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

Wendelstein 7-X meldt goede resultaten na kernfusietests met wand van grafiet

Het Max Planck Instituut in het Duitse Greifswald heeft laten weten dat een serie experimenten met de kernfusiereactor Wendelstein 7-X, waarbij de wand van het vat is bedekt met tegels van grafiet, positief zijn verlopen. Er zijn recordwaarden voor dit specifieke type kernfusiereactor gehaald.

De resultaten van de recente serie experimenten bevestigen volgens de onderzoekers van het Duitse instituut de theoretisch voorspelde eigenschappen van de plasma's die in de Wendelstein 7-X-stellarator worden geproduceerd. Het ontwerp van het magnetisch veld, dat het hete plasma in bedwang moet houden, presteerde naar behoren. De gekronkelde binnenkant van het vacuŁmvat is door het gebruik van tegels van grafiet in staat om hogere temperaturen en langere plasmaontladingen te weerstaan.

Professor Sunn Pedersen is erg optimistisch, omdat de waarden die zijn gemeten heel goed zijn voor de grootte van Wendelstein 7-X. Bovendien zijn de resultaten behaald onder realistische omstandigheden, dat wil zeggen: bij hoge temperaturen van de plasma-ionen. Ook de tijdsduur van de energieopsluiting, waarbij het hete plasma met magneten als het ware in bedwang wordt gehouden en zodoende niet de wand kan raken, was volgens hem met 200ms goed te noemen. Dit is volgens hem een indicatie dat het concept van de Wendelstein 7-X-stellarator en de optimalisaties werken.

Wendelstein 7-X

Er zijn plasma's geproduceerd die 6 seconden binnen het magneetveld van de reactor bleven; op dit moment wordt er gewerkt om dit op te voeren naar 26 seconden. Toen het eerste waterstofplasma begin 2016 in de reactor werd gemaakt, bleef het plasma niet langer dan een seconde bestaan. Nieuwe plasma-experimenten volgen in juli, waarbij er in augustus weer een grote uitbreiding volgt. De tegels van grafiet worden vervangen door componenten die met koolstof zijn versterkt en watergekoeld zijn. Dat moet ontladingen mogelijk maken van 30 minuten. Zodra dat mogelijk is, kan definitief worden geverifieerd of Wendelstein 7-X voldoet aan de eigenschappen die worden verwacht op basis van de optimalisaties.

Wendelstein 7-X is een zogeheten stellarator, terwijl de experimentele kernfusiereactor in Frankrijk, genaamd ITER, een zogeheten tokamak is. Bij een stellarator is het reactorvat een soort gekronkelde, om zijn as gedraaide wokkel, terwijl het reactorvat bij een tokamak een symmetrische, vloeiende donutvorm heeft. Tokamaks worden het meest gebruikt en zijn door de simpele vorm relatief eenvoudig om te bouwen. Een stellarator is veel lastiger te maken, maar heeft wel het voordeel dat er veel minder stroom nodig is om het plasma op zijn plaats te houden. Bovendien is er meer wandoppervlak om de enorme hitte van het plasma te kunnen afvoeren.

Bij kernfusie draait het om het samensmelten van waterstofatomen. 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, ofwel zijn geÔoniseerd. De magneten beschermen de reactorwand tegen het hete plasma, 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 warmte die de uitlaat afvoert, wordt gebruikt voor de energieopwekking.

Door Joris Jansen

Nieuwsredacteur

25-06-2018 • 18:37

81 Linkedin Google+

Reacties (81)

Wijzig sortering
Ik vond deze ontwikkeling van o.a. MIT nog een stapje interessanter; door gebruik van sterkere supergeleidende magneten een simpeler en kleiner tokamak ontwerp, waar door de complexe stellarator eigenlijk niet nodig is.

Breakthrough in Nuclear Fusion? - Prof. Dennis Whyte
MIT's Pathway to Fusion Energy (IAP 2017) - Zach Hartwig

Wellicht eindelijk een commerciele fusiereactor die niet 40 jaar weg is.
Als ik me niet vergis heeft de MIT (ARC) reactor de funding nog niet rond en lobby'en ze al ruim een jaar om dit rond te krijgen. Ik ben zelf niet heel erg gecharmeerd van het ontwerp; het idee simpel gezegd om ITER te bouwen met betere magneten, zodat het op kleinere schaal kan... het issue met die aanpak is alleen dat we nog niet weten of ITER gaat werken en dat het bovendien grotere instabiliteiten oplevert (zie uitleg onder).

De W7-X staat er gewoon en draait al experimenten. Overigens is de W7-X niet ontworpen om net-gain te draaien. Het is de stap richting DEMO, net als ITER. De bedoeling is dat DEMO de eerste powerplant wordt. Overigens is W7-X niet de enige stellerator die draait.

Persoonlijk vind ik Stellerators een eleganter ontwerp dan Tokamak's.
De simpele uitleg... stel je voor dat je een plas met ionen hebt (denk aan een plas water). De simpelste manier om dit een beetje onder controle te krijgen is door er snelheid aan te geven, waardoor je een stroom krijgt. Echter, daarbij krijg je ook turbulenties binnen de stroom en een draaiing over de lengterichting. Een Tokamak probeert deze stroom af te buigen door een magnetisch veld, zonder al te veel rekening te houden met wat het plasma zelf wil. Dat werkt tot op zekere hoogte, maar heeft als consequentie dat je steeds meer instabiliteit krijgt in het plasma door kleine turbulenties. Die instabiliteit verlaagt op zijn beurt weer de temperatuur, waardoor de reactie stopt. De oplossing is meer volume toevoegen; net zoals dat je een kampvuur minder makkelijk kunt uitblazen dan een lucifer, is meer volume aan plasma stabieler dan minder.
Waarom ik Stellerators eleganter vind heeft alles te maken hiermee. Stellerators vouwen als het ware telkens het buitenste plasma naar binnen toe. Daardoor krijg je niet steeds meer turbulenties in het plasma, waardoor je het instabiliteitsprobleem oplost. Als gevolg zijn Stellerators in de regel stabieler dan Tokamak's, omdat er niet wordt "gevochten" tegen de natuurlijke stroom van het plasma. Het beste dat je van een Tokamak kunt verwachten is een pulse-reactor (wat overigens goed genoeg kan zijn).

Vwb. break-through's. Er is best een hoop gebeurt in de afgelopen jaren; ik denk zelf dat een commerciele fusie-reactor 5-10 jaar weg is. En het wordt denk ik geen van beiden. :)

Een lijstje:

- General Fusion is wel goed bezig. Het is een bijzonder lomp concept vind ik, maar de basis is al getest, er zit venture capital (Bezos) achter en ze boeken serieuze resultaten. Ik denk dat zij een serieuze kanshebber zijn op deze termijn.
- TAE Technologies boekt stevige vooruitgang. Wederom, serieus kapitaal (Google) en ook serieuze resultaten. En ook een serieuze kanshebber op deze termijn.
- Lockheed Martin wordt door de experts die ik ken serieus genomen, omdat ze wat hele goede mensen eraan hebben werken. Echter, hun compacte fusie reactor is een factortje gegroeid in de laatste jaren en ze zijn heel gesloten in de vooruitgang die ze boeken.
- Helion Energy was voorheen vrij open in wat ze doen, maar zijn de laatste tijd een beetje gesloten geworden.
- LPP Fusion is best een grappig bedrijfje. Ondanks dat ze eruit zien als wat alternatieve low-budget schooiers die in een garage zitten te klooien, boeken ze wel hele serieuze resultaten.
- AGNI Fusion is een nieuwe speler, die ook in 5 tot 10 jaar klaar willen zijn. Hun concept lijkt op dat van een neutron generator; verder is er nog niets over bekend.

En zo zijn er nog wel meer initiatieven. China is ook interessant om in de gaten te houden. De laatste jaren hebben ze verschillende records gebroken o.a. op het gebied van langst brandende plasma in een Tokamak. Oh en er bestaat nog een plan om gewoon maar meteen DEMO te bouwen.

Dit is overigens alleen het verhaal mbt. MTF. Er is ook nog ICF, waar significante voortgang wordt geboekt. Vorige week nog zijn de waardes verdubbeld. Niet geheel onbelangrijk hierbij is dat lasers de Moore curve verslaan en ICF voor een groot deel afhankelijk is van de performance (zowel economisch als qua energie) van lasers. En dat maakt het gewoon een kwestie van tijd.

Er is nog een laatste grote verandering sinds 40 jaar, die ook weleens benoemd mag worden. Vroeger had je enorme installaties nodig om kernfusie experimenten te doen... Tegenwoordig zijn er nog best aardig wat mensen die voor de lol in hun garage een fusie reactor maken. Natuurlijk is dit niet het serieuze spul zoals de W7-X, maar dit verschil is enorm in de zin dat het een hoop innovatie teweeg brengt.

Tot slot... Fusie is niet 40 jaar weg, fusie bestaat al 40 jaar. De Halite-Centurion experimenten waren keer op keer succesvol (met Q heel veel meer dan 1). Wat ze hier deden was U-235 gebruiken om kernfusie op gang te krijgen - maw, het mechanisme van een waterstofbom in het klein. Pas veel later is dit overigens gepubliceerd, omdat de US military dit decennia geheim heeft gehouden. Robert Steinhaus (ex-LLNL) post hier regelmatig over op Quora, wat best interessant is om te lezen. En ja, dit mechanisme kan je theoretisch gezien prima gebruiken om een reactor te bouwen...
Het verbaast me overigens wel dat Elon Musk bij geen enkele van deze projecten (openbaar) is betrokken. Je zou van een bedrijf als SpaceX verwachten dat, als ze de kolonisatie van Mars als doel hebben gesteld, dat kernfusie daar toch ťťn van de belangrijkste technologieŽn voor moet zijn.
Ach, die heeft volgens mij zijn handjes wel vol. Maar in die lijn: wat mij persoonlijk verbaast is de manier waarop (en de hoeveelheid waarin) wordt geÔnvesteerd in kernfusie. Het is tweeledig:

Enerzijds is het een beetje raar dat landen vrijwel allemaal hun (serieuze) geld zetten op ITER. En dat is vreemd, want het is helemaal niet zo'n gegeven dat een ITER-achtige Tokamak "de" technologie wordt van kernfusie. Als je het vergelijkt met andere technologieen is dat vreemd: normaliter ga je op dit moment in de tijd gespreid investeren (bijv. 1 mln voor nieuwe ideeen, 10-100 mln voor de hele serieze concepten en 1 mld voor prototype reactoren).

Wat dat betreft vind ik het enigszins zorgelijk dat nu VC's in het gat springen en kansen zien. Zorgelijk, omdat dit onherroepelijk gaat leiden tot patenten en kunstmatig hoge prijzen, wat je nu juist niet wilt op de energiemarkt. Dit is overigens ook de reden dat LPP Fusion dit pad niet bewandeld.

Anderzijds is het nog steeds pea-nuts wat er wordt geinvesteerd. Heel ITER kost ongeveer 10 mld euro. Ja, dat is een hoop geld, maar valt in het niet bij de 300 mld omzet die bedrijven als Shell jaarlijks doen, om nog maar te zwijgen over wat er jaarlijks aan energie wordt uitgegeven.

Overigens kom ik af en toe wel meer rare dingen tegen. Lees dit verhaal over het MFTF-B project maar eens, je valt echt steil achterover...
Musk gebruikt technologie die zich al heeft bewezen en transformeert het in een nieuw business model.
Die gebruikt de grootste bewezen werkende fusie reactor die we op dit moment hebben, de Zon.
(althans voor Solar).

[Reactie gewijzigd door tweaknico op 27 juni 2018 12:06]

Breakthrough hier, breakthrough daar...dat horen we al decennia.

Toch jammer dat kernfusie als energiebron altijd pas over 'tien jaar in de toekomst' mogelijk is...Het lijkt zo langzamerhand een ongrijpbaar spook te worden, terwijl kernfusie in explosieve vorm al jaren reproduceerbaar is.

[Reactie gewijzigd door DeArmeStudent op 25 juni 2018 18:56]

Een YouTuber heeft hier een beknopt antwoord voor waarom het nu wel significant is. De grootste factor is dat de schaal waarop deze onderzoeken worden uitgevoerd, en is vele malen groter dan voorheen. Een andere factor is de stabiliteit van het plasma, W7X probeert dit op te lossen door het stellarator ontwerp te gebruiken, en de door @Durandal genoemde reactor gebruikt (nieuwe) sterkere magneten.
Ik ben een enorme fan van Joe Scott, en toch heh.. ik hoor al sinds begin jaren 80 dat fusie ons gaat redden, ik ben dus een beetje sceptisch, Joe Scott or not.
Ik mis dit plaatje hier nog een beetje, maar het verklaard in 1 keer wat het probleem is: https://i.imgur.com/DdOBn6X.png
Dat plaatje heb ik vaker gezien. Ja, het verklaart een hoop.

Waar ik echter moeite mee heb in dat plaatje is dat het alleen maar kijkt naar de USA - en er gebeurt meer dan alleen USA. Zo is JET in Europa gebouwd en niet in de US en is ook ITER een samenwerkingsverband tussen vele landen (de US waren zelfs aan het overwegen eruit te stappen).

Traditioneel investeert de US veel in kernfusie vanwege de wapentechnologie. Bijvoorbeeld: vanuit iemand die voor LLNL werkte heb ik begrepen dat NIF een prototype was om LASNEX en HYDRA te testen. Het klinkt raar om een dergelijke faciliteit voor zoiets te bouwen, maar als het alternatief ondergronds testen van kernwapens is, klinkt het ineens een stuk logischer...

MTF funding heeft misschien wel als grootste issue dat het geen betere wapens zal opleveren... dan was nl. funding veel makkelijker. [Onder het kopje "hoe gestoord wil je je wereld hebben"...]

Ik zal niet ontkennen dat er een hoop spannende dingen gebeuren in de US, maar de laatste jaren lijkt het er steeds meer op dat China het stokje van de US als 'koploper' aan het overnemen is (want die investeren wel serieus in energie).
Of het geen betere wapens zal opleveren is natuurlijk nog maar de vraag.

Het Amerikaanse leger en voornamelijk de marine doen al tijden onderzoek naar het gebruik van railguns, lasers, enz.. Als er ineens een powersource is die veel meer energie oplevert dan komen dergelijke wapens als gevolg een stuk dichterbij.

Maar inderdaad, het is geen directe 1-op-1 relatie.

Daarnaast, inderdaad dit plaatje gaat specifiek uit van de US, en dat is jammer. Maar het zou mij verbazen als de trend hier in Europa voor die periode erg veel anders zou zijn. Politiek is kortetermijnvisie en voor het bedrijfsleven is dergelijk durfkapitaal iets teveel koffiedik kijken.
Ja en nee.

De PolyWell is best een interessant kernfusie project. In tegenstelling tot Tokamaks en Stellerators is een PolyWell relatief klein, waardoor deze potentieel geschikt is voor powering van -zeg- een vliegdekschip. Om die reden heeft het PolyWell project dus ook een vrij aardige investering gekregen van US defensie.

De reactor waar Lockheed Martin aan werkt, is ook primair bedoeld als 'compact reactor', maw, voor dingen als grote vliegtuigen, vliegdekschepen, etc.

Het punt is alleen dat dit soort compacte reactoren tot nu toe niet echt in de buurt komen van een werkende kernfusie reactor. Bovendien moet je concurreren tegen kernsplijting.

Een Tokamak of een Stellerator is een heel ander verhaal, omdat deze dingen simpelweg te groot/zwaar zijn voor dergelijke toepassingen.

Vwb. Europa blijft het me verbazen dat hier zo weinig kernfusie projecten zijn. De subsidieregelingen vwb. schone energie zijn best prima voor startups in dit veld.

[Reactie gewijzigd door atlaste op 27 juni 2018 08:50]

Tof, bedankt voor de informatie! :)
En wat als je beide combineert?

-- Bedankt voor gedetailleerde reacties!! @Stoney3K @Robbaman @Morelleth --

[Reactie gewijzigd door Gwaihir op 26 juni 2018 12:09]

In wezenlijkheid gebruikt W7X al supergeleiders. Het is alleen de vorm waarin deze zijn geconfigureerd dat het speciaal maakt.
Om daar even wat specifieker op te zijn: Een stellerator lost een heel vervelend probleem op wat je met een tokamak veroorzaakt.

Wat er in een tokamak namelijk gebeurt is dat het plasma feitelijk "rondjes rent" door de vacuŁmkamer heen, en doordat het geÔoniseerd is, blijven de waterstof- en heliumionen niet bij hun elektronen in de buurt. Dat komt door een heel simpel fenomeen, namelijk de centrifugaalkracht: Atoomkernen (ionen) zijn zwaarder dan elektronen en daardoor pakken ze van zichzelf al de 'buitenbocht'.

Daardoor heeft een tokamak een enorm magnetisch veld nodig om die ionen binnen de wanden van de vacuŁmkamer te houden, en krijg je ook nog eens behoorlijke verliezen door bremsstrahlung, ofwel, stralingsverliezen doordat geladen deeltjes de bocht om worden geforceerd.

Een stellerator lost dit op door in plaats van een rond traject, de ionen eigenlijk in een 'achtje' te laten gaan. Als ze dus door de eerste halve bocht heen zijn gegaan, hebben ze bij de volgende halve bocht de binnenbocht, net zoals een schaatser die elke ronde van bocht wisselt zodat ie altijd even veel afstand aflegt. Bouw je dat goed op, dan kun je een stroompad krijgen wat bijna neutraal is, en wat van zichzelf al een behoorlijk magnetisch veld opwekt wat het plasma in evenwicht houdt. De enige magneten die je dan nog nodig hebt, zijn om bij te sturen.

In de praktijk lukt dat niet 100%, maar het is wel een ontwerp wat veel efficiŽnter en compacter gemaakt zou kunnen worden, waar een tokamak het vooral van de schaalvergroting moet hebben.
Volgens mij ligt het minder aan binnenbocht buitenbocht, maar meer aan de distributie van de sterkte van het magnetisch veld. Het effect is wel ongeveer wat je zegt, maar ik meen dat de oorzaak niet zozeer met het gewicht van de deeltjes te maken heeft.

Dit filmpje legt het beter uit (met een beetje een accent alleen): https://www.youtube.com/watch?v=vqmoFzbZYEM
Volgens mij ligt het minder aan binnenbocht buitenbocht, maar meer aan de distributie van de sterkte van het magnetisch veld. Het effect is wel ongeveer wat je zegt, maar ik meen dat de oorzaak niet zozeer met het gewicht van de deeltjes te maken heeft.
Dat klopt, maar dat is wel de simpelste manier om het te verklaren. Het gaat er in ieder geval om dat bij een tokamak de ionen en elektronen naar ťťn kant van de vacuŁmkamer worden 'geslingerd', waardoor er netto veel energie in moet worden gestopt, en die verdeling in een stellerator neutraal is omdat de bochten eigenlijk precies tegengesteld aan elkaar zijn.

De Lorentzkracht is ook de middelpuntzoekende kracht in dat geval, en die kan bij een stellerator in beide bochten de andere richting uit werken waardoor de verdeling van het plasma (quasi) neutraal blijft.
Is de de stellarator niet ontwikkeld om de feitelijke beperking in het maximale magnetich veld te omzeilen?
dan zou het dus interessant zijn om een mobius loop te gebruiken
Als ik het zo zie en begrijp is de stellarator in feite een soort uitgerekte mobius loop (met meer draaiingen).
Die brehmsstarhlung is onvermijdelijk. Sterker nog, doordat de stellator lokaal krappere bochten heeft, is de brehmsstrahlung alleen maar meer.

Aan de andere kant: hoe groter de reactor, hoe groter de bocht en hoe kleiner dus de hoeksnelheid. Bremsstrahlung is geen probleem wat verergert als je een ontwerp opschaalt naar commerciŽle groottes, integendeel. Dus niet alleen de tokamak moet het van de grootte hebben.
In de praktijk lukt dat niet 100%, maar het is wel een ontwerp wat veel efficiŽnter en compacter gemaakt zou kunnen worden, waar een tokamak het vooral van de schaalvergroting moet hebben.
Het mooie van die sterkere electromagneten in de tokamak (in dat MIT verhaal), die voorheen niet mogelijk waren, is nu dat het veld een stuk sterker is waardoor het plasma stabieler is en de reactor ook nog eens een heel stuk kleiner, en goedkoper, kan.
Breakthrough hier, breakthrough daar...dat horen we al decennia.
Decennia geleden:

- Kon je niet met supercomputers plasma's doorrekenen. Tegenwoordig lukt dit wel. Het ding doorrekenen voordat je het ding bouwt is best belangrijk.
- Waren supergeleiders veel groter en met veel minder capaciteit. Overtuig jezelf en kijk even naar het verschil hier: https://youtu.be/4ao24BhgBKc?t=2m12s .
- Konden Tokamak's plasma's een paar milliseconden in stand houden. Inmiddels staat het (Chinese) record op 102 seconden.
- Waren lasers een stuk minder krachtig. Note dat het NIF maar een factor ~10 te kort komt. Kijk vervolgens even naar de kracht van HiLASE en hoeveel het kost en wederom, overtuig jezelf.
- In je schuur zelf een kernfusie reactor maken. De kosten waren simpelweg te hoog. Tegenwoordig zijn er meer en meer mensen die voor hun lol een fusor, polywell of zelfs (ja serieus) een stellerator thuis maken.

Het is grappig dat je zegt "tien jaar in de toekomst". Een decennium geleden had iedereen het over "40 jaar in de toekomst".

De Halite-Centurion experimenten waren bovendien succesvol. Zij hebben al 40 jaar geleden aangetoond dat het mogelijk is om een Q>1 fusiereactor te bouwen door een U-235 driver te gebruiken om een deuterium payload aan te steken. Waarom heeft dit niet geleid tot een kernfusie reactor kan je je afvragen? Nou, eigenlijk heeft het dat wel: NIF is het indirecte gevolg hiervan (Overigens was een deel van dit programma gewoon om kernwapens beter te kunnen voorspellen... zie ook LASNEX). Direct U-235 gebruiken als driver werd economisch als te onrendabel gezien.
Direct U-235 gebruiken als driver werd economisch als te onrendabel gezien.
Verder hadden secundaire voorwaarden zoals veiligheid en het risico van het hanteren en verkopen van weapons-grade nucleair materiaal er natuurlijk niets mee te maken. Om over radioactieve uitstoot maar even niet te beginnen. ;)
Verder hadden secundaire voorwaarden zoals veiligheid en het risico van het hanteren en verkopen van weapons-grade nucleair materiaal er natuurlijk niets mee te maken. Om over radioactieve uitstoot maar even niet te beginnen. ;)
Dat klopt, die hadden er inderdaad niets mee te maken.

- Allereerst werd het onderzoek uitgevoerd in de USA. Er zijn daar wel meer faciliteiten die een stuk meer U-235 verwerken.
- We hebben het hier over enkele milligrammen U-235 per shot. Veel en veel te weinig om een bom te maken dus; je hebt de faciliteit nodig om er iets nuttigs mee te doen.
- Radioactieve uitstoot voorkom je door dit in een vacuŁmkamer te doen, met een wand die de vrije neutronen omzet in warmte/energie.
- Hoogradioactief afval is er praktisch niet. Deels komt dat vanwege het feit dat het vrijwel geen U-235 is, deels komt het omdat er zoveel vrije neutronen vrijkomen die reageren met de restmaterialen, dat er geen radioactief afval overblijft.
- Veiligheid / risico's zijn niet zo groot. Als het vacuŁm doorbroken wordt, krijg je denk ik wel een flinke klap ja... en als je dan ook nog een tijdje wacht en een shot afvuurt krijg je een grote klap. Daarvoor bestaan fail-safes, is niet anders dan dat je in een gascentrale ook niet de aanvoer moet aansteken...
Ja al meer dan 50 jaar zelfs. Splijting had de stap van bom naar energiebron heel snel gemaakt. Bijzonder dat het zo lang moet duren met fusie.
Ja al meer dan 50 jaar zelfs. Splijting had de stap van bom naar energiebron heel snel gemaakt. Bijzonder dat het zo lang moet duren met fusie.
Dat komt ook omdat splijtingsenergie nooit bedacht was als pure energiebron, maar het is niks anders dan de afvalwarmte die ontstaat bij het produceren van de splijtstof voor atoombommen. De warmte hadden ze dus toch al, het enige wat er dan nog gedaan moest worden is optimaliseren.

Pure fusie heeft, net zoals thorium, geen direct nut in de wapenproductie, dus de enige drijfveer om daarop te innoveren is (voorlopig nog) economisch en niet militair Er is nu geen wapenwedloop meer die het innoveren op dit soort revolutionaire energiebronnen echt voortstuwt, waar dat in de jaren 40 en 50 wel zo was met kernsplijting. Je moest immers sneller en krachtiger bommen bouwen dan de vijand.
Dat komt ook omdat splijtingsenergie nooit bedacht was als pure energiebron, maar het is niks anders dan de afvalwarmte die ontstaat bij het produceren van de splijtstof voor atoombommen. De warmte hadden ze dus toch al
Dat is echt veel te kort door de bocht.

Het idee voor een gecontroleerde reactor komt van Joliot en Perrin, twee Fransen die in 1939 onderzoek deden naar kettingreacties. De volgende stap werd genomen in Groot-BrittaniŽ, die in Juli 1941 gelijktijdig twee rapporten publiceerden: "Use of Uranium for a Bomb" en "Use of Uranium as a Source of Power".

Ook de Duitsers keken naar kernenergie, maar vooral theoretisch. In 1942 werd geconcludeerd dat een bom niet vůůr 1947 gebouwd zou kunnen worden, terwijl een kernreactor wel haalbaar leek. Dit was met name interessant voor de U-boten; diesel was schaars en bovendien moest je dan snorkelen.
[...]

Dat is echt veel te kort door de bocht.

Het idee voor een gecontroleerde reactor komt van Joliot en Perrin, twee Fransen die in 1939 onderzoek deden naar kettingreacties. De volgende stap werd genomen in Groot-BrittaniŽ, die in Juli 1941 gelijktijdig twee rapporten publiceerden: "Use of Uranium for a Bomb" en "Use of Uranium as a Source of Power".
Mijn punt blijft wel staan: Voor serieus onderzoek en doorbraken van revolutionaire energiebronnen is een militaire drijfveer nodig. Want dan nemen overheden en wetenschappers risico's.

Die drijfveer is er nu al meer dan driekwart eeuw niet. Alle technologie die we nu gebruiken is in meer of mindere mate een evolutie van de grote doorbraken die er voor en tijdens WO2 zijn geweest.
Laten we wel wezen, wapens gaan alleen over energie verplaatsing.
Een kogel heeft kinetisch energie (verkregen door een ontploffing) die in het doel moet worden geabsorbeerd, dat lukt niet ==> schade... Bommen idem ditto een boel energie die door detonatie vrijkomt en dan een schokgolf veroorzaakt waarbij objecten rondom de bom dat wel/niet kunnen absorberen, zo niet => schade...
Railguns zijn alleen maar een door ontwikkeling van dit idee, dan zijn bij extreme snelheden helemaal geen explosieven meer nodig.
Atoom bommen zijn "alleen maar" XXXXXL warmte producenten, waardoor de schokgolf wat groter is en er daarna ook nog andere effecten als neven product ontstaan (XXXXL IR, en ook hogere energie straling) .
Laten we wel wezen, wapens gaan alleen over energie verplaatsing.
"A drive's effectiveness as a weapon is directly proportional to its effectiveness as a drive."

Dat neemt niet weg dat er nu gewoon geen grote wapenwedloop is en het dus helemaal geen nut heeft om wapens (en dus grote energiebronnen) te ontwikkelen.
Kernfusie zelf hebben we als mensheid al enige tijd onder de knie. Alleen dit winstgevend maken is tot nu toe erg lastig. Het kost een heleboel meer energie dan er tot nu toe uit te halen is.
terwijl kernfusie in explosieve vorm al jaren reproduceerbaar is.
Ik neem aan dat je het over waterstofbommen hebt?

Dus wat je eigenlijk zegt is dat een ongecontroleerd proces waarbij alle benodigde apparatuur bedoeld is voor eenmalig gebruik (kapot mag) makkelijker is dan een proces wat nauwkeurig gecontroleerd wordt en waarbij alle benodigde apparatuur een lange levensduur moet hebben. Ehm ja, da's nogal wiedes natuurlijk...
Tot op zekere hoogte heb je een punt maar het verschil zit hem natuurlijk in de tijdspanne bom -> energie.
Daar waar splitsing binnen 10 jaar realiteit was ziet het er naar uit dat fusie rond de 100 jaar gaat duren.
Dat verschil is enigszins verklaarbaar door de complexiteit maar de motivatie lijkt nu ook ver te zoeken.

Voor zover ik het kan overzien zal onbeperkte, bijna gratis, groene kernfusie stroom een revolutie in gang zetten die onze Wereld zo goed als onherkenbaar zal veranderen. Op de Stille Veerkade in Den Haag zal worden terug gekeken als een rampgebied (met uitlaatgassen zwaarst vervuilde straat van Nederland).

Ik vraag me al langer af of de technische realisatie van Fusie energie niet veel sneller is op te lossen wanneer de mensheid echt alles op alles zou zetten ? De hoeveelheid problemen die er in 1 keer mee zou worden opgelost is niet te tellen........
Dat verschil is enigszins verklaarbaar door de complexiteit maar de motivatie lijkt nu ook ver te zoeken.
Dat verschil in complexiteit is groot. Wanneer een fusiereactor draait is het letterlijk de heetste plek van ons zonnestelsel; in het binnenste van de zon (waar ook kernfusie plaatsvindt) is de druk veel hoger, dus volstaat een veel lagere temperatuur. Er zijn weinig processen waarbij we meer dan een paar duizend graden halen, maar hier gaan we veel, veel hoger, meer dan honderd miljoen graden. Dus ja, dat ontwikkelen is een stuk lastiger dan een kernsplijtingsreactor ontwerpen.
Ik vraag me al langer af of de technische realisatie van Fusie energie niet veel sneller is op te lossen wanneer de mensheid echt alles op alles zou zetten ? De hoeveelheid problemen die er in 1 keer mee zou worden opgelost is niet te tellen........
Sommige problemen kun je sneller oplossen door er meer geld tegenaan te gooien. Met twee keer zoveel budget (per jaar) gaat het twee keer zo snel. Maar, daar zitten grenzen aan; misschien gaat het met tien keer het budget "slechts" negen keer zo snel. En op een gegeven moment is de rek eruit, dan kun je er wel meer geld in stoppen, maar dan gaat het nauwelijks nog sneller, omdat andere beperkingen de bottle neck gaan vormen. In fusie-onderzoek gaat een hoop geld zitten, maar ook veel (heel specialistische) kennis. Als het budget "onbeperkt" is, dan kun je meer mensen aannemen, maar dan moeten die er wel zijn; met honderd keer het budget gaat het echt niet honderd keer zo snel, want er zijn simpelweg niet honderd keer zoveel mensen (met de juiste kennis) die je hieraan kunt laten werken. Hoeveel ruimte voor verbetering er precies is (hoeveel sneller de ontwikkeling zou kunnen gaan) als we als gehele mensheid zouden besluiten "hier pompen we al ons geld in" kan ik je niet vertellen, maar zelfs in dat scenario zou het best nog wel eens een flink aantal jaren kunnen duren.
Hmm, er zijn mensen die gewoon een werkende fusie reactor in hun garage hebben gebouwd. _/-\o_
Dus zo extreem speciaal buitengewoon onmogelijk is het dan ook allemaal niet meer.......
De hoogste temperaturen haalt zoiets niet, net als meer energie eruit dan erin, maar dat lijkt me logisch.
Fusie is niet moeilijk, fusors zijn relatief makkelijk te bouwen. Een fusiereactor die netto meer oplevert dan dat er uitkomt is een heel ander verhaal, net zoals dat die reactor langer dan 1 shot te laten overleven.
Die fusors die in garages worden gebouwd zouden smelten als er de temperaturen gehaald worden die in de buurt komen van die van een tokomak of een stellarator. Ook hebben fusors en degelijke thuisreactors geen mogelijkheid om energie uit de fusiereactor te halen. En daar gaat een hoop onderzoek in zitten.
Prima dat je nog even opsomt wat ik post maar wat is precies je punt ?
Management samenvatting: Hobby projecten kosten altijd meer geld en energie dan er uit kan komen.
(ongeacht het project)...
Perfect leeswerk maar wat voegt het toe ?

@hieronder: zinloos gebabbel dus..... :O

[Reactie gewijzigd door SLC op 27 juni 2018 19:28]

Welke management samenvatting heeft ooit wat toegevoegd?...
Er wordt meestal (te)veel uit weggelaten.
Ik heb het woord breakthrough niet in mijn mond genomen, maar kijk de videos eens voordat je reageert, dan krijg je een idee wat ik bedoel. Het is goed onderbouwd en uitgelegd.

[Reactie gewijzigd door Durandal op 25 juni 2018 19:06]

Dit klinkt echt heel erg vet! Wat is de reden dat deze beide twee reactoren in Europa staan?
Geld.
Er word vrij veel geld in dit onderzoek geÔnvesteerd vanuit Europa.
En dat komt weer omdat de EU het een speerpunt heeft gemaakt om zo snel mogelijk onafhankelijk te worden qua energievoorziening.
Omdat we nu steeds gechanteerd worden door onze buitenlandse toeleveranciers.
En net zoals met de ARM gaan ze dat weer bijna "gratis" weggeven aan de japanners, chinezen of amerikanen - zoals altijd zijn we te laf om onze strategische uitvindingen stevig vast te betonneren!
Is dat erg?
Voor het milieu/klimaat zou het alleen maar goed zijn om deze schone energie over de hele wereld te gebruiken.
Heel veel landen hebben wel een paar miljard om uit te geven.
Zo niet, dan kunnen ze het lenen van andere landen omdat het een winstgevende investering zal zijn.
De Noorse TV-serie Okkupert (Occupied) is in deze wel een aardige om eens te bekijken.

In die serie staakt Noorwegen hun olie-en gasproductie en deelt vervolgens met de wereld de technologie om thoriumreactoren te bouwen als milieu-vriendelijker alternatief.
De reactie van de rest van de wereld is minder positief dan je in eerste instantie zou verwachten ;)
Speer punt |:(
Er wordt belachelijk weinig geld uitgegeven aan kernfusie onderzoek.
Misschien zouden we - heel klein - de saladeringsregeling in stand kunnen houden waar Wiebes al in 2020 aan wil gaan morrelen.
ITER is een internationaal project, waar de EU simpelweg het meeste aan bijdraagt (45%). De Wendelstein-reactor wordt zelfs voor 80% door de Duitse staat betaald, bijna 20% komt van de EU en de rest van de VS (ik heb allebei even snel op Wikipedia opgezocht).

We lopen in Europa natuurlijk niet op elk wetenschappelijk gebied achter. :)
Kernfusie is een prachtig onderzoeksgebied, dat zal het helaas wel blijven voor minimaal de komende 30 jaren.. Het is ondertussen een meme geworden dat we 'echt wel een kernfusie reactor hebben in 30 jaar'.

Ik zie vooral voor praktisch nut nieuwe materialen voor andere sectoren, maar ook bijvoorbeeld supergeleiders die voor bijv. windturbines' gearboxes of kabels nuttig zijn.
Supergeleiders voor windturbines?? Supergeleiding krijg je alleen bij extreem lage temperaturen, of je zou die turbine moeten koelen tot -138 graden Celsius, lijkt me niet echt winstgevend.

Edit: Een kabel supergeleidend maken is nog moeilijker moet je al gouw naar -250 graden Celsius.

[Reactie gewijzigd door sant0hat op 25 juni 2018 20:21]

De transitie temperatuur verschilt per supergeleider. Bij ons in de vakgroep (EMS, UTwente) doen we verschillende onderzoeken naar HTS supergeilders met transitie temperaturen van bv 90K (-180C).

Voor de windturbines, Google eens op 'ecoswing', daar werk mijn vakgroep ook aan mee
Voor HTS supergeleiding wordt toch keramisch materiaal gebruikt, is dit ook kostbaarder dan de standaard legering voor supergeleidend materiaal?

[Reactie gewijzigd door sant0hat op 26 juni 2018 00:11]

Veelal keramisch inderdaad, bijvoorbeeld de REBCOs en BSCCO. Het dure is vooral de productie. Gezien de supergeleiding enkel plaatsvindt in de koper oxide lagen van deze materialen heb je monocrystalijn materiaal nodig
Deden jullie niet een paar demootjes daarmee op de open dag?
Met supergeleiden kabels wordt al ge-expermenteerd. En een supergeleider in een windmolen zou denk ik ook wel kunnen - als het rendeert. In ieder geval is het makkelijker dan in een bad van een water/stoommix van 500 graden en een bele berg neutronen en gammastraling...
Nou het valt anders vies tegen hoeveel makkelijker het is ;p
Cool, even heel kort door de bocht nu hoor, aangezien er eerst nog heel wat meer tests mee gedaan gaan worden, voordat het zover is.
Maar wanneer het zover is, dit "vat" nog even in een bak water hangen, met daarboven een afvoer waar de hete waterdamp via naar boven kan, en daar eenmaal aangekomen door een hele grote oversized dynamo heen laten persen, waarna de waterdamp vervolgens via koeltorens zoals we die al kennen van kerncentrales, waar het vervolgens grotendeels weer kan afkoelen en terug kan lopen voor hergebruik in het bad waar dit reactor "vat" in hangt.

Edit: Typo

[Reactie gewijzigd door SSDtje op 25 juni 2018 19:53]

Mijn grote vraag met kernfusie is... ik heb een constructie die een enorm vermogen aan hitte produceert, waarvan een goed deel als radioactiviteit. Laten we een megawatt zeggen voor een mini-reactor. Direct om die megawatt-bron heen zitten allerlei magneten en stuurelementen. En een koelsysteem. Hoe kan men dit ooit laten werken en dan ook nog heel houden tewijl de neutronen erdoorheen geramd worden?

Is dat hele praktische gedeelte van de koeling wel haalbaar?
True, al kun je het koel water constant zo dicht mogelijk rond de 0 graden houden/brengen, voordat het het reactor bad ingaat.

We kunnen ook een gat zo diep in de korst van de aarde boren, tot een punt waar het goed heet is, zeg 600 graden, vervolgens constant water in gieten, en er enorme stoom/wint turbine op plaatsen. Free energy for all is born. Proces houd "Nooit" op aangezien de zon onze planeet warm houd. Wellicht wat ver gezocht, maar who knows....
Voor een fatsoenlijk rendement wil je het 'koel'water toch een paar honderd graden laten worden. Met vlak(?) daaromheen supergeleidende magneten. Die doorzeefd worden door neutronenstraling en dus snel kapot zullen gaan.

Voordat ik mijn geld er op inzet zou ik graag wat back-of-the-envelope berekeningen willen zien van de haalbaarheid. Anders is de hele kernfusie niets anders dan een excuss om ons energieverbruik niet te hoeven beperken.
Je hoeft niet te wachten op back-of-the-envelope berekeningen hoor, er wordt zat gepubliceerd over kern fusie.
Waarom denk je dat dat koelwater zuiver water is? Los er wat Boron in op (een bekende neutron-absorber) en de afgeremde neutronen dumpen ook hun energie direct in het koelwater. Het zou zonde van de energie zijn om die neutronen ongecontroleerd weg te laten vliegen.
De Wendelstein 7-X ziet er ongelofelijk complex uit. Nu zijn de eerste 4 stappen wel logisch, maar zijn al die kleinere buizen en gaten noodzakelijk voor het opwekken/in stand houden van de plasma, of zijn deze enkel bedoeld voor monitoring/wetenschap?
Monitoring, maar ook stroom en koeling van magneten. Whatever ze gebruiken om de plasma op temperatuur te krijgen en om waterstof erin te proppen
VacuŁm, koeling, krachtige Microgolfstransmitters, wiring, sensoring etc. Kan me voorstellen dat er aardig wat piping aan te pas komt.
Ik vraag me af of kernfusie binnenkort nog gaat werken, want een containment van 6 seconden vind ik niet echt baanbrekend. In de praktijk moet de containment oneindig lang volgehouden kunnen worden.
Nou ja ze zijn van 1 seconde naar 6 seconden gegaan, dat vind ik persoonlijk nogal een vooruitgang. Hun volgende doel is 26 seconden. Als ze de stappen met factor vijf kunnen volhouden ziet het er "zonnig" voor deze techniek uit..
Aan containment heb je alleen heel weinig als het geen energie oplevert, daar zijn ook nog eens bepaalde voorwaarden voor nodig die een heel stuk ingewikkelder zijn.
Toch zullen ze ergens moeten beginnen want zonder containment gaat dit hele verhaal niet door. First things first..
Sorry hoor maar ben ik de enige die hier niet in gelooft? Ik ben vůůr wetenschap maar dit gaat natuurlijk nooit kostendekkend worden. Het is niet meer dan een vorm van water koken maar dan op een hele dure manier, om daar dan weer via een turbine stroom van te maken.
Dat terwijl zonnepanelen (eigenlijk gewoon opvangen van energie van een kernfusie centrale, de zon) , en windenergie, steeds goedkoper worden. En opslag van elektriciteit ook. Ik kan me niet voorstellen dat er ooit een goede business case van te maken is zonder gigantisch veel subsidie.
Het hoeft ook niet kostendekkend te zijn, dit is een experiment om te kijken of het Łberhaupt fysisch mogelijk is.
ik lees in het artikel
While by the end of the first campaign pulse lengths of six seconds were being attained, plasmas lasting up to 26 seconds are now being produced.
Dat klinkt toch iets minder voorzichtig, en nog een stuk indrukwekkender, dan 'ze proberen nu 26 seconden te halen'.

[Reactie gewijzigd door increddibelly op 26 juni 2018 10:54]

Er wordt wel gesproken over extreme temperaturen, maar niet over straling zoals bij een normale reactor.

Vast hele domme vragen:

Heeft een dergelijke reactor ook risico's op ongecontroleerd op hol slaan zodra de koeling uitvalt zoals destijds in Chernobil gebeurde, of werkt dit heel anders? Komt er uiteindelijk ook radiactief afval bij vrij zodra men energie gaat opwekken met deze techniek?

Als deze techniek veel schoner is dan kunnen we dit alleen maar toejuichen, maar vraag me wel af, als je heel veel warmte kan creŽren uit het "niets", dan werk je ergens toch ook weer global warming in de hand? Wet van behoud van energie?
De fusie reactie zelf kan alleen in een vacuum plaatsvinden dus bij schade zal het snel ophouden met werken. Als hete waterstof bij zuurstof komt er een een knalgas explosie.
Er zal neutronen straling zolang er nog fusie reactie zijn, echter de reactie stopt.

Kernsplitsing kan ook een stuk minder risicovol, bv. Thorium reactor, echter een Thorium reactor heeft geen bommen grondstoffen als neven product dus was niet interessant voor de sponsors van de kernenergie projecten.

Global warming is niet zozeer het verwarmen van de atmosfeer via warmte bronnen, maar meer het gevolg van het voorkomen dat warmte naar de ruimte weglekt. Dit wordt bereikt door in de atmosfeer allerlei gassen bij te mengen die warmte uitstraling voorkomen. (CO2 (Kooldioxide), CH4 (Methaan), en zo).
Daardoor blijft er meer zonnewarmte in de atmosfeer het effect blijft ook even, voor het stoppen van die opwarming moeten de hoeveelheid gassen omlaag (dat levert ook meer verdamping van zeewater op en een heftiger cyclus verdamping, condensatie, neerslag, etc)

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.


Call of Duty: Black Ops 4 HTC U12+ dual sim LG W7 Google Pixel 3 XL OnePlus 6 Battlefield V Samsung Galaxy S9 Dual Sim Google Pixel 3

Tweakers vormt samen met Tweakers Elect, Hardware.Info, Autotrack, Nationale Vacaturebank en Intermediair de Persgroep Online Services B.V. © 1998 - 2018 Hosting door True