Ótæmandi orkulind: Raunveruleg vetnisorka úr samrunaofnum innan 30 ára?

 

 

(Uppfært 13. ágúst 2022)

Hugsið ykkur, að vatn í einu baðkari ásamt lithíum úr einni hleðsluraflöðu í fartölvunni nægi sem orkulind heillar fjölskyldu í hálfa öld.   - Bull? Ekki aldeilis.

Þetta er vonandi ekki mjög fjarlægur draumur. Markmiðið er að virkja ótæmandi orkulind innan fárra áratuga. Þetta er sama orka og sólin notar sem eldsneyti.

 

Um er að ræða alvöru vetnisorku.   Það er óskylt vetnisrafölum sem hafa m.a verið notaðir til að knýja bíla. Þar er vetnið orkumiðll en ekki orkulind. Gjörólíkt.

 

Í bókinni Kjarnorka á komandi tímum, sem kom út á Íslandi árið 1947 og fjallað var um í þessum pistli nýlega, stendur á bls. 185:

"Fyrir meira en tuttugu árum þykjast vísindamenn hafa komist að, að einhver hagkvæmasta uppspretta kjarnorkunnar mundi verða sú, að breyta vetni í helíum; og það er almennt álit stjarnfræðinga nú, að einhver slík frumefnabreyting sé uppsprettan að ljósorku og hitamagni sólar vorrar og annarra sólstjarna."

Bókin kom út fyrir um 75 árum (uppfært 2022) og vitnað er til þekkingar manna tuttugu árum fyrr. Hver er staðan í dag?

Nú er hafin smíði á tilraunaofni hjá ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Takmarkið er að árið 2018 takist að framleiða 500 megawött í að minnsta kosti 1000 sekúndur.

Gangi allt samkvæmt áætlun er ætlunin að smíða fyrsta samrunaofninn sem framleitt getur nothæfa orku árið 2040. Orku sem nýta má til að framleiða rafmagn. Það er til mikils að vinna. Vonandi gengur allt samkvæmt áætlun.

Hingað til hefur kjarnorka tæpast talist til vistvænnar orku. Vandamál við geymslu og förgun geislavirks úrgangs eru óleyst.  Margir hafa illan bifur á kjarnorkuverum af þessum sökum. Allt annað gildir um samrunaofna. Þeir nota ekki geislavirkt eldsneyti og geislavirknin sem myndast er smávægileg og verður einungis í málmhlífum ofnsins. Auðvitað er engin losuna á koltvísýringi heldur. Aðal úrgangsefnið er helíum, sama efni og börn nota í gasblöðrur.

Almennt má segja að nokkur bjartsýni ríki nú og vísindamenn telja töluverðar líkur á að þessi draumur manna verði að veruleika innan 30 ára.

 

Hvernig er hægt að vinna orku úr vatni?

Mjög góður og aðgengilegur fróðleikur á Íslensku, "Samrunaofnar-TOKAMAK",  er hér.  Þetta var lokaverkefni Karenar Óskar Magnúsdóttur og Líneyjar Höllu Kristinsdóttur í eðlisfræði við Menntaskólann við Hamrahlíð haustið 2002. Nú er Karen orðin rafmagnsverkfræðingur og Líney eðlisfræðingur.  

 

 

 

 

 Myndin sem er úr umfjöllun Karenar Óskar og Líeyjar Höllu sýnir orkuver sem fær varmann frá samrunaofni.  Samrunaofninn framleiðir varmann, sem notaður er til að framleiða gufu, sem leidd er að gufuhverfli eins og í jarðvarmavirkjunum.

 

Krækjur

• ITER

• European Fusion Network information

• Fusion will be cracked within 30 years

• Kjarnasamruni lausn á orkuvanda framtíðar

• Samrunaofnar-TOKAMAK
  

 

Athugasemdir

[Gunnlaugur B Ólafsson, 17.11.2008 kl. 01:09]

Áhugavert. Takk. Gott að hugsa fleiri möguleikar eru í stöðunni en að grýta eggjum í alþingishúsið.

[Jón Steinar Ragnarsson, 17.11.2008 kl. 12:39]

Þetta hefur verið afar umdeilt lengi, en enginn alveg getað hafnað þessu með óyggjandi rökum. Ég skil náttúrlega ekki alveg hvað er á seyði þarna. Þarna er efnið vissulega ansi stabílt og geislavirknin nánast engin. Í kjarnorkunni eru óstabíl efni, sem eru að leita jafnvægis, þau geislavirku, ekki satt, laus í sér eins og íslenskt samfélag og þarf ekki nema eina nevtrónu til að koma af stað keðjuvekun kjarnaklofnings.  Minnir að Hiroshima hafi verið 0,6 gr af úrani. Hvernig virkar þetta?

[Ágúst H Bjarnason, 17.11.2008 kl. 14:18]

Jón Steinar.

Það var  ágæt umfjöllun um samrunaofna í Mbl. 1999:  Kjarnasamruni lausn á orkuvanda framtíðar

Þar stendur um öryggismál:

"Hættan á umhverfisslysum af völdum samrunaofna er sögð hverfandi. Sjálfstæð matsnefnd á vegum Evrópusambandsins hefur komist að þeirri niðurstöðu að versta hugsanlega slys í samrunaorkuveri myndi ekki ógna íbúum í næsta nágrenni versins. Hún staðfesti auk þess að geislavirkur úrgangur yrði ekki vandamál: Langlífasta geislavirkni sem verður til við kjarnasamruna helmingast á tíu árum en við kjarnaklofnun myndast geislavirkni með helmingunartíma upp á 24 þúsund ár!"  

Samrunaorka er auðvitað líka kjarnorka. Hér er hráefnið vetni og úrgangurinn helíum.  Helíum er sauðmeinlaust. Samruni (fusion) getur ekki átt sér stað utan samrunaofnsins, þannig að ef hann bilar, þá einfaldlega stöðvast kerfið. Ekkert sambærilegt við hefðbundin kjarnorkuver þar sem úraníum er sundrað (fission).

[Jón Steinar Ragnarsson, 17.11.2008 kl. 15:17]

100 milljón gráður á celsius er ansi heitt.  Þetta er greinilega afar flókið dæmi og getur greinilega brugðist til beggja vona. Hvað varð um kalda samrunann? Maður sá lengi haldið fram að það væri möguleiki, þrátt fyrir harða afneitun og gagnrýni.

[sigurður (IP-tala skráð) 17.11.2008 kl. 15:29]

Hafðu í huga að takmarkið hefur frá miðri síðustu öld alltaf verið 30 árum frá.  Samkvæmt þeim upplýsingum sem ég hef fengið ættum við ekki að gera ráð fyrir nothæfum kjarnasamrunaorkuveri alla vega næstu 50 árin.

[Ágúst H Bjarnason, 17.11.2008 kl. 15:52]

Sigurður. Þetta er rétt. Menn hafa lengi talið þetta vera handan horns, eða þannig, en því er ekki að neita að tækninni hefur fleygt fram og menn eru fyrir alvöru farnir að smíða stórar vélar, og reyndar farnir að ná nokkrum árangri.

Eitt vandamálanna hefur verið að viðhalda nægilega öflugu segulsviði. Um miðjan september síðastliðinn var skýrt frá mikilvægum áfanga.  Prototype Superconductor For Tokamak Fusion Reactor Proves Successful 

"ScienceDaily (Sep. 14, 2008) — Fusion for Energy (F4E) with the support of the European Commission, Japan Atomic Energy Agency (JAEA) and ITER Organisation have successfully tested a prototype superconductor for the ITER Poloidal Field coils made of Niobium(Nb)-Titanium(Ti) reaching a stable operation at 52 kA in a magnetic field of 6.4 Tesla. Poloidal Field coils will be used to maintain the plasma equilibrium and shape inside the ITER Tokamak reactor.

“This is a breakthrough for the fusion community. We have successfully tested and demonstrated a key technology milestone which is integral to the success of ITER. Based on these achievements, Europe, Russia and China will proceed with the procurement of the ITER Poloidal Field conductor” said Fusion for Energy Director, Didier Gambier".

 

Og svo er það stærsti tilraunaofninn hingað til, JET en ITER er næsta skref.

 Þetta mjakast í rétta átt...

[Jón Steinar Ragnarsson, 17.11.2008 kl. 15:57]

Cold fusion. Það er eitthvað þar sem menn geta ekki skýrt, en það er að í möfgum tilfellum skapast umfram hiti. Hvernig, er akki alveg skýrt.

[Ágúst H Bjarnason, 17.11.2008 kl. 16:07]

Jón. Það er ágæt samantekt um kaldan samruna eða cold fusion á Wikipedia hér.

Var þetta mæliskekkja árið 1989 þegar Fleischmann og Pons töldu sig hafa mælt orku frá köldum samruna?  Mönnum hefur ekki tekist að endurtaka tilraunina með sama árangri, en menn eru vissulega ekki hættir að reyna, eins og fram kemur í Wikipedia greininni.  

[Marinó G. Njálsson, 17.11.2008 kl. 23:48]

Ég lærði aðeins um þetta í kúrs sem hét Energy Business Issues og var kenndur við viðskiptaskóla Stanford háskóla vorið 1988.  Þá héldu menn að þessu marki, sem þú ert að lýsa, yrði náð fyrir 2010.  Cold fusion var töfraorðið yfir tæknina sem átti að leysa orkuvanda framtíðarinnar.  Það er gaman að sjá að menn hafa þó náð að helminga biðtímann á 20 árum, en það er langur vegur frá 500 MW í 1000 sekúndur og því að ná stöðugri orkuframleiðslu.

[Sigursteinn (IP-tala skráð) 22.11.2008 kl. 08:05]

Sæll Ágúst og þakkir fyrir þetta merkilega blögg um kaldan samruna.     Jules Verne spáði eimitt fyrir um það að vatn og loft yrðu framtíðarorkugjafi mannkyns.     Fyrir efasemdamanneskjur eins og mig sjálfan þá mæli ég með því að fólk líti á myndband á YouTube sem ber yfirskriftina "The War Against Cold Fusion".