Framtidens Energi: Fusion. William Öman, EE1c, El och Energi linjen, Kaplanskolan, Skellefteå

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Framtidens Energi: Fusion. William Öman, EE1c, El och Energi linjen, Kaplanskolan, Skellefteå"

Emilia Berglund
för 8 år sedan
Visningar:

1 Framtidens Energi: Fusion William Öman, EE1c, El och Energi linjen, Kaplanskolan, Skellefteå

3 Kort Historik 2-5 Utvinning 6-9 Energiomvandlingar Miljövänlig Användning Framtid Källförtäckning 18-19

5 Kort Historik Fusion har länge varit en önskevärd energikälla sedan Albert Einstein lyckades få fram sin formel utifrån solen, formen lyder E=mc² där E är energin, m är massan och c är ljusets hastighet i vakuum. Fast det var inte nog för att kunna förstå sig på solen och dess massiva energi, år 1920 så utförde Francis William Aston en vägning av atomer som sedan användes av Sir Arthur Eddington i ett experiment som gav resultaten att bränna väte till att bli helium så skulle solen utvinna 0,7% av massan till energi enligt den europeiska kommissionen. Teorin bakom fusion var då fullbordad till stor del och då var det bara att lista ut hur man skulle göra för att kunna använda metoden i ett kraftverk.

Fast det var inte nog för att kunna förstå sig på solen och dess massiva energi, år 1920 så utförde Francis William Aston en vägning av atomer som sedan användes av Sir Arthur

7 ITER ITER är en experimental reaktor som byggs till att använda fusions processen till att tillverka el. ITER är fortfarande WIP och kommer inte bli redo att köras förrän 2027 enligt tillverkarna, men målet med ITER är att visa att fusion kan användas på en stor skala inom energi utgivande. Många länder ser det här som en framtida energikälla och därför är ITER sponsrat av EU, US, Kina. Japan, Indien, Ryssland och Syd Korea.

ITER är att visa att fusion kan användas på en stor skala inom energi utgivande.

9 Hur man utvinner energi från fusion För att använda fusions processen så behövs det vissa ämnen som på jorden är mer begränsade om man tittar energieffektivt. Turligt nog så finns det ämnen som vi har gott om och är enkelt att få fram, de två väte isotoperna deuterium och tritium. Deuterium finns i havsvatten och kan tas fram i små mängder och tritium framställs om man sönderdelar litium. Själva processen börjar med att väte isotoperna värms upp och bildar ett plasma som vid rätt temperatur börjar fusionsprocessen. Vätejoner slås då ihop och bildar helium och som man ser på bilden åt höger så blir en elektron över som innehåller väldigt stora mängder energi.

Deuterium finns i havsvatten och kan tas fram i små mängder och tritium framställs om man sönderdelar litium.

10 Förutsättningar för fusionsprocesser Om man ska beskriva fusion mer utförligt så är det flera grejer som är ett måste för att kunna använda metoden som beskrevs. Temperaturen som faktiskt behövs för bränslet ska hettas upp ligger på en ca 100 miljoner grader Kelvin, alltså mer än sex gånger så mycket varmare än innan delen av solen. Detta är nödvändigt för att kunna övervinna atomkärnornas repellerande krafter, atomkärnor är positivt laddade vanligtvis. När man lyckas övervinna atomkärnornas repellerande krafter så menas det att man höjer temperaturen så att atomerna vibrerar mer och mer och tillslut när de nått rätt temperatur så börjar de smälta samman. När sammansmältningen pågår så släpps en massa mängder energi ut, problemet som finns i denna process är att man inte lyckats bygga något som kan höja temperaturen nog högt och kunna bevara energi utflödet nog länge för att gå i plus i energiutvinningen, med andra ord inte nog länge för att kunna tjäna energi på att använda denna metod.

Detta är nödvändigt för att kunna övervinna atomkärnornas repellerande krafter, atomkärnor är positivt laddade vanligtvis.

13 Energiomvandlingar Enligt den Kungliga Tekniska Högskolan och Chalmers och Göteborgs universitetet så använder fusion inte så många energiomvandlingar. Det hela börjar med att väte isotoperna ska värmas upp tills dem börjar smälta ihop, alltså så används värmeenergi till att värma kemiskenergi. Väte isotoperna bildar tillsammans helium och en fristående elektron som utgörs i värmeenergi, alltså inom energiomvandlingar så blir det kemisk energi och mer värmeenergi så att säga, därefter så blir värmeenergin omvandlad till el. Denna procedur börjar i plasmaströmmen där vätet finns, strömmen värms till hög värme och när helium bildas så förs det bort direkt av ett kylmedium så att inte själva processen blir avbruten eller förstörd. Överstående värmeenergi förs vidare till en ånggenerator som sedan skickar ångan genom ett turbin som är kopplad till en generator.

Väte isotoperna bildar tillsammans helium och en fristående elektron som utgörs i värmeenergi, alltså inom energiomvandlingar så blir det kemisk energi och mer värmeenergi så att säga, därefter så

14 Miljövänlighet Hur miljövänlig är egentligen fusion, jämfört med andra energikällor så är fusion väldigt "ren" så att säga. Olyckor som skulle kunna förekomma skulle inte påverka miljön, processen skulle avbrytas för att något inte går rätt, fusionsprocessen kan inte fortsätta om något går fel. Ena väte isotopen tritium är radioaktiv men väldigt svag, den kan t.ex stoppas av ett papper men kan vara farligt om man får det i kroppen. Därför så har det utförts åtgärder mot detta och ska därför inte påverka miljön. Dessutom används väte isotoperna för att vi har en stor mängd av dessa två, deuterium finns i vatten så det räcker i några miljoner år. Tritium tas fram ur litium som borde räcka i ca 3000 år har de på Forsmarkskolan räknat ut. Det material som blir över alltså det material som är neutronstrålat måste därefter bara lagras i ca 100 år innan återanvändning som är en betydligt mindre tid än vad det skulle kunna bli.

Ena väte isotopen tritium är radioaktiv men väldigt svag, den kan t.ex stoppas av ett papper men kan vara farligt om man får det i kroppen.

16 Användning Fusion används inte så mycket i Sverige eller något annat land för den delen för att fusion just nu är WIP (Work In Progress). Med den låga utvinningen vi har nu så inget land ännu börjat använda den, den enda reaktorn som ska vara gjord för detta arbete är just nu ITER som inte är klar ännu. Här i Sverige så är sannolikheten att vi i Sverige kommer vara ett av de land som får fusion mycket senare än de flesta land, säger iallafall Jan Scheffel på Kungliga Tekniska Högskolan. Han menar att Sverige har fokuserat mer på egna energi frågor istället för att förstärka forskningen inom fusions energi, vilket leder till att vi hamnar längre back på listan så att säga. Fast inte kan sägas med helt klar säkerhet, allt man kan säga om fusions användning är minimal för den är inte klar som energikälla utan kommer förmodligen bli framtidens energikälla.

Här i Sverige så är sannolikheten att vi i Sverige kommer vara ett av de land som får fusion mycket senare än de flesta land, säger iallafall Jan Scheffel på Kungliga Tekniska Högskolan.

19 Framtid Fusion har helt klart en framtid, inberäknat med dess miljövänlighet, säkerhet och dess enorma energiproducering så har de flesta börjat kallat det framtidens energi. Inom de närmsta hundra åren så skulle man kunna förvänta sig att i de flesta länder börja byta över till fusions energi med tanke på global uppvärmning och att dess energiproduktion är väldigt hög.

Inom de närmsta hundra åren så skulle man kunna förvänta sig att i de flesta länder börja

20 Källförtäckning European Commision(21/03/2013) A brief history URL: n&section=history European Commision(04/12/2014) ITER and fusion research URL: Kungliga Tekniska Högskolan(?) Fusion URL: Kungliga Tekniska Högskolan( ) Fusion för uthållig energiförsörjning URL: /fusion-for-uthallig-energiforsorjning

htm?locale=en Kungliga Tekniska Högskolan(?) Fusion URL: https://people.kth.se/~e97_bli/fusion.

21 Chalmers Göteborgs universitet( ) Stjärnornas energi URL: Forsmarksskolan(?) Miljöpåverkan och säkerhet URL: an-och-saekerhet Bild 1 Bild 2 Bild 3 Bild 4

Relevanta dokument

Innehållsförteckning. Historik utvinning energiomvandling Miljö användning framtid

Innehållsförteckning. Historik utvinning energiomvandling Miljö användning framtid FUSION Innehållsförteckning Historik utvinning energiomvandling Miljö användning framtid Historia dahlstiernska skriver att forskningen om fusion började kring 1930 och har fortsatt att utvecklas. Under