Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Wetenschappers ontwikkelen bescherming voor reactorwand bij kernfusie

Door , 148 reacties, submitter: Diagoras

Nederlandse wetenschappers hebben een uitvinding gedaan waarbij dunne lagen van bijvoorbeeld vloeibaar tin of lithium in de wand van de uitlaat van een kernfusiereactor worden aangebracht. Hiermee zou de reactorwand bij een kernfusie beter bestand zijn tegen de enorme vrijkomende hitte.

De wetenschappers van het Nederlands instituut voor fundamenteel energieonderzoek, Differ, denken dat de uitvinding een doorbraak kan betekenen voor de ontwikkeling van kernfusie als energiebron. In feite gaat het om het gebruik van vloeibaar metaal op de reactorwand, dat zichzelf voortdurend moet kunnen herstellen. Het moet daarmee bestand zijn tegen de schade die het plasma kan veroorzaken in de reactor, op het moment dat er bijvoorbeeld twee waterstofatomen worden samengesmolten. De temperatuur van het plasma kan bij een kernfusie oplopen tot 150 miljoen graden Celsius. Plasma is naast vast, vloeibaar en gas de vierde aggregatietoestand; het betreft een fase waarin de atomen hun elektronen zijn kwijtgeraakt, waarna de atoomkernen ioniseren.

Het gaat hierbij vooral om het beschermen van de uitlaat van de kernfusiereactor, die ervoor moet zorgen dat de enorme hitte en geladen deeltjes die bij een kernfusie vrijkomen, worden afgevoerd en daardoor niet de reactorwand kunnen beschadigen. Het plasma wordt in principe weggehouden van de reactorwand door elektromagnetische velden, maar de uitlaat van de reactor, een divertor, komt echter wel direct in aanraking met plasma. Daardoor moet deze bestand zijn tegen een bombardement van geladen deeltjes en de enorme hitte. Het is uiteindelijk de bedoeling dat de warme die de uitlaat afvoert, wordt gebruikt voor de energieopwekking.

Tegen de Volkskrant vertelt hoofdonderzoeker Van Eden dat zijn team in het laboratorium een wand voor de uitlaat heeft ontwikkeld waarin een laag vloeibaar tin gevangen zit in een sponsachtige houder van wolfraam. Door het toepassen van dit vloeibare metaal bleek de wand koeler te blijven dan de vaste wand, en bovendien bleek er sprake van een zelfreparerend effect. Het vloeibare metaal kan de energie-uitbarstingen in de wand opvangen en verdunnen, voordat deze de wand zelf bereiken. Door de oplopende temperaturen verdampt er steeds meer metaal en ontstaan er gaswolken van tin, die als een soort schild werken en de energie naar alle kanten uitstralen. Dit reguleert de temperatuur, die in balans en vrij constant blijft.

Het probleem is dat gewone metalen niet zijn opgewassen tegen de extreme hitte. Volgens Marco de Baar, hoofd van het fusieonderzoek bij Differ, is ook een uitlaat met een wand van stevig metaal met een hoog smeltpunt onvoldoende om weerstand te bieden aan het plasma. Als de wand of de uitlaat van de reactor smelt, dan is de reactor meteen niet meer bruikbaar. Het vervangen van de uitlaat zou betekenen dat de reactor te vaak moet worden stilgelegd. Overigens is het Eindhovense energieonderzoeksinstituut Differ niet alleen bezig met het beter beschermen van de uitlaat door het gebruik van nieuwe materialen; er wordt ook onderzoek verricht naar het verdunnen van het plasma voordat het de wand van de uitlaat bereikt.

Op dit moment word er een experimentele kernfusiereactor in Frankrijk gebouwd. Bij dit ITER-complex in Frankrijk is niet duidelijk of de reactorwand van wolfraam wel goed bestand is tegen de extreme situatie bij een kernfusie. De uitvinding van het vloeibaar metaal biedt mogelijk uitkomst. In 2025 moeten er experimenten plaatsvinden in het complex. De opvolger van ITER, de fusiecentrale met de naam Demo, moet vanaf 2030 worden ontwikkeld en rond 2050 daadwerkelijk stroom gaan opwekken. Over een jaar of vijf wordt voor het ontwerp van Demo uit een aantal verschillende alternatieven gekozen voor de bescherming van de reactoruitlaat. De uitvinding van het gebruik van vloeibaar metaal van Differ is een van deze alternatieven.

De onderzoekers hebben over hun uitvinding gepubliceerd in de vorm van een paper in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications, onder de titel Oscillatory vapour shielding of liquid metal walls in nuclear fusion devices.

Reacties (148)

Wijzig sortering
Waarom duurt het nog 8 jaar om zoiets te bouwen? Wil dat zeggen dat het ontwerp nog niet af is, of is het een kwestie van financiŽn? Naar mijn mening is het zo ongelofelijk zonde dat er nu geld wordt gestoken in windenergie terwijl het ook naar zonne-energie en kernfusie kan gaan.
Kort gezegd: Iter is een van de het meest complexe wetenschappelijke experimenten ooit ondernomen (vergelijkbaar met de LHC en het ISS). Het bestaat uit enorm veel subsystemen in meer dan 30 gebouwen (het Iter platform is plm 1000 bij 500 meter geloof ik), die worden ontwikkeld in instituten en bij industriele partners over de hele wereld. Alle onderdelen moeten vervolgens met zeer nauwe toleranties in Frankrijk bij elkaar komen en gaan samenwerken. Denk aan verhittingssystemen, regelsystemen, meetsystemen, enorme supergeleidende spoelen, een 1000 m3 vacuumvat, data acquisitie systemen, etc, etc. Verder is het een project op industriele schaal, alleen al met het voorbereiden van de funderingen en het bouwen van de gebouwen ben je vele jaren bezig. Om maar niet te spreken van de uitdagingen op het geboed van project management. Daarom dus. :)

Op de Iter website wordt de voortgang trouwens mooi en leuk gedocumenteerd: www.iter.org.

[Reactie gewijzigd door Woutepout op 7 augustus 2017 21:26]

Ik kan je adviseren dit artikel van ArsTechnica te lezen. Het biedt meer inzicht in de opbouw en werking van de reactor.

In de kern komt het erop neer dat de onderdelen allemaal erg precies gebouwd moeten worden om het plasma op zijn plaats te houden. Daarbij moeten alle materialen bestand zijn tegen extreme hitte. Combinatie van die twee eigenschappen zorgt ervoor dat het lang duurt voordat alle onderdelen gereed zijn en geÔnstalleerd zijn.
Ik ga er vanuit dat een nieuwe reactor ook ontworpen moet worden met deze technologie.
Ze zullen denk ik niet het ontwerp van reactoren die nu gemaakt worden zomaar even aanpassen.
Ja en nee, de techniek is inderdaad gelijkwaardig. Waar het verschilt is dat men hiervoor reactoren bouwde in een donut vorm (Tokamak). Het plasma is hierin erg moeilijk in bedwang te houden, recentelijk (voor wetenschappelijke termen) ontdekte men dat plasma van nature een meer wokkel vorm aanneemt. Om die reden is een nieuwe reactor gebouwd (W7-X) om het plasma beter in bedwang te kunnen houden.

Edit: @Stoney3K je hebt helemaal gelijk, staat ook in het door mij gelinkte artikel. Was even kwijt hoe die reactor ook al weer heette, thanks!

[Reactie gewijzigd door A4553 op 8 augustus 2017 08:52]

Om die reden wordt een nieuwe reactor gebouwd (Stellarator) om het plasma beter in bedwang te kunnen houden.
Dat is overigens de Wendelstein W-7X in Duitsland. Die draait al sinds vorig jaar.
Het bouwen van een standaard kolen of gas centrale duurt al een paar jaar, terwijl deze weinig geheimen meer hebben qua ontwikkeling. Dit zal voor een fusie centrale wel wat ingewikkelder zijn.
Persoonlijk denk ik dat alle effort better in zonne-energie en de opslag hiervan gestoken kan worden. Niemand wil een windmolen in zijn achtertuin, hoe efficiŽnt ze die dingen ook maken en een kernfusie centrale is leuk, maar overdreven complex en overbodig als zonne-energie en energie opslag grootschalig ingezet word. Bekijk de nieuwe dakpannen van Tesla maar eens, zou verplicht moeten worden voor elke nieuwbouw woning...

[Reactie gewijzigd door dickydick666 op 8 augustus 2017 10:31]

Met kernfusie ga je dingen voor elkaar krijgen die met zonne-energie niet gaan lukken. Zo kun je met kernfusie ook 's nachts zeer veel stroom leveren, terwijl je bij zonne-energie je de energie wel op kan slaan maar niet in de hoeveelheden die een kernfusiecentrale kan leveren. Daarnaast zal zonne-energie ook wat lastiger zijn in toepassingen op bijvoorbeeld grote vrachtschepen. Verder zal de hoeveelheid grond per Gigawatt-uur ook flink in het voordeel zijn van kernfusie. En dan zijn er nog tig redenen.

Windenergie biedt inderdaad geen meerwaarde.
Windenergie biedt inderdaad geen meerwaarde.
Voordeel van wind- en zonne energie is dat de brandstof en het transport van de brandstof gratis is.
Dat voordeel is niet uniek voor windenergie, dus kies je hier voor het betere alternatief: de zon.

Daarnaast is het transsport van de brandstof voor een fusiereactor ook praktisch gratis omdat het om zulke kleine hoeveelheden gaat.
zonne energie is niet heilig alles behalve zelfs, ware het niet omwille van de bergen met subsidi dan zou een zonnepaneel nooit rendabel zijn. zo'n paneel levert niet eens genoeg op om de totale 'energie kosten' van zijn fabricage goed te maken (litium mijnen etc, fabrieken transport etc). pas wanneer we eindelijk zonnecellen van koolstof kunnen maken zullen deze echt rendabel worden, maar zelfs dan zal de mensheid een grotere behoefte aan energie hebben dan zonnepaneeltjes met een rendament van 20% ons kunnen leveren.

over 100 jaar willen we naast aarde ook op mars of andere plaatsen wonen en dan is (voor de ruimtevaart) kernfusie al helemaal een harde ondergrens.
@Ghost Dog verteld je de eroy van panelen al.
dat valt best mee. ;)

maar als je zo tegen de subsidie van zonne-energie bent, oke daar heb je een punt.
maar dan ben je dus ook tegen de subsidie die kolen krijgen voor elektra productie?
(kolen voor elektra productie zijn vrijgesteld van energie belasting 8)7 )

doordat we wel kolen (soort van)subsidiŽren is er ook geen gelijk speelveld.
en dan kan het nooit uit, klopt.

het grootste gedeelte van zonne-energie(pv panelen) is dat particulieren gewoon weg erg veel geld moeten betalen voor hun elektra en dat hoeven ze niet als ze hun eigen stroom opwekken.
1 kWh kost maar 5ct, daar komt dan nog 10,5ct aan EB boven op + 0,5ct ODE en om alles lekker af te toppen nog een 21% BTW.
dus een particulier betaal al snel rond de 19ct per kWh, tja dan is het snel effectief om iets met zonne-energie te doen.
(maar ook zonder subsidie is het dan goed te doen, jij noemt waarschijnlijk salderen ook subsidie ;) )

maar zonne-energie(PV panelen) hoeft helemaal niet zo duur te zijn.
het is al goed mogenlijk om voor <0,80§ per jaar 1 kWh op te wekken.
dan is de prijs na 16 jaar 1§/20 = 5ct. (en na 16 jaar werken de panelen gewoon door.)
maar de regels in nederland zijn zo moeilijk, dat er maar (bijna) geen enkel project van de grond komt.
het onbetrouwbare beleid van de regering doet er ook geen goed aan. ;)

(pasop dit verhaal is nog veel ingewikkelder als ik hier schrijf, kunt er gerust een heel boek mee vol schrijven.)

[Reactie gewijzigd door migjes op 8 augustus 2017 15:31]

zo'n paneel levert niet eens genoeg op om de totale 'energie kosten' van zijn fabricage goed te maken (litium mijnen etc, fabrieken transport etc).
Ja, dat is een veel gehoorde bewering. Er klopt alleen niks van.
De terugverdientijd (dus wanneer de kosten van productie, transport, installatie, etc. terugverdiend zijn) van een zonnepaneel is hooguit een paar jaar, zelfs in Noord-Europa met moderne panelen hooguit zo'n 3,5.
Dat voordeel is niet uniek voor windenergie, dus kies je hier voor het betere alternatief: de zon.
Zoals ik zei: "Voordeel van wind- en zonne energie"
Dat heb ik gelezen, maar waarom zou je dan voor wind kiezen als zonne-energie dezelfde voordelen kent?
Wat bedoel je precies met brandstof?
Dus we gaan een enorme berg met zeldzame metalen gebruiken om de hele wereld te behangen met zonnepanelen
?

Een enkele fusie reactor zal vele malen meer vermogen gaan leveren dan die zonnepanelen . Daarbij word de planeet minder vervuild omdat het productieproces van die panelen nou niet bepaald schoon of goed is.

Je antwoord is te simpel.
Het produceren van die meuk is al dusdanig slecht dat je je moet afvragen of je niet beter een gascentrale aan had kunnen steken.

En dingen als.. Ja maar zonlicht is gratis en onuitputtelijk . ..
Klopt..
Omdat het fusie is.. het hele doel dus van die centrale waar het over gaat...
Waarom zou je een belachelijk hoge investering doen om een promillage van de zo'n te benutten terwijl je diezelfde voordelen hier kan creŽren?
Je moet er wel bij stilstaan dat fusie enorm duur is, en zonne- en windenergie enorm goedkoop. Er bestaat nu al een grote kans dat fusie nooit mainstream wordt, puur omdat wind en zon economisch veel aantrekkelijker zijn.

Een windturbine verdient zichzelf economisch en energetisch binnen een paar maanden terug...
windturbines zijn inderdaad vrij eenvoudig te bouwen met weinig zeldzame materialen maar zonnecellen zijn dat absoluut niet.
kernfusie als dat eenmaal werkt is een gigantische vervanger voor fosiele brandstoffen en kernsplitsing (met hun kwalijke effecten). de nucleaire problemen van kernsplitsing hebben we al aardig ondervonden de vraag is of een op de natuur gebaseerde methode (de zon na-apen) uiteindelijk haalbaar EN rendabel zal blijken, maar het is zeker goed op te proberen.

in het verleden bleken natuurnabootsingen altijd beter en effcienter dan de maaksels en bedenksels van mensen.
Dit stukje heb ik altijd zeer interessant gevonden. Fusie is machtig interessant, maar het is zo duur (ook hiervoor worden veel zeldzame materialen gebruikt in de bouw, en een reactor gaat ook niet voor eeuwig mee) dat ik niet denk dat het ooit financieel rendabeler wordt dan zonne- of windenergie.
https://matter2energy.wor...fusion-will-never-happen/
Misschien niet nee.
Hoe dan ook zal dit een gigantische technologische stap vooruit zijn en mogelijk de weg openen naar de perfecte oplossing. Maar tot die tijd blijft het speculatie.
Maar de hele wereld behangen met zonnepanelen is alleen milieuvriendelijk als we ze milieuvriendelijk kunnen produceren.
Windmolens hebben ook genoeg nadelen. Ook qua de techniek zelf. Echt efficiŽnt worden ze pas zodra we betere dynamo's kunnen ontwikkelen en dsn blijf je nog tegen mechanische beperkingen aanlopen.
Het mooie van fusie is in theorie dat het dus met een heel normaal verkrijgbare brandstof een belachelijke hoeveelheid energie kan opwekken waarbij je niet eens meer kan spreken over rendement eigenlijk. Je zet materie om in pure energie en niet een fractie van een bestaande energie in andere energie zoals zonlicht of wind.

Nee als we dan echt iets willen zoeken als tussen oplossing zou ik inzetten op wave generators . . Je kan velden van honderden of zelfs duizenden kilometers groot maken op zee waar echt niemand last van heeft en die wel vrijwel gratis energie opleveren met eigenlijk vrij simpele mechanische constructies. Zonder de schadelijke stoffen uit panelen.
Zoveel schadelijke zeldzame stoffen zitten er niet in de panelen, als je het afzet tegen de magneten in een fusiereactor. Het gros van het paneel wordt immers van zand gemaakt.

Over golfgenerators: lage energiedichtheid, mechanisch complex (door corrosieve omgeving) en dan zit je ook nog met bijzondere materialen.

PV is door zijn eenvoud gewoon ontzettend charmant, en de ontwikkeling gaat sneller dan ooit. Kijk naar de recente ontwikkelingen van organische cellen.

Fusie zal voorlopig een duur (maar leerzaam) experiment blijven, tot we naar andere planeten gaan en een ster dichterbij nodig hebben.

[Reactie gewijzigd door oshiro op 8 augustus 2017 12:18]

Als het eenmaal is doorontwikkeld, zal kernfusie net zo goedkoop, al dan niet goedkoper zijn als de huidige kernsplijting. Alleen heeft kernfusie dan het grote voordeel dat er geen kernafval is; Alleen de binnenkant van de reactor zelf wordt radioactief, en dat is geen probleem totdat de reactor uiteindelijk ontmanteld moet worden.
Tis natuurlijk een beetje lastig om op voorhand te zeggen of een nog niet bestaande technologie 'ooit' een alternatief voor bestaande energiebronnen zal vormen. Er zullen altijd plekken zijn waar zonne-, wind- of waterkracht niet voldoende of niet regelmatig genoeg voorhanden zijn.
Ik wil wel een windmolen in mn achtertuin hoor. Krijg je dik voor betaald. :+
Je denkt dat een fusiecentrale bouwen geen energie en grondstoffen kost? :?
Waarom duurt het nog 8 jaar om zoiets te bouwen?
Het doel is (en dit bedoel ik letterlijk!) om een ster na te bouwen. Eentje die we kunnen beheersen en gebruiken om energie op te wekken. Als je er te lang over nadenkt is het volkomen absurd dat we het zelfs maar proberen... behalve dan dat het langzaam, stukje bij beetje, de goede kant op gaat. Van de ene kant is het belachelijk, van de andere kant lijkt het erop of het misschien nog wel gaat lukken ook.
Wil dat zeggen dat het ontwerp nog niet af is, of is het een kwestie van financiŽn?
Het is waarschijnlijk het geavanceerdste apparaat op de planeet. Dus ja, dat kost even tijd om het uit te vogelen.
Allerlei landen werken samen om er talloze miljarden in te pompen. Dus ja, dat kost even tijd om iedereen op ťťn lijn te krijgen. Hoe meer partijen meedoen, hoe lager de kosten per deelnemer, maar hoe meer groepen inspraak hebben.
Naar mijn mening is het zo ongelofelijk zonde dat er nu geld wordt gestoken in windenergie terwijl het ook naar zonne-energie en kernfusie kan gaan.
Om er maar even een mooi spreekwoord bij te halen: "niet de huid verkopen voordat de beer geschoten is!"; we weten nog niet eens zeker of we er op afzienbare termijn in gaan slagen een electriciteitscentrale op kernfusie te bouwen. Zelfs in het beste geval duurt het nog tientallen jaren voordat we er ťťn hebben; ga maar na hoe lang het duurt voordat ze de hele wereldwijde energieproductie over kunnen nemen. Als er een alternatief is dat nķ werkt, logisch dat daar dan ook geld naartoe gaat.
nu stel je dat zonne-energie(ik neem aan dat je dan PV bedoeld)/kernfusie beter/goedkoper is als windenergie?

dan moet je erg oppassen, want vrijwel elke vorm van elektra opwekken word wel op een 1 of andere manier gesubsidieerd ;)
maar het word niet altijd subsidie genoemd.

momenteel is kolen de goedkoopste vorm van elektra opwekken in Nederland.
dit komt door dat een kolen centrale geen energie belasting hoeft te betalen voor hun kolen. 8)7
laat je bedrijven voor elektra productie wel energie-belasting betalen voor kolen, dan is wind energie snel weer goedkoper.

momenteel is het voor particulieren erg leuk, om zelf stroom op te wekken met zonne-energie(PV).
maar dat komt wel omdat een particulier wel de hoofdprijs betaald voor zijn elektra.
elektra kost +/-5ct per kWh, maar hier komt 10,5ct aan belasting boven op, en dan nog 0,5ct ODE en dan nog een 21% BTW, en dan kost elektra geen 5ct maar iets rond de 19ct per kWh.
dus je kunt ook zeggen dat zonne-energie wel heel erg gesubsidieerd word, veel meer als wind.
dus er is een verschil tussen economisch beter(voor een beperkte groep) en echt beter.

dan heb je nog kern en fusie energie, dat is vrijwel de goedkoopste manier van elektra opwekken.
vooral als je er veel van nodig hebt (en dat hebben we wel in Nederland), maar als je de kosten van het onderhouden en opslag van rest stoffen mee neemt, dan is dit helemaal niet eens meer zo heel goedkoop. (die worden maar wat graag even vergeten, dat lossen onze kinderen wel op.)
dus zolang de centrale draait heb je erg goedkoper energie, maar daar na moet je moet je nog erg lang een niets verdienende centrale onderhouden.
(als ik dan kijk wat oude kerncentrales van de jaren 60-70 hebben gekost en hebben opgeleverd, nu ze steeds meer op hun einde zijn, dan heb ik toch zo iets van: oei, oei dat was wel hele dure stroom die we nu nog moeten gaan betalen. ;) )

je kunt gerust eens of oneens zijn met mijn verhaal, maar ik kan je wel waarschuwen: pas op met het energie vraagstuk, er zijn zoveel vreemde regels en onzin verhalen.
(soms ook rond gestrooid door mensen met een 2de agenda, die niet echt objectief zijn)
dat de waarheid vaak zo verborgen is, dat je een flinke studie nodig hebt om ook maar het topje van de ijsberg te begrijpen. ;)

[Reactie gewijzigd door migjes op 8 augustus 2017 10:28]

Ik heb het niet over prijzen, ik heb het over toepassingen.

Bij fusie is er overigens amper afval en hebben we het over halveringstijden van 20 jaar. Peanuts dus.

[Reactie gewijzigd door Koeitje op 8 augustus 2017 13:31]

oke, dan vertel ik het zo.
wind energie is een stuk goedkoper als zonne-energie(PV) dus een stuk beter toe te toepassen.
(waar veel mensen over vallen is de subsidie voor windenergie, maar dan even helemaal vergeten dat kolen ook een vorm van subsidie krijgt, schap je die kolen subsidie dan is wind zelfs goedkoper als kolen.
maar het is lekker populistische om te schoppen tegen subsidies waarheden zijn niet belangrijk. ;) )

leuk dat fusie weinig afval heeft, en maar een halverings-tijd van 20 jaar.
maar hoeveel halveringen heb je nodig :?
en dan duurt het toch nog best lang voor dat het ongevaarlijk is. ;)

ook leuk dat het niet veel is, dan kunnen we het in jouw achtertuin opslaan. ;)

maar zoizo, wij kiezen altijd voor de goedkoopste energie, zo werkt een markt economie nu eenmaal.
we hebben graag erg goedkope energie, en zitten graag voor een dubbeltje op de eerste rang.
tja dan zit je nu leuk met kernsplitsing, het afval dat zien we dan wel weer, dat word wel door onze kinderen opgeruimd, dat is hun probleem. }>
(sterker nog, we hebben nu al een probleem met oud radio actief afval van de jaren 50.
dat word allemaal weer opgelost met onze belasting centen, dat hadden ze toen ook wel kunnen bedenken, moeten we nu nog een keer deze domme fout maken?)

ik ben verder best wel een voorstander van het proberen een kernfusie reactor te maken, al is het maar voor de kennis die het oplevert.
massaal over stappen op kernfusie? mmm laat ze eerst eens de zaak goed uitzoeken, en dan pas beslissen wat we gaan doen, tot die tijd wind/zon/water is het beste wat we kunnen, dus dat hebben we tot die tijd nodig.

als je echt alles goed bekijkt: dan is zon/wind/water eigenlijk allemaal zonne-energie.
zelfs olie/gas/kolen is gewoon zonne-energie.
geen zon = geen planten en beesten = geen olie/gas/kolen.
(we maken allen gas/kolen/olie nu sneller op als de aarde nieuwe maakt.
en dat is niet slim te noemen.)

nu kun je zelfs verder kijken, en dan zeggen dat de zon eigenlijk een soort van fusiereactor is.
met het grote voordeel dat hij in niemands achtertuin staat.
en we geen problemen hebben met het afval }>

in de zelfde discussie heb je gewoon meerdere pro's en con's.
is je kader de wereld, of is je kader Nederland?
in Nederlands kader: tja Nederland is al rap door zijn gas aan het raken, en echt veel olie en kolen hebben we ook niet meer.
dus we moeten wel iets anders gaan verzinnen, en dan ben ik zelf liever niet afhankelijk van alleen maar import , een stuk zelf oplossen is verstandig. (al is het maar om een betere onderhandelings-positie te hebben)
kijk je naar de wereld, tja dan is er nog best veel olie en kolen te verkrijgen. (maar ook dat gaat een keer op, en het vraag stuk of het wel zo verstandig is om zoveel co2 de atmosfeer in te stoten wel verstandig is)

(een discussie over deze dingen mag gerust, maar pas wel erg op dat je alles goed af kadert.
korte losse opmerkingen in deze complexe materie geven vele domme antwoorden.
zie de teksten die je als antwoorden krijgt, sommige zijn wel zo dom die blaten een 1 of ander onderzoek na en snappen totaal niet waar het om gaat. lijkt wel geenstijl.nl hier op tweakers.net als het over dit soort dingen gaat ;) )
Ik zit op mijn telefoon dus kan geen uitgebreid verhaal typen waarom windenergie ruk is. Maar laten we het zo stellen. Accu's zijn ruk. Auto met een windmolen op het dak? Gaat niet gebeuren. Zonnepaneel? Geen probleem. Voertuigen op fusie? Geen ondenkbaar scenario voor in de toekomst. Mobiele apparaten? Die gaan niet direct op windenergie werken. Windmolens integreren in huidige bebouwing? Ik wens je veel succes.

Hoeveel halveringen? 5 is zat. Het is een factor 1000 minder afval ofzo met halveringtijden die ook nog eens velen malen lager zijn. Radioactiviteit is praktisch een non issue.
150 miljoen graden bij kernfusie. Dezelfde temperatuur als de kern van de zon.

Neem mijn petje af als ze dat gecontroleerd en veilig weten te kanaliseren tot een energie bron.

Onze aardkern pruttelt slechts op 5000 graden Celsius.
Nee hoor, de kern van de zon is veel kouder, zo'n 15 miljoen graden. De temperatuur moet in deze reactor zo hoog zijn omdat in de zon de druk en opsluittijd van het plasma veel hoger zijn waardoor fusie daar ook energie oplevert. Dit is het zogenaamde Lawson criterium: de energie opbrengst wordt bepaald door het product van temperatuur, druk en opsluittijd.
Toch eigenlijk onvoorstelbaar. Nog 10x zo heet als het binnenste vd zon. En dat gaan ze dan hier ergens op deze aardbol in elkaar flansen.
Wat ik mij dan afvraag: Hoe meet je die 150 miljoen graden? :o
Als zelfs de buitenwand smelt, dan doet de thermometer dat ook wel denk ik. Of is dit dan aan de hand van vaste berekeningen ofzo?
Een van de standaard manieren is met behulp van Thomson scattering: de verstrooiing van licht aan vrije electronen. Hiertoe schiet je met een intense laser door het plasma en vang je (meestal onder een hoek van plm 90 graden tov de laser) het verstrooide licht op. De hoeveelheid verstrooid licht geeft je de dichtheid van het plasma (electronen per kubieke meter) en de Doppler verbreding als gevolg van de thermische beweging van de electronen geeft je de temperatuur. De laatste is te meten met een spectrometer. Ipv de enkele lasergolflengte meet je een Gaussisch verdeling van golflengtes die breder wordt wanneer de temperatuur toeneemt (iets versimpeld om relativistische effecten buiten beschouwing te houden).
Dit is de meest gangbare manier, maar er bestaan meerdere technieken. De ontwikkeling van plasma diagnostieken is een vak apart waar DIFFER (het instituut waar het onderzoek van het artikel is uitgevoerd) ook expertise in heeft.

[Reactie gewijzigd door Woutepout op 7 augustus 2017 20:57]

Bedankt voor de uitleg! Het gaat mij alleen nog steeds de pet te boven haha.
Ik weet er niet veel van maar ik zou de vrijkomende straling meten dan zit je nauwkeurig genoeg denk ik. Een thermometer erin hangen is zonde van de kwik :+
Ik hoop ook vurig dat dit z.s.m. een echte bron van energie wordt.
Het is relatief zeer veilig, weinig brandstof nodig en we kunnen stapsgewijs alle vervuilende centrales in de ban doen. Wanneer we dan ook nog allemaal electrisch gaan rijden (of dat al doen) hebben we echt voortgang gemaakt!
Dit gaat helaas nog wel even duren. De verwachting is nu commercieel haalbaar per medio 2050.
Het zal dan naar verwachting nog vele jaren duren voordat de belofte van "onbeperkte" fusie energie kan worden ingelost. In de jaren 80 was de verwachting nog dat fusie energie per 2035 al commercieel zou draaien. Dit word dus telkens uitgesteld door tegenslagen. Helaas hebben we inmiddels niet meer de luxe om daar op te kunnen wachten (CO2-GW). Vandaar de overbrugging mbv groene stroom ipv grijze.

Overigens is fusie ook niet helemaal safe. De extreme plasma temperaturen hebben al geleid tot verschrikkelijke brandwonden ondanks de snelle afkoeling bij een reactor breuk. Het reactor vat zelf zal overigens ook radio-actief worden en na gebruik opslag vergen al valt dat in het niet vergeleken bij splitsing.
Dit gaat helaas nog wel even duren. De verwachting is nu commercieel haalbaar per medio 2050.
In 2000 zeiden ze dat ITER in 2010 operationeel moest zijn, met inbedrijfname van DEMO in 2015. In 2015 werd die verwachting bijgesteld naar 2030...

Het grootste probleem van een project als ITER is dat het op overheidssubsidie draait. Er zit geen commercieel geld achter (bijvoorbeeld van een energiebedrijf) maar het is een academisch project. Daardoor is er ook geen tijdsdruk om zo snel mogelijk op te leveren.

Ik zeg altijd: De enige brandstof die ITER gaat verbruiken zijn euro's om de salarissen van de onderzoekers te betalen. En diie onderzoekers hebben er (helaas) belang bij dat het project nog niet 'af' is, want zolang ITER niet is opgeleverd, betekent het baanzekerheid.
1. Nee, 2050 is wanneer DEMO zal runnen die daadwerkelijk meer oplevert dan het verbruikt. (ITER levert in beginsel primair wel meer energie dan het verbruikt, maar met alle inefficienties die nog niet meegenomen zijn komt het volgensmij neer op quit spelen). Dit is NIET commercieel viable... het is moeilijk meer dan 30 jaar vooruit te kijken, maar kijk niet vreemd op als dit pas over 80-100 jaar feasible is.
Then again, bij een onvoorziene doorbraak zou het natuurlijk wel zo kunnen zijn... maar dat is dan denk ik een ander ontwerp dan DEMO.
2. Je hebt gelijk, 2050 is optimistisch voor DEMO.
3. Het idee dat deze onderzoekers belang hebben bij het traag lopen van ITER klopt m.i. niet, juist bij vooruitgang zal er meer onderzoek (en uiteindelijke commerciele interesse en nog meer banen) komen. En de meeste onderzoekers zijn best gemotiveerde mensen die het niet voor het geld doen, sommigen wel voor prestige/aanzien, maar wederom zijn resultaten dan essentieel. Het is gewoon verrekte lastig.
4. En baanzekerheid hebben mensen met deze skillset (over het algemeen) sowieso. ;-)
Beetje Googlen leert dat ITER 10x zoveel elektriciteit opleverd als dat ze erin stoppen om de reactie op gang te brengen.
Zoals ik al aangaf: Primair wel (idd 10x zoveel warmte eruit als je erin stopt), dus als proof of concept is het nuttig. Maar als je alles meeneemt heb je geen winst meer.
ITER will produce about 500 MW of fusion power in nominal operation, for pulses of 400 seconds and longer. Typical plasma heating levels duriung the pulse are expected to be about 50 MW, so power amplification (Q) is 10. Thus during the pulse the ITER plasma will create more energy than it consumes.

The efficiency of the heating systems is ~40%. Other site power requirements lead to a total steady power consumption af about 200 MW during the pulse. Now the fusion power of ITER is enhanced by about 20% due to exothermic nuclear reactions in the surrounding materials. If this total thermal power were then converted to electricity at 33% (well within reach of commercial steam turbines), about 200 MW of electrical power would be generated.

Thus ITER is about equivalent to a zero (net) power reactor, when the plasma is burning. Not very useful, but the minimum required for a convincing proof of principle. [...]
Bron: http://www.jt60sa.org/b/FAQ/EE2.htm
ITER is een project van vele overheden, kleinere sub-projecten hebben wel al gedraaid:
https://nl.wikipedia.org/wiki/ITER
Wellicht gaan de kosten die nu gemaakt moeten worden in de groene energie transitie door overheden nog een gunstig effect hebben op het versnellen van de vooruitgang in fusie ?
Het gaat niet om de brandstof die ITER gaat gebruiken maar om de brandstof die het oplevert ;)
Wellicht gaan de kosten die nu gemaakt moeten worden in de groene energie transitie door overheden nog een gunstig effect hebben op het versnellen van de vooruitgang in fusie ?
Die versnelling gebeurt pas als wanneer de Derde Wereldoorlog uitbreekt.

Zonder het Manhattan project hadden we namelijk ook geen splijtingscentrales gehad. Maar in 1939 werd ineens pijnlijk duidelijk dat wetenschappers risico's moesten gaan nemen en daardoor hebben we nu kernenergie.

Academici hebben die incentive niet, terwijl die er bij een commerciŽel of militair project wel is. Juist de conflicterende overheidsbelangen maken een project als ITER traag. Niet de pure technische uitdagingen.

[Reactie gewijzigd door Stoney3K op 7 augustus 2017 18:55]

Ik denk dat ze liever een Nobelprijs ontvangen dan een salaris. Deze mensen hebben sowieso al baanzekerheid. Sterker, ze kunnen waarschijnlijk met gemak 3-4x zoveel verdienen in het bedrijfsleven.
En diie onderzoekers hebben er (helaas) belang bij dat het project nog niet 'af' is, want zolang ITER niet is opgeleverd, betekent het baanzekerheid.
Da's complete onzin. Zodra de eerste fusiereactor draait wil de hele wereld die dingen hebben; dan staan alle energiemaatschappijen in de rij om er zoveel mogelijk geld in te pompen. Als je denkt dat je geld kunt verdienen met ITER, dan moet je eens kijken hoeveel je kunt verdienen met het optimaliseren van ontwerpen die in serieproductie gaan.
Daardoor is er ook geen tijdsdruk om zo snel mogelijk op te leveren.
Je zou als onderzoeker wel gek zijn om te treuzelen: er zijn maar (hooguit) drie mensen die hun naam op de Nobelprijs krijgen (zo zijn de regels nou eenmaal), dus elke keer dat jij niet doorwerkt en een andere wetenschapper wel neemt je kans om voor altijd de geschiedenisboeken in te gaan een klein beetje af.
Dat is wel een heel cynische kijk op de wetenschap. Ik denk dat je je verjaardag gist in de instelling van de wetenschappers zelf. Iedereen wil dat zijn naam aan de doorbraak van kernfusie is verbonden en dat lukt niet wanneer die doorbraak een generatie wordt opgeschoven.
De wetenschappers die voor de doorbraak zorgen worden de specialisten die door commerciŽle bedrijven ingehuurd moeten worden om commerciŽle fusiereactoren te helpen bouwen. Daar kunnen ze vele malen meer mee verdienen dan dat miezerige loontje dat ze nu krijgen bij een overheidsresearchinstelling.
Brandwonden tegenover radioactieve straling en generaties getroffen door de effecten noem ik relatief zeer veilig ;) (niet 'safe')

Aanpassing: spelling

[Reactie gewijzigd door EliteGhost op 7 augustus 2017 22:25]

Kernfusie is wel even heel wat anders dan kernsplijting. Voor zover ik weet heb je bij fusie geen last van straling.
Er is nog steeds radioactief afval, maar dan met een halfwaardetijd van enkele (tientallen) jaren, in plaats van honderden tot duizenden jaren. Bovendien is het veel minder in hoeveelheid.
Welliswaar minder dan bij splijting, maar de hele reactorwand wordt gebombardeerd door neutronen die alles lichtjes radioactief maakt.
allemaal electrisch rijden zie ik nog niet zo snel gebeuren, zeker in armere landen die in opkomst zijn (india, china, afrika) wordt nog heel lang met heel veel vervuilende voertuigen rondgereden.
misschien is het een idee om met het overschot aan energie goedkoop waterstof te maken.
volgens mij zijn verbrandingsmotoren redelijk eenvoudig om te bouwen, en met behulp van mierenzuur of een andere slimme oplossing zit je ook niet met transportproblemen onder hoge druk.
Helemaal mee eens. Ben er zelf ook sceptisch over. Wat we wel kunnen doen is onszelf veel verder onafhankelijk maken van grondstoffen. Dat heeft alleen maar voordelen en daar wil ik het voor doen.
Gewoon nog een beetje koolstof (die we intussen toch te veel hebben) toevoegen aan de H2. Dan krijg je methaan oftewel aardgas. Kunnen we gelijk op koken en onze huizen verwarmen ook. De infrastructuur is er. De motoren en opslag ook.
Lees 2050 over dik 30 jaar dus.
Ja, en dat is vooruitgang.
Sinds de jaren 50 van de vorige eeuw was kernfusie een belofte voor over 50 jaar. Nu is het een belofte voor over 30 jaar. Misschien dat het tegen het einde van deze eeuw een belofte voor over 15 jaar wordt.
Maar wie weet komt er over 10 jaar een doorbraak en is het er over 15 jaar. Het mooie van wetenschap is dat vaak onbekend terrein is en voorspelling over tijd wanneer iets gaat lukken gewoon een gok is.

Zag bijv laatst iets over teflon, bij toeval ontdekt tijdens een misgelopen experiment voor heel iets anders. Zo zie je vaker dat ontdekkingen bij toeval ontstaan.
Klopt, maar ik denk dat bij de voorspelde 30 jaar al serieus rekening gehouden is met een degelijke onvoorspelbare doorbraak.
Nu even hopen dat het lithium niet binnenkort op raakt of dat we accu's goed van andere materialen weten te maken en ze te recyclen, anders word het prettig elektrisch rijden niks.
Waarom ligt dat soort spul altijd in instabiele of zelfs conflictgebieden? :| Of zou de relatie andersom liggen?
Omdat ze het anders honderd jaar geleden al uit de grond hadden getrokken. ;)
150 miljoen de zon? Dacht het niet he. Probeer eens 15 miljoen.

Ja, wat wij mensen (gaan) doen is 10x MEER dan de kern van de zon. Tis ongelooflijk!

Wel mooi hoe de techniek hierin ook aan het vooruitgaan is.

Edit: Spuit 11.... :X

[Reactie gewijzigd door Lightmanone1984 op 7 augustus 2017 20:16]

Ik vind het jammer dat niet niet gelijk gegaan wordt voor vloeibaar fluoride-thorium reactoren, waarbij een meltdown fysiek niet mogelijk is, en het kernmateriaal rijkelijk beschikbaar is (behalve het materiaal om de reactor 'op te starten').
Dit is een vangnet voor een nog steeds gevaarlijke techniek.
Het oude reactortype is wat mij betreft end-of-life.

China staat vooraan qua ontwikkeling op gebied van het nieuwe type reactoren.
https://en.wikipedia.org/wiki/Molten_salt_reactor

http://www.world-nuclear....molten-salt-reactors.aspx

[Reactie gewijzigd door twicejr op 7 augustus 2017 17:29]

Mosterd na de maaltijd?
Meltdown?

Ik denk dat je kernfusie en kernsplijting door elkaar haalt.

Aanvulling:
In tegenstelling tot kernsplijting loopt kernfusie niet ongecontroleerd door, maar stopt omdat de omstandigheden niet meer goed zijn.

Een 'molten salt reactor' is absoluut niet nieuw. China is er mee bezig maar de technologie stamt uit de jaren 60. Ze zijn er toen mee gestopt omdat je van het vrijkomend materiaal geen kernwapens kan maken :p Was toen een dingetje.

[Reactie gewijzigd door EliteGhost op 7 augustus 2017 17:31]

"Een 'molten salt reactor' is absoluut niet nieuw."
Klopt, zoals jezelf al aangeeft is dit in de jaren 60 al ontwikkeld en getest inderdaad.
Het had alleen nog wel eens last van roestvorming, alleen hadden zij daar ook destijds al een systeem voor ontwikkeld om dat tegen te gaan/te kunnen verwijderen.
En zoals @twicejr hier ook al aangeeft, heeft een thorium molten salt reactor zo zijn voordelen.
Zoals hijzelf ook al aangeeft, een "freeze plug".
Alleen heeft president Nixon, toen nog president van Amerika, er destijds voor gekozen om voor een andere type reactor te gaan.
En dat exact om de reden die jezelf al aangeeft, van molten salt kon je geen bommen maken.
Een goeie documentaire over dit systeem, kun je hier vinden overigens = YouTube

[Reactie gewijzigd door SSDtje op 7 augustus 2017 18:28]

Haha ja, lijkt me ook. Aangezien het hier om een superverhit plasma gaat, zou een meltdown eigenlijk betekenen dat de reactor aan het afkoelen is :+ ?

Maar in alle serieusheid, inderdaad appel en peren vergelijking. Een fusie reactor zal in het ergste geval het containment field van het plasma verliezen, niet fijn maar het plasma koelt zeer snel af en de fusie-reactie komt abrupt ten einde.
Ik bedoelde dat wanneer de koeling kapot is dat voor een onvermijdelijke meltdown zorgt.
Dat probleem heb je met een gesmolten-zout reactor niet vanwege het smeltkristal ("freeze plug").
Heb het nu wel anders verwoord.

[Reactie gewijzigd door twicejr op 7 augustus 2017 17:27]

LFTH reactoren zullen ze helaas nooit in bedrijf nemen, want ze zijn alleen geschikt voor energieproductie.

We weten al redelijk lang hoe we die reactoren moeten bouwen, ze zijn efficiŽnt en veilig, maar de overheden willen ze niet hebben, want ze zijn nutteloos voor het produceren van kernwapens.

De huidige splijtingsreactoren zijn niks anders dan plutonium-fabrieken waar toevallig een beetje warmte vanaf komt.
In de USA heeft ca 30 jaar lang een gesmolten zout onderzoeksreactor gedraaid, waarbij ze de doemscenario's zoals bij Tjernobiel hebben herhaald, maar die reactor was niet op hol te krijgen. Helaas heeft Bill Clinton de stekker uit dit project gehaald om meer geld in kerfusie te steken, mede door het slechte image van kernsplitsingsreactoren.

Er zijn nog wel bedrijven bezig om veilige kerfusiereactors te ontwikkelen die kunnen draaien op het radioactieve afval wat nu ergens ligt te wachten totdat er een keer iets flink mee fout gaat.
We weten al redelijk lang hoe we die reactoren moeten bouwen, ze zijn efficiŽnt en veilig, maar de overheden willen ze niet hebben, want ze zijn nutteloos voor het produceren van kernwapens.
Er zijn meer dan genoeg landen die van "de grote jongens" geen kernwapens mogen hebben, maar die wel veel energie verstoken en dus mogelijk geÔnteresseerd zijn in kerncentrales. Als ik de open deur mag intrappen: Iran staat bovenaan dat lijstje.
Ik heb mijn reactie ook aangevuld: bij kernfusie is een meltdown niet mogelijk. In het ergste geval gaat de behuizing kapot en lekt er een kleine hoeveelheid radioactief materiaal (dat overigens relatief snel verdunt en veel minder gevaarlijk wordt). De reactie stopt ook vrijwel meteen, in tegenstelling tot de huidige kernsplijting methode. ;)
Voor kernfusie worden (voor zover ik begrepen heb) vaak deutrium en tritium gebruikt. Twee isotopen van waterstof, welke gevonden kan worden in water, iets wat heel veel gevonden kan worden op aarde.

Ik denk dat je kernfusie (nuclear fusion) en kernsplijting (nuclear fission) door elkaar haalt?
Deuterium zit in water, tritium niet, dat wordt gekweekt uit lithium. Tritium heeft een halfwaardetijd van ongeveer 13 jaar, dat zit echt niet meer in de natuur.
Tritium kan wel degelijk in de natuur voor komen. Weliswaar heel gering, dat wel.

"Tritium wordt in de natuur gevormd in de bovenste luchtlagen via de
interactie van kosmische deeltjes met stikstof. Omdat het dezelfde
chemische eigenschappen heeft als waterstof vormt het met waterstof
en zuurstof getritieerd water (HTO) en wordt onderdeel van de
watercyclus. Van nature zijn de concentraties tritium in het
oppervlaktewater niet hoger dan 1 Bq/L."
Bron:
http://www.rivm.nl/Docume...risico_s_voor_de_omgeving
artikel gaat over kernfusie, de door jou aangehaalde thorium reactor is kernsplitsing.
Thorium is wel een mooie tussenstap, volgens mij
Het oude reactortype is wat mij betreft end-of-life.
Dan zitten we met een enorm probleem want de vervangende technieken zijn nog niet klaar voor gebruik. Gelukkig denken experts dat de huidige techniek nog niet 'end of life' is.

Overigens hebben experts of het gebied van fusie niet veel bij te dragen op het gebied van nieuwe splitsing reactoren. Ben bang dat je die twee even door de war haalt.
Wordt de tin na het verdampen weer gecondenseert zodat het herbuikbaar is?
Of kost het heel wat zeldzame aardmetalen om de boel draaiende te houden
Tin is niet zo zeldzaam. Het zal wel ergens neerslaan, want in het plasma zelf wil je het absoluut niet hebben. Stralingsverliezen in dit soort plasma's gaan met de 6e macht van de kernlading, teveel van een element als tin in het plasma en de kernfusie houdt vanzelf op wegens te lage temperatuur.
Dit vroeg ik mij ook af, vermenging tussen plasma en tindamp moet worden voorkomen. In het nos artikel staat een nature abstract met een toelichting hierop:
The key result is that, during steady-state vapour shielding, the width and extent from the surface of the Sn vapour cloud oscillates in time in correlation with the target surface temperature and Sn emission intensity. A periodically varying shielding effectiveness resulting in a dynamic equilibrium between plasma and liquid surface is concluded. The obtained findings shed light on the dynamical aspects of steady-state vapour shielding by liquid metals at divertor-relevant plasma conditions. The outcomes of these investigations are pointing into a direction where the divertor-strike points are equipped with liquid metal technology (Sn, Li) while operated in a regime where the vapour pressure is of similar magnitude as the plasma pressure. If realized, steady-state operation of a liquid fusion reactor divertor is likely to be feasible.
Dat ziet er uit alsof Wendelstein die techniek ook heel goed kan gebruiken. Het ontwerp van de divertor ("uitlaat") waar het plasma doorheen moet en waar de energie uiteindelijk wordt uitgehaald, is ťťn van de grootste struikelblokken waar ITER tegenaan loopt. Er is namelijk (nog) geen materiaal wat de enorme hitte en straling van het plasma efficiŽnt af kan voeren.

De Wendelstein-reactor in Duitsland gebruikt een vergelijkbaar principe en die heeft dus ook een uitdaging bij het maken van de divertor. Goed kans dat dit ontwerp ook daar ingezet kan worden, de W-7X reactor heeft als doel om in 2020 al steady-state (dus volcontinu) op plasma te gaan draaien.
In dit artikel wordt dat beter uitgelegd: http://nos.nl/artikel/218...kernfusie-dichterbij.html. Of als je dat niet wilt lezen, bij daling van de temperatuur slaat de metaaldamp weer neer.
Maar in gebruik daalt de temperatuur niet en blijft er metaal verdampen, waarschijnlijk in een behoorlijk hoog tempo. Tin smelt al bij 505k, een van de minst temperatuur bestendige metalen.
Maar het metaal verdampt dus naar gasvorm maar blijft wel gewoon op zijn plek hangen, niet zoals dus een vuurtje stoken onder wat tin waardoor deze compleet verdampt en dus vervliegt.
Word dit niet op zijn plek gehouden door het magneetveld?
Volgens het NOS artikel condenseert het metaal gewoon weer op de wand.
"als de reactortemperatuur daalt, slaat de metaaldamp weer neer, waardoor minder energie wordt opgenomen en de temperatuur van de wand toeneemt."

http://nos.nl/artikel/218...kernfusie-dichterbij.html
Je hebt maar hele kleine hoeveelheden nodig op slechts een klein stukje van de reactorwand. Het is een heel dun laagje tin (ik geloof een paar tiende mm) in/op een wolfraam "mesh", waarvan het meeste weer neerslaat. Ook hoef je dit waarschijnlijk slechts toe te passen waar de wandbelasting het hoogste is: een plm 10 cm brede strook rondom de machine.
Sinds wanneer is tin zeldzaam? Metalen als platina, osmium en iridium zijn echt zeldzaam (isotopen en radioactieve elementen niet meegerekend)
Een hbo opleiding biochemie verder, en ik wist niet dat er 4 aggregatietoestanden zijn, altijd vast vloeibaar en gas geleerd. Al komt plasma ook niet voor hier op aarde neem ik aan.

Weet iemand hoe de materie weer gasvorm gaat komen? Is dit gewoon een kwestie van afkoelen, en de elektronen komen weer in de schillen om de kern, of is er meer nodig?
komt plasma ook niet voor hier op aarde neem ik aan.
Zeker wel!

Een paar voorbeelden:

De hoofd ontlading van bliksem loopt via een plasma
Gas ontladings lampen
Plasma snijder
Elektrisch lassen
Gas lasers
Het noorderlicht is ook een plasma. Ook gebruiken we het in de analytische chemie bij icp-ms (indictively coupled plasma - mass spectrometry) om op bizar lage concentraties elementen te kunnen kwantificeren. Concentraties tot 10-15

https://en.wikipedia.org/..._spectrometry?wprov=sfla1

[Reactie gewijzigd door Radko op 8 augustus 2017 19:10]

Weet iemand hoe de materie weer gasvorm gaat komen? Is dit gewoon een kwestie van afkoelen, en de elektronen komen weer in de schillen om de kern, of is er meer nodig?
Ja, gewoon afkoelen. Plasma's komen in de natuur trouwens ook voor op Aarde, bij elke bliksemschicht zie je een plasma.
vuur is toch ook vorm van plasma ?
Nee, vuur is gas dat vanwege de hitte opstijgt en tijdens dat stijgen nog met zuurstof reageert. De temperatuur is niet hoog genoeg dat geen moleculen meer kunnen bestaan.
Nee, vuur is gas dat vanwege de hitte opstijgt en tijdens dat stijgen nog met zuurstof reageert. De temperatuur is niet hoog genoeg dat geen moleculen meer kunnen bestaan.
Vlammen zijn ook geÔoniseerd gas. Dat is dus WEL plasma.

Je kan een vlam dan ook beÔnvloeden met een magneet.

https://www.youtube.com/watch?v=F5_a7Wn1t0w

https://www.youtube.com/watch?v=78n6fm8wsg4

https://www.youtube.com/watch?v=yuCGZyS3njE

Let overigens niet op de zweverige comments over dark matter en zero point energy ;)

[Reactie gewijzigd door Stoney3K op 7 augustus 2017 23:40]

Gewoonlijk neemt men voor het punt waarop een heet gas een plasma wordt het moment waarop de elektromagnetische interacties tussen geladen deeltjes dominant worden. Bij hoge-temperatuur plasma's zijn alle deeltjes vrijwel volledig geioniseerd maar dat hoeft niet zo te zijn bij lage temperatuur plasma's. De verhouingen tussen de aangeslagen toestanden en ionisatieniveaus berekenen is daar nog een hele klus.
Daar kun je deze officieel ook nog aan toe voegen. (wordt ook niet in de natuur gevonden hier maar toch)
Einstein boson Condensate
Vergeet de Bose-Einstein condenstaat niet :)

Temparatuur is dan zo laag, dat om het heeeeeeeeeel simpel gezegd atomen/deeltjes zich als 1 massa gaan gedragen en er geen onderscheid is tussen losse atomen/deeltjes

En ja, volgens mij is het een kwestie van energie laten verliezen en het word dan weer gas.
Is viscose eigenlijk vast of vloeibaar? Heb daar ooit (mavo...) eens een discussie over gehad met m'n scheikundeleraar maar we kwamen er niet echt uit. Nu is dat ook bijna 25 jaar geleden dus wellicht weet ik de details niet meer, maar volgens mij bleef de uitkomst onduidelijk.
Viscositeit is een eigenschap van een vloeistof. Het geeft aan hoe vloeibaar de vloeistof is.
Ja maar is dat officieel niet een tussenvorm tussen vast en vloeibaar? Net als dat glas eigenlijk een afwijkende staat is.
Nee. Water heeft een bepaalde waarde voor viscositeit, net als stroop en pek.
Glas heeft een ongeordende kristalstructuur, waardoor het wat op vloeistof lijkt, maar het is een vaste stof, het 'vloeit' niet. Glas dat duizenden jaren geleden bij de begrafenis van een farao gebroken is, is nu nog steeds scherp genoeg om je aan te snijden.
Zat even snel in te lezen hoe dat nou zat dat glas aan de onderkant dikker is dan aan de bovenkant. Want dat heb ik ook altijd begrepen. Maar dat schijnt inderdaad een broodje-aapverhaal te zijn en heeft te maken met de productiemethode van vroeger.

Bedoelde ook niet dat glas 'vloeit', en zeker kleine stukjes niet, maar als je een glazen plaat van 10x3 meter hebt en die rechtop zet, of dat dŠn na 3000 jaar niet meetbaar aan de onderkant dikker zou zijn.
Tenzij je glas tegen het smeltpunt zou verwarmen blijft het even dik.
Komt ook in de natuur voor nl bij een bliksemontlading, maar dat duurt erg kort.
St elmusvuur en aurora zijn langer durend
Om een plasma in een gas te veranderen moet je de temperatuur verlagen of de druk verhogen of beide.
Al komt plasma ook niet voor hier op aarde neem ik aan.
Ionisering/plasma komt op Aarde wel voor, met name ivm bliksem en aanverwante verschijnselen:
https://en.wikipedia.org/wiki/Lightning
https://en.wikipedia.org/wiki/Sprite_(lightning)
https://en.wikipedia.org/wiki/Upper-atmospheric_lightning

[Reactie gewijzigd door BadRespawn op 7 augustus 2017 20:19]

Bizar eigenlijk. Het Šbsolute nulpunt is -273*C (of 0*K), maar blijkbaar is 150 miljoen graden Celsius nog geen absolute top. Mensen leven tussen pakweg -10*C en +40*C al dan niet met aangepaste kledij.

Is er Łberhaupt wel een "absoluut maximum" wat temperaturen betreft? En als wij als mensen zů teer zijn dat wij in zo'n minuscuul gebiedje, en dan relatief nog maar vlak boven het nulpunt leven, wie zegt dan dat 'onze' definitie van leven wel correct is? Wie zegt dat er geen levensvorm kan bestaan die gedijt bij, zeg, 450.000*C of 1,5 miljoen *C ?
In principe is de temperatuur van een object gelimiteerd door de hoevelheid energie die je er in kan stoppen. Het absolute maximum zou dus afhangen van de totale energie in het universum. Aan de andere kant zijn er theoretische limieten gepostuleerd zoals de Planck temperature (1.4 * 10^32 K), zie: Absolute hot.
Poeh, das wel hťťl theoretisch...

Stel dat je dusdanig veel energie erin moet steken dat alle elementaire deeltjes de lichtsnelheid evenaren. DŠt zou ook een max temp kunnen zijn dunkt me..
Ik snap waarom je dat denkt. Uit de (klassieke) statistische fysica blijkt dat de temperatuur van een systeem direct afhangt van zijn kinetische energie, die op zijn beurt weer afhangt van de snelheid van het systeem. Omdat de snelheid gelimiteerd is door de lichtsnelheid zou je dus verwachten dat de temperatuur hierdoor ook gelimiteerd is.

Als je gaat kijken naar relativiteitstheorie is dit anders. Daar is namelijk geen limiet aanwezig op de kinetische energie. Bedenk maar wat er gebeurt als je een massief object wil versnellen tot de lichtsnelheid: dat kost in principe oneindig veel energie. Deze 'extra' energie gaat zitten in de massa, want snellere deeltjes zijn ook massiever.
Bekent dit dan ook dat voor het versnellen van een heet object minder energie benodigd is dan bij een koud object? :?
Voor het versnellen van individuele atomen: ja. De hitte bepaalt (in de klassieke zin idd) de bewegingssnelheid van de atomen. Dus als een object al heet *is*, bewegen de atomen al sneller en hoef je minder energie toe te voegen om ze *nog* sneller te laten gaan ;)

Maar ik ben er niet voldoende in thuis om nou te zeggen of dat die hitte nou de oorzaak, of een gevolg is. Ik zou zeggen de oorzaak.

[Reactie gewijzigd door DigitalExcorcist op 8 augustus 2017 11:48]

Als je gaat kijken naar relativiteitstheorie is dit anders. Daar is namelijk geen limiet aanwezig op de kinetische energie. Bedenk maar wat er gebeurt als je een massief object wil versnellen tot de lichtsnelheid: dat kost in principe oneindig veel energie. Deze 'extra' energie gaat zitten in de massa, want snellere deeltjes zijn ook massiever.
Dat betekent dus ook dat (in theorie) een object in massa toeneemt als je de temperatuur verhoogt. Al merk je dat effect natuurlijk pas bij dusdanige extremen dat we die nog niet kunnen nabootsen.
Kernfusie is totaal niet schaalbaar en 2050 is nog ver weg. Voor een serieuze transitie van fossiele brandstoffen naar duurzame energie is Concentrated Solar Power een veel beter idee en iets wat ver voor 2050 zal moeten gebeuren.
Knap dat jij al weet dat het niet schaalbaar is.
Zullen we het niet eerst eens uitvinden voordat we zulke uitspraken doen ?

Ik denk dat de eerste auto ook niet gemaakt was met het idee dan we met combustion energie naar Mars zouden gaan om daar een paar bestuurbare auto's van het formaat opel corsa neer te gooien?
Ja, met die drie zon-dagen per jaar die we hier hebben? Leuk als je in het hart van Afrika woont hoor, dicht bij de evenaar, maar in de rest van de wereld totŠŠl onzinnig.
Waarom? Met HVDC kabels kan de energie zo hier naartoe getransporteerd worden.
Waarom? Met HVDC kabels kan de energie zo hier naartoe getransporteerd worden.
Je weet over hoeveel landsgrenzen je dan heen moet en hoeveel overheden er dus heel graag een kabeltje doorknippen als je ze boos maakt?

Puur technisch gezien kunnen we heel makkelijk het klimaatprobleem oplossen, namelijk door de hele Sahara vol te bouwen met zonnepanelen. Maar dat betekent dat we als mensheid ons als ťťn planeet moeten gaan gedragen, en dat kan nu gewoon niet omdat mensen territoriaal zijn en niet willen dat Keesje van de buren landje-pik gaat spelen.
De langste HVDC lijn die er nu ligt is zo'n 2400 km. Daarmee ga je 't niet redden naar de evenaar.... bovendien, het meerendeel van de wereldbevolking woont niet op de evenaar, lijkt me sterk dat je dat gaat opvangen.

Wij hebben nou eenmaal meer aan windenergie, en Scandinavie aan waterkracht.
Natuurlijk niet ga je het daar niet mee redden. Dan trek je toch gewoon langere kabels net zoals China dat van plan is (nu al 3000 km). De technologie vereist ook niet dat het langs de evenaar geÔmplementeerd moet worden. Spanje is bijvoorbeeld ook al geschikt voor de technologie. Sterker nog, daar hebben ze al iets draaien (PS10). Jij bent niet op de hoogte van de ontwikkelingen.
Een snelle Google vertelt mij dat een aantal jaar geleden het verlies in HVDC lijnen slechts ~2.5% per 1000 km is, nu zal dat ongetwijfeld beter zijn. Dat lijkt mee te vallen en dus geschikt te zijn voor grote schaal, maar ik vraag me wel af hoe hoog de initiŽle kosten zijn.
Misschien is dat het oplossing; de meeste mensen op de evenaar laten wonen.
Nu zijn veel steden in kustgebieden; voedingsrijke landbouwgrond die onder het beton verdwijnt.
De grond is daar goedkoop (woestijn), als de energie er ook goedkoop wordt waarom niet?
Energiegebruik is daar zon-cyclish is (overdag airco tegen de hitte +werk, 's nachts minder) .
En als energie goedkoop genoeg is kun je zelfs relatief goedkoop zeewater zuiveren/aanvoeren.
die armoedige zandbak.. daar is nog nooit iets nuttigs uit gekomen.
Ooit van de piramides gehoord? Eeuwenlang kwamen daar de beste landkaarten vandaan. De allereerste vorm van cryptanalysis. Grote voortgang in de alchemie (ja ja, maak de zoektocht naar goud maar belachelijk; het was wťl de vader van de moderne scheikunde). Een heleboel werk in de astronomie. Talloze bijdragen aan de wiskunde (zoek de oorsprong van het woord "algorithme" maar eens op!).

Meerdere eeuwen lang was die "zandbak" het wetenschappelijke middelpunt van de wereld. Nadat Europa weer opgekrabbeld was en we eindelijk stopten met ons kansloze gepruts van de Middeleeuwen hebben we een gigantische hoeveelheid kennis (zowel dingen die hier verloren waren gegaan als nieuwe ontdekkingen) uit het Midden Oosten geÔmporteerd om onze eigen wetenschap te kickstarten en terug op de rails te krijgen.
Ja, dan heb je het over Egypte, toevallig het mťťst noordelijke stukje in die zandbak en het dichtstbij de 'beschaafde' wereld destijds (het Midden-Oosten). Uit PerziŽ en die regionen kwam vroeger hťťl veel nuttigs, maar het Midden-Oosten met Afrika vergelijken? Serieus? Ik zou me er niet aan wagen.

Bovendien heb je het dan over hťťl ver verleden tijd. Ik heb het over de afgelopen, pakweg, 300 jaar.
Schaalbaarheid komt vanzelf wanneer we onderzoek kunnen verrichten aan een functionerende fusiereactor. Nu hebben we enkel een vaag idee over hoe het in een heel extreem geval zou moeten werken. Zodra we een concreet geval kunnen onderzoeken en er achter kunnen komen hoe het exact werkt, kan gekeken worden hoe het in minder extreme gevallen kan werken.
Er zijn wat slecht reproduceerbare resultaten met experimenten die hinten op fusie van waterstof onder hoge druk opgelost in metalen en andere soorten van koude kernfusie. Veel van die resultaten lijken onzin, maar we weten nog te weinig om te kunnen zeggen waarom het onzin is. (Of waarom het met zekerheid geen kernfusie zou kunnen zijn.)
Concentrated Solar Power een veel beter idee en iets wat ver voor 2050 zal moeten gebeuren.
Wat feitleijk weer gebruik maakt van kernfusie :)
Altijd leuk als je in zuid-frankrijk bent om naar Cadarache te gaan. Daar wordt de fusiereactor ontwikkeld. Ze geven jammer genoeg geen rondleidingen. https://nl.wikipedia.org/wiki/ITER
Als het zo experimenteel en zo gevaarlijk is, 150 miljoen graden celcius voel je zelfs op de waddeneilanden nog wel, waarom doen ze dan niet een laag van elke plausibele methode die ze kunnen vinden?
Er is maar een kleine hoeveelheid materiaal (een paar gram geloof ik) in de reactor aanwezig en zodra je de stekker eruit trekt stopt het. Ja, er is dan schade aan de reactor maar daar blijft het bij.
Dat ligt er aan hoeveel de afgifte is...
Lucht geleid nogal slecht warmte.
Een enkele atoom van die temperaturen is geen punt hoor. De bliksem is ook heel erg heet maar als die ergens inslaat dan is alleen die boom kapot..
De boom ernaast is echt niet compleet verkoold hoor. Terwijl je het toch over belachelijken temperaturen hebt
Omdat het een minuscuul klein deeltje is wat zo heet wordt. En 'dus' is het te controleren wat het bereik betreft.
Een paar minuten in lucht (een gas) van honderd graden zitten is best uit te houden, dat noemen we met een mooi woord een sauna. :p Een paar minuten in water (een vloeistof en dan ook nog eentje met een zeer hoge warmtecapaciteit) van honderd graden zitten is niet aan te raden. Terwijl het allebei precies dezelfde temperatuur heeft.

Het gaat niet om de temperatuur, maar om de energie die erin zit!

De totale massa aan plasma (dus de hoeveelheid "spul" van 150 miljoen graden) is zeer gering. Als de wand openbarst wil je het niet over je heen krijgen en apparatuur die er vlak naast staat zal zwaar beschadigd raken, maar de omgeving (alles buiten het reactorgebouw) merkt er niks van.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Waar jij aan denkt is waarschijnlijk een meltdown, maar dat probleem bestaat alleen bij kernsplijting ("uranium"). Bij een kernfusie-reactor is een meltdown volkomen onmogelijk; niet vanwege het ontwerp van de reactor, maar simpelweg vanwege de natuurkunde.

Een kernsplitsing is namelijk in feite een kernbom die je precies genoeg afremt om het onder controle te houden. Klinkt dat alsof het helemaal fout gaat als je de controle net even verliest? Ja, inderdaad... :( Bij kernfusie moet je juist je uiterste best doen om precies de goede voorwaarden te creŽren om de "brandstof" aan het fuseren te krijgen. Als je daar de controle verliest gaat die perfecte omgeving meteen verloren en stopt de reactie. De energie die al in het plasma zit zal je reactor nog flink beschadigen, maar de energieproductie stopt meteen. Bij kernsplitsing neemt de energieproductie juist gigantisch toe als er iets fout gaat en ook zodra de reactie zelf stopt zal er nog een tijd lang energie geproduceerd worden door radioactief verval (dit laatste is waar het in Fukushima mis ging).
"het betreft een fase waarin de atomen hun elektronen zijn kwijtgeraakt, waarna de atoomkernen ioniseren.". Is er dus ook een moment dat een atoom zijn electronen al wel kwijt is, maar het nog geen ion is?
Een beetje semantisch geneuzel in de marge natuurlijk. Een atoom(kern) zonder het juiste aantal elektronen is de definitie van een ion.

Geachte Redactie

[Reactie gewijzigd door Stoney3K op 8 augustus 2017 19:51]

Oh, ik dacht dat het gewoon fout was, my bad.
"Een atoom(kern) zonder elektronen is de definitie van een ion." Dat zou ik ook niet aan mijn scheikundeleraar/lerares laten lezen. Cl- is een ion, maar het is geen kern zonder electronen.
And wtf, specialisme wetenschap?
Een beetje semantisch geneuzel in de marge natuurlijk. Een atoom(kern) zonder elektronen is de definitie van een ion.
Zullen we daarvan maken "een atoom met het 'verkeerde' aantal electronen"? Of, wat nauwkeuriger, "een atoom waarin het aantal protonen ongelijk is aan het aantal electronen". Als je een definitie zoekt waarin atomen zonder electronen een rol spelen denk ik dat je inderdaad bij de definitie van een plasma uitkomt.

Het enige "atoom" dat ik kan bedenken zonder electronen dat toch geen ion is, zou een los neutron zijn, maar dan zijn we allerlei definities heel erg aan het oprekken.

Het artikel zit er inderdaad naast; atomen zijn al geÔoniseerd (ťťn of meer electronen kwijt) voordat ze Šl hun electronen kwijt zijn (met uitzondering van waterstof natuurlijk; dat heeft sowieso maar ťťn electron).
[...]

Zullen we daarvan maken "een atoom met het 'verkeerde' aantal electronen"? Of, wat nauwkeuriger, "een atoom waarin het aantal protonen ongelijk is aan het aantal electronen". Als je een definitie zoekt waarin atomen zonder electronen een rol spelen denk ik dat je inderdaad bij de definitie van een plasma uitkomt.
Ja, als je het heel precies gaat bekijken dan is ionisatie natuurlijk niet iets wat een binaire eigenschap is, maar de mate van ionisatie ligt aan de hoeveelheid elektronen die het atoom ooit had.

Maar het artikel zelf is al redelijk in jip-en-janneketaal geschreven dus ik wilde niet heel specifiek er op ingaan, maar de bewering dat de atoomkern eerst zijn elektronen zou verliezen en dan pas zou ioniseren (hoe dan?) is natuurlijk klinkklare onzin.

Nog eens aan @theobril, dit hoort dus in Geachte Redactie zodat het gecorrigeerd kan worden en niet hier.
Oh, dus je bedoelt niet "oeps sorry, mijn uitspraak: Een atoom(kern) zonder elektronen is de definitie van een ion. was grote onzin"? Jammer...
Daarvoor hebben we dan weer een edit-knop.


Om te kunnen reageren moet je ingelogd zijn


Nintendo Switch Google Pixel XL 2 LG W7 Samsung Galaxy S8 Google Pixel 2 Sony Bravia A1 OLED Microsoft Xbox One X Apple iPhone 8

© 1998 - 2017 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Hardware.Info de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True

*