Om konsten att tämja solens energi
Essäer av Åke Hedberg Baningenjörsv. 13 981 34 Kiruna Sweden. lördag den 26 januari 2013 Om konsten att tämja solens energi Vad händer på Solen? Egentligen? Fusionskraft? Ja, tack! Hemsida: http://www.linnea.com/~akejean/ 1! 2 Förord På våren 2010 sökte jag efter och studerade artiklar på Internet som handlade om katalytisk fusion.1 Särskilt efter sådana som beskrev fusionsreaktioner med hjälp av elektroner som katalysator. Jag misstänkte nämligen att det var sådana katalytiska processer som förekom på Solen och det var ju denna typ av fusioner som man försökte efterlikna här på Jorden i syfte att utnyttja och för att så att säga tämja fusionskraften för energiproduktion och i fredliga syften. Att göra vätebomber kunde man, men nu ville fysikerna alltså sedan många decennier att ”tämja” dessa krafter som fanns i solen och fick den att lysa och brinna. Och då gällde det att verkligen förstå hur den fungerade. Men ännu efter ca sextio (60) år hade man inte lyckats! Något måste ju uppenbarligen vara fel. På Wikipedia kan vi läsa om begreppet och företeelsen katalysator: Som "katalysator" betecknar man substanser som underlättar kemiska eller fysikaliska förändringsprocesser utan att tillföra energi till processen. Katalysatorer av varjehanda slag förekommer i en mängd olika organiska och oorganiska sammanhang. Enzymer, som reglerar cellers funktioner och därmed de fundamentala livsprocesserna, är exempel på biologiskt viktiga katalysatorer. Begreppet katalys är användbart i samband med alla fysiska eller kemiska förändringsprocesser. Jag fann många sådana ”papers” som handlade om katalys med myoner, en ”fet” släkting till elektronen. Dussintals. Men inte någon som gällde just elektroner! Men så råkade jag efter en tid av en ren händelse verkligen hitta en artikel som beskrev katalytiska fusionsreaktioner med elektroner. Till min förvåning så fann jag snart att den var skriven av en svensk fysiker2, visserligen för ett antal år sedan, men dock. Så jag skrev ett e-bev till honom på hans institution och fick snart ett positivt och vänligt svar. I ett par tre brev vanliga pappersbrev lade så jag fram min syn på det hela, där jag även dristade mig till att komma med en del kritik av hans idé. Observera att det som händer på Solen; dess sätt att fusionera och fungera ger enligt min mening lösningen på hur vi kan göra här på Jorden. På mitt sista brev fick jag inget svar. De nya idéer och den kritik jag kom med blev kanske ”to much”. Så nu offentliggör jag dessa idéer och teorier på detta sätt – som vi ska se så handlar det mer om än en katalytisk process. Må den eller de som kan förvalta och utveckla dessa på ett gagneligt sätt göra det. Kiruna, tisdag den 27 november 2012 Åke Hedberg [email protected] 1 Observera att det inte handlar om någon form av så kallad cold-fusion. Absolut inte! Catalyzing Fusion with Relativistic Electrons, Hanno Essén Mechanics, KTH January 1997. Uppdaterat 14 juli 2006. 2 3 Om fusionsprocesserna på solen och vad du bör veta Naturen och samhället är våra främsta källor till kunskap. I naturen finner vi därför alla de processer och mekanismer vi kan utnyttja för våra behov. Detta gäller inte minst processerna på Solen om vi vill ”tämja” dess fusionsenergi. ”Generellt sett kan proton-protonfusion endast ske om temperaturen (den kinetiska energin) hos protonerna är hög nog för att övervinna deras ömsesidiga krafter skapade av Coulombs lag. Teorin att protonprotonreaktioner var grundprincipen bakom solens och andra stjärnors förbränning togs fram av Arthur Stanley Eddington på 1920-talet.” (Wikipedia). De som fortfarande efter snart 90 år av forskning påstår att teorin om ”protonprotonreaktioner (är) grundprincipen bakom solens och andra stjärnors förbränning” har inte tänkt sig för och studerat saken ordentligt. Solens grundläggande aktivitet är inte förbränning av protoner till helium och andra tyngre grundämnen, som den gängse läran säger. Grundprincipen är i stället produktion av neutroner (och energi). Solens metod att lösa problemet med coulombarriären är sedan avgörande för varje försök att konstruera en fusionsmaskin. Övervinnandet av coulombarriären sker inte som man tror genom våld utan via en mycket finurlig process. Den nuvarande felaktiga teorin och synen på detta är den huvudsakliga orsaken till alla hittillsvarande misslyckanden att lösa energifrågan. Vill du verkligen veta lösningen på energifrågan genom principen att så att säga tämja den så kallade fusionsenergi som solen och de andra stjärnorna utvecklar? Då bör du betänka följande saker: a. För det första, glöm allt du ev. vet eller lärt om kvarkar. Glöm alltså u-kvarkar, d-kvarkar, sär-kvarkar, anti-kvarkar etc. nyskapelser som inte logiskt kunnat härledas ur andra företeelser. b. Återgå inte till tanken och den gamla bilden av hur en elektron, en proton eller neutron fungerar, alltså som små obegripliga punktformade kulor. Lika obegripliga och punktformade som kvarkarna, en ”uppfinning” som inte tillfört något nytt av förståelse, bara lagt till nya problem som ”klisterpartiklar” (gluoner) etc. Inse att du inte har en fungerande bild av dessa partiklars struktur. Det saknas teori. c. Ta istället detta till dig: Allt handlar om de väl kända och väl utforskade fotonerna och neutrinerna och deras antipartiklar. Elektronen är en kombination av en neutrino och en foton, protonen en kombination av två neutriner och en antineutrino, neutronen av en proton och en foton och en antifoton. Allt detta ger en helt ny in i varje detalj begriplig struktur, teori och modell av atomen, dess kärna, skal och sätt att fungera. När allt detta är klart är du kanske mogen att: I. Förstå neutronsönderfallet II. Lösa gåtan om fusionsprocesserna på Solen och varför den fortfarande lyser. III. Lära dig konsten att att bygga en fungerande fusionsmaskin genom att tillämpa och kontrollera dessa naturens fusionskrafter här på Jorden och därmed lösa energifrågan. Med detta ifrågasättandet av grundläggande teoribildning och synsätt är vi nu inte ensamma. Vi har naturforskare av världsklass på vår sida, sådana som Albert Einstein, Karl Popper och Hannes Alfvén. ”All these fifty years of conscious brooding have brought me no nearer to the answer to the question, 'What are light quanta?' Nowadays every Tom, Dick and Harry thinks he knows it, but he is mistaken. (Albert Einstein, in a letter to his old friend M A Besso, 1954). ”Einstein /.../, believed that there must be a further, deeper level in physics, a level beyond quantum mechanics.” (Karl Popper, Quantum Theory And The Schism In Physics). “Since thermonucluar research started with Zeta, Tokamaks, Stellators – not to forget the Perhapsatron – plasma theories have absorbed a large part of the energies of the best physicists of our time. The progress wich has been achieved is much less than was originally expected. The reason may be that from the point of view of the traditional theoretical physicist, a plasma looks immensely complicated. We may express this by saying that when, by an immense number of vectors and tensors and integral equations, theoreticians have prescribed what a plasma must do, the plasma – like a naughty child – refues to obey. The reason is either that the plasma is so silly that it does not understand the sophisticated mathematics, or it is that the plasma is so clever that it finds other ways of behaving, ways which the theoreticians were not clever enough to anticipate. Perhaps the noise generation is one of the nasty tricks the plasma uses in its IQ competition with the theoretical physicists”. /…/What is urgently needed is not a refined mathematical treament (…) but a rough analysis of the basic phenomena. (Hannes Alfvén. Opening lecture at the “Double Layers and circuits in astrophysics”, Marshall Space Flight Center, Huntsville, Alabama, March 17-19, 1986. TRITA-EPP -86-04. Department of Plasma Physics, The Royal Institute of Technology, Stockholm Sweden ) 4 En fungerande fusionskraft? Ja, tack! Fusionsforskningen går tillbaka till 20- och 30-talen då man tänkte sig att tämja den energi som får solen att brinna och lysa. Med den nya fysiken och kvantmekaniken trodde man sig då helt förstå de processer som förekommer på och i solen. I början 1950-talet satte man igång. Och håller fortfarande på. Och inget fungerande fusionskraftverk finns i sikte de närmaste decennierna, inte ens det ytterst dyrbara ITER-projektet. Sanningen är att man inte vet hur man ska göra för att skapa de tekniska nödvändiga villkoren för en framgångsrik fusion. Man vill inte, kan inte törs inte se sanningen i vitögat att det är själva teorin det är fel på. Detta har Hannes Alfvén – nobelpristagare i plasmafysik och expert på både fusionsteknik och teori – påpekat redan på 1980talet. ITER går alltså ut på att ”tämja solkraften” (eller vätebomben) genom en kontrollerad fusion (ej plötslig och explosionsartad) av bland annat väteisotoperna deuterium, tritium eller isotoper av helium. Enkelt sagt är det en fråga om motsatsen till fissionen, klyvningen av vissa tunga atomer som uran, thorium, plutonium etc. och på så sätt frigöra energi. Här gäller det att istället slå samman vissa lätta isotoper av väte, helium, litium etc. Projektet som sådant är mycket vällovligt; att försöka tämja solenergin är i högsta grad nödvändigt och tiden håller på att rinna ut. Ty i denna fusionsprocess blir det inget radioaktivt avfall i större grad, endast i ringa mängd och lätt att hantera sedan. Ingen som helst risk för härdsmältor eller dylikt och råvaran är i princip endast vanligt kranvatten (gäller det sammanslagning av heliumisotoper finns myckat att hämta på Månen). Problemet är dock att de ämnar tillämpa i princip samma gamla hopplösa TOKAMAK-teknik som redan provats i snart sextio (60) år! En teknik som trots långvariga och ihärdiga experiment och försök har misslyckats. Det fungerar helt enkelt inte. Bevisligen. Och varför inte? Jo, som vi kanske nu förstår är det brist på insikt om vad som egentligen händer på solen och överhuvudtaget om materiens och verklighetens natur. Man har ändå tänkt sig gå på i de gamla ullstrumporna! Absolut inga nya idéer här, inga nya skapande teorier eller tankar. Medvetenheten om denna brist på fungerande teorier har funnits länge. Till exempel hos en av europas erkänt främste plasmafysiker Hannes Alfvén på sin tid och som redan för några decennier sedan varnade för denna brist. Han har skrivit om mycket om detta. Han var med i experiment liknande TOKAMAK-tekniken redan strax efter kriget i dåvarande Sovjet. Och det plasma han och andra forskare med samma teknik eller varianter av den sedan arbetade med på bl.a. KTH i Stockholm var för kaotiskt och oberäkneligt; det betedde sig (som vi har sett) “likt ett olydigt barn – det vägrade att lyda”. Han drog slutsatsen att vad som behövdes var en “hårdhänt analys av de grundläggande fenomenen”/../“inte en förfinad matematisk behandling”. Som professor och nobelpristagare i fysik 1970 visste han. 5 Därför motsatte sig Alfvén den konventionella kärnkraften – fissionskraften – så starkt (blev statsminister Fälldins vetenskaplige rådgivare i kärnkraftsdebatten på 1970-80 talen). Man borde anstränga sig att lösa de grundläggande teoretiska och filosofiska frågorna först, menade han. Den konventionella kärnkraften som en slags nödlösning i väntan på en riktig fungerande fusionsteknik, ville han inte godta. Nu är han död sedan länge, men hans insikt om avsaknaden av en vettig teoribildning för dessa fusionsprocesser gäller i än högre grad idag. Eftersom problemet bevisligen fortfarande och skandalöst nog är olöst. Men fortfarande är det “urgently needed” med en “rough analysis of the basic phenomena”. Skandalen ligger i detta. Fysikerna kan bevisligen efter cirka sextio år inte påstå att det som krävs är “ytterligare forskning och experiment”. Allt är bokstavligen redan prövat, som Alfvén kunde vittna om så tidigt som på 1980-talet. Många gånger om alltsedan 1940-talet då experimenten påbörjades i Sovjet. Vad som alltså behövs är en helt ny teoribildning, en ny syn på vår natur och verklighet och därmed en helt ny teknik byggd på helt nya principer än den konstruktion som den “Perhapsatron”som nu byggs i Frankrike har. Tragiskt nog så kommer således detta dyra utsiktslösa bygge att hindra den praktiska lösningen av energifrågan, medan tid pengar och energi till ingen som helst nytta rinner ut. Och “the best physicists of our time” förslösar sin tid. * Jag är alltså inte den ende eller förste som påpekar bristen på teori. Det har tagit mig många år, men nu tror jag mig veta hur det ska gå till. Hoppas med detta kompendium kunna beskriva hur det hela kan gå till för att få tillstånd en kontrollerad och ur energisynpunkt lönsam process. Men först en beskrivning från KTH och Wikipedia av vad det handlar om: Fusionsenergi är energi som frigörs vid sammanslagning av lätta atomer. Energiproduktionen i solen och andra huvudseriestjärnor bygger på fusion. Fusionskraftverk är en hypotetisk framtida form av kärnkraftverk, som skulle använda fusionsenergi. Fördelen med fusionskraftverk framom traditionella kärnkraftverk vore att processen inte behöver lämna efter sig lika starkt radioaktiva ämnen som vid fission. Problemet med fusion är att extremt höga temperaturer måste kunna kontrolleras, vilket inte lyckas med dagens teknik. Istället för att klyva tunga kärnor (fission) kan energi frigöras genom fusion (sammanslagning) av lätta atomkärnor med processer som är besläktade med energiproduktionen i solen och andra huvudseriestjärnor. Inga sådana kraftverk finns ännu i kommersiell drift men det pågår forsknings- och utvecklingsarbete eftersom de potentiella fördelarna är mycket stora. Mest har man intresserat sig för följande reaktion: D + T → 4He + n + 5.2 x 10-13J eller 2H + 3H →4H + 3,5 MeV +n +14,1MeV Större delen av den frigjorda energin utgörs av kinetisk energi hos en neutron som frigörs. Ett sätt att åstadkomma den här fusionen av deuterium (D) och tritium (T) är att upphetta atomerna till extremt hög temperatur (över 100 miljoner grader) och högt tryck (8 atm). Eftersom inga material tål sådana temperaturer försöker man stänga inne den upphettade plasman i ett magnetfält inuti ett torusformad tank, en så kallad tokamak. Än så länge klarar man bara detta under mycket kort tid. Neutronerna är opåverkade av magnetfältet och träffar tankens 6 väggar som är täckt av en filt som tar upp energin och där värmen förs bort med lämpligt kylmedium, till exempel vattenånga eller en gas som helium. En annan metod är att bombardera ett vätepraparat med högenergilaser från alla håll till extrem kompression, varvid det med tillförande av en ytterligare laserpuls går att tända processen. Hittills har det också krävts tillförsel av mer energi för att köra processen än vad man kunnat utvinna ur den. Ett kommersiellt utnyttjande av fusionskraften ligger i bästa fall troligen mellan 30 och 50 år in i framtiden. Risken för katastrofala olyckor liknande exempelvis Tjernobylolyckan är obefintlig eftersom mängden bränsle i reaktorn är väldigt liten jämfört med ett konventionellt kärnkraftverk. Man räknar med att ingen som befinner sig utanför en fusionsanläggning kan behöva bli utsatt för strålning utan strålningsskyddet behövs enbart för dem som arbetar på verket. D-T-reaktionen ger inte upphov till radioaktivt avfall men material i reaktorkonstruktionen kan bli radioaktivt. Med lämpligt val av konstruktionsmaterial blir det radioaktiva avfallet förhållandevis kortlivat (upp till cirka 100 år). Så fungerar ett konventionellt fusionskraftverk av tokamak-typ: Tritium kan produceras i reaktorn från litium-6 och litium-7 varvid också energi produceras. Deuterium finns i havsvatten i stor mängd och tillsammans med tillgängligt litium har man beräknat att fusionsenergi baserat på dessa båda isotoper skulle räcka för mänskligheten under praktiskt taget obegränsad tid (en miljon år[förtydliga]). Samtidigt ifrågasätter vissa experter starkt det realistiska i att producera tritium på detta sätt. Inneslutning Trots att ovanstående temperaturer är höga, är de nåbara. Forskare har vid exceptionella förhållanden nått upp till temperaturer kring 500 miljoner grader Kelvin, vilket är fem gånger mer än vad som krävs i ett fusionskraftverk. En del av lösningen till problemet med att innesluta bränslet ligger i det faktum att vid ovanstående höga temperaturer separeras atomkärnorna och elektronerna från varandra. Detta kallas jonisering och de positivt laddade atomkärnorna uppför sig som joner. Den heta gas som innehåller fria negativt laddade elektroner och positivt laddade joner kallas plasma. På grund av de elektriska laddningarna som finns i elektronerna och jonerna kan plasman inneslutas i ett magnetfält. Vid frånvaron av ett magnetfält så rör sig de laddade partiklarna i plasmat i raka linjer och oregelbundna riktningar. Eftersom inget förhindrar de laddade partiklarnas rörelser kan dessa träffa de omslutande väggarna vilket medför att plasman kyls ned och fusionsreaktionerna hindras. Men i ett magnetfält så tvingas de laddade partiklarna att följa magnetfältets fältlinjer. Det vill säga; de laddade partiklarna i det heta plasmat är inneslutna i ett magnetfält och därigenom hindrade från att träffa de omslutande väggarna. Upphettning av plasman. I en fungerande fusionsreaktor kommer en del av den energin som frigörs att användas till att bibehålla plasmans temperatur allt eftersom nytt deuterium och tritium förs in. Dock måste plasman hettas upp till 100 miljoner grader Kelvin vid uppstart, eller efter ett temporärt stopp. I nuvarande magnetiska fusionsexperiment erhålls inte tillräckligt med energi för att upprätthålla plasmatemperaturen. Följaktligen så opererar de i korta pulser och plasman måste hettas upp igen inför varje puls. 7 Resistiv uppvärmning Plasman kan hettas upp genom att en ström leds igenom den. Detta möjliggörs av att plasman är en elektrisk ledare. Denna uppvärmning kallas resistiv uppvärmning och är detsamma som händer i en glödlampa då en ström leds genom den. Detta kan göras på två sätt. Antingen genom att inducera en ström i plasman (genom att ändra magnetfältet) eller med mikrovågor. Det senare görs genom att plasman bestrålas med kraftiga mikrovågor som skjutsar på elektronerna. Temperaturen som uppnås beror på hur stor resistansen är i plasman och hur stark strömmen är. Allt eftersom temperaturen höjs i plasman minskar resistansen. Detta gör att den maximala temperaturen som är nåbar med hjälp av resistiv uppvärmning, är 20-30 miljoner grader Kelvin. För att uppnå högre temperaturer måste andra uppvärmningsmetoder användas. Magnetisk kompression En gas kan värmas upp genom att komprimeras. På samma sätt kan plasman komprimeras och temperaturen i den höjas genom att snabbt öka det omkringliggande magnetfältet. I en tokamak görs detta genom att flytta plasman till ett område med högre magnetfält (radien minskas) En positiv bieffekt vid komprimering av plasman är att jonerna förs närmare varandra, vilket leder till att densiteten ökar. Hög densitet är ett av grundkraven för att fusion skall kunna genomföras. Neutralstråleinjektion Deuterium- och tritiumatomer skjuts in i plasmat med hög hastighet. Väl inne i plasmaringen joniseras atomerna, varefter jonerna bromsas upp och rörelseenergin övergår till plasmat. Radiovågor Vid uppvärmning av plasman med hjälp av radiovågor så genereras kraftiga vågor av oscillatorer utanför kammaren. Vågorna har en viss frekvens eller våglängd som är vald att stämma med jonernas spiralrörelse runt magnetfältslinjerna i plasmaringen och vågornas energi överförs till laddade partiklarna i plasman. Dessa i sin tur kolliderar med andra partiklar vilket leder till att temperaturen i plasman ökar. Ett troligt förfarande i ett fusionskraftverk av tokamak-typ är att en deuterium-tritium blandning förs in i reaktorkammaren. Bränslet är skilt från kammarens väggar med hjälp av ett mycket starkt magnetfält. Magnetspolarna ger upphov till ett ”torodialt” magnetfält. Med transformatorn induceras en stark ström i plasmat. Strömmen ger upphov till ett ”polodialt” magnetfält inuti maskinen. Tillsammans bildar de två magnetfälten ett spiralformat magnetfält som håller det heta plasmat på plats. När plasmat nått en tillräckligt hög temperatur kommer fusionsprocessen igång. Det kallas att reaktorn ”tänder”. Fusionsenergin frigörs och neutronernas rörelseenergi fångas upp i ett kylmedium (vatten, heliumgas eller flytande natrium) som finns i en mantel i reaktorns vägg. Kylmediet för ut energin ur reaktorn via värmeväxlare och turbiner, på samma sätt som i dagens kärnkraftverk. I manteln finns också en mantel av litium som bestrålas med neutroner och på så sätt framställs reaktorn eget tritiumbränsle. Det som håller fusionsprocessen vid fyr i en framtida fusionsreaktor är det energin hos de så kallade alfapartiklarna (heliumjonerna). Så fort de överlämnat sin energi till plasmat måste de föras bort för att inte späda ut bränslet och störa fusionsprocessen. Detta kan göras genom en så kallad ”divertor” som styr magnetfältet på plasmaringens yta. Heliumjonerna förs sedan ut ur reaktorn kammaren via ett rör i botten. Fusion ur miljösynpunkt De första fusionsreaktorerna kommer inte att vara helt fria från radioaktivitet. Den starka neutronströmmen i reaktorns kärna kontaminerar väggarna vilket betyder att det krävs lång tids förvaring av detta material. I framtida reaktorer kan man dock använda sig av material som har en annan struktur vilket minskar radioaktiviteten till nivåer långt under dagens kärnreaktorer. Även en fusionsreaktor kommer att producera 8 kärnavfall liksom dagens kärnkraftverk. Dock är det en viss skillnad på detta radioaktiva avfall. Dagens kärnavfall avklingar på tiotusen år medan kärnavfallet från en fusionsreaktor avklingar på 100 år. En annan väsentlighet är allt radioaktivt bränsle kan skapas i reaktorn av icke-radioaktivt material. Transport av radioaktivt uran behövs ej. Dessutom kan en fusionsreaktor inte råka ut för en härdsmälta, utan stänger av sig själv om något fel skulle uppstå. Framtidsplaner Den största nu fungerande fusionsmaskinen är experimentreaktorn JET (Joint European Torus) i England. Den är dock utkörd och kommer att läggas ned i december 1999. Nästa steg i forskningen är att bygga ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Den skulle enligt planerna börja byggas 1999 men är tills vidare skrinlagd då prislappen på 60 miljarder avskräcker. ITER är liksom JET en ”tokamak” men den är 20 gånger större. ITER är tänkt som en försöksanläggning på vägen mot en riktig fusionskraftanläggning. Den ska kunna ”tända” och ”brinna” i mer än tusen sekunder och den skall testa moduler för tillverkning av eget tritiumbränsle. Steget efter ITER är att år 2020 bygga en demonstrationsreaktor som skall kunna producera elektricitet. Först därefter, om femtio år, kanske den första kommersiella fusionskraftanläggningen ser dagens ljus. Källförteckning http://www.e.kth.se/~e97_bli/fusion.html Böcker Hagler, Marion O. An introduction to controlled thermonuclear fusion, 1977 Tidskrifter Ny Teknik 1998:17 Illustrerad Vetenskap 1995:2 Mer om ITER: ITER (Akronym av International Thermonuclear Experimental Reactor) är en experimentell anläggning för forskning kring fusion projekterad av ett flertal länder (EU, Japan, Ryssland, Kina, USA, Sydkorea, Indien). Den beräknas stå färdig i Cadarache i Frankrike 2018.[1] Reaktorn kommer att vara cylinderformad, 24 meter hög och 30 meter bred, en så kallad tokamak (betyder på ryska ”ringformig magnetisk kammare”). Målet har sedan 1985 varit att bygga ITER genom internationellt samarbete. De ursprungliga deltagarna var EU, Japan, USA och Sovjetunionen. USA hoppade 1998 av processen, men kom tillbaka igen 2003. Senare har Ryssland tagit över Sovjetunionens roll, och Sydkorea, Kina och Indien kommit med som nya partner. Projektet genomgick en utdragen process för att bestämma anläggningens placering. Cadarache stöddes av EU, Ryssland och Kina, medan USA, Japan och Sydkorea i allmänhet tyckte att Rokkasho i Japan var en bättre plats. Båda platserna var lämpade för byggnationen, och endast politiska åsikter som styrde åsikterna. Vissa har menat att USA:s motstånd till att bygga i Frankrike grundar sig på den franska kritiken mot Irakkriget.[2] Överenskommelsen att placera anläggningen i Frankrike nåddes 28 juni 2005. År 2006 påbörjades arbetetet med att göra i ordning området anläggningen ska byggas på. Byggandet av själva ITER påbörjades 2009 och den beräknas vara färdigställd 2018. Kostnad. Kostnaden att bygga anläggningen beräknades år 2005 till 4,7 miljarder euro. En ny rapport säger dock att priset kan bli upp till 30% högre. Anläggningen skulle enligt planen år 2005 stå färdig år 2016. Bränsle Bränslet i kraftverket är planerat att vara väteformerna deuterium och tritium, som kolliderar med varandra och bildar helium när de når temperaturen 108 °C. 9 Energin delas så att neutronen får 14 MeV och heliumet får 3,6 MeV i rörelseenergi. Detta är samma reaktion som används i kärnvapen. Men eftersom frigörandet av neutroner är mycket svårt att handskas med (en del används för att producera nytt tritium i reaktorn, det övriga sätter sig på reaktorns väggar och bildar radioaktiva ämnen), har helium-3 föreslagits. Väteformerna finns i obegränsad mängd, men det är värre med helium-3. Referenser ^ EnergyDaily: Nuclear fusion power project to start in 2018: official (hämtad 20100224) ^ BBC News: Fusion project decision delayed (20 december 2003) M-G Axelsson, "Fusion - närmare än någonsin", Dagens Nyheter (7 mars 2004) http:// www.dn.se/nyheter/vetenskap/fusion-narmare-an-nagonsin-1.249759 M. Scott, D. Johnson, "Science matters — Nuclear Power" (1997) Externa länkar http://www.nature.com/news/2008/080612/full/453829a.html Hämtad från "http://sv.wikipedia.org/w/index.php?title=ITER&oldid=15680531" 1 Kategorier: Kvalitetskontroll 2010-11Artiklar som behöver enstaka källor 2010-10Kärnteknik ■ ■ Sidan ändrades senast den 18 januari 2012 kl. 09.12. Wikipedias text är tillgänglig under licensen Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. För bilder, se respektive bildsida (klicka på bilden). Se vidare Wikipedia:Upphovsrätt och användarvillkor. För att göra en första sammanfattning: ”Problemet med fusion är att extremt höga temperaturer måste kunna kontrolleras, vilket inte lyckas med dagens teknik.” Nej, och kommer rimligen inte heller någonsin att lyckas. Nej, TOKAMAK-tekniken är dödsdömd. Grundorsaken är alltså (citat från sid 1): Sanningen är att man inte vet hur man ska göra för att skapa de nödvändiga villkoren för en framgångsrik fusion. Man vill inte, kan inte törs inte se sanningen i vitögat att det är själva teorin det är fel på. Detta har Hannes Alfvén – nobelpristagare i plasmafysik och expert på fusionsteknik – påpekat redan på 1980talet. Ett indirekt erkännande av dessa sakernas tillstånd är att ”Ett kommersiellt utnyttjande av fusionskraften ligger i bästa fall troligen mellan 30 och 50 år in i framtiden.” I bästa fall 30 år men troligen 50! Vad behövs alltså? Jo, som Alfvén menade, krävs en ny teori som tillåter en betydligt lägre arbetstemperatur än de100 miljoner grader man nu förutsätter vara det rätta. Eller rättare sagt: En korrekt teori om hur fusionen egentligen går till i naturen och på Solen. Ty, det man nu laborerar med kan inte vara riktig eftersom inget tycks fungera enligt den, dessutom är det något fel med den teori som man utgår ifrån ska gälla på Solen. Hittar vi denna nya teori kan vi lämna tekniken med de magnetiska inneslutningarna av typ TOKAMAK bakom oss och de 100 miljonerna av grader. 10 Det finns alltså något som inte stämmer med den gängse teorin om de mekanismer som alstrar solens energi. Solen utstrålar nämligen bara en tredjedel så mycket solneutriner som den borde enligt den gängse solteorin. Lösningar på sol-neutrino-problemet brukar klassificeras i en av två kategorier, astrofysikaliska eller fysisk. Lösningar som kräver en förändring i hur vi ser på solen kallas astrofysikaliska lösningar samtidigt lösningar som kräver en förändring i hur vi tänker neutriner kallas fysiska lösningar. Min lösning är alltså att det är fel på själva teorin för vad som egentligen händer på Solen. Den grundläggande tanken i denna (gamla) teori är att två väte direkt fusioneras till deuterium (se om proton-protonkedjan nedan) varvid stora mängder energi bildas. Detta i ett första steg. Min idé är att neutroner bildas i ett första steg vilka sedan tillsammans med protoner fusioneras till deuterium (egentligen deuteron). Först i nästa steg bildas helium. Proton-protonkedjan (Ur Wikipedia) Proton-protonkedjan är en av flera fusionsreaktioner genom vilka stjärnor omvandlar väte till helium, det främsta alternativet är CNO-cykeln. Protonprotonkedjan dominerar i stjärnor av solens storlek eller mindre. För att övervinna den elektrostatiska repulsionen mellan två vätekärnor krävs en stor mängd energi och denna reaktion tar i genomsnitt 109 år för den att slutföras vid temperaturen i solens kärna. På grund av den långsamma reaktionen skiner fortfarande solen; hade den varit snabb skulle solen ha förbrukat sitt väte för länge sedan. Generellt sett kan proton-protonfusion endast ske om temperaturen (den kinetiska energin) hos protonerna är hög nog för att övervinna deras ömsesidiga krafter skapade av Coulombs lag. Teorin att proton-protonreaktioner var grundprincipen bakom solens och andra stjärnors förbränning togs fram av Arthur Stanley Eddington på 1920-talet. Vid den tiden ansågs dock temperaturen hos solen vara för låg för att övervinna Coulombbarriären. Utvecklingen av kvantmekaniken öppnade emellertid snart för teorin, då det upptäcktes att tunneleffekter kunde tillåta fusion vid lägre temperaturer än vad som förutspåtts av den klassiska fysiken. Proton-protonreaktionen Första steget innebär fusion av två vätekärnor 1H (p+ = proton) till deuterium (D), vilket frigör en positron och en neutrino eftersom en proton blir en neutron.3 p+ + p+ → 2D + e+ + ve + 0,42 MeV Där p+ är en positivt laddad proton, e- är en negativ elektron, n en neutral neutron och ve (grekiska ny) en elektron-neutrino, också elektriskt neutral. 3 11 Detta första steg är extremt långsamt, både eftersom protonerna måste tunnla genom Coulombbarriären och eftersom det beror på svag växelverkan. Positronen annihileras omedelbart med en elektron och deras massenergi förs iväg av två gammafotoner. e- + e+ → 2 γ + 1,02 MeV Efter detta kan deuteriumet som skapades i första steget fusionera med en till vätekärna och bilda en lätt isotop av helium, 3He. 2D + 1H → 3He + γ + 5,49 MeV Från denna punkt finns det tre möjliga vägar att bilda heliumisotopen 4He. Men detta kan vi strunta i för närvarande, bara nämna en reaktion till: Pep-reaktionen Deuterium kan också bildas av den ovanliga pep-reaktionen (proton-elektron-proton). p+ + e- + p+ → 2D + ve (där p+ är en positivt laddad proton, e- är en negativ elektron, n en neutral neutron och ve (grekiska ny) en elektron-neutrino, också elektriskt neutral). I solen sker pp-reaktionen ungefär 400 gånger oftare än pep-reaktionen. Men neutrinerna som skapas av pep-reaktionen är mer energirika. Medan de som skapas i första steget av pp-reaktionen har en energi upp till 0,42 MeV ger pepreaktionen en skarp energilinje vid 1,44 MeV. Pep- och pp-reaktionerna kan ses som två olika Feynmanrepresentationer av den samma grundläggande reaktionen, där elektronen passerar till den högra sidan om reaktionen som en antielektron.” (Slut på citat från Wikipedia). Innan vi nu går in på min idé ska vi titta närmare på beta-sönderfallet, närmare bestämt neutronsönderfallet i två steg; en process som fortfarande vållat och vållar fysikerna mycken huvudbry. Förståelsen för denna process är avgörande för att kunna förstå varför solen (fortfarande) brinner och lyser. Vilket i sin tur är grundläggande för att finna lösningen på fusionsproblemet här på Jorden. 12 De olikfärgade cirklarna symboliserar således fotoner (blå) och neutriner (röd) plus deras antiformer (gul respektive grön). Hela den bakomliggande teorin för detta finns att studera i mitt kompendium Del I. Kvarkarna är här ersatta med de väl kända neutrinerna och anti-neutrinerna, kan man säga. Denna teori har alltså fullt stöd i faktiska processer som här neutronsönderfallet, men också tusen sinom tusen experiment och observationer. * Min grundidé om vad som egentligen händer på Solen och varför den brinner och lyser som den gör är som sagt att neutroner bildas i ett första steg. Sedan fusionerar denna neutron med en proton. Då har vi deuterium (D) vilket betyder att resten är lätt; nu står vägen öppen för Solen att alstra den energi vi känner till och som får den att lysa! Så i stället för de reaktioner som är beskrivet ovan och som vi nu benämner reaktionerna (1) och (2): p+ + p+ → 2D + e+ + ve + 0,42 MeV ...(1) och p+ + e- + p+ → 2D + ve ...(2) 13 så får vi p+ + e- + γ → n + ve......(3) Reaktion (1) är enligt min mening helt obevisad. Det är ett antagande som gjordes på 1920-talet – en typisk första-bästa-tanke – i brist på annat. Den korrigeras med hjälp av en vag teori om att en så kallad tunnling hjälpte till att få tillstånd den önskade reaktionen deuterium plus fusionsenergi. Samma kan sägas om reaktion (2). I båda fallen också neutriner, men varifrån de kommit – därom veta vi icke! I min reaktion (3) uppfylls alla krav på fundamental fysik och logik. Baryon-, lepton- och laddningstalet stämmer. Energin som bildas när en neutron och en proton förenas är skillnaden i massa gånger ljushastigheten i kvadrat (=1,29 MeV). Vad som händer är således att elektronen (e-) med dess ena komponent – en gammafoton – bildar tillsammans med gammafotonen som tillförs i reaktionen en W-–boson (negativt laddad intermediär vektorboson) som släcker och neutraliserar laddningen hos protonen (p+). Om alltså (3) är en nettoreaktion, så ser detaljerna ut på detta sätt om vi antar att steg 1 är: e- + γ = W- + ve ... (4) En inkommande gammafoton (γ) tar hand om elektronens gammafoton och bildar en negativt laddad W-. En neutrino (ve) frigörs. Bosonen med laddnig -1 neutraliserar protonens laddning +1 enligt (5). p+ + W- = n ...(5) Summa summarium så får vi alltså (3). Vi ser att denna på sätt och vis är det omvända neutronsönderfallet! (Neutronen sönderfaller i en boson och en proton, där bosonen sedan delas i en gammafoton och en elektron så att en neutrino bildas). Processen existerar bevisligen, är känd sedan länge och kallas elektroninfångning som alltså kan betraktas som inversen till neutronsönderfallet.4 Ingen proton omvandlas alltså till en neutron. En neutron byggs upp, bildas tack vare att bosonen släcker de elektrostatiska motståndet från protonen som tar upp två motsatt spinnande fotoner – en från elektronen och en från en gammafoton – och bildar en neutron. Coulombbariären upphör att existera. Detta kan ses som den eftersökta katalytiska effekten. I vårt fall så gäller att elektronen indirekt här spelar rollen av katalysator och neutraliserar och släcker protonens positiva laddning när väl den negativt laddade W-– bosonen blivit verksam och bundits till protonen innan den hunnit sönderfalla. Inget våld här alltså, utan en process som inträffar då alla betingelser är för handen. Fotonen – gammapartikeln (γ) – förenar sig med den ena av elektronens två komponenter – en annan foton – där sedan de båda Electron capture also exists as a viable decay mode for radioactive isotopes with sufficient energy to decay by positron emission, where it competes with positron emission. It is sometimes called inverse beta decay, though this term can also refer to the capture of a neutrino through a similar process. (Wikipedia). 4 14 kopplar till protonen och bildar en neutron. Samtidigt frigörs den neutrino som utgjort en av de två komponenterna som bildat en elektron. Vi observeraar alltså att det inte är hela elektronen som nollställer protonen, utan endast dess ena komponent som ingår i en s k W- – boson (Se grafik ovan!)! Den andra komponenten, en neutrino, frigörs alltså i denna process, som vi har sett tidigare. I det gängse synsättet, pep-reaktionen enligt formel (2), som alltså kräver ett oerhört gravitationstryck och en temperatur på mer än 100 miljoner grader så antas alltså att vi ett första steg får deuterium (2D). Deuterium har alltså precis som protonen en positiv laddning. Frågan om varifrån dess neutrino kommer är dunkelt. Det är i detaljerna som sanningen finns här. Man kan inte undgå känslan av att de helt enkelt inte fått ihop det, utan bara hittat på! Här finns nog också lösningen på den gamla gåtan om att teori och observationer inte stämmer med antal observerade neutriner från solen. * Tyngdkraftens roll på Solen i vår syn på det hela är alltså att den samlar, ordnar och organiserar men gör inte själva jobbet. De oerhört mäktiga krafterna och höga temperaturen i Solens centrum har inte till syfte att utöva tvång och våld. Uppgiften är inte att trycka ihop vätejoner och övervinna coulombbariären, utan skapa de nödvändiga betingelserna för att få en fusionsreaktion till stånd. I solens centrum är det inte ett virrvar av protoner och elektroner utan de cirkulerar mycket välorganiserat i olika banor med hög hastighet och energi. Förr eller senare korsas deras banor så att väte och elektroner plus fotoner kan fusioneras till neutroner enligt formel (3). Det är dessa banor med lämpliga energier och intensitet det är meningen att medvetet efterlikna här på Jorden i särskilda anläggningar. Se grafiken på sidorna 15 och 16! Principskiss av en elektron (överst) och en W-boson (nederst). Hos elektronen antas att den grå komponenten är en foton, med spinn 1. Den andre en neutrino med spinn ½. Hos W-bosonen antas båda vara fotoner, men i motsatt spinn (±1), vilket också gäller elelektronen. Det är alltså denna ”coulombbarriär” i formlerna (1) och (2) som måste övervinnas både på solen och i en fusionsprocess här på Jorden är grundtanken sedan 1920talet. På solen görs detta, menar man, genom det stora trycket och den extremt höga temeperaturen. Det behövs alltså en temperatur på 108 °C, alltså 100 miljoner grader. Vilket inget material kan tåla utan det behövs ett magnetfält som processen kan utvecklas i. Och detta har alltså efter 60 år som vi sett ännu inte lyckats! Grundtanken är alltså att solkraften endast kan tämjas genom ett oerhört våld! Det är deras syn på naturen: pang bom krasch!! är det som gäller. Det finns alltså inget vetenskapligt eller expeimentellt stöd för att ”(d)etta första steg” ska fungera. Sextio år av fruktlösa försök och slöseri med tid och resurser talar för detta. Att det skulle ske på solen är bara en gissning och dålig hypotes. 15 I den gängse atommodellen är elektronen i stort sett en kompakt liten kula som susar runt atomkärnan. Denna mekaniska ”kula” finns endast som en statistisk möjlighet i ett ”moln”. I denna modell har elektronen alltså två komponenter. På solen gäller att fotonkomponenten kopplar till en annan inkommande foton (se reak-tionsformeln!) och fogas till protonen varvid vi får en ny partikel: en neutron. Neutrinon (röd cirkel) frigörs. Vi ser alltså att i både det gängse fallet och detta eftersträvas att deuterium bildas. I deras fall efter att protonerna övervunnit Coulombbarriären, pressats ihop av tryck och temperatur och trots att en tunneleffekt kan ernås så vill det till. ”Detta första steg är extremt långsamt”. Och tur är väl det, annars hade solen brunnit upp på mycket kort tid. Så då måste vi fråga oss vad detta betyder för vår föreslagna process. Ja, är den tillräckligt långsam? Vad skulle göra den långsam överhuvudtaget? Vilket alltså är nödvändigt. Låt oss betrakta reaktionen (3) än en gång: p+ + e- + γ ---> n + ve .....(3) Och konstatera att den ur gängse synpunkt är svårt att få att gå i hop. Men vi som studerat Del I ur ”Mikrokosmos”5 förstår den mycket väl. Vi vet ju att en proton är samansatt av tre neutriner, varav en är en antineutrino, en neutron (n) av dessa neutriner plus två kopplade fotoner, en W--partikel faktiskt. En foton (γ) ser vi ingår i formeln, men var är den andra fotonen? Jo, den finns som en av komponenterna av elektronen. Tas denna bort, vad återstår? Jo, en neutrino! (Just det, en neutrino och inte en antineutrino). Formeln stämmer alltså. 6 Men varför är reaktionen så långsam? Mycket enkelt, det gäller att en foton av exakt storlek på energin är närvarande plus att detta inträffar då de två 5 Introduktion till ett nytt naturvetenskapligt paradigm. Mikrokosmos. Del I. En vanlig invändning mot reak. (1) är att den inte fungerar. Men det gäller då enbart protoner och elektroner medverkar i s k elektroninfångning. Dessutom att den kräver tillgång till hög energi. Men det är just vad som förutsätts och som finns i Solens centrala delar. Om energin blir ännu högre, som i stjärnor något större än Solen, så får vi de s k netronstjärnorna. En stjärna av enbart neutroner. Processen fungerar alltså bevisligen men kräver som sagt tillgång till gammafotoner med energier på exakt den nivå som de närvarande elektronerna har. 6 16 övriga också är det. Dessa möten torde vara sällsynta. Men ändå gör det det, annars skulle ju inte solen lysa och brinna i dag! Eller hur? * Brev till en kärnfysiker. Kiruna 24 januari 2011 Hej, I somras tog jag kontakt med dig för att diskutera din fantastiska idé om katalytisk fusion. Inte med vad som helst (myoner, palladium etc) utan just med elektroner. Samma idé som jag själv sent om sider kommit fram till. Du alltså redan 1996. Du har tagit dig tid att svara ett par gånger. Nu dröjer du dock med ett svar, Ok. Men innan du vänder blad, så låt mig sammanfatta läget. Men först fråga: Varför har du nu ändrat dig beträffande katalytisk fusion med elektroner. För att återgå till att tro på tokamak-tekniken? Mycket sorgligt, tycker jag. (Den som läser den kritik som nu börjar komma mot ITER- projektet och har nog anledning att hesitera en smula. Se bifogat material). Varför just du av alla i hela världen blev kontaktad av mig i detta ärende berodde alltså på detta med katalytisk fusion med elektroner som katalysatorer, vilket jag redan har berättat. För mig blev det tämligen fantastiskt att åtminstone en person till var inne på samma tanke. Ty, vad jag fann fanns ingen annan som behandlat just denna fråga, utom möjligen en amerikan. Jag visste att det fanns och finns massor av personer annars som behandlat just katalytisk fusion (CF) med andra katalysatorer än just elektroner, så denna idé är helt unik. Jag återkommer till detta. Dock har jag påpekat att vår idé/hypotes skiljer sig åt vid närmare betraktande. Vi har alltså olika uppfattningar om det grundläggande i processen. Egentligen ingen dålig sak utan en god början på kanske något nytt och mycket bra. Ingen av oss har ju påstått sig vara absolut hundra på sin sak. Vi är båda osäkra vill jag påstå, kanske till och med tvivlande. Det finns ju skäl till det. Varför skulle just denna form av fusion vara den som löser denna tydligen både oerhört svåra men också väldigt angelägna fråga. Som det satsats så oerhört mycket resurser på under så lång tid? Varför skulle till exempel jag inbilla mig ha något att komma med? En gammal pensionär långt ifrån alla centra. Vad jag säger är dock detta (efter ingående och långvariga studier i ämnet): den av mig föreslagna anordningen är värd att pröva och testa. Ty, den bygger på ett helt nytt sätt att behandla problemet. Ett nytt sätt att betrakta problemet. Ett helt nytt koncept. Vilket gör att sannolikheten för en energimässigt lönsamt utfall är mycket stor. Jag är helt överens med dig att den hypotes jag hittills presenterat också kan innefattas i den gängse kvantmekaniken. Så du har frågat dig: vad nytt? Och kanske 17 jäspat en smula. Jo, det nya är att det lönar sig, trots vad de gängse resonemanget om sannolikheter innebär. Det är vad jag påstår. Och det handlar inte enbart om metoden och de mekanismer som ligger till grund för processen ifråga. Metoden och mekanismerna är fundametala. Men utöver detta krävs något mer. All these fifty years of conscious brooding have brought me no nearer to the answer to the question, 'What are light quanta?' Nowadays every Tom, Dick and Harry thinks he knows it, but he is mistaken. (Albert Einstein, in a (last?) letter to his old friend M A Besso, 1954) The quanta really are a hopeless mess. (Albert Einstein, On doing Quantum Theory calculations with W. Pauli) I still do not believe that the statistical method of the Quantum Theory is the last word, but for the time being I am alone in my opinion. (Albert Einstein, On Quantum Theory,1936) Quantum theory is certainly imposing. But an inner voice tells me that it is not yet the real thing. Quantum theory says a lot, but does not really bring us any closer to the secret of the Old One. I, at any rate, am convinced that He (God) does not throw dice. (Albert Einstein, On Quantum Physics, Letter to Max Born, December 12, 1926) 18 Nej, kvantteorins statistiska metod, kan inte vara sista ordet. Det tror inte jag heller. Den kvantfysik som utvecklades på 1920- och 1930-talen var i stället för något annat. Det var och är inte ”the real thing”. Absolut inte sista ordet eller så. Men man visste inte bättre då. Mycket har hänt och mycket nytt har upptäckts sedan dess! Datorerna har exempelvis gett oss nya verktyg att bättre förstå hur det hela hänger ihop. Men bara några få verkar bry sig. Sådant är forskningsläget ännu idag. Problemen har ju inte blivit lösta bara därför att tiden har gått. En del fysiker vet ju detta mycket väl, men alla är tyvärr inte medvetna om situationen. (En del verkar tycka det är häftigt att man inte begriper. Egentligen. Håhå jaja). Processen kan endast bli framgångsrik: Om och återigen: om man vet vad man sysslar med, ty då först kan processen styras och regleras på ett tillräckligt bra sätt. Vilket alltså är helt och fullt möjligt i dag, till skillnad från för 30-40-50 år sedan. Enligt (vårt?) mitt recept. Idag finns den tillräckliga datorkraften och den nödvändiga tekniken överhuvudtaget. Men alltså inte i går. Jag vill betona detta. I går fanns inte den nödvändiga precisionen. Och möjligheten. Men nu. Det gäller att upptäcka och inse detta nya. Jag känner till tusen gånger om alla de gängse invändningarna till detta: Kvantmekanikens matematiska formalism tillåter inte ett gynnsamt utfall. Sannolikheten är för låg. Etc, etc. osv. Ja, jag vet detta. Men däri ligger en feltanke. Ty, nu handlar det om fysik och inte om ett hasardspel och tafflig matematik! Jag har själv haft att göra med liknande problem i industrin. Det kunde ta timmar innan processen med hjälp av en dator genom självreglering kunde styra in sig. Ibland dagar. Men det gällde tämligen enkla kemiska processer. Fysikaliska av detta slag kräver mycket mycket mer av datorkraft. Å andra sidan visste vi tillräckligt exakt vad som hände. Vi kunde med full förtröstan invänta de maximala värdena (fine-tuningen). Vi hade en klar bild av processen och kunde därför styra och reglera den framgångsrikt. Ingen matematisk formalism som fördunklade omdömena eller gav oss förutfattade meningar. Detta är alltså haken idag, menar jag. Ingen tror att det kan löna sig därför att man endast har suddiga luddiga bilder av vad som faktiskt händer och sker. Och så är det och ska så vara enligt den gängse teorin i frågan. Sannolikheter för hela aggregat och moln av partiklar är det som gäller. Inte för enskilda partiklar och händelser. Och sannolikheten säger alltså att det inte lönar sig. Det är lite lustigt att detta påstod man redan på 1930-talet! Visste du det? Just den av mig föreslagna konfigurationen var i linje med den allra första idén som prövades för mer än 70 år sedan. Det är ju så att säga den naturliga tanken. Men enligt den då nya kvantmekaniken kom man på att det inte löna sig på grund av osv....Annars är den grundläggande idén densamma: deuterium eller protoner bringas att kollidera med lämplig fart. (Dock inga elektroner inblandade då, det tillhör det nya). Då fanns alltså två hinder: både teori och praktik. Idag finns inga större hinder vad jag kan se. (Naturligtvis duger det också med tritium, litium, helium och annat ”bränsle”). Det är mycket lätt att missförstå mig här. Jag menar att det alltså är tillräckligt svårt att styra in processen, att s a s pricka rätt vid rätt tidpunkt osv. Jag talar alltså också om sannolikheter, men av ett annat slag än den gängse. Men vet man vad man sysslar med, så kan man på rätt sätt ställa in alla parametrar och sätta in alla nödvändiga resurser. Resurser som ändå är rena fikapengar jämfört med vad den tritiumdrivna tokamak-mastodonten i Frankrike kräver. Se bifogad artikel! Nog måste du hålla med om att 60 kanske 70 år av tillkortakommanden måste bero på något. Hallå, hallå, något måste vara fel. Alla måste erkänna detta! Det är något som inte stämmer! Kan det bero på att det saknas teori; teorin är ofullständig eller till och med fel eller i vart fall att den frigjorda energin blir så kostsam att en ekonomisk exploatering av kontrollerade termonukleära reaktioner inte blir möjlig i 19 rimlig tid. Vem eller vilka säger det? Jo, minst två Nobelpristagare: Albert Einstein och Hannes Alfvén. Men också ”vätebombens fader” som i många år sysslade med projekt att försöka tämja denna bomb: Edward Teller. Och många många andra fler förstås. Beträffande detta spörsmål så säger jag att den gängse teoribildningen tyvärr inte bara är synnerligen bristfällig; det värsta är att den är direkt missledande. Den har misslett forskare i 60-70-80 år. Den ger helt felaktiga modeller och bilder av vad som faktiskt händer. Det märks exempelvis på idén om att använda myoner. (Myoner anses ju kunna lägga sig närmare atomkärnan. Och därför bättre dämpa coulombeffekten en längre tid än den betydligt lättare elektronen. Eller något i den stilen tycks tanken vara). Eller tron på tokamak-tekniken där det anses vara nödvändigt att först hetta upp ett plasma till flera miljoner grader! Och därmed tror sig efterlikna vad som händer på solen. Eller överhuvud tanken att maximalt våld (miljoner av grader, enormt kraftiga elektriska urladdningar och enorma kaotiska magnetiska fält, etc) måste till för att ”tämja” naturen och dess krafter. Jag skulle kunna säga mycket om detta, men nu vill jag avrunda. Vilka forskare är det som förordar ännu en omgång fusionsförsök med samma gamla teknik som med apparaten ITER i Frankrike? Att okunniga politiker har invaggats i tron att denna väg är den enda, är inte så konstigt. Energin är ju en nyckelfråga för varje samhälle. Men alla naturforskare bör ställa sig upp och fördöma detta slöseri (skojeri?) med allmänna medel. Man måste inse att man hamnat i ett slutstadium av gigantism – av katedralbyggande. Och att det behövs en ny teoribildning, precis som salig Alfvén menade för länge sedan. Jag säger också som en god vän till mig sa: det påminner om den situation då barnet i sagan sa: Kejsaren är naken! * Mitt recept är alltså detta. Se till att anordna två motsatta strömmar av deuteroner (D+) som får cirkulera med lämplig hastighet, frekvens och intensitet. Låt dem komma på kollisionskurs. Ordna sedan med en eller två strömmar av elektroner med lämplig hastighet, frekvens och intensitet som får neutralisera eller excitera enskilda joner i flödet strax före kollison. Det går naturligtvis också att se till att en jon är negativt laddad en annan postivt. En katjon får möta en anjon. De olika tillstånden hos varje partikel kan vara ett antal nanosekunder eller femtosekunder. Instrument får mäta utfallet. Möjligheterna är stora och variationerna många vilket ökar chanserna till framgångsrik fusion. Låt sedan datorer styra och reglera dessa strömmar, parametrar och variabler till ett maximalt utfall. Då alla tvärsnittsytor är väl kända är ju sannolikheten för lyckosam träff lätt att beräkna. Se till att det hela får en keramisk inneslutning som tål upp till tio tusen grader. Låt den alstrade hettan få värma upp vatten att driva ångturbiner etc. Med risk nu för att bli övertydlig; låt oss betrakta den mest lovande reaktionen i två steg. Först får en en katjon (D+) omvandlas (exciteras) till en anjon (D-) då den bestrålas av elektroner. Katjonen befinner sig i ett kretslopp vi kan kalla A. Detta tangerar ett kretslopp B med samma rotationsriktning, alltså här medsols (se grafik). 20 Steg 1: D+ + 2e- >>> DKretsen bestrålas alltså med elektroner så att den positiva jonen exciteras till negativ D-. Denna exciterade jon (D-) i kretslopp A i punkt a får följa med strömmen ett antiparallellt i kretslopp B. Denna jon kommer alltså att röra sig motsols i kretsloppet B (obs detta) till dess den finner sin motpart, en katjon (D+), i punkt b. Den exciterade jonen i kretslopp A kommer alltså att aktivt söka sin motpart i kretslopp B. Jonen blir likt en målsökande robot, för att uttrycka sig militärt. Fusionsprocessen blir alltså till viss del både självstyrande och självreglerande! Detta tack vare attraherande coulomb-krafter! Detta sker alltså i steg 2, då också energi frigörs i form av gammastrålning. Steg 2: D- + D+ >>> He2+ + 2e- + gammastrålning Coulombkrafterna är som synes inget hinder eller problem med denna anordning, tvärtom kan deras attraherande verkan utnyttjas för styrning. Eftersom alla parametrar är kända och går att reglera, intill en viss grad av osäkerhet, kan processen också simuleras med hjälp av datorprogam. (Tokamakens kaotiska beteende är ett hinder för sådant). Kostnaden för en anordning blir som sagt minimal jämfört med ITER-projektet, särskilt för en test- och experimentanordning. För övrigt dras det nu i nödbromsen för de skenande kostnaderna för ITER-projektet. Risken är nu stor att projektet inte fullföljs. Verkar mitt föslag till lösning på fusionsproblemet enkelt; alltför enkelt? Ingen fara, det kommer att bli mycket svårt att styra och reglera processen med den nödvändiga precisionen. Men då man inte famlar i blindo utan vet vad man sysslar med och det hela till viss del är självreglerande och självstyrande så kan 21 man med förtröstan jobba på och invänta den önskade nivån på utfallet. Och på alla sätt hjälpa till förstås. Mycket att analysera och diskutera, förändra och förbättra osv. Något man med visst tålamod så småningom kan få kontroll över. Kanske med hjälp av simuleringsprogram. Vägen till kontrollerad fusion till en rimlig kostnad inom relativt kort tid är på så sätt möjlig. Spelar det då någon roll att man sedan får ändra och revidera en del förutfattade meningar om hur det kan tänkas fungera? När verkligheten tränger sig på. Experiment och observationer måste ju få avgöra vad som är rätt eller fel. Eller finns det kanske något grundläggande fel och någon verkligt allvarlig hake i mitt förslag och upplägg? Allt är naturligtvis inte rätt och riktigt, men jag undrar om det finns något verkligt avgörande fel. Vore tacksam om någon i så fall kan upplysa mig. Avslutningsvis. Lösningen på fusionsproblemet består inte i att finna en finurlig, fiffig och smart ny mekanism som ingen annan tidigare kommit på. Det tror jag inte, snarare gäller det att se vad som redan finns tillhanda och sätta in det i ett fruktbart sammanhang. Och utveckla det till en konst. Varför det ändå hela tiden dyker upp sådana försök att finna en smart mekanism, beror på – om någon frågar mig – att ett eller annat missförstånd råder om vad saken gäller7. Med vänlig hälsning Åke Hedberg Kiruna i maj 2011 Hej, Du tvekar, antar jag. Du kanske struntar i att svara denna gång. Jag förstår; jag kanske har förargat dig på något sätt; du har rätt att betvivla vad jag påstår om elektroner och atomer, fusionsteknik, med mera. Men jag rår inte för att jag upptäckt att elektronen är en neutrino bunden till en foton. Härav dess egenskaper. Inte heller rår jag för att protonen är tre neutriner bundna till varandra. Eller att neutronen är 2 fotoner bundna till 3 neutriner (= proton). Härav protonens resp. den fria neutronens egenskaper. (Anti-formerna innebär att neutrinerna här byts mot anti-neutriner). Se exempelvis bilagan: “Colliding beam” enhancement mechanism of deuteron-deuteron fusion reactions in matter. Där föreslås ”ping-pong”-mekanismen. 7 22 Sammanfattningsvis: elektronen är en neutrino bunden till en foton. En fri neutrino liksom en dito foton har ingen elektrisk laddning. I bundet tillstånd kan dock neutrinon och fotonen ha laddning. protonen är tre neutriner bundna till varandra. De har tredejdelsladdningar. 8 neutronen är 2 fotoner (i motsatt spinn = -1 ) bundna till 3 neutriner. Fotonerna neutraliserar neutrinernas/protonens laddningar ( +1). atomen får därmed en annorlunda struktur än den gängse ”planetariska” och ”Schrödingerska” etc. Väteatomens kärna kommer alltså att innehålla, bestå av fyra neutriner. ”Elektron”-neutrinon, som också är bunden till en foton, neutraliserar protonens laddning. Utifrån kända data om elektronens, protonens och neutronens vilomassor, frekvenser och Plancks konstant h är det lätt att beräkna hur ”hårda” dessa bindningar är. Och mycket annat intressant. Inte minst går strukturen hos dessa partiklar att visualisera, därmed göras förståeeliga på ett helt annat sätt än det gängse. Studera t.ex. den fria neutronens sönderfall i två steg. I ett första steg i en proton och en W– -boson. Alltså två produkter. Steg 1: n>>>p+ + W– (= 2 fotoner). W– bosonens hemlighet är alltså att det är två fotoner bundna till varandra med motsatt spinn. Laddningen blir -1. Konstellationen är instabil. Den sönderfaller snabbt i en elektron och en anti-neutrino. Alltså två produkter igen. Steg 2: W– >>> e- + ν (=anti-neutrino) Regler: En (1) foton kan ”klyvas” i en neutrino och en anti-neutrino. Detta sker alltså i detta fall, varav den ena neutrino binds till en foton och blir en elektron. Den andra – antineutrinon således – blir fri. W– bosonen försvinner. neutrino + antineutrino >>> kan genom annihilation formas till en foton. en foton kan i en motsatt process genom s k parbildning form av en neutrino + en antineutrino. För ordningens skull. Detta är något förenklat. Det korrekta ska vara tre neutriner varav en är en antineutrino. 8 23 neutriner och fotoner kan på olika sätt under vissa omständigheter och i olika proportioner forma elektroner, protoner, neutroner m. fl. partiklar. Jag kan inte se något som strider emot fundamental fysik. Till sist. ”(N)ågot stöd för dyra experiment av ditt slag kan jag inte ge”, skriver du. Det har jag inte heller begärt. För mig är detta mest en kul grej, det är ju väldigt intressant för mig att efter många decennier av studier äntligen börja förstå hur saker och ting hänger i hop. Det har för mig varit ytterst tillfredsställande. Beklagar verkligen de som fortfarande tröskar på i det gängse träsket, labyrinten eller snårskogen. Men på tal om detta så behöver du nog inte bekymra dig värst. Ty, dels vad jag kan se så behöver en testanläggning endast kosta en bråkdels bråkdel av vad Tokamakexperimenten kostar varje dag i dag. (Experiment som garanterat inte någon kommer att få någon som helst glädje av annat än de som dagligen kan tjäna pengar på projektet förstås. Det rent vetenskapliga värdet är dessutom enbart negativt. Det ansåg din kollega H. Alfvén redan för mer än 25 år sedan. Och han varnade för sådant som Tjernobyl och Japan. Eller hur?). Efter vad som nu har hänt i Japan, behövs inte mycket mer sägas än att energikrisen är akut. Men jag behöver en auktoritet som kan backa upp, en som åtminstone inte är helt negativ. Mina hälsningar Åke Hedberg * Sammanfattningsvis och avslutningsvis Vår kärnfysiker är alltså med på att min syn på coulombkrafterna kan ”innefattas i den gängse kvantmekaniken” men endast efter en glidande skala. Min övertygelse är att dessa krafter och denna påverkan de gör är att betrakta som ett kvantfenomen – coulombkrafterna är på eller av. Noll eller ett, plus eller minus. Och det är under detta korta moment de är av, de är noll, som fusionen kan ske. Hur kort det än är, så är det endast en teknisk fråga och en fråga om precision att utnyttja den tid som finns till förfogande. Fusionsprocessen blir som sagt till viss del på så sätt både självstyrande och självreglerande! Detta tack vare attraherande coulombkrafter! En teknik som med känsla och precision dock måste utvecklas till en slags konst. Observera detta: ”Processen kan endast bli framgångsrik: Om och återigen: om man vet vad man sysslar med (vilket definitiosnmässigt inte en ”statistisk” 24 kvantmekaniker gör) ty då först kan processen styras och regleras på ett tillräckligt bra sätt. Vilket alltså är helt och fullt möjligt i dag, till skillnad från för 30-40-50 år sedan. Enligt (vårt?) mitt recept. Idag finns den tillräckliga datorkraften och den nödvändiga tekniken överhuvudtaget. Men alltså inte i går. Jag vill återigen betona detta. I går fanns inte den nödvändiga precisionen. Och möjligheten. Men nu. Det gäller att upptäcka och inse detta nya.” (Citat från brev till kärnfysiker”, januari 2011). Om denna nya teori gäller är alltså lösningen tämligen trivial.9 Men eftersom den kärnfysiker vi här har att göra med tydligen inte upptäckt, insett eller förstått ”detta nya”, och denna möjliga konst och eftersom han nu inte har hört av sig på så länge, så går jag nu vidare. I stället framhärdar han, frångår sina tidigare idéer och teorier om katalys med hjälp av elektroner för att återigen stöda, förfalla till, den gamla Tokamak-tekniken. Nyckelorden är således kunskap, teknik och konst. Efter decennier av misslyckande trots miljarder av dollar, rubel och euro, enorma närmast obegränsade tekniska resurser och tusen sinom tusen av forskare så torde det vara uppenbart att det de saknar så är det erfoderlig kunskap. Därför förmår de inte tillämpa och utveckla den teknik som behövs för att få det att fungera; och allra minst kunna utveckla det hela till en konst. Och det är klart att så länge som vår kärnfysiker och hans kollegor med sitt ofruktbara, statistiska och mekaniska synsätt får fortsätta att dominera naturvetenskapen så kommer ingen lösning av fusionsproblemet att ske. Tvärtom kommer mänskligheten för eväderliga tider få dras med kol och olja och inte minst den farliga och ytterst dyrbara kärnkraften och därmed förvärra miljö- och energikrisen, något som den nuvarande världsordningen inte länge till kommer att palla för. Inte ens de 30-50 år de satt som gräns för en möjlig lösning. *** För ordningens skull så krävs för full förståelse den kaosteori som saknades så sent som på 1960-talet. Dess plats i sammanhanget är utvecklad i det kompendium som tidigare hänvisats till. 9 25 Kontakt och beställningar: Åke Hedberg Baningenjörsv. 13 981 34 Kiruna Tel: 0980 61739 E-post: [email protected] Hemsida: http://www.linnea.com/~akejean/ PG: 4336510-5 26
© Copyright 2024