ITER – framtidas energiløysing

INNSIKT

I desse dagar ryddar dei tomta i Cadarache i Sør-Frankrike for bygging av eit internasjonalt forskingskraftverk basert på fusjonsenergi – ITER-prosjektet. Fusjon er solas energikjelde, og greier vi å utvikle lønnsam energiproduksjon basert på fusjon, har vi kanskje funne framtidas energiløysing?

Skrevet av: Torbjørn Sivertstøl er cand.mag. og trålbas på “Havbris”. (fredag, 09.mars 2007 14:35)

FUSJONSKRAFTVERK.

I mars 1954 gjennomførte amerikanarane “bravo-testen” som viste at dei var komne lengst i utviklinga av fusjonsbomber, men berre eitt og eit halvt år seinare oppnådde russarane noko liknande, sprenging av ei hydrogenbombe som var hundrede gangar så sterk som “Hiroshima-bomba”. I hydrogenbomba vert det nytta ei fisjonsbombe som tennsats, den skal presse saman og varme opp hydrogenet nok til å sette i gang fusjonsprosessen.
Seinare har det kome mange fisjonskraftverk, men fusjonsreaktorar har det ikkje vorte så mykje av. Det er 50 år sidan det vart byrja å forske på kontrollert fusjon. Hydrogenkjerner er positivt lada partiklar som vert fanga inn av magnetfeltet i ein elektrisk spole, slik at det kan varmast opp utan at omgjevnadane smeltar, men dei tapte for mykje hydrogen i endane av spolen, så dei fann fort ut at den måtte vere smultringforma. Men dei har enno ikkje klart å lage ein fusjonsreaktor som produserer meir energi enn den får tilført og det er ingen fusjonsreaktor i drift no. Feilen var at det nesten ikkje vart nytta tritium (hydrogen med tre nøytronar) og deuterium (hydrogen med to nøytronar) til drivstoff. Ein fusjonsreaktor var i drift i England inntil 1999, ved “Joint European Tours” i Culham (JET-raktoren). Dette var ein av få reaktorar der det vart nytta tritium, men når desse reaktorane til dømes fekk tilført 100 MW elektrisk kraft vart det produsert på det meste 10 MW fusjonseffekt og det varde berre eit par sekund. Problemet var at desse eksperimenta var for små. ITER.

ITER-reaktoren.

I Frankrike skal det no byggast ein fusjonsreaktor til forsking, den vert kalla “ITER-reaktoren”, Internasjonal Termonukleær Eksperiment Reaktor. ITER er også eit latinske ord som tyder vegen, så forventninga er tydelegvis at dei med denne reaktoren skal finne vegen og vise vegen, verte retningsgivande for bygging av framtidige fusjonsreaktorar. Det er eit forskingssamarbeid mellom EU, USA, Russland, Kina, Japan, Sør-Korea og India. Etter planen skal denne reaktoren startast i 2016, og deretter kjem eit forskingsprogram på 21 år.
Den grunnleggande teknologien til fusjonsreaktorar er kjent, slik sett er der ingen store hindringar for at fusjonskraftverk skal verte vanlege i andre halvdel av dette hundreåret, men her skal dei prøve å finne den mest optimale drifta av ein fusjonsreaktor med tanke på at fusjonskraftverk skal verte økonomisk konkurransedyktige.

100 millionar grader.

“Varm fusjon” vert forsøkt i eit smultringforma vakumkammer, her er ikkje trykket særleg høgt, så temperaturen må aukast dess meir, heilt opp til 100 millionar grader C. I byrjinga skal det brukast hydrogenkjerner, seinare skal det brukast tritium og deuterium, for det fusjonerer raskare enn hydrogenkjerner. Tritium er så radioaktivt at det er forsvinnande lite av det i naturen. Det må produserast. Dei treng om lag 20 kg tritium frå fisjonskraftverk til å starte opp reaktoren. Sidan produserer reaktoren tritiumet sjølv. Når tritium og deuterium fusjonerer til helium vert der ein nøytron til overs som vert send ut som radioaktiv stråling. Vakumkammer av rustfritt stål og vatn under høgt trykk skal verne mot nøytronstrålinga. Vakumkammeret skal dekkast innvendig av eit stoff som skal produsere tritium ved å fange opp nøytronane. Det skal forskast på kva slags stoff som er best eigna til dette. Atom som fangar opp nøytronar kan verte radioaktive, så der vert litt radioaktivt avfallsstoff, mellom anna tritium som er svært radioaktivt med ei halveringstid på 12 ½ år og det betyr at radioaktiviteten fort går ut. Dei reknar med at dei treng ikkje lagre radioaktivt avfallsstoff lenger enn 100 år og det er for ingenting å rekne samanlikna med avfallstoff frå fisjonskraftverk.

Fusjons-effekt.

Liksom der trongst ei fisjonsbombe (ei vanleg atombombe) som tennsats i ei hydrogenbombe, trengst der eit eksternt kraftverk til å drive eit fusjonskraftverk. Så lenge fusjonsprosessen er avhengig av tilført elektrisk kraft, vert dette ein måte å regulere fusjonen på. I hydrogenbomba fekk dei ein eksplosiv frigjering av energi. Det store problemet er å klare å kontrollere og regulere energiutviklinga i ein kontinuerleg prosess. Får dei fyrst «tenning», slik at fusjonsprosessen går av seg sjølv utan tilførsel av elektrisk energi, vert det om å gjere å regulere prosessen med tilførselen av drivstoff. Får den for mykje drivstoff vil temperaturauken akselerere fusjonsprosessen,og grunnen til at vi ikkje får ein eksplosjon som sprenger heile reaktoren er at der ikkje er nok drivstoff. Det som skjer i staden er at drivstoffet vert utbrent og fusjonsprosessen sloknar. Det trengst 50 MW elektrisk kraft til

å varme opp reaktoren, og etter utrekningane skal denne produsere 500 megawatt med fusjonsenergi i fleire hundrede sekund, og opp til kontinuerleg drift. Her skal det forskast på kva som er mest optimal drift av reaktoren for å finne ut korleis fusjonskraftverk kan verte økonomisk konkurransedyktige i framtida.

Mykje varmevatn.

Dei reknar med at i eit typisk fusjonskraftverk trengst det 300 MW elektrisk kraft til drifta. Då vil det produsere 4000 MW fusjonsvarme. Reaktorkjerna må kjølast ned, og dampen frå kjølevatnet vert brukt til å drive stimturbogeneratorar med verknadsgrad knapt 1/3.Generatoren vil produsere 4000 MW x 0,32 = 1300 MW elektrisk kraft, og kraftverket vil produsere netto 1000 MW til nettet. Det er nok til å forsyne Oslo med elektrisk kraft. Då gjenstår det 3000 MW varme, og dette vert det viktig å prøve å nytte som fjernvarme. Både fusjons- og fisjonskraftverk (thoriumkraftverk) er gode grunnar til å satse på fjernvarme. Vi har rike førekomstar av thorium, i fusjonskraftverk vert det nytta ein uuttømmeleg ressurs, og det vil sikkert løyse kraftbehovet på lang sikt. I mellomtida kan vi bygge varmekraftverk og nytte fjernvarmen. Om det skal nyttast naturgass, kol eller ved til å drive kraftverket, meiner eg må verte ein diskusjon der vi tek omsyn til både ressursforvalting, miljø og økonomi. Det minkar stygt på olje- og gassreservane, men der er framleis overveldande kolreservar igjen, så det spørs om fusjonskraftverk vil kunne konkurrere med kolkraftverk.

Miljøomsyn.

Det kan verte satsa på fusjonskraftverk av miljøomsyn, sjølv om kolkraftverk leverer billigare kraft. Når det gjeld ved eller biomasse bør vi satse på ein desentralisert struktur med småkraftverk, der kjølevatnet vert nytta til oppvarming av små einingar. Dei store byane kan forsynast med fjernvarme frå større kraftverk, gasskraftverk eller kolkraftverk som med tida kan byggast om til fusjonskraftverk/thoriumkraftverk, der vifår nytte same fjernvarmesystemet. Så det er meir framtidsretta å bygge leidningsnett for fjernvarme enn leidningsnett for gass heilt ut til forbrukarane. Men å bruke biomasse til produksjon av drivstoff i transportmiddel (etanol), og så bruke naturgass til produksjon av elektrisk kraft, vert som å gå over bekken etter vatn. Gassen er då allereie slikt drivstoff.

 

https://www.iter.org

About SivertsHjørne

Eg er oppvoksen på eit lite småbruk på Sunnmøre, med utsikt mot fjord, hav og øyar. Småbruket var ein stor leikeplass og det vart fisketurar og fjellturar, men det vart også mykje praktisk arbeid og eg vart fiskar, har drive tråling. Eg vart tidleg med på kristne møte og har halde fram med å gå på slike møte. Eg har studert realfag, matematikk, fysikk og informatikk. Likevel vart eg trålfiskar på heiltid, men no har eg teke praktisk pedagogisk utdanning utvidar fagkretsen med biologi og kjemi. Eg har studert realfag.
This entry was posted in Energipolitikk. Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

w

Connecting to %s