Amerikaanse wetenschappers claimen doorbraak koude kernfusie

Amerikaanse wetenschappers claimen een mijlpaal in het onderzoek naar koude kernfusie te hebben bereikt. Ze ontwikkelden een nieuwe methode voor de detectie van de voor kernfusie kenmerkende neutronen. Het onderzoek wordt echter betwist.

Bij koude kernfusie wordt zwaar water geëlektrolyseerd, waarbij deuterium-atomen worden omgezet in helium en er hoogenergetische neutronen vrijkomen. In 1989 claimden Martin Fleishmann en Stanley Pons dat ze dit proces op kamertemperatuur hadden gerealiseerd. Geen enkele wetenschapper wist de bevindingen van Fleishmann en Pons echter te reproduceren, waarbij met name de uitstoot van de neutronen onbevestigd bleef. In de jaren erna zakte het enthousiasme over cold fusion weg, maar de onderzoeken gingen door. Op het New Energy Technology-symposium, dat deze week plaatsvindt, baarde het Amerikaanse Space and Naval Warfare Systems Center opzien met de claim dat het erin is geslaagd de neutronen waar te nemen.

De Amerikaanse onderzoekers gebruikten een detector van CR-39, een kunststof die ook wel voor brillenglazen wordt gebruikt. In dit materiaal vormen zich minuscule putjes als het met subatomaire deeltjes wordt gebombardeerd. Bij een fusie-experiment op kamertemperatuur vormden zich niet alleen deuterium en palladium rond de elektrodes; de onderzoekers troffen ook de kenmerkende putjes in de CR-39-detector aan. Dat kan volgens hen betekenen dat er hoogenergetische neutronen worden geproduceerd. Volgens de onderzoekers is het mogelijk dat de uitstoot het resultaat is van een fusie van deuterium- en tritium-atomen en dus van een koude kernfusie. Anderen zijn sceptisch en denken dat de neutronen in de bewuste testopstelling ook zonder kernfusie geproduceerd kunnen worden.

Reacties (97)

[Nutral]

Kernfusie is een proces gebaseerd op einstein's E=MC^2 theorie. Als er massa verdwijnt komt er energie vrij. Bij kernfusie word het isotoop Deuterium en Tritium ontleed in Helium. Dit moet op zeer hoge temperaturen gedaan worden zodat het plasma word en er word magnetisme gebruikt om het bij elkaar te houden, omdat elke legering op deze temperaturen smelt. Bij dit proces verdwijnt er massa waardoor er veel energie vrij komt en het eindproduct is vrij veilig.

Het komt neer op iets zoals een kernreactor alleen door de temperaturen en magnetisme is een kern fusie niet rendabel, het kost meer energie dan het oplevert, koude kernfusie zou dit wel rendabel kunnen maken en een echte energiebron maken.

[.oisyn]

Even wat nuanceren, warme kernfusie is niet rendabel op kleine schaal. Maar op grote schaal weldegelijk, en het levende bewijs daarvoor is onze zon. Er zijn hier op t.net wel berichten voorbij gekomen over het ITER project, de grootste (warme) kernfusiereactor tot nog toe die ze in Frankrijk aan het bouwen zijn. Dit zou een werkende onderzoeks-prototype moeten zijn van een kernfusiereactor die wél rendabel is.

[Herko_ter_Horst]

Nog even wat nuanceren: 'rendabel' betekent in mijn ogen in ieder geval dat er meer energie uitkomt dan er in gaat. Dat de zon "er al is" maakt het voor ons rendabel, maar dat wil nog niet zeggen dat er niet meer energie nodig is geweest om de zon te maken dan dat er nu uit komt...

[.oisyn]

Afgezien van bovenstaande opmerkingen gaat het 'rendabel' zijn van een kernfusiereactie voornamelijk om electriciteit. Op kleine schaal heb je meer electriciteit nodig om de boel draaiende te houden dan eruit komt. Boven het break-even point is dit juist andersom, en dan is de machine rendabel.

En dan hebben we natuurlijk nog het 'rendabel' zijn vanuit het perspectief van productie, waar jij denk ik op doelt. Het ITER project zal in dat opzicht zelf nooit rendabel zijn, het is namelijk slechts een proef, waarbij er nu al meer energie in is gestoken dan het waarschijnlijk ooit op zal leveren. Door een dergelijke testopstelling krijgen we echter wel meer inzicht in het hele proces, zodat we de productie van een exemplaar dat geschikt is voor de markt kunnen optimaliseren. En natuurlijk zal het, zoals met alle generators, even duren voordat het zichzelf heeft terugverdiend, maar het is een goedkope en mileurvriendelijke vorm van energie dat werkt op niet-fossiele brandstoffen.

[Nutral]

Dat is ongeveer wat ik en de meeste mensen die er energie uit willen krijgen bedoelt. Ik heb zelf nog niets eens een havo diploma dus weet ik nou ook niet echt alles.

[Jaco69]

Je krijgt nergens meer energie uit dan dat er in gaat. Dus in jouw ogen is niets rendabel.

[g4wx3]

Pas op.
We hebben het over kernreacties:

MASSA -> ENERGIE

Ja dat klinkt vreemd, want omgekeerd geld ook

ENERGIE -> MASSA.

Je zou dus de aarde kunnen verzwaren door energie op te vangen en er deeltjes uit te maken.

Beide reacties komen voor op aarde.

[.oisyn]

Massa *is* energie. Het is een vorm van energie. Net als electriciteit, hitte en beweging. Wat Jaco69 zegt klopt gewoon - je kunt niet ergens meer energie uit krijgen dan je erin stopt. Als ik jouw opmerking iets anders interpreteer (massa -> een andere vorm van energie -> massa) dan is ook daar van toepassing dat je niet meer energie eruit krijgt dan je erin stopt. Ook niet minder trouwens - het energieniveau blijft altijd gelijk.

[Japs]

Nog even wat nuanceren: 'rendabel' betekent in mijn ogen in ieder geval dat er meer energie uitkomt dan er in gaat. Dat de zon "er al is" maakt het voor ons rendabel, maar dat wil nog niet zeggen dat er niet meer energie nodig is geweest om de zon te maken dan dat er nu uit komt...

Grappig...als je het zo gaat bekijken is er namelijk niets "rendabel" (nou vooruit...misschien de oerknal).
Iets waar, als je alle bronnen meeneemt, meer energie eruit komt dan je erin stopt heeft een naam..."Perpetuum Mobile"
En dat is fysisch onmogelijk.

[Reactie gewijzigd door Japs op 22 juli 2024 22:25]

[Hann1BaL]

Dit verhaal klopt bijna. Het is wel mogelijk er een rendement uit te halen, dus dat het minder kost dan het opbrengt. Als je de reactor groter maakt, dan neemt de energie die je er in moet stoppen kwadratisch toe (zo ongeveer). De energie die je er uit kunt halen neemt bij het groter worden van de reactor met een derde macht toe. Er is dus ergens een break-even point waarin je rendement precies 0 is, maar bij grotere reactoren levert het nu dus al energie op.

De nu in aanbouw zijnde reactor in Frankrijk moet daar het schoolvoorbeeld van gaan worden.

Al zou koude kernfusie dit probleem natuurlijk direct verhelpen. Maar er blijft altijd zoiets bestaan als: "If it looks to good to be true, it probably is."

[BaatZ]

Kernfusie is een proces gebaseerd op einstein's E=MC^2 theorie

Das ongeveer zeggen dat newton de raket heeft uigevonden omdat ie wist wat zwaartekracht was*...
Kernfusie en pogingen daartoe hebben we vooral te danken aan Feynman, Kobayashi, Maskawa en zo nog wat theoretici van ná de jaren 60/70: De opkomst van het standaardmodel en de deeltjesfysic, kwantumveldentheorie.
Verder heb je wel gelijk hoor, maar dit moest toch even rechtgezet.
By the way, Einstein heeft nooit een "E=mc^2" theorie gepubliceerd. Het is een bijverschijnsel van de invariantie van viervectoren onder lorentztransformaties. Dat zeg ik expres zo vaag, omdat het ook écht zo'n vaag zijspoortje is.
(volledig: E^2== P^2*c^2 + m^2*c^4, als p==0 --> you got it.)

*voor de muggenzifters: inderdaad, niemand weet wat zwaartekracht is, alleen hoe het werkt tot op zekere hoogte.

[Reactie gewijzigd door BaatZ op 22 juli 2024 22:25]

[ATS]

Kernfusie is een proces gebaseerd op einstein's E=MC^2 theorie. Als er massa verdwijnt komt er energie vrij. Bij kernfusie word het isotoop Deuterium en Tritium ontleed in Helium.

Ontleden is een scheikundig proces. Dit heeft niets met scheikunde te maken. Dit is fysica. Er wordt ook niet "ontleedt" maar juist "versmolten": fusie. Dat het eindresultaat Helium (+ een neutron is (waterstof kern)) klopt wel.

Dit moet op zeer hoge temperaturen gedaan worden zodat het plasma word en er word magnetisme gebruikt om het bij elkaar te houden, omdat elke legering op deze temperaturen smelt. Bij dit proces verdwijnt er massa waardoor er veel energie vrij komt en het eindproduct is vrij veilig.

Het komt neer op iets zoals een kernreactor alleen door de temperaturen en magnetisme is een kern fusie niet rendabel, het kost meer energie dan het oplevert, koude kernfusie zou dit wel rendabel kunnen maken en een echte energiebron maken.

Dat is ook te kort door de bocht. Er wordt momenteel een reactor gebouwd die in principe wél rendabel moet worden. Dat is echter een langdurig en zeer kostbaar project. Koude kernfusie gaat dat niet per definitie rendabel maken. Stel nu dat er wel kernfusie optreedt, maar in zo'n laag tempo dat de energie praktisch niet om te zetten is? Dan heb je nog niets. Zo zijn er eerder wel pogingen gedaan met pellets die beschoten worden met lasers, en dat werkte op zich wel, maar er was geen energie uit te winnen.

[directjohan]

Je gebruikt het woord ontleden en dat is niet correct. Deuterium (1neutron & 1 proton) en tritium (2neutronen & 1 proton) fuseren in helium (2protonen 2 neutronen), waarbij het overgebleven neutron en energie vrijkomt.

Ontleden zou meer van toepassing zijn bij kernsplitsing

[aem kei]

Het probleem is al altijd geweest dat in het kader van koude fusie je een neutronenkanon nodig hebt om bepaalde elementen op te wekken.
Zoals eerder bij sonoluminesence het geval was.
De neutronen die dan gedetecteerd worden zijn vaak ook de normale neutronen die opgewekt zijn door het kanon zelf en/of door de zon.

Het is dus maar pas zeker als de test door andere mensen kan worden nagemaakt.
Echter durft geen enkele grote instelling daar nog geld tegenaan smijten omdat hun naam onder druk komt te staan door de slechte resultaten.
Echter is een doorbraak nog niet hetzelfde als een werkbaar instrument.

Zou wel cool zijn natuurlijk

[Anoniem: 296513]

Hmm, wat ik een beetje vreemd vind, is dat het gepubliceerd is in een tijdschrift over Biomedical and Life Sciences, terwijl het toch echt een natuurkunde onderwerp is.
Verder is het tijdschrift ook niet erg high profile. De impact factor (hoe vaak een artikel in dat tijdschrift gemiddeld wordt geciteerd) van Naturwissenschaften ligt onder de twee. (Ter vergelijking, Nature en Science hebben een impact factor van boven de 20). Dus ze hebben het in een nogal obscuur tijdschrift gekregen en kloppen zich nu op de borst dat het in een peer-reviewed tijdschrift staat. Ik ben niet onder de indruk

[Nutral]

2de probleem, hoe zet je deze energie om in elektrische energie, wat is de eindstof en wat is het rendement ?

Het is mooi dat ze in een koude omgeving een kernfusie hebben kunnen maken, als ze dit goed kunnen uitwerken hebben we zolang er deuterium/tritium is nog wel energie.

[Arcane Apex]

Zoals het nu in sommige kerncentrales gebeurt wordt er met de vrijgekomen energie water op kooktemperatuur gebracht, zodat de stoom die daarbij ontstaat druk opbouwt in een vat. Deze stoomdruk wordt dan gebruikt om een turbine van een generator aan te drijven.

Ik weet niet meer wie het was, maar een beroemd persoon merkte eens heel droog op dat kerncentrales de duurste manier zijn om water te koken.

Hoe dat precies met kernfusie moet gaan werken weet ik niet, maar ik kan me voorstellen dat ze een kernfusiereactor zouden bouwen waarbij ook met de daarmee vrijgekomen energie water aan de kook gebracht wordt.

Het rendement zal waarschijnlijk afhankelijk zijn van het reactortype en het ontwerp van dat type reactor. Daarnaast zal ook het rendement van de generator net zo van belang zijn. Net als bij stoommachines is het rendement afhankelijk van het ontwerp. Denk aan de verschillende typen oude stoomtreinen en de verschillende paardekrachten welke deze konden genereren om vracht te trekken of de verschillende maximumsnelheden die ze konden halen.

[Reactie gewijzigd door Arcane Apex op 22 juli 2024 22:25]

[g4wx3]

Hoewel het principe achter stoom en turbine wel gelijk is, is de bron heel anders:

even op een rijtje:

Kolen -> Verbranden -> hitte -> water - door buizen

Kernfisie: Uranium -> splitsen - hitte +neutronen -> water - actief gekoeld eerst kring , zoniet heb je een meltdown, Tjernobyl 1986, zwaarste kerncentraleramp tot heden). In een moderne (westerse) reactor laat men het water van de eerste kring het water van de tweede kring opwarmen, die de turbines aandrijven. (Water van de eerste kring bevat trouwens ook zuren ed, om het teveel aan neutronen op te vangen).

Kernfusie (tokamak): D+T -> fuseren -> hitte + neutronen -> Water in de wand van de tokamak. De hitte van het plasma wordt niet gebruikt. Men heeft al moeite om zo'n heet plasma te maken, en stabiel te houden (heter dan de zon), dat je het niet kan maken even hitte ervan af te snoepen. Echter de vrijgekomen neutronen botsen tegen de wand van de tokamak (soort donut). Die wand warmt op waardoor het water erachter ok opwarmt. En zo de turbine.
Na verloop van tijd verbrijzelt de wand, en moet deze vervangen worden. Men zoekt naar die ideale materialen voor de wand, die snel opwarmen, lang meegaan, en vooral, na gebruik snel degraderen, want uiteraard word de wand ook radioactief.

Het plasma, dat bestaat uit kernen en electronen, zoiets als vloeibaar metaal dus, wordt instant/ op zijn plaats gehouden door een electromagnetisch veld. Neutronen hebben geen lading, dus daar heeft het EM veld geen invloed op. Zodra het plasma de wand zou raken koelt het te veel af waardoor het proces stilvalt. De EM is supergekoeld, omzo min mogelijk stroom verliezen te hebben. Dus ironisch genoeg heb je in 1 ruimte temperaturen van nabij -273,15°C (Absolute 0-punt - kan niet gehaald worden) tot temperaturen die gaan tot in de miljoenen, heter dan de zon. Men gebruikt technieken zoals grote microgolven, laserstralen en meer.

Koude fusie bestaat op 2 manieren: nabij het 0-punt, en op kamertemperatuur. Er bestaat een laboproefje om zelf ook een beetje kernfusie te doen, echter is dit niet commercieel exploteerbaar.
In dit geval heb je geen hitte, dus alleen neutronen zorgen voor warmte.

BTW de hitte die vrijkomt bij kernreacties is echt minimaal, het is door de grote hoeveelheid kernen die tegelijk reageeren dat er een indrukwekkende hoeveelheid energie vrijkomt

Ik geloof echter dat we moeten zoeken naar een manier om zonder tussenstappen stroom te genereren.Ik heb begrepen dat hibrides een soort omgekeerde electrolyse doen in een branstofcell. Dat lijkt me dan echt de toekomst. Echter het produceren van H₂ (waterstofgas) moet dan aangepakt worden. Planten produceren een overschot aan H⁺ met een beetje denkwerk moet het toch lukken om waterstof te produceren zonder energie slurpende processen

Als je met omwegen stroom moet maken heb je grote instalaties nodig, met veel verliezen, en bovendien veel verspilling van ruimt, materialen, arbeidskrachten.

Wind en waterenergie zijn ook veel directer. Dergelijk systeem kun je zelfs bouwen ter grote van een dynamo.

[Reactie gewijzigd door g4wx3 op 22 juli 2024 22:25]

[mrlammers]

@ g4wx3

De belangrijkste innovatie sinds de tweede generatie reactoren (type Tsjernobyl) is de splijtstof; deze is net als bij conventionele kerncreactoren gemaakt van uranium, maar is dan in de vorm van balletjes aanwezig, in plaats van in grote staven. Deze balletjes bestaan uit een omhulsel van grafiet met hierin hele kleine brandstofelementjes van ongeveer 1 mm doorsnede. Deze elementjes bestaan uit verschillende lagen. De buitenste laag is gemaakt van een soort grafiet dat tegen hoge temperaturen bestand is. De tweede laag bestaat uit siliciumcarbide, en de derde laag is weer gemaakt van het hittebestendige grafiet. De laatste laag tussen de schil en de kernbrandstof is gemaakt van poreus grafiet; hier binnenin zit uraniumoxide, wat splijt en hierbij straling en warmte produceert. Het bijzondere van deze constructie is het feit dat er niet meer warmte wordt geproduceerd dan er wordt afgevoerd. Dit komt door de negatieve temperatuur-reactiecoëfficiënt: als het brandstofballetje warmer wordt, neemt het aantal kernsplijtingen af, en hierdoor daalt ook de temperatuur weer. Dit effect wordt veroorzaakt doordat met toenemende temperatuur ook de uraniumoxide in volume toeneemt, en in het poreuze grafiet drukt. Doordat de afstand tussen de uraniumatomen toeneemt wordt de trefkans van de vrijkomende neutronen op een volgend uraniumatoom kleiner, waardoor er minder kernsplijtingen plaatsvinden en het uranium afkoelt en weer krimpt. Hierdoor zou een kernramp als bij Tsjernobyl niet meer mogelijk zijn.

Moderne reactoren gebruiken de radio-actiefe 'brandstof' een stuk efficiënter. Er is minder splijtstof nodig en het materiaal kan langer gebruikt worden. Het is om deze reden niet ondenkbaar dat radio-actief materiaal dat we al hadden opgeslagen opnieuw gebruikt zou kunnen worden.

Momenteel wordt er gebouwd aan een vierde generatie kernreactor met een 'duurzaam' karakter: zeer zuinig met uranium, in staat om U-238 te converteren naar splijtbaar materiaal en in staat om een groot deel van het eigen kernsplijtingsafval en eventueel dat van andere reactoren op te branden.
Ondanks de benaming 'vierde generatie reactoren' is deze technologie vrij nieuw en heeft de ontwikkeling van dit concept vrijwel geen voorgaande generaties om op te steunen. In 2012 zal een prototype van deze centrale in gebruik worden genomen.

[Blacer]

Bepaalde typen van deze vierde generatie reactoren bieden nog meer voordelen, naast het zeer geringe brandstofgebruik. Door de hoge temperaturen die in deze reactoren gehaald kunnen worden, wordt het ook mogelijk om efficiënt water te splitsen in zuurstof en waterstof. Dit is dan dus een goed alternatief voor de inefficiente elektrolyse van water voor het maken van waterstof.

[coldasice]

Je beginstuk gaat over een Pebble bed reactor die nog niet veel verder is gekomen dan enkele prototypes in China en Zuid-Afrika....helaas....

en als je toch stukken gaat copieren van wikipedia, noem dan even de bron erbij
http://nl.wikipedia.org/wiki/Hogetemperatuurreactor

[Reactie gewijzigd door coldasice op 22 juli 2024 22:25]

[kidde]

Laatst stond nog in Technisch Weekblad dat de Pebble reactor in Zuid Afrika (een van de enigste in de wereld geloof ik, net bij het oud papier gegooid) dusdanig veel problemen heeft dat het nog een paar jaar gaat duren.

Zelf overigens ooit zo'n bolletje in handen gehad en ik leef blijkbaar nog, da's dan wel weer maf.

[Toontje_78]

Het plasma, dat bestaat uit kernen en electronen, zoiets als vloeibaar metaal dus

Mijn ST achtergrond laat hier zijn haren overeind staan.. Vloeibaar metaal heeft gewoon gebonden kernen en elektronen (naast degenen in de conductieband).

BTW de hitte die vrijkomt bij kernreacties is echt minimaal, het is door de grote hoeveelheid kernen die tegelijk reageeren dat er een indrukwekkende hoeveelheid energie vrijkomt

Identiek aan chemische reacties.. per mol reactie levert kern wel meer Joules.

Ik geloof echter dat we moeten zoeken naar een manier om zonder tussenstappen stroom te genereren.Ik heb begrepen dat hibrides een soort omgekeerde electrolyse doen in een branstofcell. Dat lijkt me dan echt de toekomst. Echter het produceren van H₂ (waterstofgas) moet dan aangepakt worden. Planten produceren een overschot aan H⁺ met een beetje denkwerk moet het toch lukken om waterstof te produceren zonder energie slurpende processen

brandstofcel.. een primaire batterij, identiek eigenlijk aan zink-kool.

Als je met omwegen stroom moet maken heb je grote instalaties nodig, met veel verliezen, en bovendien veel verspilling van ruimt, materialen, arbeidskrachten.

Wind en waterenergie zijn ook veel directer. Dergelijk systeem kun je zelfs bouwen ter grote van een dynamo.

Grote installaties zijn over het algemeen efficienter dan kleine. Nanotechnologie kan hier een uitzondering op zijn, maar dat word nog niet echt gebruikt als het orginele idee van een zwerm robotjes. (Grijs slijm genaamt ) Ik ben het wel met je eens dat iedere stap verliezen geeft. En dat telt heel snel op.

Afgezien van deze puntjes som je de basis wel aardig op.

[darkenrahl]

Ik snap niet waarom jij zo hoog gemodeerd wordt hoor...

Kernfusie (tokamak): D+T -> fuseren -> hitte + neutronen -> Water in de wand van de tokamak. De hitte van het plasma wordt niet gebruikt. Men heeft al moeite om zo'n heet plasma te maken, en stabiel te houden (heter dan de zon), dat je het niet kan maken even hitte ervan af te snoepen. Echter de vrijgekomen neutronen botsen tegen de wand van de tokamak (soort donut). Die wand warmt op waardoor het water erachter ok opwarmt. En zo de turbine.
Na verloop van tijd verbrijzelt de wand, en moet deze vervangen worden. Men zoekt naar die ideale materialen voor de wand, die snel opwarmen, lang meegaan, en vooral, na gebruik snel degraderen, want uiteraard word de wand ook radioactief.

Deze hitte wordt wel degelijk gebruikt. Er komt ook gigantisch veel warmte vrij bij een kernfusie proces. Bij een commerciële reactor is het wel degelijk de bedoeling om de exces warmte te gebruiken om stoom op te wekken. Er wordt genoeg warmte geproduceerd om er een deel van te gebruiken om water op te warmen én om het proces in stand te houden

Koude fusie bestaat op 2 manieren: nabij het 0-punt, en op kamertemperatuur. Er bestaat een laboproefje om zelf ook een beetje kernfusie te doen, echter is dit niet commercieel exploteerbaar.
In dit geval heb je geen hitte, dus alleen neutronen zorgen voor warmte.

Jouw bronnen zou ik wel eens willen weten want dit is gewoon absurde onzin.... Hoe kan je nu ooit rond het absolute nulpunt (waar bijna elke stof een vaste stof is) een kernfusie bereiken? Je kan , wanneer de kernen zo traag bewegen én nog steeds hun elektronenmantel hebben, de kernen nooit zo dichtbij elkaar brengen om kernfusie te initiëren. Er ging eens een filmpje van een "doe het zelf" kernfusie-proef de ronde op het internet maar dat was een stomme grap...

Trouwens een hybride heeft helemaal niets met waterstof te maken, u praat over een brandstofcel. een hybride auto is een auto waarbij twee energiebronnen elkaar assisteren. (bv een batterij en brandstof bij de toyota prius)
En in veel gevallen geldt wel degelijk dat hoe groter de installatieis, hoe beter de efficientie zal zijn. Dit bijvoorbeeld in het geval van kernfusie : doordat de warmteproductie stijgt met de straal van de tokomak tot de derde (das gerelateerd aan het volume) en de warmteverliezen stijgen met de straal int kwadraat --> hoe groter, hoe beter. (warmteverlies is evenredig met de oppervlakte, en die is dan weer evenredig met r int kwadraat)

[Reactie gewijzigd door darkenrahl op 22 juli 2024 22:25]

[Psilax]

De neutronen zijn dezelfde neutronen die vrij komen bij kernsplitsing alleen het rest materiaal is minder lang radioactief (normaal). Dus het omzetten is in een soort stoomkamer met dan overdracht naar generatoren. Dit principe is al lang gekend.

De hoeveelhied deuterium & tritium is heel beperkt in vergelijking met de normale hoeveelheid waterstof atomen op deze planeet. Maar het is de eerste stap om dit met deuterium & tritium te kunnen doen. In sterren gebeurt het zelfs met zwaardere element zoals koolstof.

Voor diegene die het vragen, de meeste toepassingen komen neer op grote hoeveelheden energie generatie. Maar een neutronenbom is ook heel goed mogelijk. Zie het als het broertje van kernsplitsingstechnieken.

[-Niels-]

de energie omzetten.... "gewoon" zoals in elke andere energiecentrale....
Grote buizen met water langs de wanden laten lopen (welke daardoor gekoeld worden) waarin het water wordt omgevormd tot oververhitte stoom wat weer een turbine aandrijft welke weer een generator aandrijft. Rendement ong. 60%.

De energie kringloop in de centrale zelf echter is dat de energie die vrijkomt bij fusie van 2 atomen voor 90% gebruikt word nieuw plasma te maken/bestaand plasma in stand te houden. Slechts de 10% welke overblijft wordt stoom van gemaakt. Uiteindelijk zal het rendement nihil blijken, wat echter geen probleem is vanwege de extreem efficiënte goedkope brandstof (lees een paar honderd kg deuterium per jaar voor een grote centrale)

Probleem is momenteel nog dat er 110% van de energie nodig is om de reactie op gang te houden (ipv 90%) waardoor er meer energie in gaat dan er nuttig uit komt.

(noot de 90 en 110% zijn slechts voorbeelden maar in de praktijk zullen de waarden hier in de buurt liggen)

[g4wx3]

Volgens mij heb je ALLE warmte energie nodig bij een kernfusie om het plasma in stand te houden, de overige energie, neutronen energie, ontsnapt aan het EM-veld, waarin het plasma wordt vasgehouden, en beweegt zich door de vacuum ruimte lans het plasma naar de want van de tokamak (donut-achtig beest)

Door de botsing van de neutron komt er warmte vrij, en mogelijk door de kernreactie in de wand nog een beetje meer. Daarmee hopen ze water op te warmen .
Er zijn ook systemen bedacht om de neutronen door de wand te laten bewegen rechtstreeks op het water. In het water zitten ook nog stoffen zoals Li⁺. Waarvoor dat dient heb ik niet goed onthouden.

Een rendement van 60% voor een kerncentrale lijkt me trouwens ook enorm veel. (Maar ik zou geen gok durven wagen)

[Reactie gewijzigd door g4wx3 op 22 juli 2024 22:25]

[-Niels-]

het rendement van 60% is voor het deel van warmte==>oververhitte stoom> roterende beweging==> elektriciteit. Of dit nou een kolen, gas of kerncentrale is maakt niet uit voor deze laatste stappen.

Daarnaast wordt de wand van de reactiekamer erg heet door de straling, niet uitsluitend het radioactieve spectrum maar alles van radioactief tot de lokale radiozender, waardoor deze sowieso gekoeld moet worden.

[Reactie gewijzigd door -Niels- op 22 juli 2024 22:25]

[kidde]

In het water zitten ook nog stoffen zoals Li+

Zo te zien aan de reacties op Wikipedia wordt dat gebruikt (ontstaat ook al als bijproduct) om vrije protonen af te vangen en netjes te binden tot 4/2 Helium.

[Dannydekr]

Ongeveer 1.5 jaar geleden het bericht dat het Amerikaanse leger koude kernfusie had gerealiseerd?

nieuws: Amerikaanse marine: 'Koude kernfusie gerealiseerd'

[MaxiTitan]

Ik heb daar niets meer van vernomen. Als het echt potentie heeft en het Amerikaanse leger is ermee bezig dan zit dat waarschijnlijk onder de publicatie embargo.

De Amerikaanse marine is ook met een andere vorm van kernfusie bezig.
Polywell kernfusie, het is geen koude kernfusie maar deze is wel fundamenteel anders dan de tokamak. Deze maakt gebruik van het Inertial Electrostatic Confinement principe.

Vorig jaar heeft een peer-review panel het Polywell concept uitvoerig onderzocht en de reactie van het panel was "genuanceerd positief". Dit is goed omdat Polywell grote voordelen heeft tegenover een Tokamak als het netto energie weet te produceren.

Het is veel goedkoper dan een Tokamak omdat het Polywell IEC concept relatief simpel is vergeleken met een Tokamak. Het is ook mogelijk om de reactor klein genoeg te maken om hem te gebruiken op een schip/onderzeeër. Daarom is de marine ook geïnteresseerd in het systeem (neem ik aan).

Er is niet veel nieuws (wetenschappelijke documenten enzo) over te vinden omdat er ook (weer) een publicatie embargo op zit. Zo nu en dan een bericht op het Talk-Polywell forum maar meer niet.

Voor de geïnteresseerden:
Google Talk video Als je anderhalf uurtje de tijd hebt, zeer interessant om te zien.
Talk-Polywell forum Veel informatie.
Meerdere links over Polywell

[kidde]

Als ze hun uitvinding vrijgeven breekt er vrijwel zeker politiek de pleuris los omdat het de hele wereldpolitiek ontwricht raakt als men niet meer afhankelijk is van olie als voornaamste energiebron. Dat is goed voor het leger, want dan komt er oorlog en heeft het leger bestaansrecht. Dus áls ze het zouden hebben zouden er zeker haviken zijn die het zouden willen vrijgeven zou ik denken.

Maar waarschijnlijk denk ik er te diep over na; in het leger denkt men meestal simpel schijnt.

[MaxiTitan]

De pleuris zal niet uitbreken want economische kernfusie is zo'n beetje de droom van menig westers land die tegenwoordig zich oa met het klimaat enzo bezig houdt. Als het echt werkt dan zal het Westen en Azië de technologie met open armen ontvangen.

In het Midden Oosten zal het even moeilijk gaan want veel van die landen zijn van de olie afhankelijk. Het gaf ze ook een stukje macht die ze dan verliezen. Maar ook zij gaan er baat bij hebben, zeker op langere termijn want vroeg of laat is de olie daar toch op of niet rendabel meer. Dus dan moeten zo toch wat anders zien te vinden om hun centen mee te verdienen.

[Reactie gewijzigd door MaxiTitan op 22 juli 2024 22:25]

[Anoniem: 55563]

Maak je maar geen illusies, koude kernfusie is een fabeltje. Bovendien is fusie onder normale omstandigheden gewoon bruikbaar (zie het ITER project). De politiek geeft echter maar mondjesmaat geld voor dit zeer dure onderzoek. Bovendien is er jaren gesteggeld waar de ITER-reactor moest komen. Beide zaken zijn niet bepaald bevorderlijk voor het onderzoek.

Overigens is ook warme fusie niet zaligmakend. Er is ten eerste veel deuterium en lithium voor nodig en vooral de laatste stof is niet oneindig op voorraad. Bovendien is het ITER-project nog steeds niet zover dat de reactor per saldo energie zal opwekken. Daarvoor moet de boel nog verder worden opgeschaald.

De komende eeuw kunnen we beter kijken naar alternatieve energiebronnen zoals wind- en zonne-energie. Fusie is voorlopig niet veel meer dan een gimmick voor fysici om hun tanden op stuk te bijten.

[Anoniem: 93545]

Waar heb je lithium voor nodig bij kernfusie?
Bedoel je niet tritium? Daar is genoeg van te vinden, voorlopig althans, en bovendien schijnt het ook met enkel deuterium te kunnen.

[HertogJanNL]

Lithium is de manier om van kernfusie met 'zwaar water' (deuterium & tritium) een zichzelf in stand houdend proces te maken. Als D + T met elkaar fuseren krijg je helium, een neutron en energie (volgens de theorie van Einstein, E=MC^2). Het wordt dus behoorlijk heet in die reactor.

In de tokamak reactoren zoals het ITER project plaatsen ze een Lithium 'scherm' in de reactor, waar de neutronen dus als een gek op inbeuken. Er treedt dus een tweede reactie op, die van een neutron met Lithium, waarbij ontstaan: nog meer helium, nog meer energie, maar vooral: Deuterium. Dat deuterium gaat dus weer reageren en zo krijg je een kettingreactie.

Er komt wel radioactieve straling vrij, dus het lithium scherm (dat ook als afdekking van de reactor wordt gebruikt geloof ik) moet van tijd tot tijd vervangen worden en opgeborgen, evenals andere onderdelen van de reactor wand. Maar voor zover ik weet is dit afval een stuk minder dan bij kernsplijting.


Dat gezegd hebbende, ik denk dat koude fusie niet echt mogelijk is, je hebt gewoon veel energie nodig om de deeltjes bij elkaar te brengen zodat er fusie optreedt. Maar goed, wij zitten natuurlijk vastgeroest in een bepaald natuurkundig paradigma, dus hoewel je het je niet voor kan stellen, zijn er vast nog wel andere oplossingen. Zelfs in de natuurkunde

[Reactie gewijzigd door HertogJanNL op 22 juli 2024 22:25]

[kidde]

Er is ten eerste veel deuterium en lithium voor nodig en vooral de laatste stof is niet oneindig op voorraad.

Aha, is dit een beleggingsadvies voor het hamsteren van oude telefoonaccu's? Dat zou wel de nieuwe trend na silicium zijn.

[FragNeck]

Goed, waarom staat er niet in het bericht wat de toepassingen zijn?
Of zijn deze hetzelfde als de normale fusie, alleen is dit beter voor het milieu / efficiënter?

[ATS]

Een van de voordelen is dat het veel en veel makkelijker te beheersen zou¹ zijn. Je zou een koude kernfusie unit makkelijk in je kelder of zelfs onder je motorkap kwijt kunnen, in plaats van het bouwen van een enorme, complexe centrale rondom een tokamak. Dat maakt dat het ook veel goedkoper zou zijn, en daarmee dus ook aantrekkelijker.

¹ Als het zou (gaan) werken. Ik hoop het, maar ik heb mijn twijfels.

[Reactie gewijzigd door ATS op 22 juli 2024 22:25]

[Qaatloz]

Ik weet niet of ik het verhaal goed begrijp, maar het gaat in het verhaal over deuterium atomen (zwaar water). Deze zijn gruwelijk duur en zeldzaam(maar 0.015% van de waterstof atomen zijn Deuteriumatomen), dus mocht het echt werken voor deuterium, en niet voor de meestvoorkomende waterstof-isotoop dan vraag ik me af in hoeverre het dan wel echt toepasbaar gaat worden.

[SpokyVS]

In 60L water komt gemiddeld 2,0g deuterium voor. Deze 2g levert bij omzetting in helium door kernfusie evenveel energie op als 20.000L benzine die verbrand wordt.

En er is zo ongelofelijk veel water aanwezig op de aarde, dat we er behoorlijk wat jaar mee vooruit kunnen.

[ATS]

Het probleem is natuurlijk wel: hoe haal je energie-efficiënt die deuterium uit die 60L water? Als dat het energie-equivalent van 19.990 L benzine kost, dan zijn we niet zo veel opgeschoten...

[ProfPi]

Valt wel mee. Zwaar water (dat is dusD₂O; deuterium is niet zwaar water maar een waterstof isotoop) kan je scheiden van H₂O via distillatie en elektrolyse.

Als je het op labkwaliteit koopt is het zo'n €3 - €4 per gram. In bulk zal het nog een stuk goedkoper zijn.

[Xqlusive]

Dat zeldzaam valt ook wel weer mee hoor, 0.015% klinkt als weinig, maar dat is wel 0.015% van al het water op aarde.....
Daarnaast gebruikt warme kernfusie ook voornamelijk deuterium en ook geen "gewoon" waterstof.

[kidde]

Deze zijn gruwelijk duur en zeldzaam(maar 0.015% van de waterstof atomen zijn Deuteriumatomen)

Benzine is ook duur en eigenlijk 'zeldzaam', daar het niet bijna niet 'zuiver' in de vrije natuur voorkomt; er geen benzinebronnen zijn en wel oliebronnen. Toch is het de moeite om van ruwe olie benzine te maken; anders zouden er immers geen raffinaderijen voor Benzine bestaan.

Hetzelfde geld voor deuteriumatomen: Het kost energie en moeite ze te maken, maar heb je ze dan levert het meer energie en meer baten op dan dat het kostte ze te maken.

[tuXzero]

Alle atomen kun je volgens mij fuseren, maar sommige atomen, zoals deuterium gaan makkelijker. Dus het ligt maar net aan de kracht van de reactor welke atomen 'gesmolten' kunnen worden.

[Anoniem: 90936]

Het grote voordeel is dus dat je geen idiote hoge temperaturen nodig hebt, zoals bij normale kernfusie ( bij normale kernfusie creëer je plasma.) Aangezien plasma zo heet is, is het ook erg lastig te controleren en te beheersen en dus lastig toe te passen.

Met koude kernfusie kan je nu al goed beschikbare technieken gebruiken om een centrale en stroom op te wekken.

[Anoniem: 87832]

Als ik het goed begrijp is het voordeel vooral "veiliger".

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 87832 op 22 juli 2024 22:25]

[VVVJeroen]

Nee, niet perse.
Bij 'warme' kernfusie gebruik je een bijna vacuum. Er zijn dus heel weinig deeltjes per inhoud. Als er dan een reactorbreuk komt, komen er heel veel deeltjes bij. Hierdoor daalt de temperatuur, waardoor geen fusie meer kan plaatsvinden.
Daarom is dit ook veiliger dan splitsing: het valt stil als bijv. de reactorcontrole kapot gaat.

[zimonia]

Het is inderdaad makkelijker zoals Ook al Bezet schrijft.

Maar belangrijker is nog dat het potentieel veel efficienter is.
Bij "warme" kernfusie moet er zoveel energie in het opwarmen en in toom houden van het plasma gestoken worden dat het tot nu toe nog niet mogelijk is om er netto energie uit te winnen.

Bij koude fusie heb je in theorie een vrijwel eindeloze energie voorraad zonder de nadelen van kernsplitsing.

[Ook al Bezet]

Als ik het goed begrijp is het voordeel vooral "veiliger".

Vooral makkelijker. Bij hete kernfusie is het in toom houden van het plasma toch nog één van de grootste problemen. Bij koude kernfusie heb je geen plasma nodig.
Het zou dus ook nog eens goedkoper zijn als ze koude kernfusie naar een practisch niveau weten te brengen.

[Reactie gewijzigd door Ook al Bezet op 22 juli 2024 22:25]

[Anoniem: 93545]

Het grote voordeel is dus dat je geen idiote hoge temperaturen nodig hebt, zoals bij normale kernfusie ( bij normale kernfusie creëer je plasma.)

Dat doe je bij koude fusie in principe ook maar aangezien daar de zaak onder water staat is dat geen probleem.

[Ramzzz]

Anderen zijn sceptisch en denken dat de neutronen in de bewuste testopstelling ook zonder kernfusie geproduceerd kunnen worden.

Hoe dan? Alchemistisch? Als dit niet beredeneerd wordt is het net zulke kul als beweren dat het absoluut koude kernfusie is zonder één spatje bewijs.

Bij een fusie-experiment op kamertemperatuur vormden zich niet alleen deuterium en palladium rond de elektrodes; de onderzoekers troffen ook de kenmerkende putjes in de CR-39-detector aan.

Waar komt palladium dan vandaan? Van de elektrode?

Los daarvan, als je er bruikbaar, oneindig en 'kostenloos' energie mee zou kunnen opwekken, is dit wel een soort heilige graal, steen der wijzen.

[Reactie gewijzigd door Ramzzz op 22 juli 2024 22:25]

[ProfPi]

van het elektrolyt:

The researchers placed a sample of CR-39 in contact with a gold or nickel cathode in an electrochemical cell filled with a mixture of palladium chloride, lithium chloride and deuterium oxide (D2O), so-called "heavy water". When a current was passed through the cell, palladium and deuterium became deposited on the cathode.

[Toontje_78]

En er vormt zich perchloraat aan de anode? Is dit niet vergelijkbaar met simpelweg vergulden/verzinken/ver-watmaarooken?

Dan vormt zich nogal wiedes waterstofgas en bijna-edelmetaal aan de cathode.

De detector kan zo ook aangevallen zijn door zuurstofionen bijvoorbeeld, ook H2O2 wil wel goed kunnen ontstaan in een zuurstof-ion rijke omgeving. En ziets oxiderends wil dus wel organische materie aanvallen. (edit) als de detector zich tenminste in het medium bevond, anders is deze sceptische inslag niet te baseren op het bovengenoemde. (/edit)

[Reactie gewijzigd door Toontje_78 op 22 juli 2024 22:25]

[Byte_Me]

mja, moeten ze alleen nog even aantonen dat die putjes ALLEEN door neutronen kunnen worden gevormd...

[Plato112]

Als je het goed leest wordt de bewering dat de putjes door iets anders dan neutronen gemaakt zijn niet tegen gesproken. De sceptici zijn er echter niet van overtuigd dat de neutronen afkomstig zijn van kernfusie en dus mogelijk een andere bron hebben.

[freaq]

inderdaad, klein probleempje dat....
maargoed wat is hun opstelling waarmee ze dit effect bereikten?
heeft imand wat meer info daarover?

[StGermain]

Of ze die deeltjes nu kunnen waarnemen of niet vind ik niet echt interessant, vraag is of er een energie-opbrengst is... als die er is en het kan op grote schaal ingezet worden dan hebben we op termijn vrijwel gratis energie.