ITER en kernfusie

Kernfusie, atomen samenvoegen, energie opwekken.

quote:

Op zondag 6 september 2015 18:39 schreef jatochneetoch het volgende:
Kernfusie, atomen samenvoegen, energie opwekken.

Kort maar krachtig

quote:

Op zondag 6 september 2015 21:20 schreef mannenkokengewoonbeter het volgende:

[..]



Super, dank.

_{Ik durf het bijna niet te vragen....}

Kun je even kort en bondig uitleggen wat het verschil is met energie uit kerncentrales die we nu al hebben?

Kerncentrale: Bombardeert radioactief materiaal met neutronen; hierbij komt energie vrij en nog meer neutronen die de rest van het materiaal als een kettingreactie laat reageren. Door de vrijgekomen neutronen weg te vangen controleer je de reactie en met de opgewekte energie maak je stroom.

Grootste nadelen: stop je met het wegvangen van neutronen, ontploft je centrale (het is immers een kernbom die gecontroleerd ontploft). Radioactief materiaal nodig, wat na gebruik radioactief blijft. Uranium/plutonium is ook nog vrij lastig te verkrijgen (komt niet overal voor en moet vaak ook nog 'verrijkt' worden), ook al heb je weinig nodig.

ITER: warmt 'zwaar water' op tot miljoenen graden; hierdoor gaan de deeltjes spontaan fuseren. Hierbij wordt massa omgezet in energie (e=mc2). Wekt ontzettend veel energie op (sterren werken op dezelfde manier) echter is het nog erg lastig om meer energie op te wekken dan de energie die het kost om het zware water opgewarmd te houden. Zonder de warmte stopt de reactie namelijk. Bovendien verdampt elk materiaal wat we kennen bij die temperaturen, dus hoe houd je dat water bij elkaar en hoe verwarm je het? Is allemaal lastig, en er zijn oplossingen, maar dat is niet zo makkelijk te implementeren als kernenergie.

Voordelen tov kernenergie: zwaar water is niet radioactief en komt veel voor op aarde (komt van nature voor in grote wateroppervlakten, je moet het er alleen wel uit filteren).

Nadelen: tot nu toe erg duur; ITER kan de reactie slechts enkele seconden in stand houden. De vraag is natuurlijk of ITER er ooit in slaagt om de positieve energiebalans te halen.

Minder versimpelde versies staan op wikipedia, uiteraard.

quote:

Op zondag 6 september 2015 21:20 schreef mannenkokengewoonbeter het volgende:

[..]



Super, dank.

_{Ik durf het bijna niet te vragen....}

Kun je even kort en bondig uitleggen wat het verschil is met energie uit kerncentrales die we nu al hebben?

Huidige centrales is kernsplitsing, ITER is kernfusie.

quote:

Op zondag 6 september 2015 21:34 schreef ralfie het volgende:
Nadelen: tot nu toe erg duur; ITER kan de reactie slechts enkele seconden in stand houden. De vraag is natuurlijk of ITER er ooit in slaagt om de positieve energiebalans te halen.

Die vraag beantwoort het ITER-project zelf: dat is niet de bedoeling. Sowieso zal ITER niet in staat zijn de energie naar elektriciteit om te zetten, daar is het niet voor ingerecht.

quote:

Thus ITER is about equivalent to a zero (net) power reactor, when the plasma is burning. Not very useful, but the minimum required for a convincing proof of principle. In ITER the conversion to electricity will not be made

Klikkerdeklik

quote:

Op maandag 7 september 2015 04:49 schreef Mano_ het volgende:

[..]

Klikkerdeklik

Hoeraaa!!!

quote:

Op zondag 6 september 2015 21:34 schreef ralfie het volgende:
Nadelen: tot nu toe erg duur; ITER kan de reactie slechts enkele seconden in stand houden.

Een andere kernfusie-centrale die recent in gebruik genomen is gaat aantonen dat langdurige kernfusie houdbaar is. Wendelstein 7-X zal tot een half uur aan een stuk door opereren: https://en.wikipedia.org/wiki/Wendelstein_7-X

quote:

Op dinsdag 8 september 2015 08:27 schreef mannenkokengewoonbeter het volgende:

[..]

Levert die dan al meer energie op dan ie verbruikt om de reactie in stand te houden ?

Op dit moment levert geen een fusiereactor meer energie op dan ze verbruiken. Ook ITER en deze Wendelstein 7-X zullen dat niet doen. Maar dat is op dit moment niet zo'n belangrijk probleem. Meer energie opleveren dan verbruiken bij de verwarming van het plasma is eigenlijk alleen een kwestie van schaalvergroting.

Maak de reactor 3 keer zo groot en het plasma kan veel beter zijn warmte vasthouden, waardoor het veel makkelijker wordt om meer energie op te wekken dan het kost om te verwarmen.
Net zoals een bad met warm water veel beter warmte vast kan houden dan een kop koffie. Waardoor komt dit?Een vergroting van het volume van een reservoir zorgt verhoudingsgewijs voor een veel kleinere vergroting van het oppervlakte dat dit volume heeft. Maak je het volume bijvoorbeeld 3 keer zo groot waardoor je 3 liter van iets vast kunt houden en verwarmen in plaats van 1 liter, dan wordt oppervlakte van dit volume misschien maar 2 keer zo groot. Warmteverlies treedt voor het grootste deel op aan het oppervlakte van een volume. Hoe groter je de reactor dus maakt, hoe minder warmte je relatief gezien verliest aan het oppervlakte.

Maar zo'n enorme reactor maken kost enorm veel geld. Nu zijn er nog veel grotere andere problemen die kernfusie als energiebron nog onmogelijk maken. Schaalvergroting is enkel een bouwtechnisch probleem en relatief eenvoudig op te lossen.

Zelfs de kleine reactoren van nu kosten al bakken met geld. Wendelstein 7-X is waarschijnlijk het meest geavanceerde bouwwerk wat de mensheid tot nu toe gemaakt heeft... Om een idee te krijgen hoe ingewikkeld dit apparaat is, raadt ik aan deze video-compilate van 3 minuten te kijken. Bijna 10 jaar heeft het gekost om de van te voren gemaakte onderdelen in elkaar te zetten. Dat hele bouwwerk is zo asymmetrisch als maar kan, maar om het magneetveld dat het plasma vasthoudt goed te krijgen, moeten al die ringen perfect geplaatst worden. Prachtig om te zien dat wij dit als mensheid al kunnen maken

Leuk feitje... tegen de tijd dat iter is afgerond verwachten verschillende bedrijven al een kleiner model te hebben. Ik noem even Lockhead Martin als voorbeeld.

quote:

Op dinsdag 8 september 2015 14:38 schreef JaJammerJan het volgende:

[..]

Op dit moment levert geen een fusiereactor meer energie op dan ze verbruiken. Ook ITER en deze Wendelstein 7-X zullen dat niet doen. Maar dat is op dit moment niet zo'n belangrijk probleem. Meer energie opleveren dan verbruiken bij de verwarming van het plasma is eigenlijk alleen een kwestie van schaalvergroting.

Maak de reactor 3 keer zo groot en het plasma kan veel beter zijn warmte vasthouden, waardoor het veel makkelijker wordt om meer energie op te wekken dan het kost om te verwarmen.
Net zoals een bad met warm water veel beter warmte vast kan houden dan een kop koffie. Waardoor komt dit?Een vergroting van het volume van een reservoir zorgt verhoudingsgewijs voor een veel kleinere vergroting van het oppervlakte dat dit volume heeft. Maak je het volume bijvoorbeeld 3 keer zo groot waardoor je 3 liter van iets vast kunt houden en verwarmen in plaats van 1 liter, dan wordt oppervlakte van dit volume misschien maar 2 keer zo groot. Warmteverlies treedt voor het grootste deel op aan het oppervlakte van een volume. Hoe groter je de reactor dus maakt, hoe minder warmte je relatief gezien verliest aan het oppervlakte.

Maar zo'n enorme reactor maken kost enorm veel geld. Nu zijn er nog veel grotere andere problemen die kernfusie als energiebron nog onmogelijk maken. Schaalvergroting is enkel een bouwtechnisch probleem en relatief eenvoudig op te lossen.

Zelfs de kleine reactoren van nu kosten al bakken met geld. Wendelstein 7-X is waarschijnlijk het meest geavanceerde bouwwerk wat de mensheid tot nu toe gemaakt heeft... Om een idee te krijgen hoe ingewikkeld dit apparaat is, raadt ik aan deze video-compilate van 3 minuten te kijken.

Im Zeitraffer: Zusammenbau von Wendelstein 7-X

Bijna 10 jaar heeft het gekost om de van te voren gemaakte onderdelen in elkaar te zetten. Dat hele bouwwerk is zo asymmetrisch als maar kan, maar om het magneetveld dat het plasma vasthoudt goed te krijgen, moeten al die ringen perfect geplaatst worden. Prachtig om te zien dat wij dit als mensheid al kunnen maken

Dikgedrukte vraag ik me dus af. Op basis waarvan zou dit zo zijn dan?

eh, dat legt hij er onder toch uit.

Hier staat het nog eens uitgelegd, maar dan met dieren: http://www.someadvice.nl/een-schaaltje-olifanten/

Het zelfde probleem speelt zich namelijk ook in de natuur af met kleine dieren die hun warmte snel verliezen en grote dieren die moeite hebben hun warmte te verliezen. Op diezelfde manier verliest ook een kleine fusiecentrale veel sneller zijn energie dan een grote fusiecentrale. Er moet dan veel meer energie in het plasma gestopt worden om het op de juiste temperatuur te houden.

quote:

Op zaterdag 12 september 2015 20:53 schreef mannenkokengewoonbeter het volgende:

[..]

goed punt, ben ook benieuwd.

Dat staat er onder. Een volume ~ R3, terwijl een oppervlakte ~ R2. Je verliest warmte aan het oppervlak. De verhouding oppervlak/volume ~ 1/R, dus een grotere R (grotere schaal) betekent minder warmteverlies. Als theoreet wil je dan natuurlijk het liefste R --> oo sturen, maar in de praktijk zal dat wat lastig zijn

Ben zelf trouwens ooit es in de JET geweest in Oxford, een voorloper van ITER. Was erg indrukwekkend. Daar werd al geklaagd over politici met kortetermijnsvisies

A fieldtrip to ITER, a work-in-progress that will test fusion’s feasibility.

China's 'Artificial Sun' achieves fusion breakthrough

https://news.ycombinator.com/item?id=12926297

http://en.people.cn/n3/2016/1103/c90000-9136786.html

After 60 years, is nuclear fusion finally poised to deliver?
It’s been a long time coming, but the world’s top powers are now betting billions on the Iter collaboration to deliver clean, safe, limitless energy for the modern world.

quote:

Tests confirm that Germany's massive nuclear fusion machine really works
At the end of last year, Germany switched on a new type of massive nuclear fusion reactor for the first time, and it was successfully able to contain a scorching hot blob of helium plasma.

But since then, there's been a big question - is the device working the way it's supposed to? That's pretty crucial when you're talking about a machine that could potentially maintain controlled nuclear fusion reactions one day, and thankfully, the answer is yes.

A team of researchers from the US and Germany have now confirmed that the Wendelstein 7-X (W 7-X) stellerator is producing the super-strong, twisty, 3D magnetic fields that its design predicted, with "unprecedented accuracy". The researchers found an error rate less than one in 100,000.

[...]

https://news.ycombinator.com/item?id=13113256
http://www.sciencealert.c(...)machine-really-works
http://www.nature.com/articles/ncomms13493

Fusion energy pushed back beyond 2050.

quote:

Op woensdag 19 juli 2017 17:43 schreef Aether het volgende:
Fusion energy pushed back beyond 2050.

Jammer, het zou nu al moeten draaien.

nee

Ik ben ooit bij de voorloper van Iter geweest, dat is JET in de buurt van Oxford. Was echt indrukwekkend om te zien, maar nog zeker met een flink aantal uitdagingen. Als we dit als mensheid eenmaal beheersen (en dus continu energie eruit kunnen halen) kan dit echt de toekomst veranderen.

Deze hoort volgens mij hier wel thuis

https://www.google.nl/amp(...)-metaal~a4509676/amp

Weer een stapje dichterbij

quote:

Op zaterdag 12 september 2015 01:10 schreef stephan224 het volgende:
Leuk feitje... tegen de tijd dat iter is afgerond verwachten verschillende bedrijven al een kleiner model te hebben. Ik noem even Lockhead Martin als voorbeeld.

Lockheed Martin zet in op een ander principe.

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

De grote droom van kernfusie
Op bezoek bij de ITER-reactor
https://tweakers.net/revi(...)de-iter-reactor.html

Physicists “flip the D” in tokamak, get unexpectedly good result
A reversed ‘D’ shape plasma bottle leads to higher pressure, more stable plasma

https://arstechnica.com/s(...)ectedly-good-result/

quote:

Op donderdag 21 maart 2019 21:41 schreef Aether het volgende:
Physicists “flip the D” in tokamak, get unexpectedly good result
A reversed ‘D’ shape plasma bottle leads to higher pressure, more stable plasma

https://arstechnica.com/s(...)ectedly-good-result/

Stiekem hebben ze het per ongeluk ondersteboven geinstalleerd.

quote:

Nov 17, 2019 Urknall, Weltall und das Leben
Hartmut Zohm, Direktor am Max Planck Institut für Plasmaphysik, erläutert die Pläne zum Bau eines Fusionsreaktors. Welche Vor- und Nachteile bieten die Konzepte Tokamak und Stellarator? Wie ist der aktuelle Stand zu ITER? Welche Pläne gibt es darüber hinaus? Der Vortrag wurde an der Sternwarte Sonneberg aufgezeichnet.

China heeft het geduld niet de experimenten van ITER geheel af te wachten en zal veel sneller beginnen met de bouw van een fusie centrale die ook echt energie moet gaan leveren.

quote:

Charting the International Roadmap to a Demonstration Fusion Power Plant
China has made significant progress in planning for a device called China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR) that would bridge the gaps between ITER and DEMO. Construction of the CFETR could start at around 2020 and be followed by construction of a DEMO in the 2030s.

[ Bericht 5% gewijzigd door Digi2 op 17-11-2019 22:28:04 ]

Vanavond Marco de Baar horen spreken over ITER en kernfusie. Mega-interessant (en technisch )

quote:

Op donderdag 28 november 2019 22:00 schreef Haushofer het volgende:
Vanavond Marco de Baar horen spreken over ITER en kernfusie. Mega-interessant (en technisch )

Zit er een beetje schot in?

Bouw van ITER-kernfusiereactor in Franse Cadarache gaat van start
In het Franse Cadarache is het officiële startsein gegeven voor de assemblage van de tokamak van ITER, het reactoronderdeel waar uiteindelijk kernfusie moet gaan plaatsvinden. Het is een groot, wereldwijd, 20 miljard euro kostend project waar 35 landen aan meewerken.

Nu een onderwerp hierover bij Jort Kelder op Radio 1

Het is dus niet zwaar water dat men poogt te laten fuseren maar zwaar waterstof.
Zwaar water is de verbinding van deuterium of tritium met zuurstof, dat is dus H₂O.
Deuterium is waterstof met één extra neutron en dus twee keer zo zwaar als waterstof en tritium is waterstof met twee extra neutronen en dus drie keer zo zwaar
De oceanen bevatten enorme hoeveelheden zwaar water al kost het veel energie om het te winnen.
Nazi Duitsland haalde zwaar water uit Noorwegen in de 2e wereldoorlog, hadden ze nodig voor hun experimenten met atoomenergie.
Een goed werkende reactor hadden ze niet en zeker geen fusiereactor.

Major nuclear fusion milestone reached as 'ignition' triggered in a lab
https://phys.org/news/202(...)estone-ignition.html

Had dit 10 jaar geleden al niet af moeten zijn?
Ik weet nog dat tijdens Natuurkunde op het middelbaar (rond 2005) dit al besproken werd.

quote:

Op woensdag 18 augustus 2021 16:08 schreef icecreamfarmer_NL het volgende:
Had dit 10 jaar geleden al niet af moeten zijn?
Ik weet nog dat tijdens Natuurkunde op het middelbaar (rond 2005) dit al besproken werd.

Planning was altijd tussen 2030 en 2050.

quote:

Op woensdag 18 augustus 2021 16:08 schreef icecreamfarmer_NL het volgende:
Had dit 10 jaar geleden al niet af moeten zijn?
Ik weet nog dat tijdens Natuurkunde op het middelbaar (rond 2005) dit al besproken werd.

Ik heb het idee dat fusie altijd "over 10 jaar" is. Je mag je afvragen of inzetten op gesmoltenzoutreactoren geen beter idee is.

quote:

Op donderdag 19 augustus 2021 09:54 schreef Swetsenegger het volgende:

[..]
Ik heb het idee dat fusie altijd "over 10 jaar" is. Je mag je afvragen of inzetten op gesmoltenzoutreactoren geen beter idee is.

Nee, dat is geen beter idee en sowieso een hele andere tak van sport. Het een is kernsplitsing, het andere kernfusie.

quote:

Op donderdag 19 augustus 2021 10:49 schreef Tijger_m het volgende:

[..]
Nee, dat is geen beter idee en sowieso een hele andere tak van sport. Het een is kernsplitsing, het andere kernfusie.

Ja ik weet dat het splitsing is, ik beweer nergens dat het fusie is, ik zeg dat fusie al jaren de eeuwige belofte is. Het is wel een inherent veilige manier van splitsing. En er heeft al een PoC gedraaid in de VS in de jaren 60.

MIT-designed project achieves major advance toward fusion energy
New superconducting magnet breaks magnetic field strength records, paving the way for practical, commercial, carbon-free power.

https://news.mit.edu/2021(...)d-fusion-energy-0908

quote:

How close is nuclear fusion to break-even? If you trust the headlines we're getting close and the international project ITER is going to be the first to produce energy from fusion power. But not so fast. Scientists have, accidentally or deliberately, come to use a very misleading quantity to measure their progress. Unfortunately we're much farther away from generating fusion power than the headlines suggest.

Nogal een verschil tussen Q_total en Q_plasma. Voor ITER Q_total circa 0.57 en Q_plasma 10. De indruk ontstaat dat men meer energie uit de centrale haalt dan je erin stopt terwijl dat helemaal niet het geval is. Daarvan is pas sprake als Q_total >1 terwijl men maar blijft verwijzen naar Q_plasma.

[ Bericht 6% gewijzigd door Digi2 op 03-10-2021 11:12:34 ]

quote:

Op zaterdag 2 oktober 2021 14:14 schreef Digi2 het volgende:

How close is nuclear fusion power?

[..]
Nogal een verschil tussen Q_total en Q_plasma. Voor ITER Q_total circa 0.57 en Q_plasma 10. De indruk ontstaat dat men meer energie uit de centrale haalt dan je erin stopt terwijl dat helemaal niet het geval is. Daarvan is pas sprake als Q_total >1 terwijl men maar blijft verwijzen naar Q_plasma.

Die wou ik net posten

Kan iemand met verstand van natuurkunde (ik kijk naar jou, @Haushofer ) dit bevestigen? Het is nogal een dingetje namelijk.

quote:

Op zondag 3 oktober 2021 11:54 schreef Mano_ het volgende:

[..]
Die wou ik net posten

Kan iemand met verstand van natuurkunde (ik kijk naar jou, @:Haushofer ) dit bevestigen? Het is nogal een dingetje namelijk.

Ik ben geen natuurkundige van beroep maar volg nogal wat info betreffende natuurkunde. Zie zelf weinig reden om aan Hossenfelder te twijfelen. Men heeft dus nogal wat te verbeteren om Q_total>1 te krijgen. Gezien de hoge investeringskosten moet Q_total ook flink boven de 1 uitkomen, zeker gezien de gestage daling van kosten van alternative energiebronnen zoals zonnecellen en windenergie. Als de prijzen van energieopslag ook flink blijven dalen zoals die van sodium en ijzer flow accus is waterstoffusie zoals ITER al snel niet eens meer rendabel nog noodzakelijk.