Nou oké, een echte inetessante dan:
Kernfusie
Kernfusie is het samensmelten van de kernen van verschillende atomen, waarbij een ander element wordt gevormd. Wanneer atomen van lichte elementen zoals waterstof samensmelten, komt energie vrij. Het fuseren van zware atomen kost juist energie. De overgang tussen 'licht' en 'zwaar' ligt in deze context bij het element ijzer.
Kernfusie is de energiebron van de zon en de sterren. De zon zet per seconde 600 miljoen ton waterstof om in 596 miljoen ton helium. Het verschil in de massa, vier miljoen ton, is in energie omgezet, waarbij de beroemde formule van Albert Einstein, E = mc², geldt. Kernfusie is ook de energiebron van een waterstofbom.
Kernfusie is geen kettingreactie, zodat het proces intrinsiek veilig is. Kernfusie laat, in tegenstelling tot kernsplijting, niet noodzakelijkerwijs radioactieve materialen achter als afval. Daarom proberen wetenschappers kernfusie op aarde te ontwikkelen als schone en veilige energiebron. Het vat waarbinnen de reactie plaatsvindt kan echter door bestraling wel radioactief worden.
Inhoud
1 Reactie
2 Wetenschappelijk onderzoek
3 Zie ook
4 Externe links
Reactie
Bij de kernfusie die voor gebruik in fusiereactoren gebruikt moet gaan worden wordt een deuteriumkern (waterstof met 1 neutron) en een tritiumkern (waterstof met 2 neutronen) omgezet in een heliumkern, energie, en een neutron.
De formule: D + T => 4He + n + 17.6 MeV
Om kernen te laten samensmelten is er een grote kinetische energie nodig om de kernen bij elkaar te brengen, omdat ze elkaar door hun elektrische lading sterk afstoten. De kernen hebben voldoende snelheid bij ca. 150 miljoen graden Celsius. Bij deze temperatuur zijn atomen een plasma. Dit houdt in dat atoomkernen en elektronen los door elkaar rondvliegen.
Om de atomen zo heet te krijgen dat ze een plasma worden, wordt er vaak een elektrische stroom door het gas gestuurd of worden de atoomkernen bestraald met microgolfstraling.
Geen enkel materiaal kan de voor fusie benodigde temperaturen weerstaan. In de fusiereactor moet het plasma dus altijd op veilige afstand worden gehouden van de wand. Om hiervoor te zorgen wordt het plasma vastgehouden in een magnetisch veld: atoomkernen zijn positief geladen en de lorentzkracht op de kernen zorgt ervoor dat het plasma in het magnetisch veld een min of meer cirkelvormige baan gaat beschrijven. Het magneetveld is zo gevormd dat kernen die uit de cirkel willen ontsnappen daarin door de lorentzkracht worden teruggeduwd.
Wetenschappelijk onderzoek
Het doel van het internationale fusieonderzoek is het realiseren van een prototype fusie-energiecentrale die voldoet aan de eisen die de maatschappij daaraan stelt: veilig, betrouwbaar, ruim voorradige brandstof, minimale milieubelasting en economisch rendabel. In het laatste decennium is er belangrijke wetenschappelijke en technische vooruitgang geboekt in het fusieonderzoek. Het grote probleem is altijd geweest hoe de reactie 'op te sluiten'. Zoals hierboven genoemd wordt daar een magnetisch veld voor gebruikt. De implementatie hiervan is technisch een grote uitdaging.
Op dit moment werkt de fusie-gemeenschap aan een groot internationaal fusie-experiment, de ITER. ITER staat voor International Tokamak Experimental Reactor, en is een project tussen Europa, Rusland, de VS, Japan, China en Zuid-Korea. ITER, die naar verwachting rond 2015 in bedrijf komt, moet aantonen dat fusie op aarde mogelijk is. ITER zal 500 megawatt produceren, tien maal meer dan nodig is om de reactie op gang te brengen. De reactor zal in Cadarache in Zuid-Frankrijk gebouwd worden.
Een aantal wetenschappers doet onderzoek naar koude kernfusie, kernfusie bij kamertemperatuur. Tot nu toe blijken hun pogingen steeds niet reproduceerbaar, en deze lijn van onderzoek wordt weinig serieus genomen. Er zijn claims van Pons en Fleischmann geweest, en claims van kernreacties bij sonoluminescentieproeven in gedeutereerd water, waarbij minieme belletje in een vloeistof krachtig collaberen. Beide vooralsnog onbewezen.
In Nederland werkt het FOM-instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen, te Nieuwegein, aan kernfusie. FOM-Rijnhuizen heeft een website over fusie gemaakt, zie externe link.