Kernfusie met tritium?

[Flake]

Spiderman 2 heeft met het kernfusie-thema nogal een paar vragen bij mij opgeroepen. Het leek me wel interessant ze hier te bespreken. Natuurlijk weet ik dat koude fusie voorlopig niet mogelijk is (er zitten wel meer foutjes in die film, zo kan de professor zelf die hitte (1000MJ per seconde aan warmte!) op die afstand nooit overleven), maar dat terzijde. Over dat soort onzin wil ik het even niet hebben. Mij gaat het om het volgende:

Tritium: In de film wordt tritium (H-3) als brandstof voor de fusie gebruikt. Waarom zou deuterium (H-2) niet praktischer zijn voor een fusie? Naar mijn weten werd fusie pas interessant wanneer de massa per nucleon het hoogst is (wat dus waterstof is), in tegenstelling tot kernsplitsing waar de massa per nucleon zo laag mogelijk moet zijn (daarom worden er ook zware metalen daarvoor gebruikt). Dus mijn vraag: Waarom tritium boven deuterium? De voorraad van deuterium is tenslotte ook groter.

Tweede vraag: In de film wordt ook genoemd dat er maar 25 pond van tritium in de hele wereld is. Dat kan zomaar wel eens kloppen, maar tritium is niets meer dan een waterstof isotoop met 2 extra neutronen. Kan tritium daarom niet gemaakt worden met behulp van een neutronenkanon? Neutronenkanonnen zijn dezelfde dingen waarmee kernsplitsingen in kernreactoren op gang worden gebracht.

[troje]

tritium klinkt stoerder dan deuterium...

[Johnny]

Tritium klinkt gewoon exotischer dan deuterium. Hoe vaker de letter "i" in een woord zit hoe cooler en technischer het klinkt.

Net als iMode, I robot, artificial intelligence en dilithium.

[TrailBlazer]

als we dat spul zouden kunnen maken hoeveel energie zou dat dan kosten. Ook bij kernfusie gelden de wetten behoude van energie/massa

[The_Greater]

Johnny schreef op 08 augustus 2004 @ 00:11:
Tritium klinkt gewoon exotischer dan deuterium. Hoe vaker de letter "i" in een woord zit hoe cooler en technischer het klinkt.

Net als iMode, I robot, artificial intelligence en dilithium.

I'r Baboon. Sorry kon het niet laten.

edit:
achje b en de n zitten nogal dicht op me kaar

[ Voor 12% gewijzigd door The_Greater op 08-08-2004 11:52 ]

[RSpliet]

Volgens de ehm... uitleg die wij hebben gekregen word er gebruik gemaakt van een mix van Dilithium en Tritium. Knal je dat tegen elkaar met een bepaalde snelheid, dan houd je een waterstofatoom over, en wat Helium. Deze waterstofatoom is dan weer de trigger voor de volgende fusie. Uitsluitend Dilithium of Tritium gebruiken kan geloof ik niet.

Althans, dat is wat ik mij ervan herinner, dus pin me er niet op vast.

The_Greater schreef op 08 augustus 2004 @ 00:14:
[...]

I'r Banoon. Sorry kon het niet laten.

Banoon?

[ Voor 28% gewijzigd door RSpliet op 08-08-2004 00:15 ]

[Flake]

TrailBlazer schreef op 08 augustus 2004 @ 00:13:
als we dat spul zouden kunnen maken hoeveel energie zou dat dan kosten. Ook bij kernfusie gelden de wetten behoude van energie/massa

Ik denk dat die energie nog wel mee zal vallen. Je zou zelfs gebruik kunnen maken van de kernsplijtingscentrales: Daar worden neutronenkanonnen gebruikt om het proces op gang te krijgen en de plutonium uranium levert vervolgens zijn eigen neutronen (want bij iedere splijting van plutonium uranium komen meer neutronen vrij). Zodra het proces eenmaal op gang is vliegen de neutronen om je oren (bij wijze van spreken )

Probleem is wel wat neutronen "langzaam" op een atoom moet worden geprojecteerd, anders knalt ie er dwars doorheen en wordt 'ie niet opgenomen. Denk aan kernsplijting, dat berust niet op het feit dat neutronen de atomen in tweeën hakken, maar dat een atoom een neutroon absorbeert, waardoor de kern instabiel wordt en vervalt, toch?

[ Voor 12% gewijzigd door Flake op 08-08-2004 00:28 . Reden: plutonium --> uranium ]

[Zoijar]

http://hyperphysics.phy-a.../hbase/nucene/fusion.html staan wat reacties.

Tritium moet gemaakt worden uit lithium, het komt niet natuurlijk voor. De meest gangbare reactie is tussen deuterium en tritium van wat ik lees.

[Flake]

Tritium kwam wel natuurlijk voor imho, paar procent van het totale wateroppervlak. Maar dat het ontstaat na Lithium met neutronen te bombarderen klinkt vrij logisch idd

[Verwijderd]

Tritium heeft meer massa dan deutrium, dat op zicht weer zwaarder is dan gewone waterstof. Een bewegend tritrium deeltje heeft dus meer energie dan een deutrium atoom of een waterstof atoom op dezelfde snelheid. Dit is belangrijk omdat het hele gebeuren van kernfusie erop neer komt dat 2 deeltjes genoeg snelheid hebben om de afstotende krachten van de protonen in de kern te overwinnen zodanig dat onder invloed van de sterke kernkrachten de 2 atoomkernen kunnen samensmelten (heel erg simpel gezegd) en met een zwaarder deeltje zoals tritrium is dit makkelijker dan met bv. deutrium of waterstof. Zeker omdat het verschil tussen deze atomen enkel ladingloze neutronen zijn en dus de lading van de kern hetzelfde blijft.
Tritrium wordt vaak als "booster" gebruikt om de temperatuur te verhogen zodanig dat de deutrium atomen ook kunnen fuseren. Een extra handigheid, in sommige gevallen, is dat kernfusie met tritium heel erg veel neutronen oplevert. Hierom zitten in de meeste hedendaagse kernwapens een kleine hoeveelheid tritium in de kern. Maar voor commercieel gebruik is tritium veel te duur om te maken en daarna ook uit de normale waterstof en iets minder normale deutrium atomen te vissen.

Ik denk dat er wel meer is dan 25 pond (= 12.5 kilogram?).In ieder nucleair wapen zit minstens 2 à 3 gram tritrium (booster). Ik veronderstel dat er wereldwijd wel makkelijk 10.000 wapens te vinden zijn, dat maakt minstens 20 kg. Hierbij heb ik tritrium voor research, tritrium dat aanwezig is in het koelwater van kernreactoren, waterstof-bommen, allerlei verf die oplicht in het donker (als het vandaag nog gebruikt mag worden),tritium dat ontstaan is uit onderzeese kerntesten,... vergeten. Ook heb ik geen rekening gehouden met de relatief korte verval-termijn(15 jaar), maar ik denk dat men er vrij zeker mag van zijn dat er meer dan 25 pond tritium te vinden is wereldwijd.

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op 08 augustus 2004 @ 02:54:
...vergeten. Ook heb ik geen rekening gehouden met de relatief korte verval-termijn(15 jaar), maar ik denk dat men er vrij zeker mag van zijn dat er meer dan 25 pond tritium te vinden is wereldwijd.

Bedoel je niet de halfwaardetijd?

[Wildfire]

Vergeet iig alles uit die film, want wat daar wordt gezegd en gedaan heeft geen enkele link met de werkelijkheid. En met tritium uit de film wordt niet het echte tritium bedoeld... ze wilden gewoon in goede tekenfilmtraditie een geheimzinnig goedje met een leuke naam hebben.

[MSalters]

De booster in kernwapens is tegenwoordig lithium-6, ipv tritium. Afgezien daarvan heeft wag the dog helemaal gelijk, tritium fuseert makkelijker dan deuterium, en dat weer makkelijker dan waterstof.

[Verwijderd]

De temperatuur waarbij fusie tussen deuterium en tritium goed verloopt is lager dan de temperatuur waarbij fusie tussen deuterium en deuterium verloopt. Tritium komt in de natuur weinig voor, omdat het radioactief is en dus vervalt. Tritium kun je wel maken uit lithium. Lithium is een metaal dat niet erg zeldzaam is.

Mijn grootste bezwaar tegen de fusiereactie in de film spiderman 2 was het feit dat het moeilijk was de reactie te stoppen. Terwijl het bij fusie in het echt juist zo is dat het ontzettend moeilijk is om hem uit zichzelf te laten verlopen en als er iets fout gaat betekent dat, dat de reactie stopt in plaats van dat deze uit de hand loopt.

[Verwijderd]

Een probleem van tritium is de instabiliteit. Wanneer tritium vervalt reageren de producten onderling, waardoor er uiteindelijk Helium-3 gevormd wordt.
Helium-3 absorbeert de neutronen die een kernreactie op gang houden. Als je dus een kernwapen met tritium-fusie maakt moet je daar rekening mee houden, immers: na 12 jaar is de helft van de H3 in He-3 veranderd.
In de jaren 50 zijn er een aantal kernproeven mislukt door He-3 vervuiling en toen is besloten voortaan lithium en/of deuterium te gebruiken. Een andere oplossing is het filteren van de H3 met (meen ik) paladium, zoals is uitgelegd in het boek "The Sum of all Fears" van Tom Clancy. Dit is echter moeilijk te automatiseren en moet dus voor de inzet van een wapen gebeuren, hetgeen de reactietijd ernstig bekort.

Over tritium: als je in een (ouderwetse, plutonium-239 fabricerende)-reactor een plaat aluminium plaatst wordt het aluminium onder invloed van gamma-straling afgebroken tot H3. Er vormen zich dan kleine belletjes H3 binnen het metaal. Extra voordeel: het remt de neutronenflux waardoor dus relatief gezien een stuk minder Pu-240 gevormd wordt. Pu240 is erg instabiel en niet gewenst in kernwapens.
Tritium wordt heden ten dage in miniscule hoeveelheden gebruikt in lichtgevende verf, zoals op je horloge zit. Het is een van de duurste stoffen op aarde en kost ongeveer 50.000 dollar per gram.

[srblackbird]

http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fusion

http://en.wikipedia.org/wiki/Fusion_power

http://en.wikipedia.org/wiki/JET
http://www.jet.efda.org/
http://www.jet.efda.org/pages/welcome/netherlands.html

http://en.wikipedia.org/wiki/ITER
http://www.iter.org/

taadaa

Deuterium is abundant as it can be extracted from all forms of water. If all the world's electricity were to be provided by fusion power stations, Deuterium supplies would last for millions of years.

Tritium does not occur naturally and will be manufactured from Lithium within the machine.

Tritium occurs naturally due to cosmic rays interacting with deuterium in the atmosphere

Oftewijl wat ze in de film zeggen over die 25 pond is waarschijnlijk waar, maar voor kernfusie gebruiken we gewoon de Tritium die we zelf maken

Quantities
For example, 10 grams of Deuterium which can be extracted from 500 litres of water and 15g of Tritium produced from 30g of Lithium would produce enough fuel for the lifetime electricity needs of an average person in an industrialised country.

[ Voor 72% gewijzigd door srblackbird op 09-08-2004 16:49 ]