 |
|
|
|
|
|
|
Kernfusie en kernsplitsing zijn twee zeer verschillende vormen van energie en het is belangrijk om ze uit elkaar te houden. Kernsplitsing is het splitsen van atomen, terwijl kernfusie het samengaan van atomen is. Fusie is de oudste vorm van energieopwekking, omdat de zon, de bron van alle energie op aarde, volgens deze methode werkt. De onvoorstelbaar hoge temperatuur van 15.000.000 graden Celsius (27.000.000 graden Fahrenheit) in de kern van een ster vormt een goede omgeving voor de fusie van waterstofatomen en het vrijkomen van energie in de vorm van warmte en licht. Deze energie straalt uit naar de aarde en is de bron van bijna alle andere vormen van energie, van olie tot steenkool en zelfs wind.
|
|
|
|
Het eerste kernfusie-experiment op aarde werd in de vroege jaren dertig uitgevoerd. In dit experiment werd deuterium, een isotoop van waterstof met een massa van twee, gebruikt. Het deuterium werd in een deeltjesversneller geplaatst en werd gebombardeerd met een versnelde straal deuterium. Het botsen van de twee atomen dwong ze samen te fuseren en hierbij energie vrij te laten. Ondanks dat er energie vrijkwam bij dit experiment was er zoveel energie nodig om de straal versneld deuterium te maken dat er geen bruikbare energie vrijkwam.
Het volgende experiment met kernfusie vond plaats in de jaren vijftig, en wordt vaak geassocieerd met het nucleaire tijdperk. De waterstofbom werd gemaakt en gebruikte kernfusie om enorme hoeveelheden energie vrij te laten komen in een ongecontroleerde, dodelijke explosie. Deze methode van kernfusie laat meer energie vrijkomen dan erin wordt gestopt, maar de extra energie komt zo snel en oncontroleerbaar vrij dat het niet bruikbaar is voor het opwekken van elektriciteit. Om kernfusie bruikbaar te laten zijn is een langzame controleerbare reactie nodig.
|
|
|
|
Om een bruikbare kernfusiereactie te maken moeten twee atoomkernen samensmelten tot één. Om dit te laten gebeuren moeten enorme temperaturen toegepast worden zodat de natuurlijke afstoting tussen de twee atomen wordt wegvalt. Deze afstoting wordt Coulombafstoting genoemd. Het gas in de omgeving moet verwarmd worden tot 50 tot 100 miljoen graden Celsius (90 tot 180 miljoen graden Fahrenheit) voordat de afstoting geneutraliseerd is. Als deze temperatuur eenmaal bereikt is treedt kernfusie op die zijn eigen warmte opwekt. Dit punt in de reactie wordt nucleaire ontsteking genoemd en vanaf dit punt houdt de reactie zichzelf in stand, zolang er nog genoeg waterstofatomen over zijn om te fuseren.
Het punt waarop een groep waterstofatomen met positieve en negatieve ladingen een temperatuur bereikt van 100.000 graden Celsius (180.000 graden Fahrenheit) wordt Plasma genoemd. Het plasma bevat de warmte-energie die nodig is voor de kernfusiereactie, maar het kan niet opgeslagen worden, omdat het zo'n hoge temperatuur heeft en zo snel afkoelt. Er zijn vele methoden bedacht om plasma op te slaan, maar de meest belovende uitvinding is het bewaren van plasma in een magnetisch krachtveld. In dit velt komt het plasma nergens mee in contact en blijft daarom op temperatuur en brand niet door een vat heen.
|
|
|
|
Het probleem waar kernfusie mee te maken heeft betreft vooral het feit dat de energie die in de reactie gestopt wordt meer is dan wat er bij vrijkomt. Om een reactie succesvol te laten zijn moet er meer energie bij vrijkomen dan dat er in het verwarmen van het plasma wordt gestopt. De voorwaarde van Lawson stelt dat als de tijd (t) en de dichtheid van het plasma (n) boven de 1014 komen, de reactie meer oplevert dan dat er is ingestopt, en dus elektriciteit kan opwekken. tn ³1014
|
|
|
|
Onlangs is een nieuwe methode van kernfusie onderzocht waarbij compleet andere technieken worden gebruikt. Een brandstof, zoals tritium of deuterium, wordt bewaard in een klein kogeltje. Dit kogeltje wordt van verschillende kanten gebombardeerd met een pulserende laserstraal, met als gevolg dat het kogeltje implodeert. De implosie van het kogeltje en de thermonucleaire reactie onsteken de nucleaire reactie. Deze methode wordt getest in de Verenigde Staten en op andere plekken op de wereld.
Recentelijk is het succes met kernfusiereacties gestegen, en de techniek om succesvolle reacties te laten plaatsvinden groeit. 1,7 miljoen watt is geproduceerd uit een controleerbare reactie in het Joint European Torus (JET) in Engeland, en zeer recentelijk, in 1993, had Princeton een vermogen van 5.6 miljoen watt. Helaas hadden deze reacties meer energie nodig dan ze opleverden.
|
|
|
|
Als we ontdekken hoe we kernfusie kunnen gebruiken hebben we een veilige en oneindige bron van energie aangeboord. Onderzoek op dit gebied moet doorgaan om een manier te vinden waarop dit kan. We zijn niet ver meer van een kernfusiereactie die voldoet aan de voorwaarde van Lawson, maar men moet de zoektocht voortzetten en doorgaan met innoveren om deze vorm van oneindige energie een succes te laten zijn!
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 | Begin zelf je eigen kernreacto... more
Copyright © 1995 Linköping University, Linköping, Sweden. Permission obtained on 11th of August, by Email message. |
 | Een Kernreactor gebouw
Copyright © EPZ. Permission obtained on 10th of August, by Telephone. |
 | Deze foto laat zien hoe een ke... more
Copyright © EPZ. Permission obtained on 10th of August, by Telephone. |
| Een energycentrale
Copyright © EPZ. Permission obtained on 10th of August, by Telephone. |
|
|
No contributions available for this page yet.