Kernfusie op aarde

& de energie van de toekomst

Kernfusie

• Algemeen

• De zon

• Plasma

I n h o u d s t a f e l

De tokamak

• Principe

• Toroidaal & poloidaal

Warmte

• Input

• Output

Fusiereactoren

• ITER

• Voor- en nadelen

K e r n f u s i e : a l g e m e e n

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100 2120

En

erg

ieco

nsu

mp

tie

(10

8J)

Jaar

Energiegebruik in de wereld

2012

K e r n f u s i e : a l g e m e e n

Olie37%

Kolen22%

Gas21%

Waterkracht7%

Nucleair6%

Andere6%

Hernieuwbaar1%

Energieproductie

80%

K e r n f u s i e : a l g e m e e n

Energie

Massa

Lichtsnelheid299 792 458 m/s

p+ n0

²H

K e r n f u s i e : a l g e m e e n

m ( p + ) + m ( n 0 ) = 1 , 0 0 7 3 u + 1 , 0 0 8 9 u

m ( ² H ) = 2 , 0 1 4 0 um ( p + ) + m ( n 0 ) = 2 , 0 1 6 2 um ( p + ) + m ( n 0 ) =

K e r n f u s i e : a l g e m e e n

m ( p + ) + m ( n 0 ) =2 , 0 1 6 2 u

m ( ² H ) = 2 , 0 1 4 0 u

E E

K e r n f u s i e : a l g e m e e n

²H

Fk

Fk

Deuterium Tritium

K e r n f u s i e : a l g e m e e n

K e r n f u s i e : d e z o n

n0

D He

T

1 5 0 ∙ 1 0 6 K

17,227 MeV

K e r n f u s i e : p l a s m a

- -

+

Kernfusie

• Algemeen

• De zon

• Plasma

I n h o u d s t a f e l

De tokamak

• Principe

• Toroidaal & poloidaal

Warmte

• Input

• Output

Fusiereactoren

• ITER

• Voor- en nadelen

D e t o k a m a k

To r o i d a l n a y a k a m e r a i m a g n i t n a y a k a t u s h k a

“Toro ida le k a m e r e n m a g n e t i s c h e s p o e l ”

D e t o k a m a k : p r i n c i p e

4 , 1 5 K

De tokamak: toroidaal & poloidaal

De tokamak: toroidaal & poloidaal

De tokamak: toroidaal & poloidaal

De tokamak: toroidaal & poloidaal

De tokamak: toroidaal & poloidaal

De tokamak: toroidaal & poloidaal

Kernfusie

• Algemeen

• De zon

• Plasma

I n h o u d s t a f e l

De tokamak

• Principe

• Toroidaal & poloidaal

Warmte

• Input

• Output

Fusiereactoren

• ITER

• Voor- en nadelen

W a r m t e : i n p u t

W a r m t e - i n p u t : m i c r o g o l v e n

W a r m t e - i n p u t : m i c r o g o l v e n

W a r m t e - i n p u t : n e u t r o n e n

Ep Ek

+ 0

+ 0

Ep Ek

0 +

+ 0

Ep Ek

+ 0

0 +

W a r m t e - i n p u t : J o u l e - e f f e c t

Tr a n s f o r m a t o rW i s s e l s t r o o mG e l i j k s t r o o mW i s s e l e n d e f l u xI n d u c t i e s t r o o m

P u l s e n

?

W a r m t e - i n p u t : J o u l e - e f f e c t

G e l e i d e r Ke r n e nE l e k t r o n e n

T 0 K

W a r m t e - i n p u t : J o u l e - e f f e c t

P l a s m a

T 200 ∙10 6 K

W a r m t e : o u t p u t

D I V E R T O Rz u i v e r e n p l a s m aa f z u i g e n H eo n t t r e k k e n k i n e t i s c h e e n e r g i e

W a r m t e : o u t p u t

Kernfusie

• Algemeen

• De zon

• Plasma

I n h o u d s t a f e l

De tokamak

• Principe

• Toroidaal & poloidaal

Warmte

• Input

• Output

Fusiereactoren

• ITER

• Voor- en nadelen

I T E R

1985

begin van samenwerking tijdens op de top van Genève:• Sovjet Unie• VS• Japan• EU

VS trekt zich terug uit het project

1999 2003

VS sluit zich weer aan bij het project

2005

Cadarache wordt gekozen als bouwplaats van ITER

• F u s i e v e r m o g e n : 50 0 0 0 0 0 0 0 W

• N o d i g v e r m o g e n : 5 0 0 0 0 0 0 0 W

• B o u w :

• 1 0 j a a r

• € 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0

I T E R : n u t t i g e i n f o r m a t i e

goedgekeurd in 2001

x 10

I T E R : d e e l n e m e n d e l a n d e n

I T E R : C a d a r a c h e

Route de Vinon-sur-Verdon 13115, St. Paul-lez-Durance

Frankrijk

Voordelen Nadelen

• Bouw kost veel geld

• Opstarten vraagt enorm veel energie

• Radioactief afval: opbergen

• Geen uitstoot van broeikasgassen

• Hoger rendement

• Radioactief afval: korte vervaltijd

• Deuterium is oneindig ter beschikking

• Wanneer groot genoeg:

• Zelfvoorzienend

• Rendabel

• Geen gevaar voor:

• Meltdown (Fukushima)

• Nucleaire ontploffing (Tsjernobyl)

E n e r g i e v a n d e t o e k o m s t ?

E I N D EVRAGEN ?