is zonder echte fundamentele doorbraak, dat zegt voldoende.

Uit kleinschaligere proeven met kernfusie blijkt toch dat het tomahawk traject feasible zou zijn om meer energie te produceren dan erin moet worden gestoken. De hoop is dus toch wel gefundeerd, en niet zozeer wishfull thinking. Maar zelfs als ITER slaagt, zal het nog zeker 50 jaar duren voor de eerste productie kernfusie installaties uit de grond zouden springen.

[jogo]

Oorspronkelijk geplaatst door koppijn

Dat kernfusie een erg problematisch technologie is, is bekent. Ik steun wel het ITER project maar als dit niet lukt of rendabel blijkt vrees ik dat kernfusie voor een lange tijd in de ijskast beland. Ik heb thuis een oude encyclopedie van 1967 waar een beschrijving staat van de ZETA- machine in het Harwell-laboratorium in Engeland, geconstrueerd in 1958 voor kernfusie onderzoek. Dat is nu al 52 jaar dat men daar met bezig is zonder echte fundamentele doorbraak, dat zegt voldoende.

dan kan men beter die middelen in fundamenteel onderzoek steken (CERN)

[patrickve]

Oorspronkelijk geplaatst door Raven

Uit kleinschaligere proeven met kernfusie blijkt toch dat het tomahawk traject feasible zou zijn om meer energie te produceren dan erin moet worden gestoken. De hoop is dus toch wel gefundeerd, en niet zozeer wishfull thinking. Maar zelfs als ITER slaagt, zal het nog zeker 50 jaar duren voor de eerste productie kernfusie installaties uit de grond zouden springen.

Tuurlijk, maar hetgene ik wilde onderlijnen is dat "meer produceren dan erin is gestoken" waar men het altijd over heeft (de zogenaamde Q-factor) maar 1 van de uitdagingen is. De andere is de zelf-voldoende tritium produktie, want anders moet men die met "gewone" fissie reactoren worden bijgepast, en die gewone reactoren gaan dan ongeveer evenveel energie leveren dan de fissiereactor die ze voeden.

[koppijn]

Oorspronkelijk geplaatst door jogo

dan kan men beter die middelen in fundamenteel onderzoek steken (CERN)

Waarom of/of en niet en/en, al een geluk dat het en/en is.

[koppijn]

Oorspronkelijk geplaatst door SheepHelper

MIT Technology Review behoort tot de amateuristische wetenschap tabloid blaadjes.

Het Massachusetts Institute of Technology (MIT) is een van de meest prestigieuze technische universiteiten ter wereld. Onder huidige en voormalige leden van de MIT-gemeenschap zijn 75 Nobelprijswinnaars. http://nl.wikipedia.org/wiki/Massach..._of_Technology

[Amon_Re]

Oorspronkelijk geplaatst door SheepHelper

joh bestaat al lang, jij gelooft echt alles wat ze in die amateuristische wetenschap tabloid blaadjes pleuren he? Vertel me eens, hoe komt dat eigenlijk?

hmm heb het wel over cold fusion (Pons and Fleischmann,)maar dat begreep je al he? denk ik toch?

Ja ik heb ook zo'n cold fusion collider in de kelder staan, maar in de zomer is ie waardeloos.

[Bovenbuur]

Sheephelper, waarom open je niet fijn een topic over koude kernfusie en hoe "ze" ervoor gezorgd hebben dat die experimenten door niemand succesvol konden worden herhaald, dan blijven de blinde hulpeloze lammetjes hier wel paten over hoe je energie uit kernfusie kan winnen op de niet zo koude manier.

[jogo]

Oorspronkelijk geplaatst door koppijn

Waarom of/of en niet en/en, al een geluk dat het en/en is.

omdat het een slechte investering is , een doodlopend straatje, een bodemloos vat ....
(ge kunt ook onderzoek doen naar een perpetuum mobile )

[Micele]

ITER spreekt van "more than reasonable to assume" in the mid-2020s..

Given our current knowledge, it is more than reasonable to assume that ITER will achieve its goal of a burning plasma in the mid-2020s.

uit Physics World October 2010:
http://www.iter.org/doc/www/edit/Lis...010_Cowley.pdf

Hoeveel in-out ? onderaan

http://www.iter.org/sci/beyonditer
Progress in Fusion
...
Achievements like these have led fusion science to an exciting threshold: the long sought-after plasma energy breakeven point. Breakeven describes the moment when plasmas in a fusion device release at least as much energy as is required to produce them. Plasma energy breakeven has never been achieved: the current record for energy release is held by JET, which succeeded in generating 70% of input power.

Scientists have now designed the next-step device - ITER - which will produce more power than it consumes: for 50 MW of input power, 500 MW of output power will be produced.

ITER will begin writing the chapter on 21st century fusion

[Bovenbuur]

Oorspronkelijk geplaatst door jogo

omdat het een slechte investering is , een doodlopend straatje, een bodemloos vat ....
(ge kunt ook onderzoek doen naar een perpetuum mobile )

Met het verschil dat een groot zoniet het grootste deel van de zichtbare massa in het waarneembare universum gevormd word door werkende, energie producerende kernfusiereactoren, niet door perpetuum mobile's. Kernfusie een doodlopend straatje (waarschijnlijk naar een school [/crosstopic]) noemen is zoiets als holbewoners die vuur een doodlopend straatje noemen terwijl ze naar een bosbrand staan te kijken. De theorie zegt dat het met deze generatie ontwerpen kan. En misschien zit die theorie er wel een beetje naast, maar niet geschoten is altijd mis toch?

[jogo]

Oorspronkelijk geplaatst door Bovenbuur

Met het verschil dat een groot zoniet het grootste deel van de zichtbare massa in het waarneembare universum gevormd word door werkende, energie producerende kernfusiereactoren, niet door perpetuum mobile's. Kernfusie een doodlopend straatje (waarschijnlijk naar een school [/crosstopic]) noemen is zoiets als holbewoners die vuur een doodlopend straatje noemen terwijl ze naar een bosbrand staan te kijken. De theorie zegt dat het met deze generatie ontwerpen kan. En misschien zit die theorie er wel een beetje naast, maar niet geschoten is altijd mis toch?

1. wat men zoal kan onderzoeken is oneindig
2. de middelen daarvoor zijn eindig
3. verstandige mensen die met de materie bezig zijn, (blijven)zeggen dat het nog minstens 50 jaar gaat duren eer er iets (zeer bescheiden )uit gaat komen.
4. onderzoek naar grote energiebronnen die voorkomen in de natuur en universum kan altijd maar ik denk dat de mens (wil hij overleven)zich moet beperken in de toepassing (energieopwekking)tot processen die van nature op een of andere vorm voorkomen op aarde (dus een afgeleide van aardwarmte of zonnestraling)

[patrickve]

Oorspronkelijk geplaatst door Micele

in-out ? onderaan

Juist, ja, dat is die fameuze Q-factor waar iedereen het over heeft. Maar het punt dat ik aanhaalde is dat dat slechts 1 van de uitdagingen is. Een andere uitdaging is dat men er moet in slagen om evenveel tritium te produceren als men er verbruikt en dat dat niet gemakkelijk zal zijn.

[maddox]

Oorspronkelijk geplaatst door patrickve

Juist, ja, dat is die fameuze Q-factor waar iedereen het over heeft. Maar het punt dat ik aanhaalde is dat dat slechts 1 van de uitdagingen is. Een andere uitdaging is dat men er moet in slagen om evenveel tritium te produceren als men er verbruikt en dat dat niet gemakkelijk zal zijn.

Een alternatief is Lithium 7 te gebruiken als extra geinjecteerde "brandstof". De neutronenflux zou voldoende kunnen zijn om dit leuke materiaal om te zetten in tritium en meer neutronenflux. Langs de andere kant, zoveel lithium hebben we ook weer niet, en we willen dat wel voor de huidige generatie accu's.

Maar ik blijf me afvragen waarom ze moeilijk willen doen over kernfusie.
Dat trukje kennen we al een paar decennia in een paar vormen. Fuzors worden gebouwd door amateurs, en desalnietemin dat ze energie vreten, is er fusie.
De andere truk is de waterstofbom. Waarom moeilijk doen met laser/microgolf ontstekingen van een DT mengel, terwijl een jaren 50 waterstofbom dit kan met een pak minder trukjes.

Je moet gewoon een goeie plek diep in de grond vinden , en laat er elke paar dagen een waterstofbommetje van een paar kiloton afgaan. Win de energie alsof het geothermische energie is.