phloggen

Hvad bliver der egentlig af Molten Salt Reaktorer ?

Hvis vi lige ser bort fra Copenhagen Atomics, hvad bliver der så faktisk af atomreaktorer baseret på flydende salt ?

Som de fleste sikkert fornemmer, er det mest snak og forsøg på at hive penge ud af mere eller mindre velinformerede investorer på jagt efter en "unicorn".

Men dybt nede i maskinrummet sker der faktisk noget af betydning.

I den nyeste version of IRPhE Håndbogen, er der tilføjet et gennemregnet experiment fra fra Juni 1965, da man første gang prøvede at føre den experimentelle MSRE reaktor til kritikalitet.

Kort fortalt har forskere bygget en computermodel af MSRE og prøvet at reproducere resultaterne fra de experimenter der oprindelig blev udført på MSRE for 55 år siden.

Men held og lykke med at komme til at læse om det: "The IRPhEP Handbook is available to authorised requesters from the OECD member countries".

Jeg er ved ikke præcis hvem der autoriserer adgang i Danmark, men det er et rigtig godt gæt at en ansøgning om adgang vil lande på en ministers bord.

Den bagvedliggende videnskabelige artikel kan man derimod finde på ResearchGate.

Hvad kan man så bruge dét til ?

Inden man får lov til at føre en atomreaktor til kritikalitet, skal man overbevise tilsynsmyndigheden om at man ved hvad der foregår og særligt at man stadig har styr på det hele hvis der sker noget andet.

Det sker i vidt omfang med computermodeller, typisk Monte Carlo simuleringer af neutronerne.

Her er f.eks et tværsnit af modellen fra denne artikel:

Illustration: Shen et al.

Som udgangspunkt virker det ret godt.

Balladen med at lave en model af en MSR reaktor er at at saltet og dermed de fissionable atomer flytter sig, det gør de ikke i nogen anden reaktortype.

Derfor kan man ikke bare, som man plejer, lave en statisk model og slippe de virtuelle neutroner løs, istedet skal man, ligesom i f.eks vejrmodeller, følge det flydende salt rundt i reaktoren opdelt i passende små pakker.

Det har forskerne ikke gjort, de har i stedet forsøgt at "parameterisere" sig ud af problemet i en endnu simplere model af reaktoren og det går forbavsende godt: De rammer kun 14% ved siden af, formodentlig fordi det er en temmelig stor reaktor i forhold til neutronernes rækkevidde.

Der står desværre ikke i artikelen hvor mange CPU-år de har brændt af, kun at de har brugt Berkeleys Savio Cluster, der er på mellem en halv og halvanden TeraFlops, afhængig af hvor god man er til at bruge GPU'er.

At ramme 14% ved siden af på en atomreaktors reaktivitet er slet ikke godt nok i denne sammenhæng, ingen får lov til at hælde fissile materaler i en MSR reaktor på dette grundlag.

Men inklusionen i IRPhE's håndbog, betyder at andre forskere, med andre computermodeller kan prøve at reproducere disse forskeres resultater, med det håb at man i det mindste ikke overser et eller andet der gør denne eller hin computermodel uegnet til at simulere MSR reaktorer.

Men skal brændes rigtig mange CPU-år af inden nogen vil turde stole på at computermodellerne korrekt forudsiger hvad der vil ske i en nydesignet MSR reaktor første gang man hælder fissile atomer.

phk

Emner : Atomkraft
Poul-Henning Kamp er selvstændig open source-softwareudvikler. Han skriver blandt andet om politik, hysteri, spin, monopoler, frihedskampe gør-det-selv-teknologi og humor.
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Betyder det en stigende interesse for MSR, eller at det er for svært? Hvad mener du, PHK?

  • 19
  • 0

Balladen med at lave en model af en MSR reaktor er at at saltet og dermed de fissionable atomer flytter sig, det gør de ikke i nogen anden reaktortype

Her hopper kæden af for mig. Man må formode at saltet recirkuleres og opblandes løbende. Alt andet lige bør det da give en simplere model da det tillader, at man kan antage homogenitet både med hensyn til støkiometri og isotopsammensætning.

Naturligvis: hvis man bruger den forkerte model, feks forsøger at vride en dynamisk flowsimulering ned i halsen på en model der er baseret på statiske elementer med variationer i isotopsammensætningen, så havner man i svære numeriske problemer. Men....men skruer man sin model sammen, f.eks på toppen af en dedikeret flowsimulering, så har jeg ærligt talt svært ved at se hvorfor en simulering af en MSR skulle tage GPU- årtier.

Blot af nysgerrighed: nogle der ved hvor langt fra virkeligheden de gode mennesker fra ORNL kom med regnestokke og en computer mindre end en 1ste generations iPhone, dengang i '65?

  • 8
  • 1

Risikerer man ikke også det modsatte, at der opstår områder der ikke er homogene og hvor der lokalt kan være højere koncentration af et eller andet, der får processen til at løbe løbsk?

Næhh, så længe det er en reaktor og ikke en bombe, så burde flow cirkulation være (mange) størrelsesordener hurtigere end væsentlige ændringeri isotopsammensætning eller støkiometri. Eneste proces der sker relativt hurtigt er dannelse af gasbobler, hvilket dæmper reaktorens output. Reaktoren er designet til at køre uden bobler 😊, simpelt inkompressibelt flow - det burde være nemt at regne på.

  • 5
  • 5

Betyder det en stigende interesse for MSR, eller at det er for svært? Hvad mener du, PHK?

Jeg tror ikke at det er for svært, både Monte Carlo Neutroner og Væskedynamik er velkendt stof i supercomputersammenhæng, men jeg har lidt svært ved at estimere hvordan de kombinerer i forhold til CPU-forbruget.

Med Monte-Carlo Neutron simuleringer antager man normalt en statisk situation og simulerer lang tid nok til at en ligevægt indfinder sig i simulationen, men det er så vidt jeg ved kun ikke ret lang "wall-clock-time" der simuleres og det er kun en lille brøkdel af neutronerne man regner på, derefter skalerer man op.

Med væskedynamikken oveni skal man simulere"wall-clock-time" nok til at finde ud af hvor de termiske neutroner dukker op igen, og afhængig af alt muligt, specielt hvis man fyrer med "atomaffald" fra konventionelle reaktorer, taler vi formodentlig om minutter og muligvis kvarterer, men man vil stadig kunne nøjes med at regne på en lille brøkdel af neutronerne.

De slipper nogenlunde fra at ignorere/parameterisere væskedynamikken i denne artikel, fordi geometrien er så regulær og symmetrisk og fordi strømningshastigheden er så lav.

For de meget kompakte designs alle mulige powerpoints viser nu om dage, vil man stadig skulle simulere alle materialer indenfor en neutrons rækkevidde og hvis det er alt muligt finurligt rørkunst, pumper og anden komplex geometri, bliver simulationen hurtigt langsom, fordi det er groft sagt overgang fra et materiale til et andet der koster tid at simulere.

  • 9
  • 2

Her hopper kæden af for mig. Man må formode at saltet recirkuleres og opblandes løbende. Alt andet lige bør det da give en simplere model da det tillader, at man kan antage homogenitet både med hensyn til støkiometri og isotopsammensætning.

Det kan utvivlsomt parametriseres i noget omfang, men først skal man kende/finde parametrene.

I en normal reaktorsimulation flytter intet af det fissile materiale sig nogen steder og derfor kan man relativt nemt parameterisere neutron-spektrum når man kender isotopsammensætningen af det fissile materiale.

Når det fissile materiale flytter sig, bliver de termiske neutroner spredt i både i rum og tid, det tilfører alt andet lige fire frihedsgrader mere til simulationen.

  • 13
  • 2

Risikerer man ikke også det modsatte, at der opstår områder der ikke er homogene og hvor der lokalt kan være højere koncentration af et eller andet, der får processen til at løbe løbsk?

Det har ihvertfald altid været en bekymring i forbindelse med MSR konceptet og alle detaljerede tegninger jeg har set har indeholdt mekaniske detaljer der helt klart havde til hensigt at forhindre dehomogenisering.

Se f.eks de "48 anti-swirl vanes" der omtales i afsnit 2 af artiklen og vist i bunden af reaktoren i Figur 1.

  • 13
  • 2

Næhh, så længe det er en reaktor og ikke en bombe, så burde flow cirkulation være (mange) størrelsesordener hurtigere end væsentlige ændringeri isotopsammensætning eller støkiometri.

Mnjae, når alting kører efter bogen ihvertfald.

Men for at starte en civil reaktor skal du have planer for hvad der sker når nogen taber en svensknøgle, eller stumper af reaktoren falder fra hinanden, og blokerer flowet det mest ubelejlige sted i hele reaktoren (og de næste 15-25 steder ned af listen.)

Det er netop derfor der er brug for denne slags modeller: Når man har fået dem til at passe med normalsituationen kan man kaste en virtuel "spanner in the works" og se hvad der så sker.

Når det så er sagt, er det ikke speciel indviklet kode, Neutronerne er relativt simple Ray-Tracing og væskedynamik findes der mange standardbiblioteker til.

Men et er søkort at forstå...

  • 15
  • 1

Når det så er sagt, er det ikke speciel indviklet kode, Neutronerne er relativt simple Ray-Tracing og væskedynamik findes der mange standardbiblioteker til

Nemlig, jeg tror ikke det er så svært som du gør det.

Min fornemmelse er, at det er materialebegrænsninger, salthåndtering og robuste oprensningsmetoder af saltet der er de største tekniske pukler lige her og nu.

Ud over det er også politik og faldende priser på VE, der heller ikke trækker i MSR retningen. Jeg syntes fortsat at potentialet er stort, specielt i Thorium MSR. Jeg var imod Barsebäck, men 8-10 hypotetiske MSR reaktorer på energiøen midt i nordsøen ville ikke ødelægge min nattesøvn. Nu mangler vi bare at udvikle teknologien.

  • 10
  • 9

Hvad med aflejringer og steder i kredsløb hvor der eventuelt kan opstå lokal stilstand i flow?

Aflejringer af restmetaller fra fission er et forventet problem over tid i en MSR. Hvor slemt det er må en forsøgsreaktor vise, jeg tror ikke man har viden til at beregne eller simulere det realistisk på forhånd.

Hvad der sker hvis saltmassen bliver afkølet nok til at krystallisere i en pumpe, rør, bøjning, omkring en sensor ved jeg ikke, men det kan da i hvert fald stoppe eller nedsætte et forventet flow. Hvad der så skal ske kan jeg ikke rigtig forstille mig, men det kan hurtigt blive noget skidt.

Hvis sikkerhedsproppen i bunden af en MSR smelter og saltet løber ned i dumtanken og afkøles, så kan man i princippet godt opsamle det smeltede salt og genbruge det, men det er noget af en udfordring hvad angår strålehygiejne, næsten uanset hvad man tænker at gøre efterfølgende med den klump salt.

Jeg fornemmer at et par begreber har det med at blive blandet sammen i debatten.

MSR – reaktor baseret på flydende salt. Kan baseres på Uran eller Thorium som brændsel (i de hidtil kendte designforslag).

MSR baseret på Uran, kendt og relativ simpel fissionsproces. Seaborg Technologies arbejdet med dette design og brændsel.

MSR baseret på Thorium, et noget mere kompliceret breeder design som kræver en korrekt ligevægt af forskellige processer på samme tid. Har endnu ikke eksisteret i praksis. Thorium er også foreslået anvendt som tilsat brændsel i alm. termisk reaktor i det tilfælde Uran bliver dyrt.

Opstart og nedlukningsproces for en MSR er et kapitel for sig selv. Så vidt jeg kan forstå de forslående design, skal der være en xx MW ekstern varmekilde til at opvarme saltmassen før fissionsprocessen kan starte og reaktoren blive selvkørende med varmeoverskud. Hvordan en sikker nedlukningen skal foregå er jeg ikke rigtig klar over, de fleste nævner kun at en MSR er selvregulerende.

  • 7
  • 1

Hvis sikkerhedsproppen i bunden af en MSR smelter og saltet løber ned i dumtanken og afkøles, så kan man i princippet godt opsamle det smeltede salt og genbruge det, men det er noget af en udfordring hvad angår strålehygiejne, næsten uanset hvad man tænker at gøre efterfølgende med den klump salt.

I noget der har størrelsen af et kraftværk skal man huske at saltet kun bliver varmere og varmere efter det har smeltet sig gennem bunden med mindre det køles aktivt eller passivt. Det bliver en stor og dyr installation der kun skal bruges i forbindelse med havari - en meget dyr Air-bag.

I Fukushima var det brugt brændsel i køledamme og brændsel i standsede reaktorer der kogte kølevandet væk og spaltede det til ilt og brint der sprængte taget af reaktorbygningerne.

  • 6
  • 1

Finite element method simulering har eksisteret i mange år - det bruges til materialesimulering (styrkeberegning) og vejrmodeller. Skulle det være et problem at simulere den saltsuppe hvis man ellers kender de ydre påvlrkninger og indre sammenhænge? Er det CPU kraft der er begrænsningen?

  • 2
  • 0

I noget der har størrelsen af et kraftværk skal man huske at saltet kun bliver varmere og varmere efter det har smeltet sig gennem bunden med mindre det køles aktivt eller passivt.

Alle de skitser jeg har set fordeler det smeltede salt i flere portioner som hver er væsentligt mindre end kritisk masse.

For så vidt varmen henviser folk til at saltet kan optage en masse energi uden at der sker andet end at det bliver varmere.

Og da disse "saltdumps" kun forventes at blive brugt en, eller meget få gange, menes korrosionsproblemerne at være til at overskue.

Det er naturligvis altsammen teori og inden nogen får lov til at prøve det i praksis, bliver de nødt til at fremlægge computersimuleringer der viser at det ikke indlysende vil gå galt.

… og så er vi tilbage ved "Start" og har stadig ikke indkasseret 200MW :-)

  • 9
  • 3

Finite element method simulering har eksisteret i mange år - det bruges til materialesimulering (styrkeberegning) og vejrmodeller. Skulle det være et problem at simulere den saltsuppe hvis man ellers kender de ydre påvlrkninger og indre sammenhænge? Er det CPU kraft der er begrænsningen?

Man vil utvivlsomt bruge FE metoder til de rent mekaniske og termiske forhold i reaktoren, neutroner simuleres bedst og billigst som Monte-Carlo Ray-Tracing og saltet skal simuleres som en eller anden form for Computational Fluid Dynamics, af hvilke der findes ret mange varianter.

Personligt ville jeg nok selv prøve med en "virtual particle" tilgang, fordi det ville gøre det nemmere at "klistre" en sådan sammen med neutron-modellen, men det er bare et gæt.

Overordnet er problemet altid CPU-kraft.

Man starter ofte med at løse et par simplere problemer med "brute-force" for at finde de ting man kan parameterisere og dermed regne ud på en billigere (og nogen gange mere præcis) måde.

I artiklen jeg linkede til har de f.eks simplificeret de perifere dele af reaktorn som homogene materialer der har den samme gennemsnitlige egenskab som den komplexe virkelighed, netop fordi Ray-Tracing koster ekstra hver gang man kommer skifter medie.

Overvej f.eks hvor tit man skifter medie i armeret beton...

  • 8
  • 1

Finite element method simulering har eksisteret i mange år

Du kan bruge FEA til at beregne flow og varmeflux, men er nok ude i Monte Carlo simuleringer når du skal beregne effekten af neutroner på suppen og varmeudvikling. Hvis man vil koge det hele ned i én beregning bliver det uoverskueligt tungt. Neutronflux, og flow/varmeflux er på helt forskellige tidskalaer, og da kernereaktioner ikke påvirkes af (realistiske) temperaturforskelle, så jeg ville mene du kan bryde problemet op i 2-3 quasistatiske problemer du løser hver for sig. Gør du det blivet problemet meget, meget mere overskueligt.

Ved ikke super meget om Monte Carlo simuleringer, men FEA problemer vokser generelt med kvadratet på antallet af ubekendte, så løsning af to "halve" problemer er generelt langt hurtigere end at løse et "helt" problem.

Ups... PHK kom før mig 😊 - sorry for dublet-meninger...

  • 9
  • 0

I noget der har størrelsen af et kraftværk skal man huske at saltet kun bliver varmere og varmere efter det har smeltet sig gennem bunden med mindre det køles aktivt eller passivt.

Alle de skitser jeg har set fordeler det smeltede salt i flere portioner som hver er væsentligt mindre end kritisk masse.

For så vidt varmen henviser folk til at saltet kan optage en masse energi uden at der sker andet end at det bliver varmere.

Misforstå mig ret, jeg er ikke bekymret for at kædereaktionen vil fortsætte efter saltet har smeltet sig ud. Der er ingen moderator så vi kommer ikke i nærheden af kritisk masse.

Helt analogt til Fukushima. Her kom der heller ingen kædereaktion - det var simpelthen brugt og standset brændsel der varmede sig selv og omgivelserne op ved spontant henfald.

Det virker ikke rimeligt at smeltet salt er lettere at køle end smeltet metal.

  • 3
  • 0

Det virker ikke rimeligt at smeltet salt er lettere at køle end smeltet metal.

Jeg kan nu godt se nogle store fordele i at saltet er flydende til at begynde med, så man hurtigt kan få det fordelt i et antal beholdere beregnet til at indeholde og køle det.

Alene det at man ved hvor det faktisk befinder sig.

Sammenlign det med EPR hvor man har (prøvet at) designe en core catcher der kan håndtere en masse metal der smelter i en eller anden mere eller mindre tilfældig rækkefølge iløbet af ingen ved hvor lang eller kort tid ?

  • 5
  • 0

Og hvad så?

Sandt nok - det er stadig en stor og dyr varmeveksler der skal til - og hvis man vil bygge til passiv køling bliver den enorm.

Well, ja, men det handler om lige præcis den samme termiske effekt som ved en almindelig atomreaktor...

Det er præcis samme problem som med en gængs reaktor.

Når jeg har tværet rundt i det har det kun været fordi MSR folket har prædiket at MSR reaktorer er walk away safe fordi de har en smelteprop i bunden.

  • 6
  • 1

MSR folket har prædiket at MSR reaktorer er walk away safe

De er faktisk teoretisk walk-away safe fordi smelten i kernen bliver så varm at den danner gasbobler. Disse gasbobler reducerer kernens densitet og gør den dermed underkritisk. Ret smart faktisk. De prøvede dette på ORNL og det virkede. Det var dog lidt en legetøjsreaktor de eksperimenterede med. Om det virker på en reaktor i "herrestørrelse" skal jeg ikke kunne udtale mig om.

  • 3
  • 2

De er faktisk teoretisk walk-away safe fordi smelten i kernen bliver så varm at den danner gasbobler. Disse gasbobler reducerer kernens densitet og gør den dermed underkritisk. Ret smart faktisk.

(Held og lykke med at simulere dét på en computer :-)

Ja, det er helt klart bedre end det modsatte og en rigtig dejlig "forsikring" at have i baghånden, men indtil nu har ingen tilsynsmyndighed noget sted godkendt en civil atomreaktor på basis af "intrinsic safety" hvis der ikke også var 'intrinsic cooling"

TRIGA forskningsreaktoren er et godt eksempel: Hvis du hiver alle kontrolstænger ud får du et "neutronflash" (af stor forskningsmæssig værdi!) inden brændselselementernes termiske udviddelse stopper showet (= intrinsic safety) men de kan kun godkendes fordi vandtanken er så stor, at der er ingen måde vandet kan bringes til kogepunktet (= intrinsic cooling).

  • 6
  • 1

(Held og lykke med at simulere dét på en computer :-)

Tja.... nogle gjorde det på ORNL med en regnestok og en computer i ZX81 klassen engang først i 60erne, så det burde kunne lade sig gøre.

Spgm er om vi ikke er for lidt ingeniører og for meget simulanter? Man kan strengt taget heller ikke modellere bobledannelsen i en kedel vand. Alligevel rammer man 100C rimeligt præcist hver gang man laver thevand.

Indrømmer at walk-away safety måske mere er en strid om ord. Det er jo ikke det samme som "cooling loss & run away" safety 😄

  • 2
  • 2

Spgm er om vi ikke er for lidt ingeniører og for meget simulanter?

Hvis du læser INL's historie, så tror jeg svaret giver sig selv: Alt hvad der kan afdækkes med computersimuleringer bør afdækkes med computersimuleringer.

Under alle omstændigheder kan du lige så godt bruge tiden på at køre en masse computersimuleringer, mens du venter på at få lov til at bygge en reaktor du kan lave experimenterne med i virkeligheden :-)

  • 8
  • 2

Jeg ser ikke meget formål med simulationer, der ikke kan suppleres eller valideres med praktiske prototyper og tests. Det kan hurtigt blive en uendelig akademisk diskussion, uden nogen form for fakta eller fremskridt, og kritikere vil (med rette) altid let kunne lade tvivlen råde. Den begrænsende faktor er eksperimentelle tests. En passende øde ø eller isoleret område med rimelige sikkerhedsforanstaltninger er en nødvendighed, men det bliver nok aldrig inden for Danmarks grænser. Tjernobyl har i øvrigt vist at naturen ikke nødvendigvis lider i områder med worst case radioaktiv forurening (tvært imod). Alt i alt, havde den slags udvikling nok bedre forudsætninger for 50 år siden, og det selvom computeren dengang dårligt nok var opfundet.

  • 1
  • 10

På en rundvisning på RISØ med min skoleklasse for efterhånden ret mange år siden, blev vi vist DR1, den første danske atomreaktor. Den brugte uran opløst i en væske, og når der blev for meget aktivitet, kogte den over, så noge af væsken løb over i en anden beholder, hvor væsken blev spredt ud og adskilt af neutronabsorberende materiale (geometrien i dette husker jeg ikke). Denne selvregulerende model minder lidt om det, man forsøger med smeltesaltsreaktorer. DR1 var dog lå lille, at den (som rundviseren sagte) knap nok kunne levere strøm nok til at koge en kedel vand, så om princippet skalerer op til brugbare reaktorer, er dog uvist. Man brugte i hvert fald mere traditionelle reguleringsmetoder i DR2 og DR3.

  • 3
  • 0

Tjernobyl har i øvrigt vist at naturen ikke nødvendigvis lider i områder med worst case radioaktiv forurening (tvært imod).

Det er vist ikk en helt korrekt måde at tolke tingene på. Hvad Tjernobyl har vist er, at naturen ikke lider nær så meget under kraftig radioaktiv forurening som under menneskelig tilstedeværelse, Læren er altså, at vi mennesker er betydeligt værrer end radioaktiv forurening. End noget anden lærer end du uddrager. Et godt argument for at reducere jordens befolkning med en størrelsesorden eller to.

  • 8
  • 5

Læren er altså, at vi mennesker er betydeligt værrer end radioaktiv forurening. End noget anden lærer end du uddrager. Et godt argument for at reducere jordens befolkning med en størrelsesorden eller to.

Man kan aldrig tale om at "naturen lider". Naturen indretter sig altid efter omstændighederne, hvad enten det er menneskelig aktivitet, vulkanudbrud eller meteornedslag, og tilpasser om nødvendigt besætningen af levende væsner, så den passer ind i de ændrede forudsætninger.

Som menneskehed kan vi højest undgå at hjælpe naturen med at ændre sig så meget, at det vanskeliggør vor egen eksistens.

Hvis vi som menneskehed bærer os bare nogenlunde fornuftigt ad, og korrigerer vores adfærd efter de åbenlyse advarselstegn fra naturen, i stedet for at ignorere dem, kan vi uden vanskeligheder være en størrelsesorden flere mennesker på Jorden.

Det ser dog ikke ud til at blive tilfældet. Befolkningstilvækstraten er stagnerende, og har været det siden 1970erne, og WHO m.fl. estimerer at tilvæksten vil stoppe ved 10-11 mia i anden halvdel af indeværende århundrede.

"Overbefolkning" er et konstrueret problem, sat i verden for at aflede opmærksomheden fra den lille del af menneskeheden, der er ansvarlig for verdens reelle miljø- og klimaproblemer, og som næppe har tænkt sig at stoppe selvom resten af befolkningen blev halveret.

  • 10
  • 2

et tangent spørgsmål, har du hørt om under kritiske reaktorer hvor spaltning istedet opretholdes med en partikkel accelerator?

  • 0
  • 0

et tangent spørgsmål, har du hørt om under kritiske reaktorer hvor spaltning istedet opretholdes med en partikkel accelerator?

Ja og jeg tror endnu mindre på økonomien i dem, for partikelacceleratorer i den nødvendige størrelse er nogle enorme skrumler som det vil være et helvede at holde kørende i måneder af gangen.

Rent fysisk er der stadig ingen der helt har forklaret hvordan man får partiklerne fra fra acceleratorens vacuum til atomreaktorens høje (ved sammenligning) tryk og temperatur.

Den mest gennemarbejdede model er den Norsk/Italienske ide med flydende bly.

En ting er at flydende bly er et utroligt aggressivt materiale, der angriber rigtig mange af de mulige materialer til at holde på det, men konceptet foreskriver at man placere 50-100m³ flydende bly i et relativt velisoleret kalorimeter...

Så nej, nok ikke...

  • 5
  • 0

Hvis vi som menneskehed bærer os bare nogenlunde fornuftigt ad, og korrigerer vores adfærd efter de åbenlyse advarselstegn fra naturen, i stedet for at ignorere dem, kan vi uden vanskeligheder være en størrelsesorden flere mennesker på Jorden.

En størrelsesorden?

10 gange så mange som nu uden vanskeligheder?

Har du nogen konkrete (dokumenterede via beregninger) forslag til, hvordan vi skal få plads til andet dyreliv end det de rigeste af os spiser, hvis vi er så mange mennesker?

Jeg vil gerne tro at det kan lade sig gøre at brødføde så mange mennesker, men jeg har meget svært ved at se, hvordan det skal kunne lade sig gøre uden voldsomme ændringer i, hvor stor en del af jorden der er opdyrket.

Vi skal passe voldsomt på med at antage at systemer (her "naturen") er selvregulerende når vi laver drastiske ændringer på de grundlæggende parametre.

  • 2
  • 2

En størrelsesorden?

10 gange så mange som nu uden vanskeligheder?

Har du nogen konkrete (dokumenterede via beregninger) forslag til, hvordan vi skal få plads til andet dyreliv end det de rigeste af os spiser, hvis vi er så mange mennesker?

Du peger jo selv det essentielle, tilsyneladende uden at vide det.

Så længe vi har råd til den luksus at bruge enorme frugtbare arealer til at fodre dyr, som kun bidrager med en lille del af den menneskeføde der kunne have dyrket, hvis de samme arealer var målrettet til at fodre mennesker, så er vi meget langt fra grænsen for hvor mange mennesker Jorden kan brødføde.

Dertil kan du lægge et stort potentiale for eksempelvis havalger, målrettet til menneskeføde, proteinrige insekter, osv.

Vi når næppe i nogen for os relevant fremtid, en grænse, hvor vi seriøst behøver at overveje metoder til at reducere befolkningstallet, men vi kan da nok med fordel begynde at overveje vores kostvaner.

  • 4
  • 1

Man kan aldrig tale om at "naturen lider". Naturen indretter sig altid efter omstændighederne,

Natur er den tilstand der hersker, når der ingen menneskelig påvirkning er. Så man kan ikke tale om at naturen tilpasser sig. Hvad man kan sige er, at naturen ved menneskelig indgriben erstattes at den reducerede biodiversitet den menneskelige indgriben gør mulig. Det gælder uanset om vi er statter natur med togskinner, oliepalmeplantager eller rapsmarker. Det mest af Danmark er f.eks. dækket af monokulturer, således at mange arter helt er forsvundet fra Danmark eller er stærkt truede. Danmark burde være dækket af tæt skov, afbrudt af blomstrende sumpede englysninger skabt af bæverdamme, hvor elg, europæisk bison, brune bjørne og ulveflokke fandt deres hjem.

Som menneskehed kan vi højest undgå at hjælpe naturen med at ændre sig så meget, at det vanskeliggør vor egen eksistens.

Som menneskehed, kan vi undgå al menneskelig indvirkning på så store arealer som muligt.

Hvis vi som menneskehed bærer os bare nogenlunde fornuftigt ad, og korrigerer vores adfærd efter de åbenlyse advarselstegn fra naturen, i stedet for at ignorere dem, kan vi uden vanskeligheder være en størrelsesorden flere mennesker på Jorden.

Et menneske forbrænder cirka. 7000 kJ om dagen, eller cirka svarende til den energi, der under hensyn til skydække gennemsnitligt indtråles fra solen dagligt på 1 m2 jordoverflade ved ækvator. Nu kan vi jo ikke leve af at ligge i solen og suge energi til os. Antager vi ret generøst, at vi kan dyrke en afgrøde, der omdanner 1% af sollyset til føde vi kan spise, så skal der altså 100 m2 til at ernære et menneske. 10 mia. mennesker kræver altså et areal på 1000 km x 1000 km. Men det er under forudsætning af, at vi alle bliver vegetarer, kun spiser de mest energioptimale afgrøder og at vi kan dyrke afgrøder optimalt ved ækvator.

Værrer ser det ud, med plads til at bo og opholde os. Vil vi affinde os med den plads der er i storkøbenhavnsområdet, så har vi vel her ca. 1 mio mennesker på 30 km x 30 km. eller 900 m2 per person. 9 gange så meget plads som afgrøderne krævede. Vi kan selvfølgelig alle leve i mega højhuse med begrænsede arealer omkring og produktionsarealer og recyclingsfaciliteter placeret i de nedre etager. Det lyder ret dystopisk. Så kan vi nok klare os med 100 m2 til hver eller endnu mindre.

Det bliver så 1000 km x 2000 km til 10 mia mennesker. Eller 10.000 km x 2000 km ved 100 mia mennesker. Så er der vist ved at være godt fyldt op, og så har vi opgivet at leve i byer og kulturer som vi kender det idag, og lever istedet et liv, som de fleste nok ikke ville kalde at leve men at eksistere.

  • 1
  • 3

Et menneske forbrænder cirka. 7000 kJ om dagen, eller cirka svarende til den energi, der under hensyn til skydække gennemsnitligt indtråles fra solen dagligt på 1 m2 jordoverflade ved ækvator. Nu kan vi jo ikke leve af at ligge i solen og suge energi til os. Antager vi ret generøst, at vi kan dyrke en afgrøde, der omdanner 1% af sollyset til føde vi kan spise, så skal der altså 100 m2 til at ernære et menneske. 10 mia. mennesker kræver altså et areal på 1000 km x 1000 km.

Lad os lige gå den efter i sømmene:

Den gennemsnitlige indstråling per dag er 21,6 MJ/m2 over HELE Jordens overflade, inklusiv de arktiske og antarktiske egne.

Hvis vi ser bort fra disse, er den gennemsnitlige indstråling mindst 30 MJ/m2, eller mindst 20 MJ/m2 fratrukket skydække.

Så hvis vi regner med 1% omsætning, så kan 1 mio km2 med gennemsnitlig indstråling altså brødføde mindst 28 mia mennesker.

1 mio km2 udgør i runde tal 0,6% af Jordens landareal, ca 1% hvis du fratrækker antarktis og Grønland, og ca 4% hvis vi fratrækker de 75% mest golde arealer.

(Dertil kunne vi så lægge potentialet i havets overflade, da en stor del af fødevarebehovet kan produceres i havet, men lad det nu ligge)

En 10-dobling af Jordens nulevende befolkning, ville altså kræve 10% af Jordens mest frugtbare overflade, hvis vi omsætter 1% af energien til føde.

Men da vi jo kun er 7 mia mennesker, og sikkert benytter langt over 10%, behøver vi jo ikke engang at omsætte 0,1% af energien, hvorfor vi aktuelt bekymrer os forsvindende lidt om effektivitet i fødevareproduktionen.

Vi har i et par århundreder været ekstremt dårlige til at omsætte energi effektivt, og er først for nylig nået det punkt hvor effektivitet og ressourceforbrug overhovedet er blevet et tema.

Vi er i virkeligheden langt mere ineffektive hvad angår fødevareproduktion, og her har vi end ikke påbegyndt overvejelserne, inden nogle begynder at tale om befolkningsreduktion.

  • 4
  • 2

et tangent spørgsmål, har du hørt om under kritiske reaktorer hvor spaltning istedet opretholdes med en partikkel accelerator?

@Erik, Ja, det er en af de muligheder man har foreslået i forbindelse med en thoriumreaktor. Fordelen er at man så undgår en ubehagelig proces med at blande plutonium i brændslet for at opnåe en kædeproces. At fremstille brændselselementer til en thoriumreaktor er ikke for amatører, i forhold til en uranreaktor så er der en langt vanskeligere at fremstille brændselselementer, da radioaktiviteten er en del større. Det undgår man så ved at bruges en partikelaccelerator. Den metode har man vistnok helt set bort fra, til gengæld er det radioaktive miljø langt større ved fremstilling af thoriumbrændsel.

  • 2
  • 4
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten