Teknisk gymnasium bygger Danmarks første fusionsreaktor
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Teknisk gymnasium bygger Danmarks første fusionsreaktor

Fusionsreaktoren ved Viborg Tekniske Gymnasium. Reaktionskammeret ses til venstre. Den russiske neutrondetektor er i midten af billedet. Illustration: Mediehuset Ingeniøren

For et år siden fik Bernhard Lind Schistad, der underviser i fysik på Viborg Tekniske Gymnasium, af sin rektor bevilliget 70.000 kr. til at opbygge en fusionsreaktor.

Med hjælp fra sine elever fik han designet og fremstillet reaktoren, som nu kun mangler den sidste afprøvning, før den kan tændes for første gang.

I reaktoren vil deuteriumkerner smelte sammen til heliumkerner under frigivelse af energi.

Fusion af lette atomkerner til tungere kerner kræver høje temperaturer og tryk for at modvirke den elektromagnetiske frastødning, der findes mellem de positivt ladede atomkerner.

Med den internationale fusionsreaktor Iter, der bygges i Frankrig, eller ved tilsvarende eller beslægtede anlæg anvender man magnetisk indeslutning til at holde et 100 millioner grader varmt plasma svævende i et reaktionskammer.

Læs også: Solen over Provence får en konkurrent under jorden

Læs også: Stellaratoren er fusionsforskningens redningskrans

Ved laserfusion, som man bl.a. forsker i med verdens største laser, National Ignition Facility i Californien, sammenpresser man små piller indeholdende deuterium (og eventuelt tritium) til høje tryk. Dette er en form for inertial indeslutning.

Læs også: Forskerjubel: Vi får mere energi ud, end vi propper ind i fusionspille

Men der findes andre måder til inertiel indeslutning. I en såkaldt fusor udnytter man elektrostatisk indeslutning. Det en sådan reaktor, Bernhard Lind Schistad og hans elever på Viborg Tekniske Gymnasium har bygget.

Populært princip for amatører

Princippet er forholdsvist enkelt, og det har gjort fusor-reaktorer meget populære blandt amatører verden over. Men de studeres også ved flere universiteter.

Volker Naulin, der er professor i plasmafysik ved DTU, bekræfter dog, at ingen fusor tidligere har været bygget i Danmark.

Den genererede energi i en lille fusor er meget langt fra de mængder energi store fusionsreaktorer genererer, men det rokker ikke ved, at Viborg Tekniske Gymnasium bliver først til at bygge en fusionsreaktor i Danmark.

Det centrale del i en fusor er et vakuumkammer med to elektroder i form af sfæriske gitre.

Det ydre gitter holdes på jordpotentiale, mens det indre gitter er tilkoblet en højspænding. Ved reaktoren i Viborg anvendes en spænding på - 40 kV.

Når der lukkes en lille smule deuteriumgas ind i vakuumkammeret, vil det stærke elektriske felt mellem elektroderne ionisere gassen.

De positive deuteriumkerner accelereres ind mod det indre gitter. De fleste deuteriumkerner vil smutte gennem gitteret, hvor de vil kunne mødes med andre deuteriumkerner, der kommer fra den anden side.

På grund af den høje kinetiske energi kan kernerne smelte sammen i midten af reaktoren. Dette kan illustreres på denne måde:

Bernhard Lind Schistad har lavet et overslag, der viser, at man ville kunne få omkring 50.000 fusioner pr. sekund i reaktoren.

Deuteriumkernerne smelter sammen til heliumkerner i en energirig tilstand. Disse vil derfor afgive energi ved enten at frigive en neutron eller proton og derved henfalde henholdsvis til helium-3 eller tritium.

»Det dominerende henfald vil være til en neutron og helium-3,« siger Bernhard Lind Schistad.

Russisk neutrondetektor blev købt på eBay

Detektion af neutroner fra denne proces vil derfor være et bevis på, at fusionsproceserne har fundet sted.

På Viborg Tekniske Gymnasium har man anskaffet en gammel russisk neutrondetektor (CИ-19H), som er indkøbt på eBay, til dette formål.

Bernhard Lind Schistad er i disse dage klar til de sidste test af systemet og ikke mindst højspændingsforsyningen.

»Det er ikke helt ufarligt at operere med 40 kV, så jeg vil selv afprøve systemet, før eleverne får lov at være med,« siger han.

Da han ikke tidligere har lavet noget tilsvarende, vil han ikke give en præcis dato på, hvornår reaktoren er klar til brug. Men han forventer, det vil ske inden for de næste dage eller uger.

Under designet og opbygningen af reaktoren har eleverne været inddelt i tre grupper, der henholdsvis har set på neutrondetektion, højspænding og vakuumkammeret.

Bernhard Lind Schistad fortæller, at når reaktoren kommer i drift, bliver det elevernes opgave at optimere anlægget herunder at bestemme og øge reaktionshastigheden.

Emner : Fysik
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

God artikel - godt link til beskrivelsen på Wikipedia.

MEN kunne du uddybe, evt. ved link, måling af temperatur.
Jeg kan ikke finde forklaring på målingen angivet i keV.
Kelvin er indlysende - omend forvirrende.

  • 2
  • 0

Jeg tror på den banebrydende pædagogiske effekt af det initiativ. Det vil kunne samle og inspirere de unge på en helt ny måde.

  • 26
  • 1

Nemlig!
Den motivation de elever får i retning af fysikkens verden er fundet for de penge, også selvom man lægger lærerens løn, og hvad man ellers kan finde på, til. Den er vel nærmest ubetalelig.
:)

  • 16
  • 1

Effekten bliver negativ i en Fusor. Længe inden man får fusion nok til at trække spændingsgeneratoren vil det negativt ladede gitter i center være smeltet.

Dr. Bussard fik den ide at erstatte effekten af det centrale gitter med et antal magnetfelter til at holde ionerne på plads, den såkaldte Polywell reaktor. Sidst jeg hørte mente de bare den skulle være lidt større for at kunne give positiv effekt.

Der er mange andre typer derude, klik herunder for at starte din søgning.
http://nextbigfuture.com/2015/10/how-close...

  • 1
  • 0

Har arbejdstilsynet været forbi? Elever må dårligt rode med et 9V batteri nu om stunder. Jeg er bange for at godkendelse af apparatet til elev brug kan blive vanskeligt. Misforstå mig ikke, jeg synes det super initiativ!

  • 2
  • 5

Det er ikke Danmarks første fusionsreaktor, Danmark havde i en årrække en lille Tokamak stående på Risø: https://alltheworldstokamaks.wordpress.com...
Og før denne blev der lavet forsøg med en z-pinch på Risø - så vi har været ret godt med i Danmark indenfor fusion. I dag er projekterne blevet så store at Danmark ikke selv kan løfte opgaven og vi må "nøjes" med at tage del i de store projekter rundt omkring i verden.

  • 3
  • 0

Det kan man, men at lave en hjemmeside der ikke er alt for bred hver gang der er et billede, kan man ikke? Få nu lavet jeres side.

  • 0
  • 2

Det her må jeg tage hatten af for, både for læreren, eleverne og rektor. Det er vilje og ambitioner, og, ikke mindst, vilje til at have ambitioner.

Uanset nettoeffekt og teknik, så forestil jer lige hvordan det er at være en teknik-interesseret 17-18 årig, og kunne sige til sig selv "jeg har sgu været med til at lave en fusionsreaktor i gymnasiet". Så er man altså sat på vej med viden om, at man kan hvad som helst i sin fremtid.

Jeg blev simpelthen så glad. Jeg har en stor og temmelig nørdet (og det er ment som ros!) knægt i huset, der lige i disse dage går og spekulerer over, hvad han egentligt vil efter folkeskolen (*). En af de ting, han overvejer, er teknisk gymnasium. Hvis han havnede sådan et sted, og kunne komme hjem med den oplevelse og bagage i hovedet, så ville jeg godt nok være stolt og imponeret.

Flot arbejde til lærer, elever og skole.

Bo Christensen

(*) og det er iøvrigt fuldstændigt vanvittigt, at folkeskolen (i hvert fald min søns skole) nu tvinger eleverne til at tage stilling til, og melde ud om, deres fremtidige uddannelse allerede i starten af 8. klasse! Der er for dælen da nu, at de skal have lov til at drømme, undersøge, forestille sig alle mulige fremtider og være nysgerrige på alt muligt og opleve lyst til alle ting. Men, nej, der er formularer, hvor de skal fortælle hvilken type uddannelse, som de nu vil rette sig imod.

Hvorfor skabe lyst, når man kan lave en formular?

  • 15
  • 0

Flere fysikforsøg der har fået stor opmærksomhed:

American Physical Society (2013, November 12). Bring a 50,000-degree plasma into your living room. ScienceDaily:
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/...
Citat: "...
The user can operate the experiment with a set of controls, shown on the left side of the screen, and watch the effect on the apparatus at PPPL using the web stream video, shown on the right. This "Remote Glow Discharge Experiment (RGDX)" consists of three main components:
..."
https://pppl.princeton.edu/RGDX
Been there done that :-) :
http://scied-web.pppl.gov/rgdx/

.

Det tekniske gymnasium burde lægge fusor-forsøgsopstillingen on-line, når den ikke bruges lokalt :-) Muligvis skal skoleelever, gymnasiestederende og andre studerende have fortrinsret...

Five Minute FUSOR:
http://www.youtube.com/watch?v=38xVBd60yas

Når han kan - kan danske unge også - ok måske er han en über-geek/nørd... Hvis nabolagets lys flakker, er det nok en teenager, der tester sin fusionsreaktor :-) :

Taylor Wilson: Yup, I built a nuclear fusion reactor [in my garage]:
http://www.ted.com/talks/taylor_wilson_yup...

The Boy [Taylor Wilson] Who Played With Fusion:
http://tomclynes.com/the-boy-who-played-wi...
Citat: "...
The Boy Who Played with Fusion tells the extraordinary story of science prodigy Taylor Wilson. By the age of nine, Taylor had mastered the science of rocket propulsion. At eleven, his grandmother’s cancer diagnosis inspired him to seek new ways to produce medical isotopes. And by fourteen, Wilson had built a 500-million-degree nuclear fusion reactor. How could someone so young achieve so much, and what can Taylor’s story teach us all about high-achieving kids—and human potential in general?
..."

10 June 2015, The Boy Who Built A 500-Million-Degree Nuclear Fusion Reactor:
http://www.gizmodo.com.au/2015/06/the-boy-...

Taylor Wilson:
https://en.wikipedia.org/wiki/Taylor_Wilson
Citat: "...
In 2008, Wilson achieved nuclear fusion using an Inertial Electrostatic Confinement device which was a variation of the fusor, invented by Philo T. Farnsworth in 1964.[1] He utilized the flux of neutrons from a deuterium-deuterium fusion reaction to conduct nuclear experiments, as well as studied novel fusion fuels inside the IEC device. In March 2012, Wilson spoke at a TED conference regarding the building of his fusion reactor.[10]
..."

.23. jun 2010 Ekstrem gør-det-selv: Private bygger fusionsreaktorer.
Amerikanske Mark Suppes har noget, kun få kan prale af: en fungerende fusionsreaktor i en lagerbygning. Og han er ikke alene.
http://ing.dk/artikel/ekstrem-gor-det-selv...
Citat: "...
Gruppen af fusioneers [ dansk: fusionører ? ] tæller blandt andre en 14-årig dreng, en gruppe universitetsfolk fra Holland, mekanikere og en pedel, fortæller Richard Hull, der er stifter af fusor.net , et internetforum for fusioneers.
..."

Facebook: Fusor Builders:
https://www.facebook.com/groups/1602122073...

Ja - og vi vil også gerne se hvad der foregår i fusoren - eller en anden hjemmelavet fusionsreaktor :-) :

American Physical Society. (2013, November 13). Using airport screening technology to visualize waves in fusion plasma. ScienceDaily:
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/...
Citat: "...
A new, quasi-optical radar technique images millimeter-wave radiation reflected from fusion plasmas in 2D, time-resolved images.
...
In this way, both the density and temperature fluctuations caused by [plasma] waves can be imaged in the same place and at the same time. Furthermore, because these diagnostics do not rely on an energetic particle beam, they can take 2D pictures continuously during the discharge without perturbing the plasma conditions. The results are images that help scientists understand how and why the waves grow and how to maintain plasma stability.
..."

American Physical Society (2013, November 13). Building a better tokamak by blowing giant plasma bubbles: How magnetic reconnection -- the force behind solar flares -- could initiate fusion in a tokamak reactor. ScienceDaily:
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/...

University of Michigan. (2014, March 19). Magnetic behavior discovery could advance nuclear fusion. ScienceDaily:
http://www.sciencedaily.com/releases/2014/...
Citat: "...
The magnetic field acts as a boundary for the electrons -- they can't cross it. But until now, researchers didn't know that the hot electrons, in an effort to get to cooler areas, are able to push the magnetic fence outward.
...
"Essentially, what we found is a completely new magnetic reconnection mechanism," Thomas said. "Though we're studying it in an inertial confinement fusion process, it might be relevant to the surface of the sun and magnetic confinement fusion."
..."

Mulig anvendelse:

14 February 2011, Super compact fusion reactor secures funding:
http://www.theengineer.co.uk/sectors/energ...
Citat: "...
Gryaznevich, chief scientific officer, explained: ‘Burying minor actinides [ fissionsbaseret atomkraftsaffald ! ] is expensive and risky as they undergo fissile decay over thousands of years, releasing heat and radioactive fragments, making them difficult to contain. Our super compact fusion neutron source is the first system based on currently available technology with the potential to produce the neutrons required for this clean-up.’
..."

-

Nogle danske raketamatører der har lyst til at prøve?:

.27. apr 2013, Fusionsraketmotor skal sende astronauter til Mars.
Til sommer skal de første integrerede afprøvninger af fremtidens fusionsraketmotor afsløre, om vi kan komme hurtigt til Mars.:
http://ing.dk/artikel/fusionsraketmotor-sk...

Det giver en varm mavefornemmelse - sådan ca. 1 million grader:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/9...

VASIMR:
https://da.wikipedia.org/wiki/VASIMR

Elektrodeløs plasma-motor:
https://da.wikipedia.org/wiki/Elektrodel%C...

Det må også kunne anvendes til accelerering af ioniserede tritium og deuterium atomer og lign.:

Youtube (Youfusion?): Accelerating Into the Future: Zero to 1 GeV in a Few Centimeters.

Ruhr-Universitaet-Bochum. (2008, September 1). Secret Of Plasma Heating Revealed. ScienceDaily:
http://www.sciencedaily.com/releases/2008/...
Citat: "...
The non-linear behavior of the boundary sheath causes the electric current flowing in the plasma to oscillate. This results in an increase of the electrical current, and thus in the heating of the plasma.
This previously unknown mechanism called “non-linear electron resonance heating” is the subject of a recent report in the journal Physical Review Letters (Aug. 29).
...
[Der er åbenbart masser af uopdagede plasma-fænomener:]
“Ever since plasma has been discovered and utilized, significant differences have existed between theoretical predictions on the behavior of the plasma and actual measurements.” The mechanism now discovered at the Ruhr University provides a new approach for explaining the heating mechanisms in low temperature plasma for the first time.
...
The question of why the electrons could become so hot particularly at very low gas pressures, was not clarified completely up to this time.
..."

De opdagede plasma-fænomener:

http://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_stability
List of plasma instabilities:
https://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_stabi...

Især:
http://en.wikipedia.org/wiki/Edge-localize...
Citat: "...
The development of edge-localized modes poses a major challenge in magnetic fusion research with tokamaks, as these instabilities can damage wall components, particularly divertor plates, due to their extremely high energy transfer rate.
..."

http://en.wikipedia.org/wiki/Category:Wave...

.9. jan 2012, Fysikoverraskelse: Elektrisk spænding opstår spontant i tyndfilm af lattergas.
Fysikere ved Aarhus Universitet opdagede ved et lykketræf, at enorme elektriske felter opstår spontant i tyndfilm af særlige materialer. Effekten kan muligvis udnyttes i nye former for sensorer.
http://ing.dk/artikel/fysikoverraskelse-el...
Citat: "...
Opdagelsen blev gjort, da forskerne ville undersøge elektronspredning ved lav energi i en tyndfilm af N2O (lattergas) ved en temperatur på 40 kelvin.
...
Det betyder, at effekten eksempelvis opstår i propan, isopren og isopentan, men ikke i OCS (carbonylsulfid) eller H2O.
..."

  • 0
  • 7

REO deltog for nylig i en enegidebat på Energimuseet ved Tange sø.
Der blev denne fusionsreaktor demonstreret, og det gav os anledning til at undersøge, hvordan en sådan mini-fusionsreaktor virker.
Derfor dukkede denne et år gamle artikel op.
Jeg så, at der blev spurgt om reaktorens effekt, og tror ikke, der blev svaret.
Hvis det er korrekt, at der sker 50.000 fusioner pr sek, og de hver udløser 17,6 MeV, giver det en effekt på 0,00014 mW eller 14 mikro-watt. Man skal jo medregne både den dannede He4 og neutronens energi.

  • 0
  • 0

Supplering af:

The Boy [Taylor Wilson] Who Played With Fusion:
http://tomclynes.com/the-boy-who-played-wi..

Den 12-årige dreng som byggede en fusionreaktor i sit legerum:

February 24, 2019, livescience.com: A 12-Year-Old Built a Fusion Reactor in His Playroom:
Citat: "...
The Open Source Fusor Research Consortium (a group of nuclear hobbyists) recognized Jackson Oswalt's achievement on Feb. 2, according to a report by commercial appeal, a USA Today affiliate.
...
So to answer the obvious question: Yes, nuclear reactions are things you can do at home.
..."

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten