Wikia


Tokamakreactor.jpg

reactor van het model Tokamak

Kernfusie is een onuitputtelijke en schone vorm van energie. Tijdens het kernfusieproces versmelten twee lichte atoomkernen tot één zwaardere. Bij dit proces komt veel energie vrij.

Maar de fusie gaat niet vanzelf. Om te fuseren moeten de atoomkernen dicht genoeg bij elkaar komen, zodat de sterke kernkracht - die slechts op korte afstand voelbaar is - de kernen naar elkaar toe kan trekken. Op grotere afstand overheerst echter de elektrische kracht, en aangezien de kernen positief geladen zijn stoten ze elkaar af. Om te bereiken dat de kernen voldoende dicht bij elkaar komen moet de temperatuur voldoende hoog gemaakt worden, zodat de kernen met hoge snelheid tegen elkaar botsen. Materie met een zeer hoge temperatuur bevindt zich in een bijzondere toestand: de elektronen en kernen bewegen los van elkaar, en vormen een gas van geladen deeltjes. Een dergelijke toestand heet een plasma. Dit plasma wordt opgesloten m.b.v. een enorme deeltjesversneller. De gebruikte verhittingstechniek is het inschieten van neutrale deeltjes met een hoge energie. Ook geeft deze techniek extra mogelijkheden om het plasma te manipuleren, en kan bovendien gebruikt worden om brandstof toe te voeren.

Tokamakpart.jpg

deel van de reactor

ReactieEdit

Hoewel er vele denkbare fusiereacties mogelijk zijn, zijn er maar een paar interessant voor fusie op aarde. Dat zijn de reacties die bij een relatief lage temperatuur en druk toch een redelijke reactiewaarschijnlijkheid hebben. De fusiereactie die op aarde het gemakkelijkst tot stand te brengen is, is de reactie tussen de waterstof-isotopen deuterium en tritium:

D + T => 4He + n + 17.6 MeV

Hierin staat D voor deuterium (het stabiele isotoop van waterstof, met één proton en één neutron in de kern), T voor tritium (het radioactieve isotoop van waterstof, met één proton en twee neutronen in de kern), 4He voor helium, en n voor neutron. De reactie is afgebeeld in figuur 1. De vrijkomende energie wordt uitgedrukt in mega-elektronvolt (1 MeV = 1.602•10-13 Joule). Om voldoende fusiereacties te produceren moet de temperatuur van het plasma ongeveer 150 miljoen graden Celsius bedragen.

Bij een fusiereactie komt ongeveer vier miljoen maal meer energie vrij dan bij een chemische reactie, zoals bijvoorbeeld bij de verbranding van koolstof. Dat enorme verschil zorgt er voor dat een fusiecentrale - vergeleken met bijvoorbeeld een kolencentrale - slechts een minimale hoeveelheid brandstof nodig heeft. Om een elektriciteitscentrale van 1000 MW (de grootte van een gemiddelde kolencentrale) een jaar lang aan de gang te houden, moet ongeveer 2,7 miljoen ton steenkool worden verbrand. Dezelfde hoeveelheid energie kan in een fusiecentrale worden opgewekt door de fusie van slechts 250 kilogram van een deuterium-tritium mengsel.

Ad blocker interference detected!


Wikia is a free-to-use site that makes money from advertising. We have a modified experience for viewers using ad blockers

Wikia is not accessible if you’ve made further modifications. Remove the custom ad blocker rule(s) and the page will load as expected.

Around Wikia's network

Random Wiki