Wetenschappers weten met 192 lasers belangrijke stap voor kernfusie te bereiken

In de Amerikaanse National Ignition Facility zijn onderzoekers erin geslaagd voor het eerst een 'brandend plasma' te genereren. Dat is een belangrijke stap richting een fusiereactie die energie kan leveren. Het plasma werd gedurende korte tijd in stand gehouden met energie van de fusiereactie zelf.

Al jaren werken onderzoekers van diverse instituten aan een manier om energie op te wekken met kernfusie, waarbij lichtere elementen samensmelten tot een zwaarder element en daarbij een grote hoeveelheid energie vrijmaken. In de National Ignition Facility, een onderdeel van het Amerikaanse onderzoeksinstituut Lawrence Livermore National Laboratory, hebben onderzoekers een belangrijke stap gezet: de productie van brandend plasma. Om een fusiereactie in stand te houden zonder energie van buitenaf aan te voeren, moet het plasma zichzelf in stand kunnen houden met energie die vrijkomt van de fusiereactie. Dat is in het NIF gelukt.

De feitelijke experimenten met fusie werden al in november 2020 en februari 2021 gerealiseerd, met een experiment in 2021 dat een record aan energie opleverde. Nature publiceert de resultaten nu. Tijdens die fusiereactie kwam 1,3MJ aan energie vrij. Om dat in perspectief te zetten: 1,3MJ is ongeveer 0,36kWh en een gemiddeld huishouden verstookt dagelijks ongeveer 10kWh. Bovendien is de fusiereactie van het NIF nog lang niet energie-positief, aangezien er veel energie nodig is om de reactie op gang te brengen. Daartoe heeft het lab 192 lasers in dienst, die een klein pellet met deuterium en tritium comprimeren tot een temperatuur en druk bereikt wordt die fusie mogelijk maken. De lasers verbruikten voor de proef ongeveer 1,9MJ aan energie.

Het onderzoek aan het LLNL is niet direct bedoeld om een energiecentrale op basis van kernfusie te ontwikkelen, maar meer om inzicht te verkrijgen in de processen die tijdens, of kort voor, fusie optreden. Kernfusie wordt in meerdere onderzoekscentra onderzocht, waarbij wetenschappers ook proberen fusiereactoren voor energiecentrales te ontwikkelen. Een van de bekendste onderzoeksinstituten met het oog op dat laatste is ITER, in het zuiden van Frankrijk.

Cryogene houder van brandend plasma tijdens de experimenten

Reacties (228)

[hooibergje]

Om het in perspectief te zetten, die 1.3MJ kwam in een fractie van een seconde vrij, en niet in een uur, zoals de vergelijking met de vreemde eenheid van kWh lijkt te impliceren.

Het was zelfs in zo'n korte tijd dat de energieproductie neer kwam op 10% van al het zonlicht dat op aarde valt. Toch best een prestatie!

[JohnKarma]

1W = 1 J/s. Beetje rekenen en dan gaat het prima. De omrekening naar kWh is natuurlijk gedaan omdat de meeste mensen daarmee bekend zijn in het dagelijks gebruik.

[KSU4reqY]

is zonlicht niet 1000W/m2? dan is 1.3MJ nog niet eens een hectare.

[hooibergje]

Dan kun je dus uitrekenen hoe kort dat die tijd was.
Het was een heeeel kleine fractie van een seconde .

[KSU4reqY]

weet niet of ik er blij van moet worden. 10 jaar geleden had je al vergelijkbare experimenten en je hebt er ook wel eens gehad die energie positief waren, en geloof dat ze in china al iets meer dan een minuut aan de gang hebben gehad.

toen had ik nog wel de hoop dat ik in mijn leven een kernfusiecentrale zou zien, maar nu stagneert het onderzoek weer heel erg en als puntje bij paaltje komt zijn we niet echt veel verder dan we in de jaren 70 waren.

misschien dat dit allemaal wel revolutionair in een tak van fusie is, maar het lijkt erop dat er ook nog revolutionaire ideeen in andere takken plaats moeten vinden voor we echt verder kunnen.

[Seth_Chaos]

Het stagneert helemaal niet. De bouw van zo'n centrale is extreem complex en ieder afzonderlijk onderdeel moet eerst ontworpen worden. Vervolgens moet het gehele productie proces voor ieder onderdeel ontworpen en geproduceerd worden, voor het onderdeel geproduceerd kan worden. ITER is pas in 2026 operationeel. En dat is de test centrale die ons moet gaan leren wat er nodig is om een commerciële fusie reactor te produceren. De locatie van het ITER project is letterlijk een volledige dorp/stad waar non stop aan het project gewerkt wordt.

[KSU4reqY]

goed voorbeeld. ITER is in 1988 begonnen, dat zit in de buurt van mijn geboortejaar. 2007 met de bouw gestart, 2026 operationeel, laten we heel gunstig denken en zeggen dat ze in 2028 al hun research gedaan hebben, dat is dan 40 jaar.

laten dan hopen dat er niet nog een testreactor gemaakt hoeft te worden en dat ze meteen een echte kunnen bouwen. 10 jaar plannen 20 jaar bouwen. zitten we al op 70.

levensverwachting is rond de 80 jaar dus het moet allemaal wel heel goed gaan en heel weinig tegenvallers zijn wil ik het nog meemaken.

[Boxman]

"Na mij de zondvloed", dan maar?

Wetenschap kost tijd. Dat jij de resultaten die je wilt zien niet binnen jouw levensspanne kan halen, moet dan maar betekenen dat het onderzoek niet gedaan wordt? Onderzoek als dit kan nog aardig relevant worden voor je kinderen en kleinkinderen.

De quantumfysica is ook niet in 5 jaar uitgeplozen, daar zijn we nu nog steeds hard mee bezig na er al letterlijk eeuwen mee bezig geweest te zijn. Als Planck daar in het jaar 1900 niet serieus mee aan de slag was gegaan, had jij nu geen hardeschijf in je PC gehad en geen mobieltje in je broekzak - en Planck zelf heeft de geboorte van de HDD iig niet meer meegemaakt.

Overigens,

en als puntje bij paaltje komt zijn we niet echt veel verder dan we in de jaren 70 waren.

Dit statment is wel heel ver verwijderd van de werkelijkheid.

[Reactie gewijzigd door Boxman op 23 juli 2024 09:33]

[KSU4reqY]

Overigens,

[...]


Dit statment is wel heel ver verwijderd van de werkelijkheid.

Hoezo dat dan? In de jaren 70 hebben ze ook al tokamak reactors gebouwd. Er zijn alleen wat iteraties geweest. Als je op de ITER wiki is het niet eens de bedoeling dat dit de laatste test reactor is. DEMO staat al voor 2048 geplanned en die is de "eerste experimentele reactor die stroom maakt.", dus dat klinkt ook niet als de laatste testreactor. We zitten nog steeds op galileo vliegmachine niveaus, we zijn nog niet bij de Wright machine, laat staan iets wat bruikbaar is.

Dus ja denk dat ik het nog wel wat sterker kan zeggen: ik ga het niet meemaken, mijn kinderen gaan het niet meemaken en mijn kleinkinderen heel misschien.

of wie weet, misschien zitten mijn kleinkinderen rond het jaar 2150 ook nieuwsberichten te lezen dat kernfusie er deze keer echt over 20 jaar is.

[Reactie gewijzigd door KSU4reqY op 23 juli 2024 09:33]

[Boxman]

Als je er niet veel vanaf weet buiten wat er op wikipedia staat, gaat het inderdaad lastig worden de juiste conclusies te trekken.

Door ITER, de meest complexe wetenschappelijke setup in de historie van de mensheid, te vergelijken met ‘Galileo vliegmachine niveaus’, sla je de plank niet alleen mis, maar sla je je werkbank nog aan diggelen ook. Zo ver zit dat statement ernaast.

Ik zal je niet vervelen met een lijst van alle vooruitgangen, ontdekkingen en innovaties die op het gebied van kernfusie in de afgelopen 50 jaar gedaan zijn (lees: ik ben niet van plan een halve thesis op Tweakers te droppen), maar laten we het erop houden dat de kennis die ik heb opgedaan bij het halen van mijn specifieke MSc in Kernfusie (‘Science and Technology of Nuclear Fusion’) ongeveer precies het tegenovergestelde beweert van de conclusies die jij op basis van persberichten en wikipedia probeert te trekken over de status en vooruitgang van Kernfusie als wetenschap.

[Left]

Het staat buiten kijf dat er een schat aan kennis is opgedaan in de laatste 50 jaar van kernfusieonderzoek, maar als puntje bij paaltje komt dan zijn we nog steeds mijlenver verwijderd van het oorspronkelijke doel in de jaren '70: kernfusie als commercieel rendabele energiebron.

Er zijn niet eens plannen voor een commercieel rendable reactor, de meest optimistische wetenschapperrs hebben het nu over een termijn van 20 jaar.
Dat is niet zo heel anders dan wat men in de jaren '70 geloofde. En ik vraag me af hoe het er over 20 jaar voorstaat ..

[Boxman]

Ik snap je gevoel om er een lineaire regressie in te zien op basis van die eenvoudige pijlers, echter zijn die uitspraken voor het eerst gedaan in een tijd waar vrij weinig bekend was van de complexiteiten van kernfusie, zeker op grotere schaal.

Er wordt dan vaak foutief gesproken van 'stagnatie' omdat die ene metric (hoeveel jaar to commerciele energie) hetzelfde lijkt te blijven, terwijl er juist enorme progressie is geboekt die ons heeft geleerd dat het moeilijker blijkt dan verwacht. Deze schatting rekt dus niet op omdat er niet gewerkt wordt (stagnatie), hij rekt juist op omdat er keihard gewerkt wordt. Hij rekt op doordat deze almaar aanvullende kennis ons regelmatig vertelt dat er met meer nieuwe ontdekkingen rekening gehouden moet worden voordat er een commerciele reactor gebouwd kan worden.

MHD blijkt een complexe bitch
Materiaaleigenschappen blijken een complexe bitch
Synergistische effecten blijken een complexe bitch
Supergeleiders blijken een complexe bitch

In de jaren 70 was het inderdaad makkelijk om te zeggen "we hebben een tokamak, en we hebben plasma gehad met kernfusie, dus hey over 20 jaar kunnen we dit wel commercieel". Zonder goede kennis van MHD, scaling laws, benodigde magneetvelden en materialen, en alle challenges die daarmee meekomen.

Het belangrijkste wat ik hiermee wil zeggen, is dat je op basis van die pijlers geenszins kan extrapoleren dat het over 20 jaar hetzelfde verhaal zal zijn, omdat een aantal van die voorspellingen gedaan zijn met disproportioneel weinig diepgaande kennis vergeleken met nu. De data moet altijd in context van de omstandigheden gezien en geinterpreteerd worden

Wat overigens ook een bitch is, is dat er door onze wereldleiders besloten is dat ITER een heel groen, progressief, verbindend experiment moest worden, waar de hele wereld aan samenwerkt en elk land/unie een deel of onderdeel levert ipv financieel te steunen. Dat klonk ontzettend mooi en progressief, maar heeft als resultaat dat elke beslissing eerst door een politieke molen moet. Dus daar zit het gros van je vertraging wat betreft ITER specifiek.

Gelukkig zijn er ook nog andere projecten onderweg, zoals bijvoorbeeld de stellarator Wendelstein 7-X in Duitsland. Kernfusie is zeker niet all-in op de tokamak die ITER heet.

[Left]

Thanks voor je uitstekende uitleg, helaas kan ik je niet upmodden.

[Stoney3K]

De quantumfysica is ook niet in 5 jaar uitgeplozen, daar zijn we nu nog steeds hard mee bezig na er al letterlijk eeuwen mee bezig geweest te zijn. Als Planck daar in het jaar 1900 niet serieus mee aan de slag was gegaan, had jij nu geen hardeschijf in je PC gehad en geen mobieltje in je broekzak - en Planck zelf heeft de geboorte van de HDD iig niet meer meegemaakt.

Je moet ook niet vergeten dat de revolutionaire ontwikkelingen in het begin van de 20ste eeuw vooral door 1 ding gedreven waren, en dat is het feit dat er 2 oorlogen aan de gang waren. Die zijn een enorme aanjager geweest voor technische ontwikkelingen waar niet altijd even veel 'wetenschap' (als in, systematische wetenschappelijke methode) achter zat maar vooral een mentaliteit van 'het moet morgen de deur uit'. Want als we die straalmotor, radar of die atoombom vandaag nog ontwikkeld krijgen dan hebben we misschien morgen een militair voordeel tegenover de slechterikken. Dat was toen een kwestie van overleven, niet van ontwikkelen.

Het meeste van de techniek die we nu gebruiken is eigenlijk vooral een evolutie van wat er in die periode (revolutie) is ontwikkeld. Maar we hebben nu niet meer de acute drijfveer om weer op een 'revolutie' tempo een hoop dingen uit te gaan vinden.

Wanneer de mensheid een volgende wereldoorlog mee maakt dan wordt dat anders.

[Boxman]

Een vreemd argument om aan te dragen waar quantumfysica genoemd wordt. Quantumfysica heeft namelijk compleet geen grondslag aan de drijfveren die jij noemt - het is een beetje het antivoorbeeld van het punt dat je probeert te maken.

Er is geen quantum-bom of significante direct militaire toepassing, en toch zijn we daar ontzettend veel mee opgeschoten.

Het enige klassieke voorbeeld is de atoombom. Radar in mindere mate. Straalmotoren waren in concept al meerdere decennia in gebruik, en grotendeels uitontwikkeld tussen de 2 oorlogen in.

Ik ben het niet eens met je premise dat oorlog de grote drijfveer voor de wetenschap is, noch dat het gros van de huidige techniek een resultaat is van militair onderzoek. Verre van. Als je objectief kijkt naar de ontwikkeling van de wetenschap en voornamelijk consumenten-technologie, vind je daar bijzonder weinig kernwetenschap en radar-technologie in terug en veel meer fundamentele, non-militaire wetenschap.

[Marcel Br]

Nee, straalmotoren ontwikkeling begon pas serieus in de jaren 30. Vergeet niet dat de NSDAP al in '33 aan de macht kwam!

[AFKboy]

In principe hebben we nu een "wereldoorlog" op een ander vlak, namelijk op medisch gebied. Covid vaccins zijn ook in rap tempo ontwikkeld voor wat het gewoonlijk zou kosten qua tijd.

[AudibleReality]

Niet allen oorlog kan die motivatie tot innoveren losmaken Ik hoop al een tijdje dat een ander 'major event' hetzelfde doet: de klimaatcrisis.

[Tiesemans]

Ik kan mij ook goed voorstellen dat er nog altijd machten en krachten zijn vanuit de traditionele energie sector(ren) die maar wat graag zouden zien dat het nog héél lang duren gaat vóór kernfusie betaalbare realiteit wordt.

[Boxman]

Die machten en krachten hebben niet de macht om de natuurwetten zo te herschrijven dat een in kernfusieplasma op grote schaal ELM’s (instabiliteiten) manifesteren, of dat wolfraam onder een Helium plasma door hun toedoen microstructuren vormt die warmtegeleiding negatief beinvloeden.

Het klinkt ‘plausibel’ maar neigt in werkelijkheid meer naar regelrechte complottheorie.

[Karel Knip]

Wel spannend om mee te maken; er begint nu wel schot in te komen. Maar het zal afwachten zijn of het uberhaupt technisch mogelijk is, en zo ja, of het dan ook economisch rendabel kan, of de reactorwanden niet alsnog voor radioactief afval gaan zorgen etc. etc.
Maar 1st plasma al over 3 jaar; ik ga er wel voor zitten.

[Trinitronic]

Er zijn vele jaren aan politieke strijd verloren gegaan, USA wilde eerst wel toen weer niet daarna weer wel mee doen. Het eerst ontwerp was veel en veel groter, de wetenschappers moesten het met minder geld doen en dus ITER flink kleiner maken dan originele plan. En als laatste was er een jaren lange strijd over waar ITER te bouwen en wie andere projecten krijgt als ze verliezen met die strijd.

Kort om, technisch was het vast veel sneller te bouwen, maar politiek he!

[bamboe]

Het probleem bij ITER is de EU en alle andere landen die mee doen.
Het duurde erg lang voordat ze een locatie hadden waar de rest van de EU en landen buiten de EU die mee doen zich in konden vinden. Hierna kreeg je de andere verdelingen, wie gaat wat bouwen, wie levert het technische personeel en hoe zet je het dan in elkaar op de locatie in de juiste volgorde.
Dit alles bij elkaar is een zeer tijdrovend proces is waarbij geen enkel land over zich heen laat lopen en hun share op eiste. Onderdelen worden nu her en der over de hele wereld in gefabriceerd verscheept naar frankrijk waar de totale test reactor in elkaar gezet word. Hierbij krijg je natuurlijk weer de benodigde taal barrieres etc.. Ze hebben er een soort logistieke uitdaging van gemaakt.

Het goeie nieuws is dat het het mischien nog wel gaan mee maken dat de test opstelling gaat werken en er zijn ook plannen dat als de test werkt om meteen daarna een echte versie te bouwen die wij waarschijnlijk niet meer zullen mee maken maar onze kinderen waarschijnlijk wel.

[Trinitronic]

Hierna wordt DEMO gebouwd idd, dat moet een kernfusie centrale prototype worden die wel energie gaat leveren aan het net. ITER doet dat nog niet.

[D.oomah]

en geloof dat ze in china al iets meer dan een minuut aan de gang hebben gehad.

Naar mijn weten is EAST nog nooit energie positief geweest. Volgens mij is JET het dichtste bij gekomen met Q=.67. Langste plasma staat nog steeds in handen van WEST, met 6 minuut nogwat. En het Japanse JT60 zit het beste met de "triple point", het product van temperatuur, dichtheid en confinement time, en hier draait het uiteindelijk om.

Dat gezegd hebbende, EAST is wel een imposant apparaat. 10keV voor 101 seconden is volgens mij een record in zijn klasse. En ook 1000 seconden plasma is zeer indrukwekkend. Maar een burning plasma hebben ze zeker nog niet gemaakt. ITER is het eerste apparaat wat dat zal proberen.

[Karel Knip]

Dat komt inderdaad overeen met wat ITER op hun website schrijft:

Plasma energy breakeven has never been achieved: the current record for energy release is held by JET, which succeeded in generating 16 MW of fusion power, for 24 MW of power used to heat the plasma (a Q ratio of 0.67). Scientists have now designed the next-step device—ITER—as a Q ≥ 10 device (producing 500 MW of fusion power for 50 MW consumed by the heating systems).

https://www.iter.org/sci/BeyondITER

Overigens gaat het bij die metric over de energie die direct het fusie-proces in gaat. Daarnaast is er nog flink wat energie nodig om alle apparatuur eromheen te laten draaien, vandaar dat een Q van beduidend groter dan 1 nodig is om onder aan de streep ook bruikbare energie over te houden.

[Reactie gewijzigd door Karel Knip op 23 juli 2024 09:33]

[AtariXLfanboy]

Wou dat mensen soms even wat vaker het rekenmachine er bij pakten :
Q van het laser experiment van NIF 1.3MJ/1.9MJ is dus ca 0.6842 = 68.42% Dat zal ook helemaal niet toeval zijn dat deze net over de JET is heen gegaan : vooral dus 'een proof of concept'
Dat met dit soort installaties echt Q boven de 15 moet gaan komen heeft er mee te maken dat je ook het bouwen en onderhoud van de installatie zelf moet gaan terugverdienen en natuurlijk de gebruikte Deuterium (winbaar uit de zee... niet zo'n probleem) en Tritium (kostbaar goedje)
Het Tritium zou goedkopere kunnen worden als het in Iter het zou lukken om met behulp van de neutronen straling van de reactor zelf Lithium weet om te zetten in Tritium, maar dat is nog een behoorlijk uitdaging, want dat heeft hele specifieke snelheden van de neutronen nodig om er zinvolle yields van te krijgen.
De 'goedkopere' brandstof en dat in de mogelijke opvolgers van Iter keramische supergeleiders ipv helium gekoelde Niobium legering gebruikt kunnen worden... zou dus de noodzaak voor een hoge Q omlaag kunnen brengen.
Dan nog zou het toch erg fijn zijn als er operatie tijd iig naar dagen gaat ipv secondes! Daar zit de grote uitdaging voor Iter : hoe krijgt men sneller met de zogenaamde divertor de fusieproducten uit het plasma?
Het belang van dit onderzoek is vooral dat je ook in Iter met een gigantische machine de plasma op een hoge temperatuur gebracht wordt en dan pas in de Tokamak reactor gebracht wordt. Elk onderzoek die dat efficienter maakt is dus ook zeer welkom voor andere projecten op het gebied van fusie.

[Reactie gewijzigd door AtariXLfanboy op 23 juli 2024 09:33]

[TheekAzzaBreek]

Maar hier was energieopwekking het doel niet maar materiaalonderzoek, dat kennis moet opleveren mogelijk die in productie centrales toegepast kan gaan worden.
(sorry, kan zo gauw mijn bron niet terugvinden)

[Thedr]

Hoewel er ook nog ontzettend veel te ontwikkelen is, is er de laatste jaren is er juist enorm veel progressie geboekt op veel verschillende fronten, niet alleen met bijvoorbeeld ITER maar ook met de Wendelstein reactor: https://newatlas.com/ener...r-double-temperature-sun/

Zie ook hier: https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_nuclear_fusion

[AtariXLfanboy]

En wat voor druk is er bij die temperatuur bereikt?

[IKON]

Uur. 1kWh/m2 en enkel in "vollast" dus als de zon volop schijnt.

[Reactie gewijzigd door IKON op 23 juli 2024 09:33]

[Flo]

Om het in perspectief te zetten, die 1.3MJ kwam in een fractie van een seconde vrij, en niet in een uur, zoals de vergelijking met de vreemde eenheid van kWh lijkt te impliceren.

Het was zelfs in zo'n korte tijd dat de energieproductie neer kwam op 10% van al het zonlicht dat op aarde valt. Toch best een prestatie!

Dan stel je dat kWh een vreemde eenheid en stelt vervolgens dat de 1.3MJ 10% van al het zonlicht op aarde is...... De zon doet geloof ik iets van 173.000 Terrawatt voor ons op Aarde, dat is 173.000.000.000 MW en dus 173.000.000.000 MJ elke seconde. Dan is die 1.3 MJ bij lange geen 10%, zelfs niet als "een fractie van een seconde" een duizendse van een duizendse seconde is. Of reken ik ergens verkeerd?

[Keipi]

Denk niet dat je verkeerd rekend, maar misschien onderschat wat een fractie van een seconde hier is.

Ik kan de confinement time niet precies terugvinden in de paper, iig is de laser pulse ~3ns lang.

Als we dan 1ns (10^-9 s) pakken om het makkelijk te maken, kom je met jou aantallen op 1% uit. Ergens mist dan een macht van 10, kan in mijn aanname zitten of in jouw getallen. Close enough zou ik zeggen. Het is zeker een groot percentage als je het zo vergelijkt.

[IKON]

Je vergissing zit hem in het feit dat je de laser pulse als tijdfactor neemt. De 1,3MJ kwam vrij in 100 triljoensten van een seconde. Dus eerder 0,1 dan 1 ns. Voila

Grappige is dat mensen zich met watts en joules altijd gaan vergissen in het omrekenen van eenheden als tijd een rol speelt.

[Reactie gewijzigd door IKON op 23 juli 2024 09:33]

[Keipi]

Had ik daar over heen gelezen of stond dat nog wel ergens in de tabellen? Ze gaven wel een t in hun grafieken weer, maar daar zaten nog wat constanten overheen waar ik geen zin in had.

Pulse als tijdfactor was idd een aanname, voornamelijk door missen van eerdergenoemde.

[IKON]

kWh impliceert helemaal niet dat het in een uur is vrij gekomen. kWh is wat anders dan kW/h.

[Zeerob]

kW/h bestaat niet

[IKON]

Waarom zou dat niet bestaan? Het wordt niet gebruikt, maar dat wilt niet zeggen dat het niet "bestaat". Als ik met een 1000 Watt (1 kW) apparaat vollast trek voor twee uur heb ik gewoon 2 kW verbruikt, oftewel 1 kW/h voor 2 uur.

Het wordt niet gebruikt omdat het losstaand niet zoveel zegt over de inhoud van de energie die gebruikt wordt. 1 kW/h kun je ook niet factureren. Laten we zeggen dat jij thuis gemiddeld 1 kW/h verbruikt voor 16 uur en 8 uur niks, dan is dat per dag 16 kWh. Daarmee zegt op zichzelfstaand 1 kW/h dus niks, want de energieinhoud die jij verbruikt hebt is maar liefst 16 keer hoger!

kWh zegt op zichzelfstaand weer niks over de intensiteit van de energie. Bijvoorbeeld: als ik in 1 uur 1000kW verbruik, daarna niks meer voor de rest van de dag, dan heb ik op die dag 1000kWh verbruikt (1000*1+0*23). Als ik 24 uur lang, per uur 41,67 kW verbruik heb ik per dag ook 1000kWh verbruikt. Maar 1000 en 41,67 verschillen maar liefst en factor 24 van elkaar. In het artikel hierboven lijkt de energieinhoud niet zo heel groot (1,3 MJ --> 0,36 kWh), maar als je je bedenkt dat dat in een FRACTIE van een seconde is gebeurd wordt het een ander verhaal, omdat de piek in die 3 nanoseconde (laserpuls zoals vermeld in de paper, volgens @Keipi ) erg groot was. Rekenen we dat om, om voor de lol eens te zien wat dit in 1 seconde doet, moeten we dat getal vermenigvuldigen met 333.333.333,33, of laten we het afronden op 333 miljoen. Dan kom je op 432.900.000 MJ oftewel afgerond 120 miljoen kWh, zeg 120 TWh. In 2018 verbruikte de hele wereldbevolking 160.000 TWh. Wat zou betekenen dat het proces uit de paper in 13.333 seconden, oftewel 222 minuten, oftewel 3,7 uur genoeg energie kan produceren om de hele wereld in hun jaarlijkse energiebehoefte te voorzien. OFTEWEL 43.243,24 TW PER UUR (TW/h, als in 1.000 kW/h).

Let op, bovenstaande klopt niet helemaal. De laserpulsen duurde 3 ns, maar dat wilt niet zeggen dat ze niet meerdere pulsen deden of die energie ook gedurende die tijd is opgewekt. Ik ga nazoeken of ik kan vinden over hoeveel tijd dit heeft plaatsgevonden, maar voor het rekenvoorbeeld was het leuk. Het is echter niet per definitie ook realistisch. Het originele artikel spreek van 1,3MJ in 100 triljoenste van een seconde. Oftewel 100*10^-12, wat gelijk staat aan 0,1 ns. Dat zou dan 30 keer zo knap zijn, want dan zou je met iets meer dan 7 minuten genoeg energie in je reactie hebben voor de wereldbehoefte. Alleen gaat er nog energie in, dus netto blijft er minder over en het lukt je nooit om alle energie ook op te vangen en om te zetten in iets dat bruikbaar is

[Reactie gewijzigd door IKON op 23 juli 2024 09:33]

[Zeerob]

Waarom zou dat niet bestaan? Het wordt niet gebruikt, maar dat wilt niet zeggen dat het niet "bestaat". Als ik met een 1000 Watt (1 kW) apparaat vollast trek voor twee uur heb ik gewoon 2 kW verbruikt, oftewel 1 kW/h voor 2 uur.

Sorry hoor, maar hier klopt gewoon niks van.
Als je 2 uur lang 1000 Watt gebruikt, dan heb je 2 kWh gebruikt, niet 2kW en ook niet 1 kW/h voor 2 uur.
Je hebt gewoon 1 kW x 2 h = 2 kWh gebruikt.

Joule is een eenheid voor energie.
Watt is een eenheid voor vermogen = energie per tijd. Dus een maat voor hoe snel energie gebruikt of geleverd wordt.
Een vermogen van 1 Watt betekent dat je per seconde 1 Joule gebruikt.
kWh is, net als Joule, een eenheid voor energie.

De door jouw genoemde kW/h zou energie per tijd in het kwadraat zijn, wat gewoon onzinnig is.

[IKON]

Wilt niet zeggen dat het niet bestaat. Bestaat toch ook zoiets als versnelling of vertraging. Zelfde kan energie gerelateerd gedefinieerd worden. Dat het niet gebruikt wordt wilt niet zeggen dat het geen definitie heeft.

[Zeerob]

Inderdaad.Als je b.v. een kachel zou hebben die je zo kan instellen dat hij automatisch steeds harder gaat branden, dan zou je die mogelijk zo in kunnen stellen dat het vermogen elk uur 1 kW hoger wordt. Dan zou je idd van een vermogens-toename-snelheid van 1 kW/h kunnen spreken.
Maar dat is wel erg ver gezocht, en uit je betoog bleek gewoon dat je vermogen en energie door elkaar haalt.

[Vesafary]

De eenheid Watt is al energie/tijd. Als je jouw 1000 Watt apparaat hebt, betekent dat dat het 1000 joule per seconde verbruikt. Je hebt na die 2 uur geen 2kW (vermogen) verbruikt, maar 2kWh (energie). Als je het nu weer deelt door je tijd kom je terug op 1kW voor twee uur, en niet 1kW/h.

kW/h zou een verandering in vermogen betekenen (net als snelheid (m/s) per tijd acceleratie (m/s^2) is). Een zonnearray op de vroege morgen zou best een verandering van 1kW/h kunnen hebben terwijl de zon omhoog komt, maar het zou maar voor korte tijd zijn.

[IKON]

Dan klopt het toch wat ik zeg. Het getal is dan weer afhankelijk van de grootheden die je gebruikt. W of kW of MW per s of m of h. Als je over een periode van twee uur kijkt waarin met 1kW/h wordt afgenomen, continu, dan heb je toch een vermogensverandering van 2kW teweeg gebracht als je meet op tijd = 0 en op tijd = 2 uur. Daarom geef ik ook aan dat het op zichzelf niet veel zegt, omdat het niks zegt over intensiteit en niet over de totale inhoud van de energie zonder dat je weet over welke periode gemeten is en hoe constant de verandering is geweest.

Daarom geef ik ook aan dat kWh op zichzelf staand weer niks zegt over de intensiteit of snelheid waarmee die energie verbruikt of opgewekt is, maar wel duidelijk energieinhoud (of noem het volume, hoeveelheid, etc) weergeeft. En leg ik uit dat je inderdaad door de tijd moet delen om te weten hoeveel energie op enig moment is afgenomen/vrijgekomen.

Misschien leg ik het niet al te logisch uit, voor mij voelt het iig wel logisch zo

[Reactie gewijzigd door IKON op 23 juli 2024 09:33]

[Vesafary]

Ik denk dat je te veel aan snelheid denkt, want je hebt een keer te vaak door h gedeeld. Jij noemt kW/h vermogen en kW energie, terwijl kW vermogen is en kWh energie. Hieronder een voorbeeld:
Als je een liter water wilt verwarmen, kost dat een bepaalde hoeveelheid energie (1 calorie of 4.18 joule per gram per graden om precies te zijn). Als je dit in een waterkoker doet, moet deze energie afgenomen worden, en dat gebeurt in een bepaalde tijd. Je kunt het doen in 5 minuten of in een uur, maar de hoeveelheid energie (joule) blijft gelijk. De hoeveelheid energie per tijdseenheid is vermogen. Dit kan worden gemeten in joule per seconde (Watt), kilojoule per seconde (kilowatt), joule per uur, etc. Vermogen is een momentopname, net als snelheid. Je weet niet hoeveel afstand een fiets aflegt als hij 20km/h gaat (dit is onze kW eenheid), totdat ik erbij vertel hoeveel tijd er is verstreken. Daarna vermenigvuldig je met de tijd en kom je uit op kilometers (of in onze eenheid kWh voor energie). Bij ons weet je niet hoeveel energie er is afgenomen tot je een duratie weet van een bepaald vermogen.

Dus:
- 1000 Watt apparaat verbruikt 1000 Watt (momentopname), ofwel 1000 joule per seconde.
- Laat je hem 2 uur lopen, dan heb je 2 kWh verbruikt (2 * 1000 * 3600 = 7.200.000 joules).
- Laat je hem 1 uur lopen op 1000 Watt, en 1 uur op 4000 Watt, heb je 5kWh verbruikt.

[IKON]

Ja precies, ik denk dat het er bij mij niet helemaal goed uit komt. Dat is wel wat ik bedoel en waarom ik ook zeg dat het getal op zich, bijvoorbeeld 5 kWh, niks zegt over de intensiteit of het vermogen dat op een gegeven moment heeft plaats gevonden. Die 5 kWh kan binnen een minuut gerealiseerd zijn, of in tien weken. Daar wilde ik naar toe thanks voor de toelichting.

[Reactie gewijzigd door IKON op 23 juli 2024 09:33]

[Pe Nis]

Juist wel. Net als de snelheid m/s is, is de "snelheid" waarmee energie verbruikt wordt J/s ofwel W. Een kWh is een bepaalde hoeveelheid enrgie en zegt niks over energie verbuikt per tijdseenheid, dat dE/dt is.

[perpetualrabbit]

Agent: Meneer, u reed 90km/uur binnen de bebouwde kom. Dat is 40km/uur te hard.
Automobilist: Maar agent, dat is onmogelijk. Ik ben nog geen 5 minuten onderweg!

[IKON]

Precies

[Gwaihir]

Wat is er nu precies voor nieuws gepresteerd? Een manier van ontsteken? Een manier van "handling" van het hete plasma? Of.. ? Bestaande tokamac reactoren hebben toch al vele keren met succes kernfusie in plasma bereikt (ook alle keren "energie-negatief")?

[hooibergje]

Voor zover ik het begrijp (zonder garanties):

Het was tot nu toe altijd dat er nog meer energie in ging dan dat er uit kwam.
En nu is er ook echt netto energie opgewekt.

[Flo]

Nee, helaas niet. Het plasma heeft zichzelf - zeer kort - op gang gehouden, en dat is een erg mooie stap. Er is echter wel meer energie (via de lasers) ingestopt dan dat er is "opgewekt". We zijn nog niet bij netto energie opwek.

[SMD007]

Begrijp de helft niet van wat ik lees, maar wel vet dat het gelukt is!

die een klein pellet met deuterium en tritium comprimeren tot een temperatuur en druk bereikt wordt die fusie mogelijk maken

WAT?

[Playa del C.]

Waterstof (symbool: H) is het kleinste atoom. Het heeft één proton en één elektron. Sterren, waarin kernfusie standaard plaatsvindt, bevatten voornamelijk waterstof. Niet om te verbranden met zuurstof, maar om de atomen onder grote druk met elkaar te laten fuseren. Kernfusie dus. Omdat de kernen van twee atomen op elkaar worden gedrukt. Daardoor ontstaat een groter atoom met twee protonen en twee elektronen. Er komt ook veel energie bij vrij, waardoor de druk en temperatuur toeneemt en de kernfusie heel lang kan doorgaan (zoals in een ster).

Deuterium is een waterstof-atoom, maar dan met een extra vulling. Dat noem je een neutron. Die maakt het waterstof zwaarder. Tritium is een waterstof-atoom met twee extra neutronen en is dus nog zwaarder. Beiden zijn zeldzamer dan het gewone waterstof, maar bestaan verder in de natuur en in de ruimte.

Door die zware waterstof-atomen onder grote druk te brengen, wordt het proces van kernfusie gestart. Net als in een ster en en in onze zon.

[Reactie gewijzigd door Playa del C. op 23 juli 2024 09:33]

[Shark.Bait]

https://www.youtube.com/watch?v=XqGLec4Ms0M

Een filmpje over fusie in de zon.

[Rudie_V]

Je maakt toch wel een fout hoe de proton-proton kettingreactie in een ster precies gaat.

Daardoor ontstaat een groter atoom met twee protonen en twee elektronen.

Dat gaat dus niet, want de twee protonen zullen elkaar afstoten, je heb op z'n minst een neutron nodig. De eerste twee protonen die fuseren zal resulteren in een deuterium atoom(1 proton en 1 neutron).

Hier de verschillende proton-proton kettingreacties:
https://en.wikipedia.org/wiki/Proton%E2%80%93proton_chain

[Playa del C.]

Klopt. Goede toevoeging van jou wel. Ik wou het simpel houden, maar zoiets roept dan weer meer vragen of problemen op. Wou zeggen dat de kernen uiteindelijk samenkomen (via een complexere ketting) en met twee protonen en twee elektronen verdergaan (en twee neutronen voor de stabilisatie).

Maar, door jou ging ik wel nadenken over die chain. En het lijkt er dus op dat de wetenschappers daarom dus ook starten met deuterium en tritium, omdat het waarschijnlijk makkelijker is om dat te fuseren dan vanaf het kale waterstof beginnen.

[robvanwijk]

En het lijkt er dus op dat de wetenschappers daarom dus ook starten met deuterium en tritium, omdat het waarschijnlijk makkelijker is om dat te fuseren dan vanaf het kale waterstof beginnen.

Je moet wel; als je met alleen waterstof begint heb je geen neutronen, dus dan kun je alleen ²He ("Helium-2") produceren. Zoals je in dit lijstje van waterstofisotopen kunt zien is dat gruwelijk instabiel, met een halfwaardetijd van "≪ 10⁻⁹ s" (oftewel: "heel veel minder dan een nanoseconde", of in termen die hier misschien begrijpelijker zijn: "in minder dan een kloktik"). Vrij vertaald: dat valt meteen weer uit elkaar. Om het nog lastiger te maken valt het vrijwel altijd (die regel met ">99.99%") uit elkaar in twee protonen; dan heb je nog niets bereikt. De regel eronder (met "<0.01%") laat zien dat je heel soms geluk kunt hebben en dan vervalt Helium-2 in Waterstof-2 (oftewel: deuterium). Maar ja, als dat je doel is dan kun je die lastige tussenstap beter overslaan en meteen met deuterium (en tritium) beginnen.

[Playa del C.]

Een proton kan ook vervallen in een neutron en een positron.
En twee protonen kunnen daarmee fuseren tot deuterium met een positron. Kort gezegd allemaal. Dus je kan, net als in de zon, beginnen met losse waterstof-atomen en eindigen met atomen met grotere kernen, die allen in principe meerdere neutronen hebben.

[robvanwijk]

Een proton kan ook vervallen in een neutron en een positron.

Dat klinkt op het eerste gezicht als iets dat zou kunnen, maar in praktijk is dat niet zo:

quote: https://en.wikipedia.org/wiki/Beta_decay#%CE%B2+_decay

However, β+ decay cannot occur in an isolated proton because it requires energy, due to the mass of the neutron being greater than the mass of the proton. β+ decay can only happen inside nuclei when the daughter nucleus has a greater binding energy (and therefore a lower total energy) than the mother nucleus. The difference between these energies goes into the reaction of converting a proton into a neutron, a positron, and a neutrino and into the kinetic energy of these particles.

Ook als je kijkt in het overzicht van waterstofisotopen, dan zul je zien dat ¹H stabiel is (en dus geen halfwaardetijd heeft en geen lijst van manieren waarop het kan vervallen).

Is het mogelijk dat je in de war bent met het "omgekeerde" proces, het vervallen van een neutron in een proton (en een electron)? Dat is wel een bestaand proces.

[DrBreakalot]

Helium-2 vervalt naar deuterium.
Een proton op zichzelf kan geen neutron worden, maar als je er eerst genoeg energie insteekt om er 2 dicht genoeg bij elkaar te brengen kan dat dus wel.

[robvanwijk]

Helium-2 vervalt naar deuterium.

Correctie: "Helium-2 kan vervallen naar deuterium."; meestal zal het vervallen naar twee atomen ¹H. Zie mijn vorige post voor verdere toelichting.

[Jim80]

Aanvullend hierop (correct me if I'm wrong) is het wel zot dat alle matarie hier op aarde en daarbuiten is ontstaan uit waterstofatomen die in sterren gefusioneerd zijn. Want nadat Helium is gemaakt, gaat het proces gewoon door tot je materialen hebt zoals koolstof, goud, uranium, ... waarvan het laatste dan weer terug uiteenvalt tot Lood.

[Reactie gewijzigd door Jim80 op 23 juli 2024 09:33]

[Stoney3K]

Aanvullend hierop (correct me if I'm wrong) is het wel zot dat alle matarie hier op aarde en daarbuiten is ontstaan uit waterstofatomen die in sterren gefusioneerd zijn. Want nadat Helium is gemaakt, gaat het proces gewoon door tot je materialen hebt zoals koolstof, goud, uranium, ... waarvan het laatste dan weer terug uiteenvalt tot Lood.

Het gaat niet zo zeer verder tot uranium. Bij een bepaalde atoommassa (ik geloof ergens rond de massa van ijzer) is de energiebalans van een splijtingsproces groter dan die van fusie, dus vanaf die massa wordt de meeste energie opgeleverd door splijting en niet meer door fusie.

Fusie gebeurt dan nog wel, anders had je geen zwaardere atomen dan ijzer, maar het is niet meer wat in dat gedeelte van de ster de energie produceert. De splijting die in de (zware) kern van de ster gebeurt, zorgt dan voor genoeg energie dat er nog fusie kan plaatsvinden.

Op een gegeven moment, aan het einde van de levensduur van de ster, is bijna alle fusie 'opgebrand' en is het grootste deel van de materie van de ster alleen nog maar zware atomen. Dan bezwijkt de ster letterlijk onder zijn eigen gewicht.

[Reactie gewijzigd door Stoney3K op 23 juli 2024 09:33]

[fastedje]

Het gedrag aan het einde van het bestaan van een ster hangt af van de grootte/massa: de zon zal moet in elkaar vallen maar juist veel zwakker en groter worden en dan de aarde opslokken.

Grote sterren kunnen inderdaad door de zwaartekracht instorten tot een veel kleinere zeer massieve bol van materie. Als de ster zwaar genoeg is kan deze een zwar gat vormen.

[Stoney3K]

Jep, de fysica achter astronomie is soms echt enorm indrukwekkend. Als je bekijkt dat een ster eigenlijk miljarden jaren lang een balanceeract doet tussen de krachten die ontstaan tijdens kernfusie (die de ster uit elkaar willen duwen) aan de ene kant en de relatief zwakke zwaartekracht (die de ster wil laten imploderen) dan realiseer je je eigenlijk pas op wat voor schaal zoiets gebeurt.

[Playa del C.]

Precies. Ik geef les aan vmbo-ers in natuurkunde. Ik vertel ze altijd hierover. Een beetje hoe dat werkt, maar dan vooral ook dat alle stoffen die er zijn, van het huis, je lichaam, je telefoon, alles. Het komt allemaal uit een ster die lang geleden uit elkaar is gevallen. Letterlijk sterrenstof.

En ijzer is inderdaad het eindpunt van de kernfusie, omdat daarboven het proces netto geen energie meer oplevert (en een ster dus instort). Bij grote sterren kan het einde gebeuren met een supernova. Bij die enorme kracht ontstaan o.a. de veel zwaardere atomen.

De kern van de aarde bestaat grotendeels uit ijzer. Het eindpunt van kernfusie en de reden dat ijzer zoveel aanwezig is op planeten én het is een restant van een oude ster. Levert dan ook nog een beschermend magnetisch veld op voor de aarde. Alles bij elkaar is het een bijzonder verhaal dat de wereld is zoals hij is. En dat het stabiel is zo. En dan nog dat de mensheid er is om hier over te praten.

[OxWax]

Precies. Ik geef les aan vmbo-ers in natuurkunde. Ik vertel ze altijd hierover. Een beetje hoe dat werkt, maar dan vooral ook dat alle stoffen die er zijn, van het huis, je lichaam, je telefoon, alles. Het komt allemaal uit een ster die lang geleden uit elkaar is gevallen. Letterlijk sterrenstof.

https://www.nhm.ac.uk/dis...lly-made-of-stardust.html
met dank aan Carl
https://www.youtube.com/watch?v=tLPkpBN6bEI

[fastedje]

We weten moet zeker of het magnetisch veld puur door de ijzeren kern wordt veroorzaakt, waarschijnlijk produceert het magma wat er rond beweegt ook een groot deel van het magnetische veld. Als dit magma stolt of stopt met bewegen zou dit heel slecht nieuws kunnen zijn.

[fastedje]

Dit klopt niet helemaal: een een ster stopt het kernfusieproces als er genoeg ijzer geproduceerd is. Ijzer absorbeert alle energie en stopt het kernfusieproces. Hoe krijg je dan elementen die zwaarder zijn dan ijzer? Dat kan alleen in een supernova, waar er door de enorme kracht en druk van de explosie zwaardere elementen gefuseerd worden.

[rickboy333]

Ik ga er even van uit dat je snapt hoe een atoom in elkaar zit. Dus het verhaal over protonen, neutronen en elektronen enz.

Deuterium en tritium zijn beide water isotopen. Isotopen zijn zeg maar ondersoorten in atomen. De protonen- en electronen blijven gelijk, maar het aantal neutronen kan verschillen Zo kent het waterstof atoom "H" 3 "ondersoorten" prottum, deuterium en tritium. Het verschil tussen deze 3 stoffen is het aantal neutronen in de atoomkern anders is.

Het doel van kernfusie is om atomen samen te smelten zodat je energie kan winnen zoals de zon dit doet. Je wil van 2 waterstof atomem (1x Deuterium en 1x Tritium) een Helium atoom maken. hierbij moet je een enorme kracht uitvoeren op Deuterium en Tritium dat het Helium word.

Als dat gebeurd zal er een klein deel van de materie "verdwijnen". out of existence, en word het energie. Hoewel je bij scheikunde leert dat dit niet kan, kan dit wel met kernfusie. Het verdwijnen van deze materie (officieel, het omzetten van massa naar energie) zal een relatief gigantische hoeveelheid energie vrijkomen. Hier komt de welbekende E=MC^2 vandaan van Einstein. E= energie in J, M=massa in kg, C=lichtsnelheid.

Vul voor de grap deze formule eens in en neem voor M eens 5 gram, (0,005 kg). Dan kan ke zien hoe idioot veel energie er vrijkomt als je een hele pen omzet naar energie.

Dit is de korte versie

[Reactie gewijzigd door rickboy333 op 23 juli 2024 09:33]

[DwarV]

"Hoewel je bij scheikunde leert dat dit niet kan, kan dit wel met kernfusie."

In zekere zin is scheikunde toegepaste natuurkunde, net zoals biologie in zekere zin toegepaste scheikunde is. Dus als het bij natuurkunde (kernfusie) kan, kan het bij scheikunde ook. De ordegroottes zijn alleen anders.

Excuses voor de muggenzifterij

[Reactie gewijzigd door DwarV op 23 juli 2024 09:33]

[bcolyn]

Oblig xkcd:
https://xkcd.com/435

[OxWax]

Classic (en net mijn probleem om quantum shizzle te begrijpen : ik kan volgen tot en met de physics

[OxWax]

Vul voor de grap deze formule eens in en neem voor M eens 5 gram, (0,005 kg). Dan kan ke zien hoe idioot veel energie er vrijkomt als je een hele pen omzet naar energie.

Dit is de korte versie

Een mooi voorbeeld is de zandkorrel :

A single U-235 fission releases around 200 MeV, which is order of magnitude 10−11 Joules.

A grain of sand has a mass of something like 10−6 kg.

If we assume that 200 MeV fission energy gets converted to gravitational potential energy of the grain of sand, we get a max “jump” height of 10−6 meters, or one one-thousandth of a millimeter.

@SMD007

[M_K_]

Het zijn beide isotopen van waterstof. Als je deze laat fuseren krijg je helium en een boel energie.

[dehardstyler]

Is die helium die hierbij vrij komt eigenlijk winbaar? Of gaat dat verloren door de hitte of iets dergelijks.

[uiltje]

Het voordeel van fusie is dat er heel veel stroom vrijkomt bij relatief weinig "brandstof" (buiten het feit dat er weinig gevaarlijke straling bij vrijkomt). Dat betekend natuurlijk ook dat de hoeveelheid helium relatief beperkt zal zijn.

[Shark.Bait]

atomen gaan door hitte niet verloren. Maar het helium is een afvalproduct dat wellicht wel gebruikt kan worden; maar eerst maar es fusie krijgen, dan een economisch interessante reactor bouwen, en daarbij kijken wat er met afvalproducten gedaan kan worden.

[OxWax]

Daar wordt over nagedacht aangezien je de boel moet koelen met ....helium

https://th.fhi-berlin.mpg...elium_supply_20131213.pdf

[glennoo]

2 stofjes worden zo hard mogelijk bij elke gedrukt en verhit om ze te laten samen smelten.

[DoubleYouPee]

Alleen hoe ga je dat ooit doen met minder energie dan dat het opwekt? Bij de zon is het de zwaartekracht die deze samendruk levert, maar op kleine schaal is dat natuurlijk geen optie.

[Iblies]

Bij de zon is het de zwaartekracht die deze samendruk levert,

Dat is de grote vraag.

Je kunt ook zoeken naar elementen die bij elkaar voegen minder energie hebben dan de som der delen waarbij er defacto energie vrij zal komen.

Bij kernenergie is het vrij makkelijk. Bij het splitsen komt er energie vrij en de som der delen is defacto minder.


En dan nog ben je overigens niet,
als je een surplus hebt van enkele procenten dan is het de vraag of het allemaal wel haalbaar is. Dan heb je een gruwelijk grote installatie nodig om alle krachten in bedwang te houden om maar een heel kleine beetje energie op te wekken.

[zaphod_b]

Eh ik snap niet wat je telkens bedoelt met de som der delen? En elementen samenvoegen die bij elkaar minder energie hebben???

E=mC^2.

Je kunt dus nooit een som der delen hebben die minder of meer is. Er ontstaat niet ergens stiekem massa of energie, evenals dat het niet kan verdwijnen.

[DwarV]

Deuterium heeft een massa heeft van 2.013553212745u, tritium een massa van 3.01604927767u, samen
5.02960249041500 u

De reactie is als volgt:
1 Deuterium + 1 Tritium = 4Helium + 1 neutron

Het fusieproduct helium 4Helium heeft een massa van 4.001506, een neutron 1.008665u, samen 5.011267u. De massa van de fusieproducten samen is 0.01943u (3.23x10-29kg) minder als de massa van de 'bronstoffen' samen. Aangezien deze massa niet zomaar kan verdwijnen, is deze dus omgezet energie (e.g. een foton), aldus E = mc^2, ofwel 2.89x10-12 J per fusie reactie.

Dit soort fusie reacties van lichtere elementen levert energie op totdat je fusie product ijzer is. Daarna kun je alleen energie verkrijgen door grotere elementen te splitsen (fissie). Het is me vroeger wel eens uitgelegd waarom dat zo is, maar dat is lang, lang geleden, dus dat weet ik niet meer.

[Reactie gewijzigd door DwarV op 23 juli 2024 09:33]

[aadje93]

even heel simpel gezegd zonder al teveel off-topic te gaan;

vanaf ijzer begint de kern dusdanig veel electromagnetische kracht uit te oefenen wat de protonen uit elkaar drukt, dat het "bij elkaar drukken" om kernfusie mogelijk te maken meer energie kost dan dat de kernfusie oplevert nadat de overgebleven massa in energie omgezet is. Heel simpel is ijzer dus het laatste reactie product dat nog energie opgelevert heeft. Elke fusie met ijzer kost meer energie dan het oplevert.

[Rudie_V]

Bij fusie, tot en met ijzer dan, komt toch energie vrij. Dus de initiële deeltjes hebben meer energie dan het gefuseerde deeltje. Dit is natuurlijk de kern van kernfusie voor energieopwekking.
Zie ook: Rudie_V in 'nieuws: Wetenschappers weten met 192 lasers belangrijke stap voor...

Zijn zin is misschien wat lastig, maar als je het vaker leest begrijp je wel wat hij bedoelt, ik wel dan.. volgens mij.

[aadje93]

er verwdijnt massa die in energie omgezet word. Er word nog steeds geen nieuwe massa of energie gevormd die er eerst niet was Hetzij het nu "vrije" energie is ipv ogesloten in de begin deeltjes, en dus hoofdzakelijk in warmte omgezet word wat wij kunnen "oogsten". En elke ster dus ook uitstraalt als licht en warmte simpel gezegd.

[jessesteinen]

Nee, als twee lichtere elementen samensmelten (fusie) dan heeft het resulterende element iets minder massa dan de som van de massa’s van de lichtere elementen voor de fusie.
Dat verschil in massa wordt, precies volgens E = mc^2, beschikbaar als energie.

[zaphod_b]

Dank, helder. En inderdaad volkomen logisch op die manier geformuleerd .

[Cergorach]

Waar kennelijk op gedoeld wordt is dat de elementen die bij elkaar worden gevoegd samen minder massa hebben en de massa die niet is samengevoegd energie wordt/is.

Daarnaast werkt die regel totdat het tegendeel is bewezen... ;-)

[OxWax]

[...]
Dat is de grote vraag.

Je kunt ook zoeken naar elementen die bij elkaar voegen minder energie hebben dan de som der delen waarbij er defacto energie vrij zal komen.

Ja, dat heet 'verbranden en doen we sedert de ontdekking van het vuur. Helaas is de stoomtijd reeds voorbij

[uiltje]

Lolbroek. Ik vraag me echter af waar we harder om moeten lachen, het idee dat verbranden hetzelfde is als fusie of dat het stoomtijdperk voorbij is. Misschien gebruiken we geen ketels meer, maar hoe denk je dat een kerncentrale stroom opwekt?

[OxWax]

I know maar Verbranden = chemisch, fusie en fission = nucleaire reactie.
E=MC2 is zo gigantisch tov chemisch...

[goarilla]

Mja om alle energie te verkrijgen (E=MC^2 he) moet je toch materie en anti-materie zichzelf laten neutraliseren. Ook fusie skimmed maar een deel als ik het goed begrijp.

[OxWax]

Mja om alle energie te verkrijgen (E=MC^2 he) moet je toch materie en anti-materie zichzelf laten neutraliseren. Ook fusie skimmed maar een deel als ik het goed begrijp.

Bij splitsing is het (denk aan de paddestoel)

The sum of the masses of these fragments is less than the original mass. This 'missing' mass (about 0.1 percent of the original mass) has been converted into energy according to Einstein's equation.

Het is net die formule die het zo gigantisch maakt.

[goarilla]

Het is net die formule die het zo gigantisch maakt.

Ooh absoluut Energie is Massa met een gigantische conversie factor C^2 . Maar ik quoteer eventjes:

A helium nucleus has a mass that is 0.7% less than that of four hydrogen nuclei; this lost mass is converted into energy during the fusion.

(https://chem.libretexts.o...ry/21.8%3A_Nuclear_Fusion). En de paddestoel wel ... waterstofbommen hebben dat ook en dat is een mix van fissie (starter) en fusie. Maar ook enorme hoeveelheden TNT kunnen een paddestoel wolk veroorzaken.

[OxWax]

[...]
Maar ook enorme hoeveelheden TNT kunnen een paddestoel wolk veroorzaken.

Fatman (Nagasaki) Bevatte 6.4kg plutonium. Dwz 64 GRAM gaf dat effect.
Ik weet hoe etc maar als je er over nadenkt, toch merkwaardig die quantum shizzle.

[Reactie gewijzigd door OxWax op 23 juli 2024 09:33]

[goarilla]

Het is inderdaad bonkers. Met een heel heel heel klein beetje kom je een heel eind. En dat maakt dit ook praktisch. Zo 20 kiloton TNT ongezien op 1 plaats krijgen in Japan in oorlogstijd. Om het dan nog gelijktijdig allemaal te doen "reageren". Dat zou ook een hele prestatie zijn

[OxWax]

Het is inderdaad bonkers. Met een heel heel heel klein beetje kom je een heel eind. En dat maakt dit ook praktisch. Zo 20 kiloton TNT ongezien op 1 plaats krijgen in Japan in oorlogstijd. Om het dan nog gelijktijdig allemaal te doen "reageren". Dat zou ook een hele prestatie zijn

En toch was het meer om het 'psychologische effect te doen gezien het eerdere carpet bombing al verschillende steden +90% in de as had gelegd.

In the Pacific War, carpet bombing was used extensively against Japanese civilian population centers, such as Tokyo.[16][17] On the night of 9–10 March 1945, 334 B-29 Superfortress heavy bombers were directed to attack the most heavily populated civilian sectors of Tokyo.[18] In just one night, over 100,000 people burned to death from a heavy bombardment of incendiary bombs,[18] comparable to the wartime number of U.S. casualties in the entire Pacific theater.[18] Another 100,000 to one million Japanese were left homeless.[19] These attacks were followed by similar ones against Kobe, Osaka, and Nagoya, as well as other sectors of Tokyo, where over 9,373 tons[18] of incendiary bombs were dropped on civilian and military targets. By the time of the dropping of the atomic bombs on Hiroshima and Nagasaki, light and medium bombers were being directed to bomb targets of convenience, as most urban areas had already been destroyed. In the 9-month long bombing campaign, over 300,000 Japanese civilians died and 400,000 were wounded.[20]
.
...maar we dwalen af and we are all made of stardust

[Reactie gewijzigd door OxWax op 23 juli 2024 09:33]

[OxWax]

Tijdens corona / veel tijd heb ik wel eens geprobeerd me er in te verdiepen met een MIT cursus "solid state chemistry".
Helaas bots ik op de wiskunde maar vooral de regelmatige opmerking van de prof "also this rule will be broken as we will see later on" ...telkens ik dacht iets meer inzicht te hebben was er wéér een uitzondering
https://www.youtube.com/watch?v=Yap0AKRczf0

Het is echt zoals Feynman ooit zei (beetje m'n science held) "If you think you understand quantum mechanics, you don't understand quantum mechanics." Het is gewoon niet te bevatten, wij bestaan uit voornamelijk lege ruimte en elektronen in orbitals (not orbits! )

[Reactie gewijzigd door OxWax op 23 juli 2024 09:33]

[aadje93]

De paddestoel wolk is dan ook simpel convectie werking door de warmte die vrij komt, kijk naar een explosie van een LPG tank, en je ziet ook de paddenstoelwolk in het klein vormen, doch vaak vervormd door de zijwaartse druk van de klap.

[goarilla]

Jep met de explosie van die silo NH4NO3 in Libanon dacht ik ook een paddenstoelwolk waar te nemen.

[Rudie_V]

Je kunt ook zoeken naar elementen die bij elkaar voegen minder energie hebben dan de som der delen waarbij er defacto energie vrij zal komen.

Dat is de kern van kernfusie voor energieopwekking. Je hebt twee deeltjes die je laat fuseren waarbij dus energie vrijkomt.

https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_binding_energy

Omgekeerd kan, fusie die energie verbruikt. Dat gebeurt als je ijzer wilt gaan fuseren in zwaardere elementen, dan heb je energie nodig. Dit is de reden dat een ster bij het fuseren van ijzer in een supernova gaat, het onttrekken van energie voor de fusie zorgt dat de thermische druk afneemt waarna de zwaartekracht het wint en de ster samendrukt naar een supernova.

[DropjesLover]

Fusie is niet meer dan 2 atoomkernen die op elkaar botsen en versmelten. Daarvoor hoef je de wolk aan plasma (kernen + vrije elektronen) alleen maar bij elkaar te houden en in die plasma-fase (niet laten recombineren omdat het een ander atoompje tegenkomt en een vrije kern een elektroontje pikt).

Data kan je dus bereiken met zwaartekracht, magneetvelden en bijv. lasers.

[barbarbar]

Dat is inderdaad de vraag waarop de onderzoekers een praktisch antwoord proberen te vinden. Blijkbaar is dat nu op minuscule schaal gelukt.

[Shark.Bait]

Dat proberen ze nu al 50 jaar voor elkaar te boksen (omdat ze geen druk kunnen uitoefenen via een magnetisch veld en zeer hoge temperatuur); op een gegeven moment levert het meer energie op dan dat ze erin stoppen: dan hebben ze een energiebron. Dan nog in een werkbaar scenario plaatsen dat ze daarmee electriciteit kunnen opwekken met die extra warmte die die energie opwekt (waarschijnlijk op een conventionele manier).

[Reactie gewijzigd door Shark.Bait op 23 juli 2024 09:33]

[DeanXeL]

Je brengt je fusie op gang met externe energie, maar daarna houd je het vast in een "kleine" ruimte dmv magnetische velden (of een heleboel pewpewpew lasers). Doordat je fusie werkt en een hete plasma opwekt, bouwt die heel veel druk op binnen die beperkte ruimte en houdt de reactie zichzelf iets of wat in stand. Je moet dus gewoon voldoende energie opbouwen (en daarna uit je reactie kunnen halen) om dat magnetisch veld in gang te houden. Technisch gezien is dat allemaal absoluut mogelijk, met een hoop restenergie die je dan het net kan oppompen! Tis gewoon de juiste materialen vinden die de nodige velden kunnen opwekken en de enorme temperaturen kunnen weerstaan,...

[Stoney3K]

Bij de zon is het de zwaartekracht die deze samendruk levert, maar op kleine schaal is dat natuurlijk geen optie.

Als je bekijkt hoe zwak in verhouding de zwaartekracht precies is, dan realiseer je je ook hoe ontzettend gigantisch de zon eigenlijk is om genoeg massa (zwaartekracht) te hebben dat zelfs atomen zoals stikstof of aluminium nog gaan fuseren in de kern.

De zon zit in een eindeloos evenwicht tussen de zwaartekracht enerzijds die ervoor zal zorgen dat een ster in elkaar klapt tot een witte dwerg, neutronenster of zelfs een zwart gat, en aan de andere kant de kracht van alle kernfusie die er in optreedt die de ster uit elkaar wil drukken en er een nova of supernova ontstaat als die kracht mocht 'winnen'.

Nog bijzonderder als je je realiseert dat dat allemaal spontaan is ontstaan door random wolkjes met atomen die samen zijn gaan klonteren.

[robvanwijk]

Alleen hoe ga je dat ooit doen met minder energie dan dat het opwekt?

Als we dat wisten hoefden we er geen onderzoek meer naar te doen. Degene die dit uitvogelt kan zijn ticket naar Stockholm alvast boeken, want die gaat gegarandeerd een Nobelprijs krijgen.

[fre0n]

Het samendrukken veroorzaalt de hitte. De lasers slaan de electronen in de atomen aan (die gaan in een wijdere baan rond de kern "vliegen"), zodra deze terugvallen naar hun stabiele baan komt er energie vrij, wat de reactie in stand zou moeten kunenn houden

[OCU-Macs]

Beetje hetzelfde wat in onze Zon (op veel grotere schaal) gebeurt.

[MrMonkE]

Begrijp de helft niet van wat ik lees, maar wel vet dat het gelukt is!


[...]


WAT?

Pellet = korrel.
Geen pallet op een heftruck.

[Kenmerkend]

Het is eeuwig zonde dat er niet veel meer geïnvesteerd wordt in kernfusie. Deze potentieel onuitputtelijke bron van energie zonder restafval zou de perfecte vervanger zijn voor alles.

[Shark.Bait]

Er is wel degelijk wat restafval: er ontstaat meer radioactiviteit,maar deze sneller afgebouwd (50 tot 100 jaar ipv duizend(en) ja(a)r(en)). Bij de fusie onstaan o.a tritium en ook losse neutronen, dat laatste kan het magnetische veld niet kan tegenhouden en die knallen in de reactor en maken hem radioactief.

[Stoney3K]

Er is wel degelijk wat restafval: er ontstaat meer radioactiviteit,maar deze sneller afgebouwd (50 tot 100 jaar ipv duizend(en) ja(a)r(en)). Bij de fusie onstaan o.a tritium en ook losse neutronen, dat laatste kan het magnetische veld niet kan tegenhouden en die knallen in de reactor en maken hem radioactief.

De 'heilige graal' is dan ook aneutronische fusie, bijvoorbeeld door boor-11 met waterstof te laten fuseren. Daar ontstaan geladen deeltjes die zowel de energie bevatten als afvalproduct zijn.

Op dat moment kun je er letterlijk een paar draadjes op aansluiten en je hebt een batterij van de nodige megavolt.

[OxWax]

[...]
Op dat moment kun je er letterlijk een paar draadjes op aansluiten en je hebt een batterij van de nodige megavolt.

That would be nice , helaas ...:(
De reactiviteit van het waterstof-boorkoppel bereikt zijn maximum in de omgeving. van 600 keV (meer dan 6 miljard Kelvin ), dan is voor het 2 D- 3 T- koppel de piek ongeveer 66 keV (730 miljoen Kelvin).

[Stoney3K]

Die "temperatuur" zegt heel weinig in het vacuüm waarin zoiets gebeurt.

Dan heb je het echt over bundels aan geladen deeltjes die heen en weer zoeven, wat vrij makkelijk om te zetten is in een stroompje door een draad. Dat gebeurt namelijk ook in elke elektronenbuis.

De 600keV is een veel relevantere maatstaf: Dat betekent dat elk geladen deeltje vertraagd moet worden met een spanning van minstens 600kV (vermenigvuldigd met zijn lading) voordat het zijn elektronen afstaat.

Je kan dat niet vergelijken met een D-T plasma wat bestaat uit een thermisch evenwicht, ofwel random deuterium- en tritium- ionen die om elkaar heen zwerven en toevallig op elkaar botsen. Zoiets krijg je in een p-B11 situatie niet voor elkaar.

[Reactie gewijzigd door Stoney3K op 23 juli 2024 09:33]

[OxWax]

Die "temperatuur" zegt heel weinig in het vacuüm waarin zoiets gebeurt.

Dan heb je het echt over bundels aan geladen deeltjes die heen en weer zoeven, wat vrij makkelijk om te zetten is in een stroompje door een draad. Dat gebeurt namelijk ook in elke elektronenbuis.

De 600keV is een veel relevantere maatstaf: Dat betekent dat elk geladen deeltje vertraagd moet worden met een spanning van minstens 600kV (vermenigvuldigd met zijn lading) voordat het zijn elektronen afstaat.

Je kan dat niet vergelijken met een D-T plasma wat bestaat uit een thermisch evenwicht, ofwel random deuterium- en tritium- ionen die om elkaar heen zwerven en toevallig op elkaar botsen. Zoiets krijg je in een p-B11 situatie niet voor elkaar.

Aha, is dat het 'mekanisme' ?

[Steyn_E]

Belangrijk verschil dan toch; afval gedurende ~100 jaar afschermen is best te doen. Voorkomen dat over 5000 jaar een beschaving die geen van onze talen meer kent een kernafval-depot opentrekt is een veel grotere uitdaging. Wat mij betreft is die radioactiviteit dan een stuk minder bezwaarlijk.

[12_0_13]

Nog meer?
Er wordt al heel veel in geinvesteerd, zowel publiek (ITER, WendelStein-X) als private.

In tussentijd hebben we ook oplosisngen nodig (bijv. wind/zon)

[Shuisman]

Echt bizar weinig wordt er in onderzoek geïnvesteerd. Je hebt het over 100 miljard voor ITER. Deel dat over 3 miljard mensen oid, en over 10 jaar… echt bizar weinig. Vergelijk het eens met militaire uitgaven van de US (800 miljard per jaar!)

[batteries4ever]

Nou ja, dat is geloof ik de eerste keer dat ik €100.000.000.000 weinig hoor noemen... en b.v. op Europees niveau, een factor 50 meer dan aan wind research wordt uitgegeven, komt natuurlijk ook omdat die dingen bizar duur zijn t.o.v. een windturbine. https://www.wind-energy-t.../support-at-ec-level.html
Als we die dingen aan de praat krijgen wordt dat het volgende probleem: hoe maken we het
- Betaalbaar, b.v. niet 10x zo duur als tegenwoordig
- Extreem betrouwbaar (een wind turbine die omvalt is ook vervelend, maar toch minder...)

Denk ook aan natuurrampen, terroristen, neerstortende vliegtuigen enz., allemaal kleine problemen voor b.v. windturbines of zonnepanelen, maar heel vervelend bij nucleaire installaties.

[Reactie gewijzigd door batteries4ever op 23 juli 2024 09:33]

[Roharas]

Die research en algemene kosten van windmolens is juist waarom ik zo hoop op meer geld voor de kernfusie.

Bij windmolens lopen we bijvoorbeeld al jaren tegen natuurkundige limitaties aan die in theorie niet opgelost kunnen worden.
Een windmolen zet de bewegingssnelheid van de wind om in rotatiesnelheid van de wieken, die rotaties zetten wij dan weer om naar stroom. Volgens de theorie ligt het maximaal haalbare van het omzetten van windsnelheid naar rotatie rond de 59%. (100% zou betekenen dat de volledige snelheid uit de wind is gehaald en dat de molen dan heel snel draait en het achter de molen windstil is).
Hier zitten we al rond de 55% efficientie en veel winst gaan wij daar dus niet meer uit halen.
Bij het omzetten van de rotatie naar het net zit ook wat verlies en daar kunnen we misschien ook nog wel een paar procenten bij halen maar al met al zitten windmolens dus al redelijk aan de max en zullen de winsten op zijn best marginaal zijn.
bron https://datagenetics.com/blog/june12017/index.html

Wat je dan ook ziet gebeuren is niet dat je betere windmolens krijgt maar grotere. Was vroeger een windmolen op zee 50m hoog, nu zijn de kleinere 110m. Onderzoek lijkt dan ook vooral toe te spitsen op betere materialen om goedkoper, groter, en betrouwbaarder te kunnen gaan.
Ook zijn ze hopelijk deftig op zoek naar oplossingen om windmolens op zijn minst afbreekbaar of recyclebaar te krijgen want voor nu begraven wij het grootste deel van een windmolen.
https://www.bbc.com/news/business-51325101

Mijn eigen conclusie is dan dat onderzoek naar windmolens niet meer gaat opleveren dan verwaarloosbare verbetering op energie opwekking, marginale verbeteringen op de bouwmaterialen, betrouwbaarheid, en de prijs, en redelijke tot significante verbeteringen op duurzaamheid.
Kernfusie daar in tegen weten wij nog maar weinig van af. Hier denk ik als leek op basis van wat men lijkt te zeggen dat wij op al die punten echte significante verbeteringen kunnen verwachten en dat het daarmee windmolens niet alleen in theorie maar ook in de praktijk ver voorbij zullen streven op al deze punten. Ik vind het daarom echt zo eeuwig zonde dat er nog altijd zo veel geld naar wind gaat en zo weinig naar kernfusie in verhouding.

[Reactie gewijzigd door Roharas op 23 juli 2024 09:33]

[batteries4ever]

Hallo Roharas: je hebt er duidelijk wel verstand van.
Maar het is niet primair de bedoeling wind turbines te verbeteren door meer van die windenergie te grijpen: we hebben genoeg wind om met die 50% de hele wereld te laten draaien en wind kost op zich helemaal niks. Waar we wel verbeteringen bereiken is de kosten per kWh: goedkopere turbines, betrouwbaardere turbines, minder onderhoud. Vooral offshore: we zijn bezig om te kijken hoe je b.v. duizenden turbines, maatje Eiffeltoren in de Europese zeeen kunt knallen ... geen kernfusie maar toch echt een behoorlijke uitdaging. Als je dan bedenkt dat de meeste zeen m.u.v. het zuidelijk deel van de Noordzee en de Baltische zee al op geringe afstand van de kust meer dan 100 m diep worden moeten veel van de "Eiffeltorens" nog drijven ook, i.p.v. op de bodem te staan! De kosten van offshore windenregie zijn al enorm gedaald, maar we moeten nog verder: om b.v. opslag als waterstof mogelijk te maken moeten de kosten van windenergie en van de omzetting naar waterstof naar beneden.

[Roharas]

Wat die drijvende platformen voor de offshore betreft is dat iets waar ik zo even niet aan had gedacht.
Dit soort platformen die eifeltorens kunnen dragen en niet omkieperen bij iets sterkere golven zijn natuurlijk geweldig om van alles op te zetten waaronder windmolens. Reden dat ik er niet meteen aan dacht is omdat dit soort oplossingen natuurlijk niet windmolen specifiek zijn maar onderzoek hier naar kan natuurlijk wel uit die hoek komen en in dat geval zie ik dat dan weer als een gunstige bijvangst.

Wat ik nog niet had genoemd is echter dat ik het idee heb dat windmolens zo'n beetje de minst efficiente oplossing zijn als je kijkt naar opgewekte energie per vierkante meter die ze in beslag nemen. Die hoeveelheid energie per vierkante meter daar weten we dan weer van dat het niet veel beter gaat worden. Dit is op plekken met veel ruimte zoals de zee niet meteen een probleem maar in Nederland hebben we het vaste land al redelijk vol staan dus ik denk ook niet dat het uberhaubt ooit haalbaar is om NL voor een groot deel van wind energie te gaan voorzien maar daar kan ik er ook volledig naast zitten want dit is op basis van mijn eigen conclussie.

[goarilla]

Ik snap het ook niet zo goed. Je hebt met windmolens een minimum en een maximum windsnelheid en als hij draait en dat doen ze eerlijk gezegd wel best vaak (90% ~) dan zal een windmolen het gros van de tijd gemiddeld maar 20-40% halen van het piekrendement. Waardoor we toch serieus gaan moeten overdimensioneren. Doch blijven we warm gemaakt worden met piekvermogens. Dat voelt voor mij toch een beetje als een rondje belastingbetaler bedotten.

Wat me wel opvalt (https://www.belgianoffshoreplatform.be/nl/productie-data/) is dat wind complementair lijkt aan zonnenergie. In de zomer lijken we minder wind te hebben dan in de winter en bij PV cellen is dit exact omgekeerd.

[batteries4ever]

Wat betreft minst efficient... is maar hoe je het bekijkt: voor een grotere turbine met een toren diameter van een meter of 10, zoals onze 8MW turbine heb je meer dan 25 Voetbalvelden aan zonnecellen nodig!
Anderzijds: zonnepanelen kan je weer ergens op een (groot) aantal daken neerleggen.

Wind 8MW=8000 kW: per jaar met 33% capaciteit kom je op 8000x0.33x365x24=23126400 kWh/jaar.
Zonnepanelen: 120 kWh/jaar per vierkante meter, voetbalveld even 7000 vierkante meter gerekend: 120*7000*25=210000000 kWh/jaar.

Qua rendement: een onshore turbine haalt in het algemeen een capaciteit van 33%: hij produceert 33% van de energie die haalbaar zou zijn als het ding continu draait. Offshore (meer constante wind) ga je eerder richting 50%. Zonnecellen zitten richting 25%: 's nachts doen ze het niet en 's winters is het ook niet best.
Wind + zon is inderdaad een goede combinatie, maar het is 's nachts natuurlijk ook wel eens windstil, dus je moet toch nog wat doen: opslag, andere energievormen o.i.d.

[goarilla]

Je hebt absoluut gelijk. Maar ik vind het op zich niet zo interessant om wind en PV tegen elkaar te zetten. Ze hebben zowiezo een plaats in onze energieproductie en delen veel van dezelfde voor- en nadelen. Wat mij voornamelijk stoort is het overpositief trommelgeroffel van deelstaten/deelregeringen waarbij iedere prot in de groene richting bejubeld wordt terwijl iedereen die een beetje met nummers kan schuiven toch moet inzien dat het allemaal zwaar doorspekt is van "wishfull thinking" en dat de serieuze inspanningen nog moeten komen.

Het is helemaal niet prettig om nu al tegen torenhoge energiefactoren aan te kijken omdat ze 40 jaar lang hebben liggen navelstaren en van energie een politiek zweeponderwerp hebben gemaakt waarmee ze zich om de beurt op overheidspostjes hebben ingewerkt om langetermijn denken/plannen van de andere "vijandige" dogmatische stroming te kunnen blokkeren.

Maar goed dat is mijn frustratie met het energiebeleid in Belgie.

Sinds jij werkzaam bent, was of lijkt in de groene energieproductiesector heb ik een vraag voor je:
Denk jij dat de tijdelijke opslag van "groene" energie voornamelijk door particulieren (elektrische wagens, thuisbatterijen, ...) of eerder door bedrijven/overheid (waterstoftankbatterijen, molten salt, hydro, ...) zal moeten komen ? Of zal ook daar een een mengeling zoals we nu ook zien met windmolens en PV cellen ontstaan.

[batteries4ever]

Je hebt volkomen gelijk, wind + zon is juist een hele goede combo. Ik doe onderzoek naar windenergie. En wat betreft je frustratie: dat gaat in andere landen niet beter - veel gepraat, gesteun en gejammer bij ieder groen initiatief. Bij mij in Duitsland heeft de nieuwe regering met de groenen in het kabinet besloten dat een maximale snelheid op de autobahn symboolpolitiek is en niets oplevert.Zelf maar even geprobeerd: mijn BMW3 diesel verbruikt bij 100 km/h: 4 l/100 km, bij 200 km/h is dat 12l/100km. Ik denk dat we nog zoveel te doen hebben dat we voorlopig in alle richtingen moeten schieten. Autoaccu's zijn een voor de hand liggende bron: als de volgende generatie een capaciteit voor 500 km heeft en je normaal gesproken niet meer dan 50 km rijdt, is veel capaciteit beschikbaar. Normaal gesproken weet je of je vandaag 500 km gaat rijden... Als de elektriciteitsprijs dynamisch wordt, dus meer dan het huidige dag/nacht tarief, dan loont het bij goedkoop tarief die dingen op te laden en bij hoog tarief weer gebruiken is het voor iedereen met een elektroauto een duidelijk voordeel. De grotere opslag komt hopelijk ook: er worden overal miljoenen aan waterstof elektrolyse gestopt, in Duitsland is zo ongeveer elk Bundesland bezig met een eigen initiatief. Probleem is dat dat nu nog te duur is - maar daar wordt aan gewerkt.
De andere opslagmogelijkheden zie ik, maar daar houden wij ons niet mee bezig - wind & waterstof is voorlopig genoeg om me van de straat te houden...

[Roharas]

Als je het zo uit elkaar zet dan heb je wel een punt in dat zonnepanelen ook veel oppervlakte kosten.
maar zonnepanelen kan je alleen wel makkelijker kwijt op reeds gebruikte grond zoals daken.
Ook kan je bij een windmolen niet puur de molen zelf nemen maar moet er ook een flink gebied omheen leeg zijn. De 8MW variant van siemens heeft bijvoorbeeld een diameter van 154! meter. Dat betekend dat een cirkel van op zijn minst dat rondom de hele windmolen leeg moet zijn omdat anders de wieken ergens tegenaan botsen. Ook zal er nog extra ruimte moeten zijn voor de veiligheid. Hoeveel dat wettelijk is weet ik niet maar. Als je dan een cirkel aanhoud van 160m vrij wat ongetwijfeld te weinig is dan kom je ook wel richting een voetbalveld of 5 a 6 qua oppervlak. Daarnaast kost een zonnepaneel slechts tientallen centimeters de hoogte in waar als een windmolen van dat formaat ook wel richting de 200m gaat.

Je hebt dus wel gelijk als je puur over de vierkante meters op de grond praat maar als je ook de hoogte mee neemt dan kan een windmolen er ook wat van.

[Roharas]

Dat warm maken met piekvermogens is ook iets waar ik mij aan stoor.
Wat mij betreft pure oplichting, er zijn voldoende projecten geweest zoals datacenters of grote fabriekshallen die beloven 100% klimaat neutraal te zijn door zelf hun stroom op te wekken.

De standaard werkwijze voor mijn gevoel lijkt hier te zijn dat ze bijvoorbeeld zeggen 4 hallen nodig te hebben en dat ze 25MW per hal nodig hebben en dus totaal 100MW.
Vervolgens beloven ze plechtig voor 100MW aan windmolens neer te zetten en met een beetje geluk doen ze dat ook nog maar ze gebruiken hier die piekvermogen getallen. Dat piekvermogen wordt nooit gehaald en zo wordt er maar iets van 40MW opgewekt met een beetje geluk niet eens genoeg voor 2 hallen.

Dan zou je denken, nu gaat er toch een alarm ergens af want er is niet genoeg stroom voor alle 4 de hallen maar dat valt in het begin niet op omdat ze hooguit 1 of 2 hallen neerzetten en de overige hallen pas jaren later neergezet dan wel afgemaakt worden. Ik denk dat we met een paar jaar heel veel van dat soort berichten gaan zien van "we hebben toen 50% te weinig stroom neergezet", of anders geformuleerd, wij hebben minder energie dan wij dachten.

[BRAINLESS01]

Wat betreft terrorisme valt het bij een kernfusiereactor reuze mee. Het is vergelijkbaar met een kolencentrale, niemand wordt er blij van, maar er is ook niet echt iets aan de hand. In tegenstelling tot de huidige kerncentrales, als daar strategisch een kleine bom in wordt geplaatst heb je potentieel een nieuw Tsjernobyl. Natuurlijk kost het opruimen bij een kernfusiereactor wat meer moeite, maar er is niet ineens een groot gebied rondom de centrale dat ontsmet moet worden.

Als ze het ooit werkend krijgen (en dat is nog steeds niet zeker), dan is het zaak om ze niet zo groot te maken dat we een probleem hebben als er 1 of 2 uitvallen. Als er genoeg marge is zodat we er een paar uit kunnen schakelen in Europa, dan is het probleem met natuurrampen en per ongeluk neerstortende vliegtuigen eigenlijk al gedekt. Wat dat betreft heb je bij zonnepanelen en windturbines veel meer last van de natuur, als er teveel wolken zijn of er een zonsverduistering is dan ben je ineens een groot deel van je energieproductie kwijt. Er zijn ook niet echt manieren om ons daar tegen te beschermen, dus de huidige oplossing is extra gas/kolen/oliecentrales laten staan om de klap (en de nacht) op te vangen. Stiekem zorgt al die "groene" energie er nu voor dat we niet meer van de grijze energie af kunnen.

[12_0_13]

The US Department of Energy currently spends about $500 million on fusion per year...
Da's inderdaad wel weinig!

[Reactie gewijzigd door 12_0_13 op 23 juli 2024 09:33]

[familyman]

In verhouding tot defensie, ja
In verhouding tot het doel, de vs versus het voortbestaan van de mens, heel ja.

[armageddon_2k1]

1 duizendste van het militaire budget

[The Third Man]

nvm

[Reactie gewijzigd door The Third Man op 23 juli 2024 09:33]

[To_Tall]

tervergelijking..

US military heeft 1,4 miljoen mensen in dienst.
+ bijbehorende ondersteunende diensten en services zoals voertuigen enz..

Hoeveel steek de US military in onderzoek? 116,16 miljard voor 2022.

dus van die 800 miljard gaat 116,16 vanaf. is 683,84 miljard dat naar personeel, huisvesting, voertuigen wapens munitie, verplaatsing, omkopen van mensen enz enz gaat.
Over het budget of je 1,4 miljoen personeel leden nodig hebt?
Geen idee.

500 miljoen voor kernfusie lijkt klein. Maar, ze hebben vaste locaties, ze hebben minder personeel. minder ondersteunende diensten nodig. voetprint is vele malen kleiner. Terwijl zij 500 miljoen voor een enkele taak krijgen. moet US military het 116 miljard over vele honderden of duizenden onderzoeken spreiden.

Ik praat het niet goed. Zie liever ook 116 miljard naar kernfussie en 500 miljoen naar militair onderzoek.. Maar 1 op 1 vergelijken kan je eigenlijk niet doen.

[The Zep Man]

In tussentijd hebben we ook oplosisngen nodig (bijv. wind/zon)

Nucleair, het afbouwen van grijze energie in plaats van enkel groene energiebronnen op te tuigen voor extra energie bovenop de grijze energie die wij al opwekken, ...

Enkel meer groene energie is niet het antwoord. Je krijgt dan de situatie dat je datacenters gaat plaatsen en niet voldoende capaciteit (netwerk, ruimte) hebt om voldoende groene energie op te wekken voor de rest.

[Reactie gewijzigd door The Zep Man op 23 juli 2024 09:33]

[consolefreak]

Kernfusie is nucleair(!) het is eeuwig zonde om nu nog tijd en geld te stoppen in kernsplitsing. Binnen europa is het een gepaseerd station en heeft de techniek redelijk stilgestaan. Het is verstandiger om te investerin in techniek die nóg verder kan groeien zoals groene energie (wind/zon/water/geothermie) om zo snel mogelijk die temperatuur omlaag te krijgen. Als je nu een kerncentrale wil bouwen ben je over 10 jaar ofozo klaar. In die tijd had je een hoop meer zonnepanelen kunnen leggen én van hetzelfde geld ook nog een opslag kunnen maken. Zorg ervoor dat je marktleider wordt in plaats van afhankelijk te zijn bij anderen!

[Tintel]

Kernfusie is nucleair(!) het is eeuwig zonde om nu nog tijd en geld te stoppen in kernsplitsing

Kernfusie en kernsplitsing zijn natuurlijk niet hetzelfde.

En stellen dat je beter wat anders kan doen omdat dit zo lang duurt - en het dus uitstellen lijkt me ook niet verstandig. Daarbij komt dat kern-energie nu eenmaal zo'n praktisch nut heeft. Bepaalde schepen kunnen heel veel diesel verstoken of kern-energie gebruiken maar voorlopig geen groene energie.
Dus is het misschien kiezen tussen 2 kwaden maar ik vermoed dat fossiele brandstoffen op een slechter spoor zitten dan kern-energie. Zeker gezien het feit dat dus gezocht wordt naar schone kernenergie = kernfusie.

[The Zep Man]

Kernfusie is nucleair(!) het is eeuwig zonde om nu nog tijd en geld te stoppen in kernsplitsing.

Dat dachten wij 30 jaar geleden ook. En 20 jaar geleden ook. En 10 jaar geleden ook. Kijk naar de huidige situatie, en bedenk dat het over 10 jaar niet beter zal zijn zonder drastisch in te grijpen.

Binnen europa is het een gepaseerd station en heeft de techniek redelijk stilgestaan. Het is verstandiger om te investerin in techniek die nóg verder kan groeien zoals groene energie (wind/zon/water/geothermie) om zo snel mogelijk die temperatuur omlaag te krijgen.

Enkel het opwekken via wind, zon, water en geothermie in Nederland is niet drastisch. Daarvoor wordt er te veel energie verbruikt en kan je te weinig opwekken.

Als je nu een kerncentrale wil bouwen ben je over 10 jaar ofozo klaar. In die tijd had je een hoop meer zonnepanelen kunnen leggen én van hetzelfde geld ook nog een opslag kunnen maken.

Geld is niet alleen het probleem. Grondstoffen ook.

• Voldoende energie.
• Goedkope energie.
• Schone energie.

Kies er twee.

In de toekomst kunnen we niet meer om een CO₂ tax heen. Landen met conventionele nucleaire energie zijn dan de lachende partijen, ook al zijn die centrales een tussenstap tussen nu en kernfusie.

[Reactie gewijzigd door The Zep Man op 23 juli 2024 09:33]

[Rudie_V]

We hebben geen idee hoelang kernfusie nog kan duren voordat het commercieel interessant is. In die tussentijd is kernsplijting zeker wel de moeite waard ivm CO2 reductie.

Er is de nodige weerstand tegen uranium ivm ongelukken, meltdowns en het afval. Thorium hoor je vaak als alternatief, maar zulke centrales zijn vooral nog in ontwikkeling en testfase.

Een ander alternatief is ANEEL splijtstof, eigenlijk een mix van thorium en uranium dat in bepaalde bestaande kernreactoren al gebruikt kan worden. Het geeft ook nog een zo'n 80% minder afval ook.

ANEEL: Thorium-based reactor fuel could revive Nuclear’s fortunes
https://energypost.eu/ane...revive-nuclears-fortunes/

ANEEL: Thorium-Based Reactor Fuel Could Support A New Wave Of Nuclear Power
https://prometheus.org/20...ew-wave-of-nuclear-power/

The U.S. Government Made a Powerful New Kind of Nuclear Fuel
https://www.popularmechan...new-kind-of-nuclear-fuel/

[RRRobert]

Of kernfusie de toekomst gaat redden durf ik echt niet te zeggen. Dertig plus jaar geleden las ik als tiener al in populair wetenschappelijke tijdschriften dat dit de toekomst zou zijn, maar de horizon die de eindstreep laat zien is in al die jaren met de tijd mee opgeschoven, zo lijkt het. Je betoog omvat vooral een boel hele aannames en halve waarheden. Je gooit kernfusie en kernsplitsing op één hoop en tegelijkertijd ga je compleet voorbij aan het feit dat investeren in groene energie en 'meer zonnepanelen' er nu al voor zorgt dat we tegen grote infrastructurele bottlenecks aanlopen die, als ik de media moet geloven alleen al járen gaat vergen om ook dit probleem op te lossen.

[Deadsy]

Het is nog de vraag hoe lang het duurt voordat projecten zoals iter commercieel inzetbaar zijn. En dan moet er ook nog eens capaciteit gebouwd worden.
Het kan dus nog tientallen jaren duren voordat we het echt hebben.

[joco]

kernfusie is een nog steeds een utopie..
En dat is het al 50 jaar.. en ik moet het nog zien

Wat dood en doodzonde is dat we in de jaren 70 niet vol ingezet hebben met gesmolten zout reactoren en als het kan op basis van Thorium ipv Uranium

Ik ben er van overtuigd als we toen jawel 50 jaar geleden de juiste afslag hadden genomen dan we nu geen energie problemen hadden gehad..

Die hoge druk uranium reactoren zijn gewoon niet echt handig (behalve voor bommen maken)
Ze verbranden veel minder efficient en de troep is veel langer radioactive als Thorium

Daar komt ook nog bij dat Thorium tot wel 6x zo veel aanwezig is op aarde als uranium, volgens mij als we alle energie die de hele mensheid verbruikt puur en alleen door thorium zou worden gegenereerd kunnen we duizenden jaren voorruit...

[EXos]

Sinds 2005 is Nederland bezig met het bouwen van verschillende Windmolen parken in de Noordzee.
Hier de lijst.
Deze kosten al een paar Miljard aan bouwkosten en leveren welgeteld een totale capaciteit van 2.5 Gigawatt als alles optimaal draait.

Dat is even veel als één Kerncentrale met twee Generatie 3 kern reactoren. https://en.wikipedia.org/wiki/Generation_III_reactor Deze generatie is al sinds de jaren 90 beschikbaar. Er zijn ondertussen ook Gen 3+ en er zijn ontwerpen voor Gen 4.
Maak de balans maar op. En qua CO2 uitstoot, de meeste schepen zijn gigantische vervuilers omdat op open zee geen regels gelden. (De schepen zijn voor het bouwen en constante onderhoud.)

En Kernfusie is geen Kernsplitsing!

Maar in hoeverre de opbrengst zal zijn van Kernfusie? De test reactor bij ITER wordt geschat op 500MW. Nog niet dendert maar dat is nog maar een kleintje.

[Reactie gewijzigd door EXos op 23 juli 2024 09:33]

[Roharas]

Daarnaast wordt de totale capaciteit gerekend naar de hand van de maximum capaciteit.
Om die maximum te halen moet het tegen de windkracht 8 waaien en op die snelheid houden windmolens het nog geen uur vol zonder te overhitten. Gemiddeld genomen wordt gesteld dat windmolens ongeveer 30 tot 45% rendament hebben. Dat zou dus amper 1.2Gigawatt op stabiele basis betekenen en dan zit je op de helft van 1 reactor waar je echt mee vergelijken kan want die reactor draait wel stabiel.

[batteries4ever]

Nou ja... je doet alsof een "gewone" kerncentrale iets is wat we wel eventjes kunnen... niet dus en dat geldt internationaal, zie b.v. https://www.trouw.nl/verd...eer-winstgevend~b296a078/
Jouw oplossing dan over te stappen op een system dat we zelfs theoretisch nog helemaal niet kunnen is wel heel erg optimistisch - 30 jaar of zo zou voor mij al reden zijn de champagnekurken te laten knallen - maar dan is het onderhand 2052 en is het klimaat inmiddels volledig overhoop, de mensheid ondergedompeld in hongersnood, overstromingen, oorlog enz... Dat wil niet zeggen dat we er geen research aan moeten doen, maar op zijn allerbest een middellange termijn oplossing, waar je zelfs als marktleider niet blij van wordt.
Dus tot die tijd hebben we wat anders nodig: wind, zon, ... kernsplijting?

[R4gnax]

Nucleair, het afbouwen van grijze energie in plaats van enkel groene energiebronnen op te tuigen voor extra energie bovenop de grijze energie die wij al opwekken, ...

Heb je het nieuws niet gehoord? De EU classificeert schijnbaar nucleaire fissie tegenwoordig ook als groen. Da's dus ook gewoon groene energie optuigen.

Al die mensen die nucleaire energie als groot spook zien moeten trouwens de doden door nucleaire energie eens af gaan zetten tegen de doden door 'groene energie' zoals vergifiting bij het delven van grondstoffen voor zonnepanelen; doden bij waterrampen met slecht gebouwde dammen die doorbreken; etc.

[Reactie gewijzigd door R4gnax op 23 juli 2024 09:33]

[aadje93]

Die slecht gebouwde dam zorgt een paar maanden voor slecht begaanbaar terrein. Een kerncentrale die boem doet zorgt ervoor dat je achterkleinkinderen in een straal van X km om die centrale ook niet kunnen wonen. Dat is wel een klein verschil.

[jopiek]

Wind/zon is alleen maar een inconstante deeloplossing, dus lang. niet genoeg. Dan maar ter overbrugging conventionele kernenergie?! Jammer dat daar de afgelopen decennia niet meer in geïnvesteerd is, mede dankzij al die activisten, soort Greta Thunbergs van de vorige eeuw zeg maar...

[PjotterP]

Wind/zon is alleen maar een inconstante deeloplossing

Batterijen (in de breedste zin de woords en op het niveau van huishoudens en bedrijven en/of meer centraal) kunnen dit veel constanter maken

[jongetje]

Zolang nog geen 10 procent van de energie überhaupt groen is, is er ook geen overschot om op te slaan.

[PjotterP]

Dat staat er los van. Er zijn nu ook al pieken en dalen met wind en zonne energie die onwenselijk zijn en die door middel van batterijen gebuffered en daarmee meer constant kunnen worden gemaakt.

[jibjqrkl]

Mag best in mijn achtertuin.

Chernobyl was voornamelijk door slechte menselijke fouten van het niveau dat alleen al kon gebeuren in een klimaat waar de politiek niks gaf om mensenlevens/schade maar alleen het beeld naar de buitenwereld.

Ergste ramp daarna was Japan, en als je kijkt wat er voor nodig was om dat te laten gebeuren en hoe relatief weinig schade daaraan overgebleven is dan voel ik.me eigenlijk gewoon 100% veilig met zo'n ding naast me. In ieder geval veilig genoeg dat ik tijd heb te vertrekken mocht er alsnog iets te gebeuren.

Afval wat overblijft is ook zo goed als niks. Neemt wat meer ruimte in beslag omdat het veilig moet worden opgeslagen. Maar liever iets gevaarlijks in een veilige opslag dan een langzame killer in de lucht pompen zoals we nu doen.
En wie weet, misschien wprdt het ooit nog eens goedkoop ook om die zooi de ruimte in te schieten of er iets anders mee te doen

[Reactie gewijzigd door jibjqrkl op 23 juli 2024 09:33]

[jopiek]

Helemaal met je eens jibjqrkl. Er is een mooie documentaire over: "Pandorra's promise", daarin worden al jou argumenten ook duidelijk in beeld gebracht.

Er zou ook meer onderzoek naar opwerken moeten komen, Urenco zal dat vast ook wel doen, maar nog meer onderzoek zou kunnen helpen ook het afval nog lang op veilige manier te kunnen gebruiken. Eigenlijk zonde dat het afval nu opgeslagen wordt in zoutmijnen en zo. Het afval valt ook enorm mee, maar kan nog minder volgens mij.

[OxWax]

Of in Thorium reactors

https://en.wikipedia.org/wiki/Thorium_fuel_cycle

[Ortep]

Ik heb een vraag voor je:
Noem eens 3 commercieel werkende Thorium reactoren. En dan niet de reactoren die als bijproduct of startup Thorium gebruiken.

Ik zal het je makkelijker maken, noem er eens 2.

Nog makkelijker? eentje dan?

[Reactie gewijzigd door Ortep op 23 juli 2024 09:33]

[OxWax]

Dat is/was een politieke meen ik ooit te hebben gelezen
https://en.wikipedia.org/...#Thorium-fuelled_reactors

[Ortep]

Ik weet wel waarom ze er niet zijn. Maar feit blijft dat ze op dit moment alleen maar theoretisch zijn.
Er zijn er een paar experimenten geweest, maar die zijn afgeschakeld.

Het zou beter zijn geweest als ze wel waren ontwikkeld. Maar dat zijn ze dus niet.

Je moet dus helemaal opnieuw beginnen met onbewezen technieken.

[Stoney3K]

Het gaat er vooral om dat die experimenten niet verder zijn doorontwikkeld omdat ze tegen politieke weerstand op liepen. Aan de ene kant mensen die geen kerncentrales in hun achtertuin willen (ook niet als er 0,0 kans is dat ze uit elkaar klappen), aan de andere kant omdat thorium-centrales compleet nutteloos zijn in de taak waar kerncentrales ooit voor waren bedacht, namelijk het opwerken van uranium voor kernwapens.

De warmte (en dus energie) was in eerste instantie een bijproduct waar later pas meer gebruik van werd gemaakt, en dat is 1 van de redenen waarom thorium-reactoren weinig aftrek kregen. Ze waren militair gezien niet heel erg nuttig.

Als je bekijkt dat ze in de jaren 60 die dingen al lang en breed aan het grid hebben gehangen als onderzoeksproject dan is het vooral een kwestie van politiek draagvlak en commerciële uitbating om te zorgen dat ze weer rendabel worden. Molten salt met thorium als brandstof is daar momenteel de grootste kandidaat voor.

[Reactie gewijzigd door Stoney3K op 23 juli 2024 09:33]

[Ortep]

Fijn dat je bevestigd wat ik ook schreef.

Ja, het is een beter systeem dan wat we nu hebben.

Ja er zijn 60 jaar geleden wat experimentele reactoren geweest die draaiden op de techniek van toen en met de kennis van toen. (Ik neem aan dat je nu ook geen auto's gaat bouwen met uitsluitend de kennis van toen 1960. Dat tamelijk onveilig zijn)

Nee, er zijn op dit moment geen echte reactoren, alleen theoretische studies en wat vage plannen om er een te bouwen. Zij ze dus een alternatief? Helaas niet.
Voor ze uit van de ontwerp fase zijn naar een proef centrale naar grote uitrol zijn we zo 50 jaar verder. Het bouwen kost minimaal 10 jaar. En dan heb je het dus over bewezen techniek.
Dus zelfs al beginnen ze morgen de eerste serieuze centrale te bouwen, dan heb je pas over 10 jaar iets dat werkt. Dan gaat er vast nog wel het een of ander niet optimaan, dan moet je een paar jaar gaan nadenken, een nieuwe betere bouwen die het dan misschien wel bijna goed doet, daarna nog wat aanpassen voor een paar jaar en dan kan je ze pas echt echt gaan bouwen. Dan ben je alleen aan bouwtijd al 30 jaar kwijt. Als je morgen begint dus en het zit niet te veel tegen.
Met het plannen, verbeteren en meer komt daar zo 10-15 jaar extra bij.

Ik heb niets tegen Thoriium centrales, maar tegen de tijd dat die dingen eindelijk op grote schaal inzetbaar zijn, zijn we zo 2 generaties verder.

[Reactie gewijzigd door Ortep op 23 juli 2024 09:33]

[Stoney3K]

Nee, er zijn op dit moment geen echte reactoren, alleen theoretische studies en wat vage plannen om er een te bouwen. Zij ze dus een alternatief? Helaas niet.

Het zijn allesbehalve 'vage plannen', maar als er één industrietak enorm conservatief en bureaucratisch is dan is het de nucleaire industrie wel. Ook omdat er die militaire belangen (kernwapens) mee spelen.

Dus de meeste plannen zijn zeker wel concreet maar ze zitten vast in een web van ambtenaren en internationale commissies. Daar heeft ITER overigens ook last van, van twee kanten, niet alleen vanuit de nucleaire industrie omdat ze nog altijd met radioactief materiaal werken, maar ook vanuit de wetenschap die vaak de baanzekerheid van zijn eigen onderzoekers veel belangrijker vindt dan zo snel mogelijk een fatsoenlijk functionerend ding van de grond krijgen.

[Ortep]

[...]

Dus de meeste plannen zijn zeker wel concreet maar ze zitten vast in een web van ambtenaren en internationale commissies.

Dat is dus mijn defintiie van vage plannen

[OCU-Macs]

En dat is precies ook het probleem. Want “alles” wil liever niet vervangen worden.

(Vervang het woord “alles” voor elke (fossiele of anderszins energieproducent op deze wereld)

[dyrc]

we zijn al jaren bezig (als mensheid) met ITER en daar gaat zo'n 20-60 miljard euro in zitten.
ondertussen staan de 'silicon valley' boys ook klaar met hun geld, en zijn mannen als Jeff Bezos ook bezig (los van z'n reputatie, de mannen met 'de big bucks')

"this is the way" , schaalgrootte bepaalt het rendement, bigger = better.

en dit is nog lang niet de perfecte vervanger, we hebben nog wel een weg te gaan op de Kardashev schaal.

[lkruijsw]

Realiseer je dat dit soort kernfusie op lithium draait. Dat is de enige manier om aan tritium te komen. En nu wil het dat lithium ook voor andere dingen handig is, dit in tegenstelling tot thorium.

[toxict]

ZPM's FTW!
Was het maar waar.... wat zou de wereld dan mooi zijn, maar helaas... wie weet

[PEC]

Het artikel in NRC heeft het ook over 'brandend plasma'. Maar (ver)branden is een chemische reactie en dit is fusie. Ik vind dit verwarrend. Is daar ergens (goede) uitleg over?

En het voorbeeld van 'gemiddeld huishouden verstookt dagelijks 10kWh' is alleen het elektrische energie deel lijkt mij, het verstookte gas duidelijk niet meegeteld

[Reactie gewijzigd door PEC op 23 juli 2024 09:33]

[OxWax]

Ik vroeg me dat ook af en toen had ik een geniale ingeving : ik zoek het op.

Sustained, ongoing fusion reactions like those in our Sun rely on burning plasmas. Plasma, one of the four fundamental states of matter, consists of a gas of ions and free electrons. A burning plasma is one in which most of the plasma heating comes from fusion reactions involving thermal plasma ions. In the Sun, those fusion reactions involve hydrogen ions. The high temperatures needed to sustain fusion reactions are maintained by the “self-heating” process in which energy from the fusion reaction heats the thermal plasma ions via particle collisions. A plasma enters what scientists call the burning plasma regime when the self-heating power exceeds any external heating.

https://www.energy.gov/science/doe-explainsburning-plasma

[jessestam]

Ik denk wat er bedoelt word in dit geval dat er een reactie was die doorging zonder extra externe stimulatie

[dyrc]

Ik denk wat er bedoelt word in dit geval dat er een reactie was die doorging zonder extra externe stimulatie

klopt, in het artikel omschrijven ze het als "When the energy from self-heating is dominant over the energy that was injected to initiate the fusion reactions, the plasma enters a burning plasma state."

[brobro]

Er zijn regelmatig veelbelovende berichten over energie. Nieuwe energiebronnen zoals dit, of over waterstof, of over veel betere batterijen / energieopslag. Het is er echter allemaal nog niet. En ik vrees vaak dat het voor onze planeet en het welzijn van veel leven erop te laat komt.

Straks is 2045 en realiseren we wat we eigenlijk in 2030 hadden moeten hebben.

[DropjesLover]

Kernfusie is een technisch probleem. Technische problemen kunnen worden opgelost met meer budget en dus politieke wil. Denk aan de ontwikkeling van de kernbom of de race naar de maan.
Helaas ligt er bij de politiek hier geen prioriteit bij en is het budget maar een paar miljard wereldwijd.
Stel dat 10% van het Amerikaanse militaire budget er naar toe zou gaan, dan zou het veel sneller gaan.

[pagani]

Dat is wel een beetje klassiek projectmanagement denken: Als ik in plaats van een vrouw negen vrouwen zwanger maak heb ik na een maand het eerste kind. Je kunt zeker opschalen (er zijn meer mensen bezig met kernfusie, die zou je kunnen laten samenwerken aan één oplossing) maar met het vertienvoudigen van het budget heb je niet ineens (en waarschijnlijk nooit) het tienvoudige aantal wetenschappers en ingenieurs die ook maar iets kunnen bijdragen.

[DropjesLover]

Je moet ook zeker niet 1 jaar er 100 miljard voor vrijmaken en dan verwachten dat het opgelost is, maar 10 jaar lang 10 miljard zal zeker een flinke versnelling zijn.

[pagani]

Je moet ook zeker niet 1 jaar er 100 miljard voor vrijmaken en dan verwachten dat het opgelost is, maar 10 jaar lang 10 miljard zal zeker een flinke versnelling zijn.

Typisch duurt een verdubbeling aan kennisdragers wereldwijd wel wat langer dan 10 jaar. Die kennisdragers moeten opgeleid worden door, juist, kennisdragers. Capaciteit opschalen op universiteiten duurt een paar jaar, zeg vier jaar (waarin die opleiders dan focussen op onderwijs en niet onderzoek) en na de eerste lichting studenten die na zes jaar de Master afrondt heb je een grote voorraad aan junior kernfusici, precies na je tien jaar. Kostentechnisch waarschijnlijk lang geen 10 miljard de eerste tien jaar, maar je bent ook nog geen stap opgeschoten met daadwerkelijk kenrfusiecentrales bouwen.

[DropjesLover]

Die kennisdragers en ontwikkelaars zijn PhD studenten en (na hun 4-jarige PhD) onderzoekers/doctorandi.
Bedenk ook dat bij dit soort onderzoek het maken van de apparatuur fors kostbaar is, maar nog steeds goedkoper dan $onderwerp niet kunnen onderzoeken.

Mijn bron, ik heb een tijdje bij het Eindhovense DIFFER gewerkt, waar ze onderzoek doen naar/met plasma, oa voor fusie-reactoren. Collega van met kwam er achter dat ook wolfraam fors beschadigt op micro-niveau na een paar keer plasma er tegenaan te laten klappen, en kwam met de oplossing van een soort vloeibare / spons-achtige wand https://www.differ.nl/NWO-Grant_LiMeS-lab

[PjotterP]

Waterstof (behalve als nucleaire bom ofzo) is niet echt een energie’bron’ toch? Meer energieopslag / brandstof?

[Reactie gewijzigd door PjotterP op 23 juli 2024 09:33]

[Asterion]

Dat is inderdaad waar wij het van kennen. Het 'gewone' volk zeg maar.
In de wetenschap kunnen ze waterstof gebruiken voor vele andere doeleinden.

Lees even het stukje van Playa Del C. hier een stukje terug.

Waterstof (symbool: H) is het kleinste atoom. Het heeft één proton en één elektron. Sterren, waarin kernfusie standaard plaatsvindt, bevatten voornamelijk waterstof. Niet om te verbranden met zuurstof, maar om de atomen onder grote druk met elkaar te laten fuseren. Kernfusie dus.

[Anoniem: 1532362]

Waterstof (behalve als nucleaire bom ofzo) is niet echt een energie’bron’ toch? Meer energieopslag / brandstof?

The law of conservation of energy states that energy can neither be created nor destroyed - only converted from one form of energy to another. Bron

Technisch gezien is het dus allemaal energieopslag.
- Zonne energie, opgeslagen in de zonnestaal
- Wind energie, opgeslagen in de wind
- Waterstof, opgeslagen in de waterstof en zuurstof.
- Kern splijting (Kerncentrale energie), opgeslagen in de atoom die gesplitst wordt
- Kern fusie, opgeslagen in de twee atomen die samensmelten.

Bij waterstof laat je twee waterstof atomen, en 1 zuurstof atoom reageren.
Bij elkaar opgeteld hebben twee waterstof atomen + 1 zuurstof atoom meer energie dan 1 water molecuul heeft. De rest energie is bij de reactie vrijgekomen en kan worden gebruikt.

Bij fusie laat je twee waterstof atomen (deuterium of tritium) samensmelten, ook deze twee atomen hadden individueel wanneer bij elkaar opgeteld meer energie dan dat het zwaardere atoom wat ze samen vormen heeft. Deze rest energie kwam vrij en wordt gebruikt om werk te verrichten.

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 1532362 op 23 juli 2024 09:33]

[PjotterP]

Ja ok in termen van thermodynamic laws heb je gelijk,. Maar dat bedoelde ik eigenlijk niet, maar ik had even het punt van 'fusie' met hydrogen atoms gemist.

[Reactie gewijzigd door PjotterP op 23 juli 2024 09:33]

[pagani]

Het "probleem" met kernfusie (of tenminste zover we het nu kunnen inschatten met onze beperkte kennis) is dat we tot voor kort niet of nauwelijks de capaciteiten hadden om überhaupt in de buurt te komen van deze resultaten en een installatie als ITER. Het gaat hier om processen die dermate veel precisie nodig hebben (zowel in de bouw van een reactor als het daadwerkelijk draaiend houden van de reactie) dat we daar simpelweg de rekenkracht en kunde niet voor hadden.

Gezien de stap van tekenen van het verdrag voor ITER (2007) tot aan "productie" draaien met fusie (2035) ruim 28 jaar duurt en een van de grootste projecten is die we als mensheid ooit hebben opgepakt vrees ik dat we voor 2045 geen werkende (energie opleverende) fusiereactor in de meterkast hebben (of überhaupt ergens)

[familyman]

Daarna is het copy-paste, natuurlijk.....

[pagani]

Behalve dan dat ITER waarschijnlijk niet positief (energie opleverend) zal gaan draaien

[familyman]

Dan gaan we dus nog even niet copy-pasten, haha

[The Zep Man]

Er zijn regelmatig veelbelovende berichten over energie. Nieuwe energiebronnen zoals dit, of over waterstof, of over veel betere batterijen / energieopslag. Het is er echter allemaal nog niet. En ik vrees vaak dat het voor onze planeet en het welzijn van veel leven erop te laat komt.

Je hoeft dat niet te vrezen. De planeet zal zich prima herstellen van het beetje schade dat mensen doen, en leven (in de breedste zin van het woord) ook. Echter zullen mensen daar mogelijk geen onderdeel van zijn.

Straks is 2045 en realiseren we wat we eigenlijk in 2030 hadden moeten hebben.

Het is nu 2022, en we weten prima wat wij al in 2007 hadden moeten hebben.

[Reactie gewijzigd door The Zep Man op 23 juli 2024 09:33]

[uiltje]

"De mensheid" overleeft de hogere waterstand en temperatuur ook wel. Of dat ook incluus Nederland en de huidige havensteden zal zijn is de vraag. Wat betreft "de mensheid" is een kernoorlog nog steeds de grootste directe bedreiging als je het mij vraagt. Maar daar zitten we dankzij Putin en China / N. Korea ook steeds dichterbij.

[jessesteinen]

Rusland, noch China, noch Noord-Korea zullen in hun eentje een kernoorlog (of welke oorlog dan ook) gaan uitvechten. Er is altijd nog een tegenpartij nodig die meedoet...

[brobro]

Je hoeft dat niet te vrezen. De planeet zal zich prima herstellen van het beetje schade dat mensen doen, en leven (in de breedste zin van het woord) ook.

De planeet heeft geen mening over wat 'prima herstel' is. Maar door menselijk toedoen is er een hoop leed bij dieren, soms door er teveel te fokken en ze een bizar slecht leven te geven, en andere sterven dieren uit, en er verdwijnen plantensoorten. Een uitgestorven dier of plant herstelt zich niet. Maar goed, over een miljoen jaar kan er weer allerlei ander leven zijn ontstaan. Zit een hoop pijn in die tijd.

Mensen lijden ondertussen ook, krijgen honger, zien hun land in woestijn veranderen, vechten om schaarse middelen en betere grond, migreren noodgedwongen en voelen zich ontheemd. Oorlog en zo.

[Shark.Bait]

Men zegt al zo'n vijftig jaar dat het nog maar dertig jaar duurt tot we kernfusie hebben. Zodra het tien jaar wordt, dan mag je enthousiast worden...

[kramer65]

Om te beginnen is waterstof geen energiebron, maar een energiedrager, net als een accu. Verder is heel veel van wat er in de afgelopen jaren is ontwikkeld al wel. Zo waren zonnepanelen 20 jaar geleden nog echt geen ding, maar tegenwoordig zie je ze overal om je heen. Dito met elektrische auto's, accu's met véél hogere energiedichtheid, steeds efficiëntere windenergie en nu dus ook steeds meer doorbraken in de weg naar kernfusie.

Het zijn echter allemaal kleine incrementele stappen, en daarom vallen ze niet zo op. De ontwikkelingen gaan echter daadwerkelijk razendsnel. Ik kan niet wachten op de eerste proof of concept van een kernfusie-reactor.

[Reactie gewijzigd door kramer65 op 23 juli 2024 09:33]

[Tintel]

Tja - besef komt langzaam en we hebben een maatschappij die vooral economisch gestuurd wordt.

Toch geef ik de hoop niet op. Zeker niet gezien we [de mensheid] toch telkens in staat zijn geweest om energie-transities te maken. Hout, kolen zijn we toch aardig gepasseerd (nog niet helemaal helaas). Ook voor fossiele brandstoffen wordt gewerkt aan op korte termijn haalbare alternatieven.

[sypie]

Het is nu 2022, we komen er nu achter dat we dit al hadden moeten hebben toen “zure regen” nog niet bestond.

[Timoo.vanEsch]

Ach...
Nu in 2022 realiseren wat we eigenlijk al in 1969 in gang hadden kunnen zetten is ook een factor...

[pharmacist]

Het proces is gebaseerd dat door de fusie van 2 waterstofatomen er een heliumkern ontstaat, waarbij de massa een heel klein beetje lichter is dan de 2 waterstofatomen samen: dit massaverlies wordt volledig omgezet in pure energie volgens de beroemde formule van Einstein: E=m.c^2.

zodoende is massa niks anders den "gekristalliseerde" energie en omgekeerd.

De meest energierijke reactie is de reactie van een proton en een anti-proton (correctie van negatron) (antimaterie van een proton) met complete annihilatie en waarbij dus 100% wordt omgezet in energie.

[Reactie gewijzigd door pharmacist op 23 juli 2024 09:33]

[phoenix2149]

Is het niet "Anti-proton" in plaats van Nagaton?

[pharmacist]

Je hebt gelijk, een anti-proton, een negatron is een normal matter electron en een positron een ant-matter electron.

[peize9]

Dat is mooi, ik hoop dat die nu voor de nodige miljarden investeringen zorgt die nodig zijn om de wereld aan de kernfusie te helpen. Het is hard nodig om de klimaatproblemen aan te pakken en is eigenlijk de beste lange termijn optie.

[stuffie123]

Wordt dit de ondergang van de aarde? Iemand die op een knopje drukt en het resultaat vervolgens niet meer onder controle kan houden? Het probleem wordt groter en groter en iedereen gaat dood?

Ik heb er geen verstand van, maar ik kijk wel veel SF

[Stoney3K]

Wordt dit de ondergang van de aarde? Iemand die op een knopje drukt en het resultaat vervolgens niet meer onder controle kan houden? Het probleem wordt groter en groter en iedereen gaat dood?

Nee. De hele trope van een 'runaway reactor' is er ééntje die schaamteloos gejat is van kernsplijtingsreactoren die uit elkaar knallen.

De vervelende eigenschap van die reactoren is namelijk dat ze genoeg brandstof bevatten om jaren lang te draaien, en je met regelsystemen moet zorgen dat die hoeveelheid brandstof niet in één keer vrij komt.

Bij een fusie-reactor moet je zelf de brandstof steeds blijven toevoegen. Draai je de kraan dicht, dan gaat de hele boel gewoon uit. Net zoals wanneer je van je auto de contactsleutel omdraait.

Maar voor SF is dat natuurlijk veel minder spannend. Daar wil je dat een "energiereactor" altijd zo'n kwetsbaar element in het verhaal is wat een balancing act doet tussen het schip van de broodnodige energie voorzien, en elk moment uit elkaar springen. Dat veroorzaakt nou eenmaal een spanningsboog in het verhaal.

[Reactie gewijzigd door Stoney3K op 23 juli 2024 09:33]

[stuffie123]

Mooi, goed on te horen. Ik geloof je

Ik moet namelijk wel eens aan deze aflevering denken, vandaar...

Ik citeer: "The Daedalus then jumps to hyperspace mere moments before the planet explodes and the explosion engulfs 5/6 of the solar system."

[OxWax]

Je moet niks geloven, zelf onderzoeken en proberen te begrijpen.
Echt wetenschap is oneindig veel mooier. (Trekkie )

https://www.nhm.ac.uk/dis...lly-made-of-stardust.html

[OxWax]

Wordt dit de ondergang van de aarde? Iemand die op een knopje drukt en het resultaat vervolgens niet meer onder controle kan houden? Het probleem wordt groter en groter en iedereen gaat dood?

Ik heb er geen verstand van, maar ik kijk wel veel SF

Aan beide kan je iets doen: minder SF kijken(of de betere lezen) en jezelf inlezen :
https://en.wikipedia.org/wiki/Fusion_power

[HenkEisDS]

Lijkt mij van wel. We weten amper wat van subelementaire deeltjes af, maar vinden het wel een goed idee om even 10% van de energie van de zon er doorheen te jassen. Straks blijkt dat dark matter 2.0 of higgs boson 3.0 deeltjes explosief zijn vanaf een bepaalde temperatuur en dan vragen we ons af waarom we nog steeds geen buitenaards leven kunnen detecteren.

[OxWax]

Fantastisch, dan kunnen we eindelijk aan die warpdrive beginnen

Lijkt mij van wel. We weten amper wat van subATOMAIRE deeltjes af, maar vinden het wel een goed idee om even 10% van de energie van de zon er doorheen te jassen. Straks blijkt dat dark matter 2.0 of higgs boson 3.0 deeltjes explosief zijn vanaf een bepaalde temperatuur en dan vragen we ons af waarom we nog steeds geen buitenaards leven kunnen detecteren.

Wel grappig dat je zegt 'het lijkt me van wel' terwijl je tegelijk zegt dat we er niks van afweten (volgens jou dan ...)

[Reactie gewijzigd door OxWax op 23 juli 2024 09:33]

[Anoniem: 795285]

Nee, kernfusie is nou juist moeilijk om in stand te houden en bij onnauwkeurigheid dooft het zover als ik weet gewoon uit. Je kunt geen kettingreactie krijgen zoals bij kernsplijting.

[TigerXtrm]

Vraagje van een leek. Als het einddoel is dat de fusie zichzelf in stand houdt, hoe stop je het dan?

[uNoTopia]

Door de toevoer van lichte elementen te staken, denk ik, ook als leek

[OxWax]

Vraagje van een leek. Als het einddoel is dat de fusie zichzelf in stand houdt, hoe stop je het dan?

Stel jezelf de vraag : wat is er nodig voor fusie? Het antwoord : druk en temperatuur. (meest simpele voorstelling) Dus een van beide gecontroleerd laten zakken zal de reactie tot stilstand brengen.

They have found that you can decelerate runaway electrons by injecting heavy ions into the reactor, in the form of a gas or pellet, to act as “brakes”. Neon or argon are said to be good examples.

https://www.iflscience.co...ion-reactor-from-melting/

[Reactie gewijzigd door OxWax op 23 juli 2024 09:33]

[phoenix2149]

Zoals de zon, als de fussie in stand is houd het op als de elementen die de fusie in stand houden op zijn.

De zon is een enorme bol waterstof die continu fussie reacties geeft. Het is niet oneindig, want als het op raakt stagneert de fusie reactie.

Althans zo heb ik het begrepen.

Dus het makkelijkste is aanvoer van H stoppen.

[OxWax]

Zoals de zwaartekracht de fusie in stand is houd het op als de elementen die de fusie in stand houden op zijn.
De zon is een enorme bol waterstof die continu fusie reacties geeft. Het is niet oneindig, want als het op raakt stagneert de fusie reactie.
Althans zo heb ik het begrepen. Dus het makkelijkste is aanvoer van H stoppen.

In de zon gaat het verder He naar Li naar C12 , O16 en bij ijzer stop het.
Omdat er dan energie nodig is om te fuseren kan alleen een (super) nova al de rest van Mendeleev atomen creëren. We really are all made of stardust.
https://www.nhm.ac.uk/dis...lly-made-of-stardust.html

[phoenix2149]

Dat is waar. Dit heb ik over het hoofd gezien *zat diep in geheugen.

[OxWax]

Nu niet iets waar de meeste mensen dagelijks mee bezig zijn behalve leraren en nerds zoals ik

[phoenix2149]

Haha true enough.

[Stoney3K]

Vraagje van een leek. Als het einddoel is dat de fusie zichzelf in stand houdt, hoe stop je het dan?

Wachten tot de brandstof op is. En sinds er op elk moment maar microgrammen aan brandstof in zo'n reactor zitten duurt dat niet lang, tenzij je er brandstof bij blijft gooien.

Een verbranding in de cilinder van je auto houdt zichzelf ook in stand. Je hoeft niet de hele tijd een vlammetje erbij te houden, maar wanneer de benzine of de lucht op is, zul je toch moeten zorgen voor nieuwe benzine en lucht anders ga je niet ver komen.

[phoenix2149]

Ik heb altijd begrepen (met ook op Gas-->Electra conversie) Mj ≠ kWh maar Mj=kW

Dus als een energiebron een bepaald aantal joule nodig heeft om iets op te warment en je wil het omrekenen naar hoeveel electra je daarvoor nodig hebt is het Mj naar kW. Om dat aantal kW te produceren moet je bron (e.g. warmtepomp of kern fusie reactor) en x aantal tijd aan staan, dat is dan kWh.

Correct me if I am wrong.

Daarmee is 1,3Mj dus 0,36kW. De duur van de release bepaalt hoeveel kWh dat is. Als die energie in een seconde vrij komt en als het een continu reactie is (dus elke seconde vrij komt) hebben we het over 0,36kW*3600=1296kWh.

[Karel Knip]

Vermogen (W) is energie (J) per tijdseenheid. Dus 1 W = 1 J/s, en 1 J = 1 Ws = 1 Wh/3600.
1,3 MJ is dus 0,36 kWh, en 0,36 kW is 1,3 MJ/h