ITER: een ervaring van 15 miljard euro.
ITER:
een ervaring van 15 miljard euro
De fusiereactor: gevaarlijk
Op 16 mei 2011 kwam een delegatie van het Europees Parlement naar het hotel King René in Aix-en-Provence, waar zij verschillende presentaties hoorde van de verantwoordelijken van het ITER-project. Ik kon de parlementariër Michele Rivasi 40 exemplaren van een memo overhandigen die ik thuis had afgedrukt en dat een verkorte versie is van wat u hieronder zal lezen. De parlementariër verdeelde deze onder de andere afgevaardigden van het Europees Parlement.
Ongeveer 200 anti-kernenergie demonstranten hadden zich voor het hotel verzameld. Het waren weinig, gezien wat er op het spel staat, en ik was de enige wetenschapper – zelfs de enige ingenieur of technicus. De demonstranten waren de typische basisanti-kernenergieactivisten.
Natuurlijk zijn mensen zoals ik wakker geworden na de herinneringsprik van de gebeurtenissen in Fukushima. Maar deze bewustwording, in mijn geval, dat kernenergie zo dodelijk kan zijn, is definitief. Ik had me nooit eerder die vraag gesteld. In het verleden leden de eerste actievoerders de klappen van de politie, traangasgranaten of defensieve granaten die de dood van Michalon veroorzaakten, een demonstrant tegen de inrichting van de overgeneratoren van Creys-Malville op 31 juli 1977, die één van deze granaten in zijn borst kreeg waar hij explodeerde.
Tot op de dag van vandaag komen mensen die zich vastketenen aan de spoorlijn waar de treinen met radioactief afval doorheen rijden naar het "centrum voor verwerking van La Hague" (in feite een centrum voor plutoniumextractie waar het Franse MOX-kernbrandstof wordt geproduceerd, dat gebruikt wordt in 20 reactoren in Frankrijk, reactor nummer 3 van Fukushima, en dat Frankrijk naar het buitenland exporteert). De vastgeketende worden meestal brutaal weggehaald, veel mensen worden gewond, en dus vechten ze voor ons en onze kinderen om gezondheid te behouden en te ontsnappen aan de winstbejag van de kernpaters.
De dodelijke caravaan moet door, koste wat kost.
Ik geef toe dat ik schaamte voel over mijn laatste reactie en dat ik bijna overgeef als ik geen enkele van mijn collega’s uit de wetenschap of techniek zie aansluiten bij deze legitieme demonstratie. De bewustwording van het waanzinnige gevaar van kernenergie is nu aan de gang, aangestuurd door de catastrofe van Fukushima, en ondanks de black-out van de media, die worden gevoed door de atoombaronnen.
Maar voor dit moment waren mensen die tegen kernenergie demonstrerden nog steeds als marginaal of dromerig beschouwd, terwijl ze simpelweg een scherpere en vroegere visie hadden op de werkelijke situatie dan wij.
Zoals we verderonder zullen zien, is de situatie veel erger dan men ooit had kunnen denken.
Tot nu toe waren de argumenten tegen de realisatie van het ITER-project vooral van milieueconomische aard, of zelfs landschapsbeheer. Ik heb zojuist een grotesk, schokkend filmpje gezien, afkomstig uit een presentatie van de ITER-website, waarin de gids vertelt dat ze de vleermuizen zorgvuldig hebben verplaatst om ze aan te moedigen om elders hun nesten te bouwen. Ook is rekening gehouden met de beschermd flora.
Maar wat een groot onzin, wanneer je weet wat er nog komt.
We kennen de kritiek over de radio-toxiciteit van tritium, een radioactief element met een halveringstijd van 12,3 jaar. Ja, het probleem zit daar en is zeer reëel. Tritium is een isotoop van waterstof waarvan de kern bestaat uit één proton en twee neutronen, in tegenstelling tot de kern van licht waterstof (één enkel proton) en het andere isotoop, deuterium (één proton en één neutron). De drie zijn vergezeld van één elektron. Dit elektron vormt het “elektronenkleed” van het atoom dat bepaalt de chemische eigenschappen van de stof.
Zo gezien hebben licht waterstof en zijn twee isotopen, deuterium en tritium, bijna dezelfde eigenschappen vanuit chemisch oogpunt.
Wanneer zwaar waterstof zich combineert met zuurstof, ontstaat het molecuul dat “zwaar water” heet. Alle combinaties van de drie kernsoorten met zuurstof zijn mogelijk, en onder hen vinden we moleculen die één of twee atomen tritium bevatten.
Dit water rijk aan tritium zal radioactief zijn.
De tegenstanders van het ITER-programma zullen argumenteren dat, omdat tritium vergelijkbaar is met waterstof, het bijzonder moeilijk is om het zonder risico te beperken. De kleine moleculen van licht waterstof kunnen door kleppen en afdichtingen heen dringen. Erger nog, waterstof kan door vaste wanden heen dringen! Tritium is een echte meester in ontsnapping, want het dringt door de afdichtingen heen en door de meeste polymeermaterialen.
Vanuit biologisch oogpunt is er geen gevaar met licht waterstof of deuterium. Met tritium is het een ander verhaal. Het atoom van waterstof heeft de eigenschap om zich te combineren met een grote hoeveelheid andere atomen, wat leidt tot een groot aantal moleculen zowel in het minerale als het biochemische domein.
Hierdoor kan dit tritium de voedselketen binnendringen en zelfs DNA kunnen bereiken.
De voorstanders van ITER kunnen hierop antwoorden dat een lekkage of ontsnapping van tritium, zoals bij het werken van de machine of haar afstammelingen, slechts zou resulteren in een verwaarloosbare vervuiling, "geen gevaar vormend vanuit het oogpunt van de openbare gezondheid".
We zijn er al jaren aan gewend om dit te horen uit de mond van alle nucleocraten.
Een ander argument dat voorstanders van het ITER-project gebruiken: in het menselijk lichaam bestaan er zogenaamde “watercycli”. Als het menselijk lichaam tritiumhoudend water opneemt, zou dit snel weer in de natuur terechtkomen. De “biologische halveringstijd” (een maand tot een jaar) is korter dan de “radiologische halveringstijd”. (Wikipedia)
http://fr.wikipedia.org/wiki/tritio#Fixation_biologique_du_tritio
http://fr.wikipedia.org/wiki/tritio#Cin.C3.A9tique_dans_l.27organisme
De situatie zou anders zijn als de tritiumatomen aan moleculen zoals DNA zouden zijn gebonden. Hier raken we de gevolgen van een lage dosisvervuiling die op lange termijn effect heeft.
En hier zouden de voorstanders van ITER nog steeds hun schouders ophalen en zeggen dat de hoeveelheden tritium zo klein zijn dat ze onopgemerkt zouden blijven... etc...
Als conclusie kan men zeggen dat er geen effectieve kritiek op dit terrein te vinden is.
Natuurlijk is er het kostendossier van het project, waarbij de drievoudige verhoging van het budget slechts een zwak beginpunt is, zoals we later zullen zien, samen met de risico’s van de planning. De cruciale vraag, die prikt:
- En wanneer is elektriciteit beschikbaar?
De technisch-wetenschappelijke aspecten die we verderonder behandelen maken het onmogelijk om voorspellingen te doen over toekomstige budgetten of termijnen, en zelfs niet over haalbaarheid en rentabiliteit.
Laten we eerst het oorsprong van het ITER-project onderzoeken
http://www.iter.org/proj/iterhistory
We lezen dat dit project voortkwam uit een gesprek tussen Gorbatsjov en Reagan in Genève in 1985, aan het einde van de Koude Oorlog.
Reagan en Gorbatsjov in Genève, 1985
De stopzetting van enorme voorraden nucleaire wapens en raketten had het atoom een volledig negatief beeld gegeven, slechts licht afgestemd door de positieve connotatie van de civiele kernenergie. We weten inderdaad dat een civiele reactor omgezet kan worden in een plutoniumproducerende reactor en zo in staat is om het explosieve materiaal te produceren zoals gebruikt in fissionbommen: plutonium.
-
De ramp van Tsjernobyl heeft ons laten zien dat dit vredige atoom, waarvan we hadden gedroomd dat het welvaart zou brengen aan de mensheid, zijn omgeving kon vernietigen, voor een onbegrensde tijd, verder dan het levensverloop van onze soort, en tegelijkertijd schadelijk kon zijn voor onze gezondheid en het genetische kapitaal van de mensheid. Deze argumenten kunnen niet worden genegeerd.
-
Als we de onoplosbare problemen rond opslag van afval en ontmanteling van kerncentrales erbij betrekken, waarvan nog steeds niemand weet hoe het moet gebeuren.
-
We voegen toe dat een jaar na dit ontmoeting Tsjernobyl plaatsvond.
De dringende behoefte om een “vredig atoom” te vinden dat niet kan worden gebruikt voor het maken van een nieuwe wapen, en waarvan het afval bestaat uit een onschadelijk gas: helium dat geen verspreiding van “gevoelige materialen” kan veroorzaken.
Onmiddellijk denken we aan de deuterium-tritium fusiereactoren, die alle soorten voordelen worden toegeschreven.
Een onuitputtelijke energie, zouden we zeggen. En het denken aan de fenomenale hoeveelheden deuterium en tritium (of lithium, waaruit tritium gemaakt kan worden) in de oceanen.
De energie uit fusie is eerst een sterk mythe, de mythe van het “goede atoom”, zonder gevaar, vredig en met “oneindige energie”.
We voegen een beeld toe dat aanspreekt bij het menselijk verbeeldingsvermogen: een “zon in een glazen pot”.
De mens heeft altijd grote natuurverschijnselen gekoppeld aan mythische constructies. Het water dat uit de hemel valt, leidt tot goede oogsten. Voor- Colombijnse beschavingen baden naar de hemel om dit levende vocht: regen. Maar water is ook het water van overstromingen, dat vernietigt en doodt.
Hetzelfde geldt voor de zon. Voor de Oude Egyptenaren waren goden niets anders dan een afspiegeling van de centrale godheid, de zon. Ra was de goede zon die goede oogsten voorspelde, terwijl zijn broer Seth, de vreselijke zonnegod van de droge woestijn, de oogsten droogmaakte en verloren reizigers van dorst doodde.
Er bestaat een mythe over het atoom. Toen Oppenheimer, die Sanskrit kon lezen, voor het eerst het kernvuur voor zijn ogen zag losbarsten, begon hij instinctief een Indiase gedachte uit de Baghavad Gita (vers 33, hoofdstuk 11) te reciteren, die eindigt met de zin:
Ik ben de dood, de vernietiger van alle werelden
http://en.wikipedia.org/wiki/Bhagavad_Gita
Het atoom begint een deel te worden van de geschiedenis, een plaats te krijgen in het verbeeldingsvermogen van mensen, dat zich vormt als een verschrikkelijke god, vergelijkbaar met de bliksem van Jupiter, de hamer van Thor, met zijn bijbelse connotaties van de Apocalyps, van het einde der tijden.
En dan komt het tijdperk van het vredige atoom, dat comfort biedt en de levenskwaliteit verbetert. Een atoom dat huizen verwarmt, motoren van de TGV voedt die ons zo comfortabel en snel vervoeren.
Maar de drama’s van Tsjernobyl en Fukushima dringen zich op als brutale oproepen tot orde. Dan wordt het atoom iets als een witte pest, onzichtbaar, geurloos, langzaam dodelijk.
- Niemand sterft allemaal, maar iedereen is geraakt...
Zelfs al lijkt het werken van centrales zonder problemen te verlopen, zijn er gezondheidsincidenten opgetreden onder personeel dat in deze centrales werkt. Een studie van het INSERM (Frans Nationaal Instituut voor Gezondheid en Medische Onderzoek) toont aan dat er twee keer zoveel kankercases zijn bij dit personeel, zelfs al geven de dosimeters doses onder de door de nucleaire veiligheidsautoriteit willekeurig vastgestelde normen.
Hier hebben we het civiele atoom, ondanks de krachtige lobby van de nucleocraten, dat een onrustgevende vorm aanneemt.
Waarom dus niet meer “die zon in een glazen pot” bevorderen, dit atoom dat weer goed is, zonder risico? Als een vliegtuig op een tokamak stort, of een terrorist een sabotage met explosieven uitvoert, dan is er geen probleem! Wat zouden de gevolgen zijn? Een beetje deuterium, tritium, lithium en helium ontsnappen naar de lucht, zouden we zeggen, en de volgende dag is het incident vergeten.
Met fusie zien we het mythe van het “atoom zonder risico en afval” ontstaan.
Zoals je kunt voorstellen, is dit niet helemaal waar. Deuterium-tritium fusie produceert neutronen die op hun beurt alle structuren van de reactoren vervuilen. Deze zouden door “activatie” radioactief worden, dankzij transmutaties in alle materialen die blootgesteld zijn aan een groot neutronenflux. Op deze manier zou het ontmantelen van een fusiereactor net zo complex, problematisch en kostbaar zijn als dat van een fisiereactor.
De voorstanders van het ITER-programma zouden kunnen opmerken dat het afval dat bij fusie ontstaat een halveringstijd heeft van eeuwen, terwijl fisiereactoren dodelijke radio-isotopen produceren die honderdduizenden jaren actief blijven.
Na deze inleiding moeten we proberen uit het mythe te stappen, de mooie zinnen vergeten zoals “zon in een glazen pot” en “oneindige energie”, realistisch zijn en de voorstel bekijken vanuit het oogpunt van haalbaarheid.
Om dit te doen, moet ik een natuurkundig argument gebruiken. Zo veel mogelijk zal ik proberen dit argument toegankelijk te maken.
Fusie is een marmeren toren beschermd door de extreme complexiteit van de fenomenen die ermee samenhangen. En dit is één van de redenen waarom nucleocraten kunnen voorkomen dat er vragen worden gesteld door te antwoorden “dit is erg ingewikkeld”. Dan sturen ze hun gesprekspartner, eventueel een politicus, de wolk van inkt van complexiteit die hen in staat stelt om ongemakkelijke vragen te ontwijken, zoals een octopus die zijn inktwolk laat uitlopen.
Laten we dus doorgaan naar de kern van deze wetenschappelijke vragen en verder gaan dan het klassieke gepraat voor beginners.
Het ITER-project is gebaseerd op twee reeksen resultaten. Aan de ene kant hebben we het Engelse resultaat, dat van JET (Joint European Torus), gehaald in het laboratorium van Culham in oktober 1997, waarbij de injectie van verschillende energievormen gedurende één seconde fusiereacties mogelijk maakte, met een coëfficiënt
Q = 0,7
Wat betekent deze Q-coëfficiënt? Het is het quotiënt tussen de bruto-energie die vrijkomt bij fusie en de energie die wordt ingevoerd in de vorm van microgolven, injectie van neutrale deeltjes, enzovoort...
Een fusiereactor produceert een energiestroom die evenredig is met het volume van de reactor, of anders gezegd met de derde macht van zijn karakteristieke afmeting (neem bijvoorbeeld de diameter van de plasma-torus).
De energieverliezen vinden plaats aan de wanden en zijn evenredig met het oppervlak van de reactor. Ze variëren als het kwadraat van de karakteristieke afmeting.
De conclusie is dat de Q-coëfficiënt volgt uit de evolutiewet:
Als JET zich beperkt tot deze waarde Q = 0,65 betekent dit dat de machine te klein was. ITER, twee keer zo groot, zou een tweemaal hogere coëfficiënt moeten toelaten, of:
Q = 1,4
In de folder van ITER staat dat ze een factor boven 5 verwachten, met een werktijd van tussen de 400 en 1000 seconden.
Enkele details over deze experimenten in JET. Deze tokamak is niet uitgerust met een supergeleidende spoel. Het magnetisch veld wordt gecreëerd door een solenoïde gemaakt van koperdraad. De stroomsterkte die door de solenoïde loopt, is enkele megamperes, en de energieverliezen in warmte door het Joule-effect belemmeren een langere experimentduur.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Joint_European_Torus
http://claude.emt.inrs.ca/VQE/sources/fusion_futur.html
De verwarmingsystemen van ITER (microgolven, injectie van neutrales) zijn een extrapolatie van de systemen die in JET zijn geïnstalleerd.
Dus ITER "zal werken".
Niemand twijfelt eraan. De deuterium-tritium fusie zal worden bereikt, met een Q-coëfficiënt boven 1, en gedurende een veel langere tijd, dankzij het gebruik van een supergeleidende spoel.
Maar is dat alles?
De machine, zoals we zullen laten zien, is niet compleet.
In de huidige staat kan het zelfs niet als prototype worden beschouwd, op weg naar validatie. Eenvoudigweg omdat het één of meerdere essentiële onderdelen mist, inclusief die waarvan het functioneren nog nooit is getest.
De reactor zal gevuld zijn met een 50/50 mengsel van de isotopen van waterstof, deuterium en tritium. De fusiereactie doet beide elementen verdwijnen om een heliumkern te vormen, met 2 positieve ladingen, tegen een fusie-energie van 3,5 MeV, en produceert een neutron van 14,1 MeV.
Deuterium-tritium fusie
Het magnetisch veld van beperking voorkomt dat de heliumkern weggaat. Door energie-uitwisseling met de ionen van deuterium en tritium draagt het heliumatoom bij aan het behoud van de temperatuur van het plasma, anders zou het door straling afkoelen. Maar dit veld heeft geen effect op het neutron, dat geen lading heeft, dat dus de wanden van de beperkingsring zal raken. Gevangen in de materialen die de wand vormen, zal het radioactiviteit veroorzaken in deze elementen door activatie en diverse transmutaties.
De Franse Nobelprijswinnaar Pierre-Gilles de Gennes twijfelde eraan of het delicate materiaal van de supergeleidende spoel beschermd kon worden tegen de beschieting door neutronen uit de fusie. Supergeleidende materialen zijn broos. Schade door neutronen kan de supergeleiding tijdelijk vernietigen, magneten onbruikbaar maken of zelfs hun vernietiging veroorzaken.
Geconfronteerd met dit grote probleem, antwoorden de verantwoordelijken van ITER dat er achter de eerste wand (“the first wall”) en de spoel een tweede wand zal zijn gemaakt van lithiumverbindingen die neutronen absorberen en tritium produceren via een exotherme reactie:
http://www-fusion-magnetique.cea.fr/gb/cea/next/couvertures/blk.htm#ch1
http://www.energia-nuclear.net/es/como_funciona/fusion_nuclear.html
Zie ook:
Het is belangrijk te benadrukken dat deze reactie een geïnitieerde splijtingsreactie is van lithium-7, dat in een onstabiele toestand verkeert en uiteenvalt in twee atomen met respectievelijk 4 (helium) en 3 (tritium) nucleonen.
Deze tweede wand (of tritiumgenererende coating) is gemaakt van een vloeibare mengsel van lithium en lood. De functie van lood is om de neutronen te vertragen. In dit proces kunnen er twee andere worden uitgezonden. Deze vloeistof op 500°C wordt gekoeld met drukwater. Het is onmogelijk dat deze metaalmengsel in vloeibare toestand direct in contact komt met dit water. Lithium smelt bij 180°C en verdampt bij 1342°C.
Lithium brandt niet in de lucht bij kamertemperatuur, zoals zijn alkali-neef natrium doet. Maar bij een voldoende hoge temperatuur brandt het net als zijn ander neef: magnesium, en deze verbranding is exotherm en kenmerkt zich door grote hevigheid.
http://www.plexiglass.fr/materiaux/metaux/lithium.html
http://www.youtube.com/watch?v=ojGaAGDVsCc
****http://www.youtube.com/watch?v=hSly84lRqj0&feature=related
****http://www.youtube.com/watch?v=oxhW7TtXIAM&feature=related
| Uittreksel
(vertaling) | : | Lithium
is het enige alkalimetaal dat veilig kan worden behandeld in de lucht zonder
gevaar, terwijl de andere oxideren en vaak ontbranden. In de lucht
verandert lithium langzaam door een laagje oxide en nitride. | Bij vochtige lucht is de aanval, geïnitieerd door waterdamp, veel sneller. | Het metaal
ontbrandt in droge zuurstofatmosfeer boven de 200°C, waardoor Li | 2 | O ontstaat en niet het peroxide,
dus verschilt het van zijn hogere homologen (Na, K,..) en lijkt meer op de
alkalische aardmetalen. | De verbranding van lithium is zeer exotherm en gaat gepaard met een fel wit licht zoals magnesium.
Lithium brandt in de lucht, in aanraking met water: directe explosie
Brandend lithium in water
Lithium plus water
Bij aanwezigheid van water bij 500°C, ontleedt het, haalt het zuurstof weg en vrijgeeft... waterstof. Deze soort reactie is vergelijkbaar met die in de zirkoniumhullen rond de brandstofplaatjes in de Fukushima-reactoren, en in het algemeen bij alle watergekoelde reactoren wanneer de temperatuur stijgt en het water overgaat in stoom.
Het door lithium vrijgelaten waterstof kan zich combineren met de lucht en een explosie veroorzaken zoals die in Fukushima te zien was. Lithium is een extreem reactief materiaal dat zich kan combineren met zuurstof, met waterstof (waardoor lithiumhydride ontstaat, het explosieve bestanddeel van waterstofbommen). Het kan zich combineren met stikstof bij kamertemperatuur, waardoor lithiumnitraten ontstaan. Alle deze reacties zijn exotherm en kunnen uit de hand lopen, waardoor ernstige schade ontstaat.
***En hierover zegt niemand iets ***
Niemand heeft gesproken over wat er zou kunnen gebeuren als lithium in een fusiereactor zou beginnen te branden of zich zou combineren met het water dat het moet koelen. Deze tritiumgenererende coating (die tritium produceert uit lithium) is nog niet getest. Zoals Michele Rivasi tijdens deze bijeenkomst liet zien, zou het beter zijn om deze coating eerst te testen op andere machines, zoals JET of Duitse machines (ASDEX in het Max-Planck-instituut in Garching), of Japanse machines, voordat men zich stort op een project
- duur
- gevaarlijk
- problematisch
Rond de tritiumgenererende cellen, die hieronder worden getoond (bron: website van het CEA), moeten twee dingen worden opgemerkt:
- Direct in contact, de eerste wand, in beryllium. Beryllium is een metaal dat smelt bij 1380°C. Het gedrag van beryllium binnen een tokamak is niet getest. Beryllium is zeer giftig en kan een ongeneeslijke longziekte veroorzaken genaamd berylliose. Het is ook kankerverwekkend.
Element van een tritiumgenererende bescherming (nog een "onbekende ervaring")
Aan de andere kant bevindt zich de supergeleidende spoel, gekoeld met vloeibare helium bij 3 K (of 270°C). Bij de minste temperatuurstijging boven de 20 K (afhankelijk van het gebruikte supergeleidende materiaal) verdwijnt de supergeleiding. Het gedeelte van de spoel dat de eigenschap van supergeleiding verliest, wordt weerstand, en dissipeert alle opgeslagen energie in de vorm van warmte (Joule-effect), wat het supergeleidende materiaal volledig kan vernietigen. Vloeibaar helium verdampt abrupt, met een volumevergroting van meer dan 700 keer. Het is een bom in de maak.
Wanneer deze geleiders in de “supergeleidende” staat zijn, is er geen warmteverlies. Het kryogene systeem is aanwezig om het supergeleidende element te koelen en koud te houden.
Een dergelijk ongeval vond plaats in 2008 bij CERN. Een solderverbinding van een spoel brak, waardoor supergeleiding verloren ging. De stroom die door de spoel loopt, is 9000 ampère. Er ontstond een elektrische boog die het vloeibare helium in de spoel verdampte. De daaropvolgende explosie verplaatste de spoelen van 40 ton enkele meters (…).
In een fusiereactor, uitgerust met zijn onmisbare tritiumgenererende coating, is een catastrofe mogelijk met:
- Hevige brand van het lithium in de tritiumgenererende coating (dit brandt als magnesium. Er zou een demonstratie moeten worden gegeven in een televisiestudio).
- In aanwezigheid van water: explosie.
- De opgewekte warmte storet de naburige supergeleidende spoel, die verdampt.
- Deze lithiumbrand brengt looddamp (giftig: saturnisme) en tritium (radioactief), dat in de tritiumgenererende coating is geproduceerd, mee.
- De "eerste wand" (1-2 mm beryllium, ook giftig) verdampt ook en mengt zich met de giftige vervuiling.
- We tellen ook de verspreiding van een paar kilo tritium die de belasting van de reactor vertegenwoordigt
De totale chaos....
We moeten gerust zijn, want een dergelijke explosie zou de fusiereactie direct stoppen. Dat is goed. Zo zeggen ze al decennia, benadrukkend de veiligheid van de kernreactoren van de komende eeuw.
Maar wat betreft de chemie zou dit ... Seveso zijn.
Tijdens deze bijeenkomst over ITER creëerde Michele Rivasi duidelijk ongemak toen ze vroeg: wie zal betalen bij een ongeval, een catastrofe? Wie is verantwoordelijk? Het antwoord was een doodstilte, die zegt genoeg:
- Maar goed, waarover praat u eigenlijk? Welke catastrofe? Er zullen alle voorzorgsmaatregelen worden genomen, natuurlijk...!
De aanwezigheid van lithium, onmisbaar voor het maken van deze tritiumgenererende coating, maakt de reactor volledig gevaarlijk.
Dit onvermijdelijke gevaar is zorgvuldig verborgen voor het publiek, terwijl er een echte rookgordijn wordt opgetrokken over de “basisreactie van fusie”, die van het mengsel van deuterium en tritium.
Laten we goed begrijpen. Een "fusiereactor" werkt niet met één reactie, maar met twee.
In detail:
2Deuterium + 3tritium geeft 4helium plus een 1neutron, plus energie
(de meest gemobiliseerde reactie uit de geschiedenis van de kernenergie)
Neutron plus lithium geeft helium plus tritium (via regeneratie), plus energie
De neutronen vertegenwoordigen 80% van de uitgezonden energie: 14 MeV (mega-elektronvolt).
Het helium vertegenwoordigt 20% van deze energie. Deze energie wordt overgedragen in het plasma via botsingen en houdt de temperatuur van de reactor, 100-150 miljoen graden, in stand.
De neutronen, die geen elektrische lading hebben, passeren de “magnetische barrière” door en raken de “eerste wand”, in beryllium. Ofwel passeren ze zonder interactie ofwel interageren ze ermee en worden betrokken in de reactie:
9****Beryllium + 1neutron geeft 2 4helium plus 2 1neutron
De tweede reactie, indien nodig voor een fusiereactor, is die welke het tritium regeneert:
1neutron + 6Lithium geeft 4Helium plus 3Tritium, plus energie.
We kunnen deze twee basisreacties samenvatten in één:
Deuterium
Lithium
a 2
Helium
, más
energiía
Zo "een fusiereactor", die een familieband heeft met de overgeneratoren, verbruikt niet een mengsel van deuterium en tritium, maar van deuterium en lithium, beide stoffen zijn overvloedig aanwezig in zee water.
Daarom de gedachte van “oneindige energie”.
Goed. Maar het is nog steeds nodig om de regeneratiereactie van tritium, van extreem gevaarlijke aard en nog niet getest, goed te laten werken. Deze zal worden getest in ITER.
Er was een intensieve desinformatie- en mediaparalyse nodig gedurende meerdere decennia om de lokale bevolking, afgezien van enkele “geëxciteerde ecologen”, zo passief te laten toelaten dat er een gevaarlijk project in de regio zou worden geïnstalleerd. De burgemeester van Aix-en-Provence, Maryse Joissains, heeft haar onvoorwaardelijke steun aan ITER herhaaldelijk bevestigd.
De tritiumgenererende coating zou bestaan uit een aantal elementen zoals het bovenstaande figuur toont. In het ITER-experiment zullen slechts enkele elementen van dit type worden geplaatst. Misschien maar één, de andere zullen worden vervangen door een huls die als barrière voor neutronen fungeert. Waarschijnlijk lood.
De uitbreiding van deze tritiumgenererende coating rond de kamer zal slechts dienen als demonstratie, en met zekerheid zal het volgende speelgoed zijn van onze nucleocraten.
Kijk je naar het ITER-project van welke kant dan ook, je eindigt altijd met zeer complexe problemen, met oplossingen die niet getest zijn en ook complex zijn. En wie over complexiteit praat, spreekt over installatietijd en explosie van uitgaven.
Inzake complexiteit is er zoveel afstand tussen ITER en een fisiereactor als tussen een buisreactor en een kookketel.
We kunnen de uitvinders van ITER de volgende vraag stellen:
Zal het gedrag van het geheel “eerste wand” samen met zijn beschermingscoating (tritiumgenererend) en geassocieerd met een systeem voor warmteafvoer, voldoende zijn? Of is het eerder een experiment, dan een goed afgestemd systeem?
Een ander probleem dat verband houdt met het functioneren van ITER is de afbraak van de eerste wand door het impact van waterstofionen. Hierbij zijn de richtlijnen gebaseerd op resultaten uit Frankrijk in de machine Tore Supra, een Franse tokamak in Cadarache, uitgerust met een supergeleidende spoel die tot 4 tesla kan leveren. Toch zijn de bereikte temperaturen niet voldoende om fusie te verkrijgen. Behalve als ik me vergis (elke correctie is welkom) waren deze enkele miljoenen graden. En bovendien duurde de werktijd een record van 6 minuten.
Het is mogelijk om het gedrag van wanden te bestuderen die zeer dicht bij elkaar of direct in contact met de hete plasma zijn. De confinementkamer is bekleed met koolstofplaatjes (CFC), sterk gelijkend op die welke worden gebruikt in de ruimteveer. Koolstof leidt warmte goed en heeft een goede weerstand tegen hoge temperaturen. Wetenschappers hebben de warmteoverdracht door geleiding via een wand bestudeerd, de zogenaamde “limiter”. Dit is een soort cirkelvormig pad dat we onder de torusvormige kamer kunnen zien.
De kamer van Tore Supra. Onderaan, zijn limiter
De wanden van de kamer zijn getest met warmtestromen van 1 megawatt per vierkante meter, die stijgen tot 10 megawatt per vierkante meter op de limiter, waar de oppervlaktetemperatuur 1200-1500°C bereikt. De limiter is een warmtewisselaar, waarachter water op 220°C en onder een druk van 40 bar circuleert, waardoor het mogelijk wordt om de haalbaarheid van warmteherwinning in een tokamak te testen.
Een kanttekening en een precisering die ik recentelijk heb bevestigd. Er werd met veel fanfare aangekondigd dat de deuterium-tritiumfusie, de zogenaamde “magische combinatie”, was bereikt in JET. In werkelijkheid is dit niet erg bekend: de meeste fusieexperimenten zijn uitgevoerd met deuterium, bij temperaturen iets boven de 150 miljoen graden.
****http://fr.wikipedia.org/wiki/Fusion_nucl%C3%A9aire
http://www.energia-nuclear.net/es/como_funciona/fusion_nuclear.html
| De reacties die plaatsvinden in een reactor die deuterium gebruikt als fusiebrandstof
Bron
deuterium + deuterium → (helium 3 + 0,82 MeV) + (neutron + 2,45 MeV)
deuterium + deuterium → (tritium + 1,01 MeV) + (proton + 3,03 MeV)
deuterium + tritium → (helium 4 + 3,52 MeV) + (neutron + 14,06 MeV)
deuterium + helium 3 → (helium 4 + 3,67 MeV) + (proton + 14,67 MeV)
De Engelsen hebben enkele proeven gedaan met deuterium-tritium om het concept te valideren. Maar volgens mijn bron is het essentiële deel van de proeven uitgevoerd met deuterium, mogelijk vanwege kosten van het product.
**Verliezen door straling. **
Het plasma verliest energie via twee processen van straling van het “elektronengas”. Ten eerste hebben we de “synchrotronstraling”, die de energieverlies van elektrisch geladen deeltjes weergeeft die om het magnetische veld van de machine cirkelen. De tweede bron van verlies is de “remstraling”, of bremsstrahlung. Wanneer een elektron in de buurt van een ion komt, verandert het zijn baan. Het wordt afgeremd en straalt deze vorm van straling uit, waarvan de intensiteit groeit met het kwadraat van de elektrische lading Z van het ion.
Remstraling (bremsstrahlung)
Koolstof is interessant vanwege verschillende redenen:
*- Goede weerstand tegen hoge temperaturen (de “plaatjes” lijken sterk op die van de ruimteveer)
- Goede warmtegeleiding.
- Weinig elektrische ladingen van koolstofionen (zes). *
Bij het mechanisme van energieverlies door remstraling draagt een koolstofion (afgerukt van de wand en dat het plasma verontreinigt) bij met een verlies 16 keer groter dan dat van een elektron en een waterstofion, die slechts één lading hebben.
Maar koolstof lijdt aan slijtage en gedraagt zich als een echte zuigbuis voor waterstof, die waterstof opneemt en koolwaterstoffen produceert. Als dit mengsel zich vermengt met tritiumatomen wordt het zelfs radioactief (de halveringstijd van tritium is 12 jaar).
Daarom kan koolstof niet worden gebruikt, tenzij (zoals we later zullen zien) als absorber van afvalstoffen.
Voor ITER, waar de binnenwand een oppervlakte van 1000 vierkante meter heeft, is de keuze gemaakt. 700 vierkante meter worden bekleed met beryllium, het lichtste metaal met een smeltpunt van 1280°C. Deze bekleding zal zeker in staat zijn om thermische schokken te verdragen dankzij een onderhuidse stroming van onder druk staand water. Met betrekking tot de verontreiniging van het plasma door afgebroken ionen, heeft beryllium vier elektronen en draagt het bij met een verlies 16 keer groter dan dat van een elektron en een waterstofion.
De fusie produceert uiteindelijk helium. Een reactor als ITER zou niet kunnen functioneren met 10% helium, dat de “as” van de fusiereactie is. Het moet continu worden verwijderd.
Dit was de functie van de limiter, maar ingenieurs hebben een andere geometrie overwogen die leidde tot de ontwikkeling van een divertor. Dit komt overeen met de afvoerkanalen die we zien lopen aan de basis van de torusvormige kamer:
De divertor bestaat uit modules, segmenten die kunnen worden bediend en vervangen. Hier is het ontwerp van één van hen.
Module van de divertor
De groene delen zijn platen van wolfraam. Dit metaal, dat het gloeidraadje in gloeilampen vormt, heeft een smeltpunt van 3000°C, het hoogste van alle metalen. De vorm van de divertor kan worden verklaard als we rekening houden met zijn eerste functie en een specifieke magnetische geometrie die hem in staat stelt om ionen te vangen:
**Lichtblauw: beryllium. Donkerblauw: wolfraam. Zwart: koolstof. **
Er is een magnetische geometrie zichtbaar die lijkt op een visstaart. De gleuven aan het einde van deze twee afvoerkanalen zijn bestemd als opening waarlangs het plasma kan worden gepompt en daarna teruggevoerd in de kamer, nadat de as (helium) en de ionen die het plasma verontreinigen en het radiatief afkoelen – koolstof, beryllium en wolfraam – zijn verwijderd.
Wolfraam is het schadelijkste verontreinigingsmiddel. Door zijn elektronenstructuur heeft het 74 elektronen en deskundigen hebben me verteld dat het, zodra het in het fusieplasma is gemengd, tot 50 of 60 elektrische ladingen kan hebben. Het ontmoeten van een elektron met zo’n ion leidt tot een verlies door remstraling dat 3600 keer groter is dan wanneer een elektron een waterstofion ontmoet.
We praten hier over radiatieve verliezen in de vorm van remstraling of bremsstrahlung. Er zijn echter andere verliezen die nog belangrijker zijn, geassocieerd met “vrije-gebonden” overgangen.
Wanneer elektronen ionen van deuterium, tritium, helium of beryllium ontmoeten, hebben deze kerns alle hun elektronen verloren. Dat is niet het geval bij wolfraam onder werkomstandigheden. Waarschijnlijk blijven er vijftien tot vijfentwintig elektronen (van de 74 die het heeft) aan de kern gebonden. Het ontmoeten met een vrij elektron veroorzaakt een ontdoening van deze resterende elektronenwolk, direct gevolgd door een radiatieve ontdoening met uitstraling van een foton. Een nieuw en belangrijk verlies.
De verontreiniging van het plasma door wolfraamionen kan leiden tot een daling van de efficiëntie, zelfs tot het uitdoven van het fusieplasma.
Na overleg met een deskundige heb ik geleerd dat het pompen van zware ionen zal plaatsvinden aan het einde van de gleuven die de twee delen van de divertor scheiden, via centimetergrote openingen.
JET was oorspronkelijk uitgerust met een limiter vergelijkbaar met die van Tore Supra. De Engelsen hebben hun installatie gewijzigd door de kamer te bekleeden met wolfraam en een divertor aan de basis te plaatsen. Zoals Michele Rivasi op 16 mei in Aix-en-Provence opmerkte, had het beter geweest om het resultaat van de Engelse proeven af te wachten voordat men zich in het ITER-project stortte.
*Dezelfde conclusie geldt voor de berylliumwand. *
Is het divertorsysteem al getest?
Kan het de zuiverheid van het fusieplasma garanderen?
Antwoord van deskundigen:
***- Alleen ervaring zal ons de antwoorden geven. ***
Conclusie:
Wanneer men zich verdiept in de ingewikkelde werking van de machine ITER, ontdekt men een complexiteit die duizelt. Deze “ding” is honderd keer complexer dan een kernfusiereactor. Het brengt tientallen problemen met zich mee, waarvan veel oplossingen nog niet zijn getest. De efficiëntie van de divertor is puur speculatief. En precies deze oplossing voor continuïteit van de ontsmetting van het plasma is de si non qua voor verdere ontwikkeling.
Vanuit dit oogpunt is ITER een fascinerend experiment, een bruisende bron van proefschriften en geavanceerde studies. Maar het is ook
Een experiment van 15 miljard euro
(voorlopig)
Elk klein extra probleem zal een nieuwe explosie van het budget met zich meebrengen. Onze parlementariërs moeten zich bewust zijn van het probleem en zich niet laten verblinden door gebruikelijke zinnen, bedoeld om hen te verdoven en vol te stoken met rook:
*- De zon in een proefbuis
- De oneindige energiebron ….*
Toen ik een onderzoeker die betrokken is bij dit project vroeg:
*- Wanneer en tegen welke prijs kunnen we verwachten dat deze machine zich omzet in een elektriciteitsgenerator? *
Zijn antwoord was:
*- We moeten rekening houden met een budget dat niet te strak is … van enkele miljarden euro’s, en dat zal plaatsvinden over een aantal decennia. *
Het menu staat op tafel. Te duur, te traag, te veel problemen.
Wat zijn de oplossingen voor de energiebehoeften?
Kernenergie via kernsplijting:
*- Gevaarlijk
- Schadelijk voor milieu en gezondheid.
- Geen oplossing voor afvalbeheer van kernafval.*
Fusie via ITER:
*- Te duur
- Te veel onopgeloste problemen.
- Te traag*
Ik zal het colloquium DZP (dense Z-pinches) in Biarritz bijwonen, tussen 6 en 9 juni.
DZP2011 is de belangrijkste conferentie voor specialisten op het gebied van onderzoek naar dichte Z-pinches en verwante onderwerpen. Eerdere edities in Laguna Beach (1989), Londen (1993), Vancouver (1997), Albuquerque (2002), Oxford (2005) en Alexandrië (2008) hebben meer dan 100 deelnemers uit tot 20 landen aangetrokken.
De onderwerpen die DZP2011 behandelt, omvatten alle aspecten van onderzoek naar dichte Z-pinches, inclusief fundamentele Z-pinchfysica en de brede reeks toepassingen van Z-pinches op gebieden zoals inertiale beperking van fusie, laboratoriumplasma-astrofysica, zachte röntgenlaser en fundamentele fysica bij hoge energiedichtheid. Gerelateerde dichte plasmastromen zoals X-pinches, plasma-focus en hoge stroomcapillairstroom zijn onderwerpen van belang.
Op maandag 6 juni 2011 om 8:30 uur zal mijn vriend Malcolm Haines de openingspresentatie geven en zijn analyse presenteren van de resultaten verkregen in de Z-machines sinds 2005, waarbij hij in zijn conclusie bevestigt: “In Sandia zijn meer dan twee miljard graden bereikt sinds 2005.” Zijn toespraak op dit internationale colloquium over Z-machines, is essentieel.
Programma van het colloquium in Biarritz over Z-machines (6-9 juni 2011)
(Enkele Franse journalisten zullen de bijeenkomst persoonlijk volgen of zich tevreden stellen met samenvattingen die door het CEA en andere instellingen worden gegeven?)
De verklaring van dit fenomeen past in twee woorden: “turbulente weerstand”.
Ik ga Malcolm steunen tijdens zijn voordracht.
Malcolm Haines, pionier van plasmafysica en MHD
In de voorafgaande jaren heb ik van Amerikanen gehoord dat dergelijke temperaturen nooit eerder waren bereikt, en dat de conclusies die in het prestigieuze tijdschrift Physical Review Letters in 2006 werden gepubliceerd onder de titel “Meer dan twee miljard graden” vals waren. Maar in de vijf jaar sinds het artikel verscheen, hebben ze geen enkele regel gepubliceerd om hun weerlegging te ondersteunen of zelfs redelijke verklaringen te geven.
Zoals ik het zie, hebben de Amerikanen een desinformatieoperatie gestart, omdat dit nieuwe proces kan worden gebruikt voor de ontwikkeling en latere realisatie van zuivere fusiebommen (waarbij de fusie wordt geïnitieerd door magnetohydrodynamische compressie, of MHD, en niet door een A-bom). Dit zijn bommen die kunnen worden miniaturiseerd en “schoon” zijn (zonder nucleair afval), gebaseerd op boron-waterstoffusie (deze reactie begint bij ongeveer duizend graden en is zwak neutronisch).
Ik zei eerder dat Haines aanwezig zal zijn op het colloquium, maar we hebben geen absolute zekerheid. Momenteel heeft hij gezondheidsproblemen die hem kunnen beletten aanwezig te zijn.
Als Haines niet komt, kan niemand anders, zoals alleen hij dat kan doen met zijn wetenschappelijke geloofwaardigheid, de ongeoorloofde en haatdragende leugens van de Amerikanen tegengaan.
Eric Lerner, die werkt aan een experiment Focus en krachtig pleit voor een niet-verontreinigende boron-waterstoffusie, zal ook aanwezig zijn.
Eric Lerner, kampioen van de aneutronische fusie
Zoals ik al vijf jaar op mijn website zeg, zullen er ooit elektriciteitsgeneratoren gebaseerd op deze aneutronische fusie verschijnen (die ik al eerder heb aangehaald in het stripverhaal Energétiquement vos, dat u gratis kunt downloaden op de website van Savoir sans Frontières (Wetenschap zonder Grenzen)).
http://www.savoir-sans-frontieres.com/JPP/telechargeables/ESPANOL/energeticamente_vuestros.htm
Zoals stoommotoren. Meer dan een eeuw geleden hebben ze stoommachines vervangen.
ITER is niets anders dan… de stoommachine van het derde millennium, hypercomplex.
Als kernenergie ooit opnieuw een impuls moet krijgen, komt die zeker van de impulsgebaseerde fusiegeneratoren.
We zullen een fusie zien zonder enig afval, zonder fusieproducten en zonder structuren die radioactief zijn geworden door neutronbestraling.
Het blijven vasthouden aan een energie gebaseerd op splijtingsprocessen, waarbij gevaarlijke radioactieve afvalstoffen worden opgeslagen (alleen al 100.000 ton in Frankrijk...), opgeslagen met een halfwaardetijd van honderden duizenden jaren, is absoluut zinloos. Vooral nu de wetenschap grote vooruitgang heeft gemaakt en andere oplossingen biedt.
We ontkennen het kracht van de wetenschappelijke vooruitgang.
De experimenten in Sandia tonen aan dat een andere weg mogelijk is. Maar zoals altijd zal het zijn:
- Eerst wapens, daarna energie.
Niets of niemand zegt dat de ontwikkeling van deze zuivere boron-waterstoffusie binnenkort elektriciteitsgeneratoren kan opleveren.
Maar deze machines zouden 500 keer goedkoper zijn dan ITER.
Laten we de oplossingen bekijken:
Splijting: gevaarlijk, hyperverontreinigend, risico voor de gezondheid
Fusie via ITER: veel problemen, onzeker, te duur
Aneutronische fusie: onbepaalde horizon, maar lage kosten. Fundamenteel onderzoek moet nu worden gestart.
Shalegas: verontreinigt het grondwater.
Terug naar aardolie en aardgas: massale invoer, beperkte bronnen, vervuiling (inclusief zwarte vloed), uitstoot van broeikasgassen.
Er blijven de hernieuwbare energiebronnen over, immens, divers en vereisen een laag technologisch niveau.
Als alle landen ter wereld massaal zouden investeren in deze oplossingen (beyond eenvoudige huishoudelijke installaties) en dit streven zouden toewijden aan het deel van het budget dat nu wordt besteed aan civiele en militaire kernenergie en wapenontwikkeling, zouden alle problemen snel worden opgelost!
Toch zou dit proces een heftige tegenstand ondervinden, om verschillende redenen.
*- De enorme investeringen in kernenergie zouden verouderd zijn. Als deze investeringen zijn toegestaan en nog steeds worden gedaan, is dat vooral vanwege militaire toepassingen (plutoniumproductie). *
*- Het lage technologische niveau dat nodig is voor de ontwikkeling van hernieuwbare energiebronnen (woestijnen, geothermisch actieve gebieden, oceanen, etc.) zou landen met een vooraanstaande technologie en die tot nu toe als technologisch achtergebleven werden beschouwd, op hetzelfde niveau plaatsen. *
*- En dit proces is niets anders dan een politiek “tegen de nieuwe wereldorde, tegen globalisering en zelfs tegen kapitalisme”. * ---
Meningsuiting van president Nicolas Sarkozy tijdens zijn bezoek aan Tokio, 31 maart 2011
