Springen naar inhoud

kernfusie door middel van kruisende synchrotrons?


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Wien Ee

    Wien Ee


  • >1k berichten
  • 3133 berichten
  • VIP

Geplaatst op 24 november 2006 - 16:31

Kernfusie tussen deuterium en tritium is inmiddels gelukt via het tokamak concept, zoals in de JET (en de ITER die gebouwd gaat worden.) De andere manier hoe ze kernfusie proberen te bereiken is met behulp van lasers:, zoals in laboratoria in de verenigde staten (en de Hiper die gebouwd gaat worden in de europese unie.)

Ik vroeg mij af of er nog meer manieren denkbaar zijn om kernfusie te bereiken.

Zou onderstaande kunnen werken?

Het zijn twee synchrotrons (deeltjesversnellers). In de ene synchrotron wordt deuterium (gestript van zijn electronen) tot vrijwel de lichtsnelheid versneld. In de andere synchrotron wordt tritium (ook gestript van zijn electronen) eveneens tot vrijwel de lichtsnelheid versneld.

Geplaatste afbeelding

Op het knooppunt van de synchrotrons botsen deuterium en tritium.

Kan op deze manier kernfusie worden bereikt????

Zal wel niet natuurlijk, dit idee ligt erg voor de hand. Maar waarom kan het niet werken? [rr]

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

StrangeQuark

    StrangeQuark


  • >1k berichten
  • 4160 berichten
  • VIP

Geplaatst op 24 november 2006 - 17:16

Je kan gewoon 1 synchrotron gebruiken en positieve en negatieve deeltjes laten clashen, dat doet een synchrotron namelijk al. Het zal echter lastig zijn om daar dan genoeg waterstof in te laten botsen om het rendabel te maken. De miljoenen graden celsius is de normale synchrotron niet op berekend. Dus het kan wel, maar het is volgens mij gewoon een duurdere methode om het uiteindelijk rendabel te maken. Kernfusie kan zeker bereikt worden.
De tekst in het hierboven geschreven stukje kan fouten bevatten in: argumentatie, grammatica, spelling, stijl, biologische of scheikundige of natuurkundige of wiskundige feiten kennis. Hiervoor bied StrangeQuark bij voorbaat zijn excuses aan.

#3

Wien Ee

    Wien Ee


  • >1k berichten
  • 3133 berichten
  • VIP

Geplaatst op 24 november 2006 - 17:36

Je kan gewoon 1 synchrotron gebruiken en positieve en negatieve deeltjes laten clashen.


De reden waarom ik dacht aan twee elkaar kruisende synchrortrons, is, omdat tritium zwaarder is, dan deuterium. Als zowel tritium en deuterium een eigen ring hebben, zo dacht ik, dan is het gemakkelijker ze te versnellen.

Ik dacht dat het bovendien beter zou zijn, om zowel tritium als deuterium te strippen van elektronen, allebei positief geladen dus. De deeltjes in de bundels zullen elkaar nogal eens kruisen, alvorens het eens een keer raak is, en er fusie optreedt. Als één van de twee bundels positief geladen is, en de andere negatief, dan verwacht ik dat er een elektron overspringt, als de bundels elkaar kruisen. De deeltjes zijn dan elektrisch neutraal, en kunnen niet meer versneld worden.

#4

Bruce

    Bruce


  • >100 berichten
  • 200 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 24 november 2006 - 20:45

Leuk en origineel concept!

Ik denk echter dat het met deze manier erg moeilijk wordt om de voor kernfusie benodigde minimale dichtheid en interactie-tijd haalbaar te maken.
Verder lijkt me het opvangen van de energie die vrij komt in de vorm van fotonen erg moeilijk.

#5

Wien Ee

    Wien Ee


  • >1k berichten
  • 3133 berichten
  • VIP

Geplaatst op 25 november 2006 - 17:59

Kernfusie door middel van kruisende synchrotrons, zou dus wellicht kunnen! [rr] Maar is het ook praktisch?

Geplaatste afbeelding
bron: Fusion - Physics of a Fundamental Energy Source

Op bovenstaande plaatje geven ze aan dat deuterium en tritium ieder met een energie van 20 keV moeten botsen. Na wat rekenen kom ik uit op:

Botsingssnelheid deuterium minimaal 1.384.000 [m/s] (0,46% van de lichtsnelheid)

Botsingsnelheid tritium minimaal 1.131.000 [m/s] (0,38% van de lichtsnelheid)

Die snelheden zijn met een synchrotron makkelijk te bereiken. Kloppen mijn resultaten?


Berekening:
De deeltjes moeten ieder een energie van 20 keV hebben bij de botsing.
1eV = 1,6022 E-19 [J]
zodat: 20 keV = 3,2044 E-15 [J]

Deuterium:
atoommassa = 2,014 u
u = 1,661 E-27 [kg]
zodat atoommassa = 3,345 E-27 [kg]
½ m v^2 = 3,2044 E-15
snelheid van deuterium is minimaal: 1.384.000 [m/s]

Tritium:
atoommassa = 3,016 u
u = 1,661 E-27 [kg]
zodat atoommassa = 5,00 E-27 [kg]
½ m v^2 = 3,2044 E-15
snelheid van tritium is minimaal: 1.131.000 [m/s]

#6

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8780 berichten
  • VIP

Geplaatst op 27 november 2006 - 15:10

Fusie doen plaatsvinden is mogelijk door ionenstromen elkaar te laten kruizen, het concept waarop deze apparaten werken:
http://en.wikipedia.org/wiki/Fusor

De energiedichtheid is absoluut niet geschikt (te maken) voor centrales, maar er treden wel degelijk fusiereacties op in zulke machines. De benodigde 20+ keV wordt geleverd door versnelling met electrische velden.

Bij een tokamak wordt het plasma werkelijk zo heet gestookt dat de -thermische- energie in die ordegrootte uitkomt. Om een idee te krijgen: Als je deeltjes thermisch 1 ev snelheid wilt geven zit je aan een temperatuur boven 10.000 graden - en dat gaat linear verder.
Victory through technology

#7

Wien Ee

    Wien Ee


  • >1k berichten
  • 3133 berichten
  • VIP

Geplaatst op 27 november 2006 - 17:06

Fusie is mogelijk door een stroom deuterium ionen, en tritium ionen met elkaar te laten kruisen. Daar zijn we het hier blijkbaar allemaal over eens.

De dichtheid van de stroom ionen en de interactie tijd, die maken een rendabele fusie reactor op basis van dit principe moeilijk (onmogelijk?). Ik vind dat de kruisende synchrotrons die ik voorstel in dat opzicht wel anders, en een voordeel hebben ten opzicht van de Farnsworth-Hirsch Fusor, waar Benm naar refereert. In synchrotrons die ik voorstel, draaien de deuterium ionen en tritium ionen rondjes, en komen elkaar daarom steeds weer op de kruising tegen. Er is dan iedere keer weer een kans dat de deeltjes botsen en fuseren.

Om het aantal deeltjes te berekenen dat fuseert, heb ik op internet gezocht naar de goede formules, om te voorspellen wanneer een deuterium en tritium ion fuseren:

Geplaatste afbeelding

Een deuterium ion vliegt af op een deuterium ion. De snelheidsvector heeft een bepaalde afstand tot het tritium ion. Afhankelijk van snelheid en afstand zal er fusie plaatsvinden of niet. Te weinig snelheid en het deuterium ion kan het elektrische veld van het tritium ion niet overwinnen. Een te grote afstand: het deuterium ion vliegt langs het tritium ion.

Geplaatste afbeelding

Om te onderzoeken of fusie door middel van twee elkaar kruisende synchrotrons rendabel kan zijn, heb ik dus een grafiekje nodig als bovenstaande, maar dan met de getallen erbij. Kan iemand mij daaraan helpen?

#8

wannes

    wannes


  • >250 berichten
  • 368 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 december 2006 - 00:08

het hele probleem van kernfusie is niet dat ze het niet kunnen, maar dat ze het gecontroleerd en rendabel kunnen doen en ik denk dat het op deze manier niet mogelijk is om het rendabel te doen
in de LHC in het cern is het de bedoeling om protonen tegen protonen te laten botsen met veeel meer dan de nodige energie om ze te laten fuseren tot een D kern, het is gewoon een kwestie van efficient te werken en dat zal op deze manier imho niet werken

#9

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 02 december 2006 - 19:31

Je bedoelt waarschijnlijk: ..... om ze te laten fuseren tot He kern.

Zou prachtig zijn als het in LHC toch per ongeluk zou gebeuren. Al die beteuterde fysici omdat ze dat Higgs deeltje weer niet gevonden hebben en dan dreigt hun apparaat plotseling voor iets nuttigs gebruikt te gaan worden. Wat een nachtmerrie voor hen, wat een droom voor de rest van de wereld.
Hydrogen economy is a Hype.

#10

eendavid

    eendavid


  • >1k berichten
  • 3751 berichten
  • VIP

Geplaatst op 02 december 2006 - 20:35

Je bedoelt waarschijnlijk: ..... om ze te laten fuseren tot He kern.

Zou prachtig zijn als het in LHC toch per ongeluk zou gebeuren. Al die beteuterde fysici omdat ze dat Higgs deeltje weer niet gevonden hebben en dan dreigt hun apparaat plotseling voor iets nuttigs gebruikt te gaan worden. Wat een nachtmerrie voor hen, wat een droom voor de rest van de wereld.


nounou. fysici zijn toch echt wel meer toepassingsgericht dan je doet uitschijnen, en kunnen toepassingen best wel appreciëren of er actief aan meewerken. Dat elementaire deeltjesfysica niet (onmiddellijk) tot toepassing leidt wil niet zeggen dat er geen onderzoek mag gedaan worden naar zaken die het begrip op de wereld verbeteren (dit is trouwens 1 van de zaken waarop we maatschappijen uit de geschiedenis evalueren).

#11

wannes

    wannes


  • >250 berichten
  • 368 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 december 2006 - 21:00

Je bedoelt waarschijnlijk: ..... om ze te laten fuseren tot He kern.

als je 2 protonen laat botsen krijg je een D kern, geen He
maar als je protonen kan laten fuseren lukt het zeker met D en T
ik snap niet dat er nog mensen moeilijk overdoen.
ik kan mij ook voortbewegen door op een karretje te gaan zitten en achteruit te blazen, het werkt maar het is totaal niet effectief

#12

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 03 december 2006 - 14:05

Natuurlijk is het niet praktisch om te proberen met een (of meer) synchrotrons fusie-energie op te wekken. Deze topic dient op dat punt toch niet al te serieus genomen te worden. Ik haak alleen maar aan op de al genoemde LHC en moest denken aan wat ik laatst las op physicsweb waarin iemand nu al (nog voordat de LHC opstart) zegt:
'Not seeing a Higgs particle at the LHC would not be a disaster," says Andrew Cohen, a particle physicist at Boston University in the US. 'In fact it might even be more interesting if we didn't see it.....' http://physicsweb.or...world/19/10/7/1
Als zelfs de deeltjesfysici nu al beginnen te twijfelen mag ik toch ook wel mee fantaseren op wat dat 'more interesting' zou kunnen zijn. En aangezien deze topic over fusie gaat. Ik weet dat (de massa/energie van) vier protonen nodig zijn om He te maken, maar een Higgs boson is (bij mijn weten) nog vele malen 'zwaarder' dan zelfs vier protonen.

Dat artikel noemt ook dat de LHC 6,3 miljard euro gekost heeft. Stel je voor dat een kanker (of hiv/aids) onderzoeker iets soortgelijks zou zeggen nog voor een nieuw enorm groot 6,3 miljard euro kostend onderzoeksinstituut zelfs geopend wordt: 'het is niet erg als we geen geneesmiddel vinden, mischien vinden we wel iets veel interessanters'. Natuurlijk dient onderzoek voor te lopen op eventuele toepassingen en hoeft niet persé een toepassing op te leveren. Maar dit soort deeltjesfysica loopt inmiddels zo ver voor op welke toepasssing dan ook dat het meer op religie dan op wetenschap begint te lijken. Voor die tijd is het standaard model vervangen door een andere theorie en dan 'bestaat' het Higgs deeltje wellicht niet meer.

Interessant in de context van dit topic zou zijn: wat is, met gebruikmaking van kruisende synchrotrons, de beste manier om fusie te bewerkstelligen: is dat nog steeds D+T zoals in een Tokamak of wellicht toch een andere combinatie?
Hydrogen economy is a Hype.

#13

Wien Ee

    Wien Ee


  • >1k berichten
  • 3133 berichten
  • VIP

Geplaatst op 03 december 2006 - 14:26

Natuurlijk is het niet praktisch om te proberen met een (of meer) synchrotrons fusie-energie op te wekken. Deze topic dient op dat punt toch niet al te serieus genomen te worden.

Die stelling zou ik je dan wel graag zien onderbouwen!

De benodigde energie kan met behulp van synchrotrons met groot gemak aan deuterium en tritium worden gegeven. En fusie treed op, alleen waarschijnlijk te weinig om commercieel haalbaar te zijn. Ik had de indruk dat we het daarover eens waren.

De dichtheid van de stroom deuterium en tritium deeltjes zal het probleem zijn. Die dichtheid zal waarschijnlijk onmogelijk (?) hoog genoeg te maken zijn, om voldoende fusie reacties te bewerkstelligen. Maar kan jij mij dat voorrekenen? En kan jij mij voorrekenen hoe groot de dichtheid zou moeten zijn om wél voldoende fusiereacties te krijgen, om het idee commercieel haalbaar te maken?

P.s.: wat die berekening moeilijk maakt, is dat bij kruisende synchrotrons deuterium en tritium deeltjes allemaal dezelfde snelheid hebben, waarvan de vectoren vrijwel lijnrecht tegenover elkaar staan. De snelheids- en richtingsverdeling zijn dus niet chaotisch.

#14

Gurdebeke

    Gurdebeke


  • >25 berichten
  • 59 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 03 december 2006 - 16:42

ik las ook ooit ergens dat fusie mogelijk is met de vrijkomende energie van instortende luchtbellen...
tijd is een truc van de Natuur om te voorkomen dat alles op het zelfde moment gebeurt - John A. Wheeler

#15

Wien Ee

    Wien Ee


  • >1k berichten
  • 3133 berichten
  • VIP

Geplaatst op 03 december 2006 - 17:28

ik las ook ooit ergens dat fusie mogelijk is met de vrijkomende energie van instortende luchtbellen...

Pogingen zijn gedaan, maar zonder resultaat. De benodigde temperatuur en druk is niet gehaald, en de verwachtingen waren veel te hoog gespannen. Theoretische modellen die de laatste jaren zijn opgesteld, geven aan dat die temperatuur en druk ook helemaal niet gehaald kunnen worden door middel van instortende belletjes (cavitatie).

Lees meer ... Bubbelfusie blijkt labfout





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures