Fysik fördjupningsarbete/praoarbete

2 röster
2923 visningar
uppladdat: 2010-01-14
Tor Thomsson

Tor Thomsson 23 år

Nedanstående innehåll är skapat av Mimers Brunns besökare. Kommentera arbete

FUSION

1.Fusion

1,1. Vad en fusion är

1,2. Hur en fusion skapas

1,3. Inneslutningssätt

1,31. Magnetisk inneslutning

1,32. Laser inneslutning

1,4. Energin i en fusion

1,5. Bränslena till fusion

1,6. Resultatet av fusionen

1,7. Fusionens strålning

1,8. Ur miljöperspektiv

1,9. Solens fusion

Inledning:

Fusion är när något smälter samman med ett annat ämne. När detta sker så skapas dels ett tyngre ämne och dels så blir det en massa energi över och denna energi kan utnyttjas och fatiskt hjälpa vårt samhälle mot en bättre framtid. Men om du vill veta mer om detta så får du allt fortsätta läsa.

Syfte:

Jag gjorde detta arbete eftersom jag var väldigt nyfiken över atomfysik eftersom det finns så mycket inom detta, men också eftersom jag undrade över hur fusion gick till och vad det fanns för möjligheter med detta. Men sen så var väl också en anledning att jag inte ville ha någon annan prao plats så jag tyckte att skriva den här uppsatsen var riktigt bra.

Frågeställningar:

Jag började denna uppsats med att ställa mig några frågor och det var "Vad händer egentligen när något fusionerar?", "Vad är det som orsakar det?", "Vad skapas av det?", "Utger fusion någon strålning?", "Hur mycket energi skapas egentligen av en fusion?" och "Vad är egentligen fusion?". Jag tycker personligen jag har svarat ganska ordentligt på de frågor som går att svara på men en del gick inte att svara på eftersom t.ex. "Vad är det som orsakar det?" är ju en ganska krånglig fråga eftersom det är ganska extrema förhållanden som behövs och egentligen inget speciellt som orsakar det förutom om man kanske räknar solen, och sen så "Vad skapas av det?" är en ganska svår fråga att svara på eftersom det hela tiden skapas olika saker beroende på vad som fusioneras, men jag tycker ändå jag har gjort ett ganska bra jobb, så nu får du, om du också vill ha svar på dessa frågor fortsätta läsa.

1,1. Vad händer när något fusionerar?

När något fusioneras så slås det samman med ett annat ämne. Inom fysiken så brukar man prata om kärnfusion och med det så menas när två atomkärnor slås samman och bildar en större och tyngre kärna. I solen och på jorden, när man försöker skapa en fusion så brukar man använda lätta ämnen, och de lättaste ämnena är väte isotoperna deuterium och tritium. Man brukar använda just dessa ämnen eftersom om man skulle lägga ihop två atomer av dessa så skulle de vara större än om man skulle ta en dubbelt så stor atom.

1,2. Hur skapas en fusion?

För att en fusion skall uppstå så måste man för det första ha 150 miljoner grader där så att bränslena (deuteriumet och tritiumet) kan omvandlas till plasma, som är en joniserad gas, där positiva joner och negativa elektroner kan fara runt fritt. Men för att hålla den här plasman på plats så behöver man ju något som hindrar den, och eftersom plasman kan pulvrisera alla ämnen vi vet om, så måste det vara något som inte har en fysisk form. Så då har man kommit på att man t.ex. kan använda magnetfält eller laser för att hålla plasman på plats.

1,3. Inneslutningssätt

1,31. Magnetisk inneslutning

Med magnetfält så är det så att man har byggt magneterna som stora D:n så att det blir som en rund ring med magnetfält som plasman håller sig inom. Detta funkar tack vara att plasman är ju bara positivt laddade joner och negativt laddade elektroner så de hålls kvar av magnetfältet medan alla andra neutroner som inte är elektriskt laddade åker bara ut, och kan tas upp som energi.

1,31. Laser inneslutning

Med laser så gör man så att man beskjuter bränslet (deuteriumet och tritiumet) med laser så att det uppstår en sådan otrolig värme att bränslet omvandlas till plasma, och tack vare att det också uppstår ett sådant otroligt tryck så hålls plasman på plats. Så när man har gjort detta och lasrarna fortsätter att skjuta på bränslet som då är plasma, så skickar man in en koncentrerad laserstråle in i mitten av plasman så att själva fusionen startar.

Men vilken av dessa är bäst för oss då? Jo av dessa två så är nog ändå den magnetiska inneslutningen den bästa i nuläget eftersom det dels inte behövs så otroligt mycket energi som det behövs med lasern, och dels så håller den magnetiska inneslutningen plasman i schack hela tiden medan med lasern så, när den stängs av så slutar allting att fungera och plasman kan kanske skada maskinen om den inte upplöses tillräckligt snabbt.

1,4. Vad är det som man får energin i en fusion ifrån?

Jo det är så att när deuteriumet och tritiumet slås ihop med fusion så skapas en heliumjon och en ensam neutron, och det är i denna neutron som 4/5 av den energi som uppkommer i fusionen finns, och det är ungefär 14 Megaelektronvolt, och resten av energin hamnar i heliumjonen. Detta är riktigt mycket och det är faktiskt så att om man skulle fusionera 10gram deuterium och 15gram tritium så skulle den energi som skapas räcka för en medel svensks elförbrukning hela livet. Och om du undrar vad det är som blir energin så tror jag (har inte kunnat bekräfta detta) att det är massan som omvandlas till energi, som enligt Einsteins relativitetsteori skulle ge ifrån sig väldigt mycket energi, så jag tror faktiskt att detta kan stämma.

1,5. Var får man deuterium och tritium ifrån?

Jo deuterium utvinner man ur vatten, och för att få fram 10 gram deuterium så behövs 500liter vatten, och tritium utvinner man ur litium, och det behövs 30 gram litium för att få fram 15 gram tritium. En till anledning till att man använder deuterium och tritium är att det finns så otroligt mycket av dem eftersom vatten och litium finns det i mängder.

1,6. Vad skapas av fusion?

Jo det är ju olika beroende på vad man slår ihop, som t.ex. väte blir helium. Men det är alltid så att vad man än slår ihop så blir det ett tyngre ämne än tidigare, alltså med större atomnummer än tidigare. Så då tänkte jag "Vad händer om man slår ihop världens hårdaste ämne?", så det första jag gjorde då var att kolla upp vilket ämne som har högst atomnummer och då fick jag reda på att det var ununoctium. Så om man fusionerar ununoctium med ununoctium så vore det ju uppstå ett helt nytt ämne eftersom det inte finns något tyngre ämne som den kan skapas till. Och det var troligtvis så som ununoctium också faktiskt skapades av fusion fast då i rymden i någon supernova eller något sådant, eftersom om man kollar i ett atom system så heter alla de allra tyngsta ämnena unun något.

1,7. Men ger fusion ifrån sig någon strålning?

Det är faktiskt så att fusionen ger ifrån sig strålning så i början när man lyckas använda fusionsreaktorer till att ge ström så kommer det troligtvis ge ifrån sig ganska ordentligt med strålning, men det kommer ändå vara så pass lite så att det radioaktiva avfallet som då skapas kommer att försvinna i jorden efter bara 100 år istället för att det tar lika lång tid som jorden har funnits för det radioaktiva avfallet att försvinna som i kärnkraften.

1,8. Men varför är fusionskraften så mycket bättre än kärnkraften, ur miljöperspektiv?

Jo dels så skapar den mer energi än kärnkraften, så det behövs mindre kraftverk, och sen så använder man mer lättillgängliga ämnen, och dessutom så finns bränslena i mycket, mycket större mängder. Sen är det ju också så att det som skapas av fusionskraften är helium, och det är ju inte precis radioaktivt som i kärnkraft. Också skapas tritiumet direkt i reaktorn så man behöver inga transporter till det, så där är det också bättre än kärnkraften. Sedan så kommer också fusionskraftverken ha inbyggda säkerhetsfunktioner, som t.ex. så stängs kraftverket av omedelbart om det skulle ske några fel, också finns det bara bränsle för några minuter så att det inte kan ske en hårdsmälta eller skenande processer. Och sen genom att man väljer rätt sorts material så är påverkan på miljön och framtida generationer otroligt liten. Sen dessutom så släpper inte fusionsverken ut några växthusgaser. Också är det också så att fusionskraftverken kan man bygga var som helst nästan, för de kan vara i nästan vilket klimat som helst, och vara igång dygnet runt så att det kommer att finnas kraft nästan hela tiden.

1,9. Hur fungerar fusionen i solen?

Jo i solen så finns ju faktiskt alla de förutsättningar som behövs för att det ska ske en fusion, det är 150 miljoner grader, det finns all bränsle och gravitationen gör att det hålls kvar. Så det är faktiskt så att solens energi som den skickar ut kommer från fusioner. Så med andra ord så måste solen bestå av plasma eller i alla fall kärnan måste bestå av plasma. För vad jag tror om kärnan är av ren plasma så flyger ju positivt laddade joner och negativt laddade elektroner runt i solen och fusionerar hela tiden, så därför är det en otrolig energi källa.

Reflektion:

Jag tycker det har varit riktigt kul och intressant att skriva om fusion men samtidigt har jag börjat bli lite skeptisk till det eftersom okej att det troligtvis kommer att bidra med ganska mycket och ganska länge men tillslut kommer ju dessa resurser också att försvinna, och då kommer det väl att bli som med bensinen, att den kommer att bli dyrare och dyrare och till slut ta slut (som jag tror bensinen kommer att göra). Så ända sättet då är att antingen komma på ett nytt sätt att utvinna bränslena eller hitta helt nya sätt att fixa energi. Men annars om man inte ser på det på ett så jättelångt perspektiv så är det ju faktiskt riktigt bra, och man blir av med väldigt mycket av miljöförstöringen. Sen finns det ju en till nackdel och det är ju att det kommer att ta tid att lyckas göra så att man lyckas stabilisera och utvinna kraft ur processen, och då är det kanske för sent att vi redan har lyckats förstöra jorden.

Själv...

...läs fortsättningen genom att logga in dig.

Medlemskap krävs

För att komma åt denna sida måste du vara medlem och inloggad.

Är du inte redan medlem?

Bli medlem nu och få tillgång till allt innehåll på hela Mimers Brunn.

Källor för arbetet

Saknas

Kommentera arbetet: Fysik fördjupningsarbete/praoarbete

 
Tack för din kommentar! Ladda om sidan för att se den. ×
Det verkar som att du glömde skriva något ×
Du måste vara inloggad för att kunna kommentera. ×
Något verkar ha gått fel med din kommentar, försök igen! ×

Kommentarer på arbetet

Inga kommentarer än :(

Liknande arbeten

Källhänvisning

Tor Thomsson [2010-01-14]   Fysik fördjupningsarbete/praoarbete
Mimers Brunn [Online]. http://mimersbrunn.se/article?id=58504 [2017-11-24]

Rapportera det här arbetet

Är det något du ogillar med arbetet? Rapportera
Vad är problemet?



Mimers Brunns personal granskar flaggade arbeten kontinuerligt för att upptäcka om något strider mot riktlinjerna för webbplatsen. Arbeten som inte följer riktlinjerna tas bort och upprepade överträdelser kan leda till att användarens konto avslutas.
Din rapportering har mottagits, tack så mycket. ×
Du måste vara inloggad för att kunna rapportera arbeten. ×
Något verkar ha gått fel med din rapportering, försök igen. ×
Det verkar som om du har glömt något att specificera ×
Du har redan rapporterat det här arbetet. Vi gör vårt bästa för att så snabbt som möjligt granska arbetet. ×

Logga in