Hoe werkt een kerncentrale.

[Defspace]

Hoe werkt dus kernsplitsing en waar komt die energie vandaan die vrijkomt bij kernsplitsing ?

Waar komt die enorme hoeveelheid energie vandaan ?

[Verwijderd]

Wanneer je een atoom maakt dat komt daar energie bij vrij! Wanneer je een atoom sloopt dan kost het diezelfde hoeveelheid energie.

Nu zijn er pakweg 100 soorten atomen. De zogenaamde bindingsenergei per atoomsoort is niet gelijk. Hij is vrij laag bij atoom nummer 1 (watersof) en wordt steeds hoger naarmate het atoomnummer groter wordt.

Het maximun ligt ongeveer op 56 en dat is dan het ijzeratoom (ik kan er een paar atomen naast zitten hoor).

Daarna wordt de bindingsenergie per atoom weer lager. En is dus weer aflopend naarmate het atoomnummer groter wordt.


Nu even simpel uitgelegd wat het principe is, de nucleaire reacties opz zich zijn niet correct maar het gaat om het principe:


Wanneer ik bv een stof als Uranium heb, deze heeft een vrij hoog atoomnummer, stel bv 100. Bij een kernreactie sloop ik dit atoom. Het heeft een vrij hoog atoomnummer en het kost daarom niet zoveel energie om dit atoom te slopen.

Uit de materialen die heirbij vrij komen maak ik 2 atomen met atoomnummer 50. De bindingsenergie van die atomen is veel groter. En zoals gezegd, wanneer ik een atoom maak dan komt daar energie bij vrij.

Nu krijg ik dus 2 keer de grote bindingsenergie die vrijkomt bij het maken van atoomnummer 50 en het kost me de kleine hoeveelheid energie om 1 atoomnummer 100 te slopen.


In een kerncentrale werkt dit met andere reacties maar die zijn wel op dit principe gebaseerd. Tevens zorgen ze ervoor dat het een soort van kettingreactie is die zichzelf in stand houdt. Zogenaamde regelstaven zorgen ervoor dat de reactie niet uit de hand loopt en je er zich dus geen kernexplosie voortdoet.


Als je even nadenkt zie je dat in plaats van spliting ook het idee van fusie bestaat. Dan neem sloop je 2 lichte atomen waarvan de bindingsenergie vrij laag is en dan maak je één zwaarder atoom, waarbij veel energie vrijkomt als je dit atoom maakt.

De praktijk en de theorie leert dat bv bij kernwapens er meer energie vrijkomt bij een kernfusiebom dan bij splijting.

Het nadeel van kernfusie is alleen dat het bij zeer hoge temperaturen moet plaatsvinden, bv zo'n 200 miljoen graden! Dat is dus erg moeilijk omdat in een energie-centrale te realiseren.

Wel krijg je deze temperaturen in een kernbom (wel 10 miljard graden!!). Een kernfusiebom wordt dan ook op gang gebracht door een gewone kernbom met kernsplijting en daarna pas vindt er ook kernfusie plaats.

[aatos]

edit: op de manier die jij bedoelde klopte het wel

[Delerium]

Kerncentrale werkt vrij makkelijk. Het verhaal dat er Energie vrijkomt bij kernsplijting staat hierboven.

Staven die deze kernreacties hebben worden in een bak met vloeistof geplaatst (water, maar ook vloeibaar Natrium (Tjsernoyl was daar goed in ). Door kernreacties wordt de vloeistof warm, deze warmte wordt met een warmtewisselaar overgebracht op een secundair water-systeem, dat op deze manier moet gaan koken. Deze stoom drijft dan een turbine aan (Fietsdynamo, maar dan groter).

Ondanks de geavanceerde naamgeving is een kerncentrale dus gewoon een nucleare stoommachine. .

[Infinithlon]

Op woensdag 27 december 2000 19:43 schreef ecteinascidin het volgende:
Ondanks de geavanceerde naamgeving is een kerncentrale dus gewoon een nucleare stoommachine. .

Dat vond ik nou ook altijd zo gaaf. Dan leer je bij natuurkunde hoe al die reacties werken enzo, dan denk je: ok dan gaan ze ook supergaaf die energie in electrische omzetten ofzo, nee hoor dat water wordt warm, stoomturbine, dynamo, zelfde verhaaltje als bij een kolencentrale. Super

[zetje01]

Inderdaad een stoommachine.

Dat komt uiteraard doordat water de stof is die het meeste energie per massa-eenheid per graad celsius kan opnemen (en het later in de turbine weer af kan geven).

Overigens levert het energie op om van het lichte waterstof het iets zwaardere helium te maken. Maak je daarvan weer zwaardere atomen atomen levert het weer energie op. (daar halen sterren hun energie vandaan) Dit gaat zo door tot aan het hierboven genoemde ijzer. Dit is het omslagpunt; als je van ijzer nòg zwaardere atomen maakt gaat het juist energie kosten.

Als je even doordenkt kom je automatisch tot de conclusie dat het splitsen van het zeer zware uranium tot lichtere atomen energie oplevert.

[Verwijderd]

hmmz, waarom heb ik mijn binas nou verkocht? dan had ik het ff kunnen nazoeken... binnenkort maar es wat regelen

Ik heb ooit eens een documentaire gezien waar bij het koelwater van een kerncentrale werd gebruikt om 20000 huishoudens van centrale verwarming te voorzien dacht ik. Dan wordt zo'n centrale nog efficienter, aangzien de stoom die de dynamo inbeweging zet, vervolgens langs een X-aantal buizen stroomt waarin normaal (!=zwaarwater (=H2O waar iets grappigs mee is uitgehaald) dat gebruikt wordt om de hitte af te voeren, omdat het meer warmte energie kan absorberen dan gewoon water) leidingwater verwarmt wordt, en naar een woonwijk werd gepompt.

[Infinithlon]

Ik woon ook in zo'n wijk ja, met koelwater, al is het niet van een kerncentrale

Ik denk niet dat zwaar water H2O2 is....
dat is nl. waterstofperoxyde

Zwaar water lijkt me meer water met veel deuterium en tritium, maar da wee'k niet zeker

[aatos]

Op donderdag 28 december 2000 03:30 schreef Infinithlon het volgende:
Ik woon ook in zo'n wijk ja, met koelwater, al is het niet van een kerncentrale

Ik denk niet dat zwaar water H2O2 is....
dat is nl. waterstofperoxyde

Zwaar water lijkt me meer water met veel deuterium en tritium, maar da wee'k niet zeker

zwaar water is gewoon H2O. alleen hebben ze wat grappen uitgehaald met de H

[JackBol]

Op donderdag 28 december 2000 05:44 schreef aatos het volgende:

[..]
zwaar water is gewoon H2O. alleen hebben ze wat grappen uitgehaald met de H

dan hebben ze met ionen liggen rommelen

[Verwijderd]

hmmz, bijna

wie had het over H2O2 dan?

[Delerium]

Je kan inderdaad lichte deeltjes laten fuseren tot zwaardere deeltjes, dat heet dan kernfusie. Op dit moment alleen toepasbaar in Bommen (en geloof me, dat wil je niet ).

Zwaar water (D2O) is water waarvan waterstofisotopen worden gebruikt. Alle waterstofdeeltjes hebben dus een extra neutron, zodat fusie rendabeler is. Andere eigenschappen zijn dat Zwaar-water-ijsblokjes zinken ipv drijven. Verder is zwaar water reteduur, dus dat zul je echt niet in je boiler vinden.

[The Jester]

Die D2O vind ik wel grappig
Zwaar waterstof heeft, in tegenstelling tot gewoon waterstof, een neutron in de kern. Bij één neutron spreekt men over Deuterium, bij twee neutronen over Tritium.

Zwaar waterstof komt veelvuldig voor in de natuur. Zo'n 1 op de 3000 H2 atomen is 'zwaar'

Bij kernfusie heb je zwaar waterstof nodig, omdat je geen Helium kunt maken zonder neutronen... Bij de fusie komen er neutronen vrij (2 Tritium geeft 2 Helium + 2 neutronen). Deze neutronen hebben véél energie. Die energie kunnen ze afgeven aan een bak water die, wanneer heet genoeg, die grote fietsdynamo aan kan drijven, waarvan eerder melding werd gemaakt...

[Verwijderd]

[Einstein modus]
E=mc2

E=energie
m=massa=hoeveelheid stof wat omgezet wordt in energie
c=constante=lichtsnelheid=300.000km/sec in't kwadraat=heel veel
[/Einstein modus]

Bij kernsplitsing schieten ze een neutron op een 'zware' kern (zoals Uranium)
Deze kern valt uiteen in 2 stukken. Dit gaat met zo veel geweld dat een klein deel van die kern wordt omgezet in energie. (warmte)
Met die beroemde formule van Einstein kun je berekenen hoeveel massa nodig is voor hoeveel energie. Theoretisch zou je dus ook enegie kunnen omzetten in massa.

Wat betreft kernfusie:
Het is ze al gelukt in een experimentele reactor voor enkele seconden. Reactor gaf iets van 16 Megawatt
Het probleem is de hitte. Elk materiaal zou smelten. Hebben ze wat op gevonden...
Het fusiemateriaal wordt op de plaats gehouden door sterke magnetische velden.

Zie ook:
http://www.howstuffworks.com/nuclear-power.htm

[Delerium]

Probleem was dat ze de plasmastroom niet stabiel kregen (waarom plasma=geioniseerd gas?, omdat plasma wel in het magnetisch veld kan worden vastgezet).

De stroom raakt onstabiel zodat koelere delen zich vermengen met de reagerende delen, zodat de reactie weer stilvalt. Ook in dit geval geld nog steeds: eerst zien, dan geloven.
Ik dank dat het nog wel een aantal deccenia duurt voordat de eerste fusie-reactor draait.

[Verwijderd]

Dat er gebruik gemaakt wordt van plasma toestand is volgens mij niet een bewuste keuze ofzo. Bij temperaturen waarbij kernfusie plaatsvinden, zo'n 200 miljoen K, bevindt een stof zich automatisch in plasmatoestand. De stof gaat dan echt een beetje kapot.

Volgens mij moet je bij een plasma toestand denken aan een situatie waarin kerndeeltjes en electronen niet meer gestructureerd in een atoom zitten, maar min of meer vrij kunnen bewegen.

[Delerium]

Plasma = geïoniseerd gas, dus je hebt dan gewoon vrije ionen.

Voor het begin en later bijtanken moet je al beginnen met een plasma. Bij 10.000 K> valt het vanzelf al uiteen.

[Verwijderd]

www.kerncentrale.nl

[Verwijderd]

plasma is waterstof (kan bijna elke stof zijn volgens mij) wat zo sterk verhit is dat ALLE elektronen eruit zijn (of was het nou juist andersom dat er ALLEEN elektronen inzitten? :?:? )

Ze hebben nu een mooi plan gemaakt voor heel veel energie met weinig stof, handig als een een ruimtereis maakt.
Namelijk: uranium-238 splijten, een D en T atoom erbij en die door de energie van splising te laten fuseren. D-D gaat een beetje moelijk, is een proces wat vrijwel onmogelijk is (en ZEEEER onrendabel) het heeft ook geen nut, neutronen geven namelijk bijna geen **** energie af.

Ook leuk is om er Anti-materie bij te gooien

[Delerium]

Niels, je beschrijft kernfusie in optima forma. In een H-bom proppen ze ook uranium om ff de temperatuur op te voeren.

Antimaterie is de derde mogelijkheid om energie op te wekken, maar deze zal eerst ergens gemaakt moeten worden. Ik ben alleen dusdanig pessimistisch daarover dat ik vrees dat er Nooit op commerciele basis antimaterie mogelijk is (gelukkig ook niet voor militaire doeleinden ).

Over nulpunts-energie zal ik het niet hebben, het schijnt de heilige graal te zijn, maar vrij abstract en ook onbegrijpbaar.

[Verwijderd]

(gelukkig ook niet voor militaire doeleinden ).

Tja hoezo? Als er nu kernwapens zijn van 50 Megaton. Nog zwaardere wapens maken heeft weinig zin denk ik.

[Verwijderd]

Op dinsdag 02 januari 2001 00:55 schreef ecteinascidin het volgende:
Niels, je beschrijft kernfusie in optima forma. In een H-bom proppen ze ook uranium om ff de temperatuur op te voeren.

Antimaterie is de derde mogelijkheid om energie op te wekken, maar deze zal eerst ergens gemaakt moeten worden. Ik ben alleen dusdanig pessimistisch daarover dat ik vrees dat er Nooit op commerciele basis antimaterie mogelijk is (gelukkig ook niet voor militaire doeleinden ).

Over nulpunts-energie zal ik het niet hebben, het schijnt de heilige graal te zijn, maar vrij abstract en ook onbegrijpbaar.

Eeuh..... jah, ik zou ten eerste adviseren om een kijk van dit jaar te lezen of op internet te zoeken. Ze maken namelijk al WEL anti-materie. Instituten zoals het CERN gebruiken dit al voor expririmenten. Het is alleen zo dat die instituten "maar" 1 nanogram per jaar maken (allemaal bij elkaar!). Dus voor een ruimtereis moet je nogal en paar jaartjes sparen denk je niet?

[Verwijderd]

Op dinsdag 02 januari 2001 02:03 schreef Apoc2 het volgende:

[..]
Tja hoezo? Als er nu kernwapens zijn van 50 Megaton. Nog zwaardere wapens maken heeft weinig zin denk ik.

wel makkelijk voor degene die als eerste een ruimtekolonie heeft, kunnen ze wel dreigen om de aarde op te blazen

[Delerium]

Iets kunnen maken is iets anders dan het op commerciele basis kunnen maken. Die paar miljoen antimateriedeeltjes (tot nu toe) zijn leuk voor de heb, je kan er alleen helemaal niets mee doen. Ik begreep ook dat ze per jaar er maar een paar 100.000 bijmaken, dus we (die mensen zelf dus ook)praten nog steeds over niets.

Wat die bommen betreft, toen er 50 Kton bommen waren, zou je denken dat dat genoeg is, toch zijn er nu 50 Mton wapens. Er zal vast wel iemand rondlopen die 50 Gton nodig vind.

[Verwijderd]

Eeuh..... jah, ik zou ten eerste adviseren om een kijk van dit jaar te lezen of op internet te zoeken. Ze maken namelijk al WEL anti-materie. Instituten zoals het CERN gebruiken dit al voor expririmenten. Het is alleen zo dat die instituten "maar" 1 nanogram per jaar maken (allemaal bij elkaar!). Dus voor een ruimtereis moet je nogal en paar jaartjes sparen denk je niet?

Ik geloof dat voor een leuk ruimtereisje zo'n 10 gram antimaterie nodig is. In verhouding tot traditionele brandstof extreem weinig, maar zeer veel in verhoudig tot wat er per jaar geproduceerd wordt.

Wat die bommen betreft, toen er 50 Kton bommen waren, zou je denken dat dat genoeg is, toch zijn er nu 50 Mton wapens. Er zal vast wel iemand rondlopen die 50 Gton nodig vind.

Dat heeft er puur mee te maken dat er een wapenwedloop is geweest waardoor er zeer veel geld in kernwapens is geinvesteerd. Volgens staan de huidige investeringen op een veel lager pitje.

Ik maak me meer zorgen over de stabiliteit van de wereld als De VS een ruimteschild gaan ontwikkelen dan wanneer er krachtigere superwapens worden uitgevonden.

[eppie]

Wat kan je nou eigenlijk verwachten als ze zo'n 50 Mton bom op bv Nederland gooien?

Eppie

[Verwijderd]

niet veel meer

[Delerium]

Tja, mik die bom bv op utrecht. Provincie utrecht is dan geheel verdampt. Rest van Nederland is ge"egaliseerd wegens de schokgolf. Overigens zal de hitte de rest van Nederland in de fik zetten.

Nee, we boffen maar met zo'n klein landje. Dan is 1 bom wel genoeg. (ik hoop altijd stiekum dat die ene bom het dus net niet doet).

[Chemist]

Op woensdag 27 december 2000 19:43 schreef ecteinascidin het volgende:
(...) Staven die deze kernreacties hebben worden in een bak met vloeistof geplaatst (water, maar ook vloeibaar Natrium (Tjsernoyl was daar goed in )). (...)

Nee hoor, Tsernobyl was een gewone good-old-fashioned water gebruikende reactor. De nieuwste ontwerpen voor kernreactoren gebruiken vloeibaar natrium omdat daar vrijwel niks meer mee fout kan gaan.

Overigens was het grote probleem van tsernobyl dat als het koelwater uitviel, de kern bloot kwam te liggen. Tegenwoordig is het zo dat als het koelwater uitvalt de kern opgevangen wordt in een bak waar alle energie wordt geabsorbeerd.

[Delerium]

Ik meende dat ze toen in tjsernobyl op dat moment net een experiment met Natrium-koeling draaide. Op dat moment kregen ze wel van hogerhand te horen dat ze per onmiddelijk meer stroom moesten leveren ongeacht wat er gebeurde.
Tja, en als je iets test moet je nooit iets vol open gooien blijkt nu. Probleempje....

[Chemist]

Dat lijkt me heel sterk want voor een natrium gekoelde reactor heb je een kompleet ander design nodig.

Vergelijk het met een luchtgekoelde motor 'even' testen met waterkoeling ....

[Delerium]

Weet ik veel wat die russen allemaal uitvreten. Feit was iig dat ze een reactor ff aan het herinrichten waren en dat er van bovenaf teveel vermogen gevraagd is. Zou het niet kunnen dat ze die reactor ff aan het ombouwen waren of zo?

[Chemist]

Voor zover ik het me nog kan herrinneren was het zo dat ze op een paar plekken het koelsysteem aan het vervangen/repareren waren en dat ze toen per ongeluk een klep handmatig hadden dichtgedraaid die de watervoorziening van de reactor ernaast moest regelen. Vervolgens werd die reactor (natuurlijk) erg heet; zo heet zelfs dat het water ging koken (wat niet mag in de reactor; alleen in de warmtewisselaar). Op een gegeven moment werd de druk in de reactor zo hoog dat het dak *krak* zei.