[patrickve]

Oorspronkelijk geplaatst door brother paul

als een centrale op volle vermogen 200Gigawat kan geven als de situatie instabiel wordt, waarom maak je dan dat ontwerp niet 200 keer kleiner ?

Omdat de materialen daar niet tegen kunnen ! Je moet die warmte nog kunnen evacueren ook, he, en dan zit je met een aantal fundamentele problemen.

Je moet weten dat men in een reactor (een andere dan de gesmolten zout reactor) ten alle prijze wil vermijden dat de brandstof smelt (omdat men anders een onoverzichtelijke smurrie bekomt van brandstof en fissieprodukten wat het normale werken van een reactor grondig verstoort). Als dusdanig moet de temperatuur van de brandstof in bedwang gehouden worden. Om je een idee te geven, een brandstofstaaf (diameter van de orde van de centimeter) geeft bij gewoon gebruik een thermisch vermogen af van de orde van 100 tot 200 W per centimeter staaf. Ik weet niet of je je kan voorstellen wat dat is. 10 cm staaf geeft evenveel warmte af als een strijkijzer.
Maar die staaf bestaat uit uranium oxide pastilletjes, en dat is jammer genoeg geen goeie warmtegeleider. Om zoveel warmte dus af te geven, moet het centrum vrij heet worden. Men wil vermijden dat het gaat smelten (dat rond de 2800 gebeurt). De zirkonium buizen moeten beneden de 1200 graden blijven, want anders kan het zirkonium gaan "branden" in water. Al dat maakt dat men ver van die grenzen wil blijven. De stromingssnelheid van het water is ook beperkt. Je kan dat water niet aan 300 km/u laten stromen, he. Al dat maakt dat je een maximaal vermogen uit een staaf kan halen als je de temperatuursgrenzen wil respecteren. En dat is wat men doet, en dan valt men ongeveer op de ontwerpen die er nu zijn.

Hier is trouwens een anekdote over te vertellen. De reactor van het instituut waar ik werk is al vrij oud, hij is in de jaren 60 ontworpen en in 1973 in gebruik genomen. Die reactor geeft de hoogste neutronenfluxdichtheid ter wereld. In de jaren 80 hebben de Amerikanen geprobeerd om er een te bouwen die een 4 keer hogere flux zou bekomen. Ze zijn er nooit in geslaagd om een gepast koelsysteem te bedenken, en hebben uiteindelijk dat project opgegeven. Wat wil zeggen dat we nogaltijd, sinds 40 jaar, aan de top staan, gewoon omdat daar een fysische limiet is bereikt.

Nu, de Fransen hebben een speciale testreactor staan in Cadarache, Cabri heet die, die wel ongelooflijke vermogens kan halen, maar slechts gedurende zeer korte tijd (anders zou hij smelten). Het is een heel kleine reactor, ongeveer ter grootte van een wasmachine (60 cm x 60 cm x 60 cm), en het is een "gepulste" reactor. Dat wil zeggen dat die een heel sterke zelfbegrenzing heeft, en dat men die op hol laat slaan, maar door zijn zelfbegrenzing stopt hij vanzelf. Welnu, die kan gedurende enkele milliseconden een vermogen leveren van tot 100 GW thermisch. Dus 30 keer het vermogen van Doel 4, uit een dooske dat niet groter is dan uwe vaatwasser. Maar gedurende een paar milliseconden.

waarom niet een kleine hoeveelheid bvb 10g volle snelheid zeg maar atoombomsnelheid verbranden en per uur bvb 10g toevoegen ?

Met fissie gaat dat niet, want om fissie te bekomen heb je een minimale hoeveelheid massa nodig (de kritische massa). Met andere woorden, je kan geen "miniatuur atoombommetje" bouwen. Daarentegen, met fusie gaat dat wel, en dat is exact wat de Amerikanen doen met hun "inertial confinement" onderzoek naar fusie: hele kleine pellets fusiebrandstof beschieten met monsterachtig grote lasers, zodat je een miniatuur waterstofbommetje hebt. Hoewel er naieve zielen zijn die dat als energie fusie onderzoek proberen voor te stellen, is dat eigenlijk niks anders dan wapen onderzoek. Ok, het kan ook wel dienen als fusie energiebron, maar 't lijkt me toch wel echt niet practisch.

een andere domme vraag

je kunt energie krijgen door fusie en fissie.
de kernreactor gebruikt fissie, maar stel dat je de twee elementen vb Cl2 - Uranium in een plasmatoestand samenbrengt onder druk etc, dan kom je in een fusie-fissie toestand zoals vermoedelijk onder ons voeten in de aarde gebeurt... waarom kun je dat niet imiteren ?

Eh, in de aarde gebeurt noch fusie, noch fissie, he. De enige plek waar er fusie gebeurt is in het centrum van de zon, en fissie gebeurt normaal gezien nergens in het universum behalve eventueel in toevallige natuurlijke reactoren, zoals die te Oklo in Gabon. Wat de aarde van binnen warm houdt is *radioactief verval*. Zoals "kernafval".

ITER probeert reeds de gemakkelijkste vorm van fusie te realiseren (deuterium-tritium), en ze trekken zich daar al hun haar uit omdat het zo moeilijk is.