Hopp til innhold

Kategori: kjernefysikk

kjernefysikk

2

Publisert 2 kommentarer til Flinke Ann-Cecilie!
Gratulerer masse til flinke og snille Ann-Cecilie med kjempefint oppslag i Aftenposten i dag 😀

"Big Bang skapte bare de letteste grunnstoffene, slike som hydrogen og helium. Et av de fundamentale spørmålene i astrofysikk er hvordan de andre grunnstoffene ble til.

 ...

-Astrofysikere har ennå ikke greid å simulere en supernovaeksplosjon i datamaskinene, forteller kjernefysiker Ann-Cecilie Larsen på Senter for akseleratorbasert forskning og energifysikk. 

...

-Beregninger viser at det bli 200 til 300 ganger lettere å få til bestemte kjernefysiske reaksjoner med dataene våre."

Dette syns jeg er veldig morsomt: At man studerer noen av de minste byggestenene - og plutselig har det viktige anvendelser på studiet av noe av det største...fra kjernefysikk til astrofysikk, liksom.
Såh; løp og kjøp Aftenposten, og les og lær xD


7

Publisert 7 kommentarer til Verdens største vannkoker…!
Syykt mye å gjøre om dagen - er på syklotronen omtrent døgnet rundt, og har også endelig kommet i gang med nye reaktorsimuleringer<3 (disse står og kjører as we speak!) Det eneste som er kjipt er selvsagt at jeg ikke har tid til å skrive noe her, men nå måå jeg bare...er på høy tid å skrive litt basics om kjernekraft - eller verdens største vannkoker, som jeg liker å kalle det;)

Vannkoker! Men ikke verdens største - helt normal, tror jeg...
For det er nesten litt trist for en kjernefysiker, at det skjer sååå mye supersexy fysikk i reaktorbrenselet, mens til syvende og sist så KOKER VI VANN...! Eller, altså, egentlig fins det mange forskjellige reaktortyper, men de aller fleste av dem er trykkvannsreaktorer (PWR) eller kokvannsreaktorer (BWR), og begge disse varmer opp vann.

Trykkvannsreaktor <3

Såh, det som skjer inne i reaktoren er at man har brensel (som er laget av uran, eller uran+plutonium, eller uran+thorium, feks) og dette brenselet vil fisjonere pga alle de superfine nøytronene <3 som  bare spretter rundt, også produseres det varme. Mellom brenselet (reaktorkjernen er bygget opp av flere tusen veldig tynne brenselsstaver, kanskje en centimeter i diameter og 4 meter lange) strømmer det vann, og dette vannet blir jo selvfølgelig varmet opp når det beveger seg mellom de fisjonerende brenselsstavene. Vannet er altså kjølemiddel i reaktoren, men det er ikke så veldig kjølig allikvel, da, det er noen hundre grader, liksom...(men det skal det være, altså, for dette er "kjølig" i forhold til hva det ville ha vært hvis det ikke var noe vann der til å transportere bort varmen).
Altså: uranet fisjonerer og produserer varme, vannet strømmer forbi og varmes opp/transporterer varmen vekk (det er dette vi ser innerst på tegningen av trykkvannsreaktoren, der det står "Hot water"), dette varme vannet går i et rør gjennom der det står "Steam generator" slik at dette vannet varmes opp og blir til damp, og denne dampen driver turbinen som produserer strøm. Helt til slutt kjøles denne dampen ned der det står "Condenser" slik at det har lavere temperatur når det går inn til "Steam generator" igjen. Slik holdes dermed reaktoren "kjølig":)
Men vannet gjør en annen SUPERVIKTIG jobb også, for den forandrer nemlig energien til nøytronene - eller MODERERER dem, fra masse energi når de kommer fra en fisjon til ganske lite energi; liksom litt sånn "fysj, nå syns jeg du var veldig energisk, moderer deg!" . Og dette er på en måte ganske magisk: det er nemlig sånn at hvis nøytronene har lite energi så har de veldig lett for å gjøre at urankjernen fisjonerer, mens hvis de har mye energi så skjer fisjon mye sjeldnere. Vannet er sånn at jo "kjøligere" det er, jo mer moderer de nøytronene, og hvis det blir varmere så moderer de dårligere. Dette betyr jo faktisk at hvis det plutselig skjer flere fisjoner så vil varmen øke, og når varmen øker så moderes nøytronene mye dårligere, og når nøytronene modereres dårligere så skjer det færre fisjoner. Med andre ord så vil kjedereaksjonen kontrollere seg selv, og den kan ikke løpe løpsk, for den har et PASSIVT SIKKERHETSSYSTEM (som er avhengig av fysikkens lover, og de forandrer seg jo liskom ikke sånn helt plutelig) - smart, ikke sant?

Ok, det var det for i kveld. Håper det ikke var helt uforståelig? 
Nå er snartkveldsvakten over og da kan jeg endelig kjøre hjem og hive meg i seng. Det blir deilig, for nå er jeg ganske sliten...
God natt alle sammen:)

2

Publisert 2 kommentarer til Jeg skjønner det – ENDELIG:)
Åh, har hatt den arbeidshelgen, altså; skikkelig work hard play hard (sånn blir det alltid når vi kjører eksperimenter og får besøk av forskere fra andre steder/land som kommer for å delta;). Det var kveldsvakt på torsdag (ok, ikke heeelt helg det, men close enough), så på fredag var det ut med Jon og hans franske student, så tidlig opp for å være på syklotronen klokken 8 lørdag morgen for dagskiftet, så ut for å spise og sosialisere lørdag kveld, for så å ha dagskiftet på søndag igjen...SLITSOMT - men GØY:)
Må innrømme at jeg kunne ha gjort enda mer for å forberede meg til thorium-seminaret vi har her i morgen (hvor jeg skal holde foredrag), men sånn er det nå engang... 
Thorium <3<3
Anyways; i går hadde jeg en lang diskusjon med Jon (veileder) og da skjønte jeg endelig hva som er poenget med SURROGATMETODEN, Yeay!!! Antar detaljene er litt for geeky for de aller fleste lesere, men det går nå ihvertfall ut på at istedet for å for eksempel finne sannsynligheten for at en atomkjerne fisjonerer når den treffes av et nøytron (direkte måling), finner vi sannsynligheten for at atomkjernen fisjonerer når den blir truffet av et døytron og spytter ut et proton samtidig (indirekte). (Her står det om fisjon <3, for den som ikke husker helt...) Litt på samme måte som at istedetfor å gå gravid selv (lage barn direkte) får du en surrogat til å bære det fram for deg (lage barn indirekte) - mens resultatet er det samme! 
Thorium gjøres om til uran-233, og fra uran-233 dannes det litt uran-232, og den er skikkelig ekkel, liksom...
Denne metoden er superviktig når man holder på med thoriumbrensel, for man får nemlig dannet en veldig radioaktiv uran-isotop fra thorium, og fordi den er så radioaktiv er det omtrent umulig å måle på den direkte, for da blir man utsatt for så mye stråling, så da er det kjempefint å kunne gjøre det indirekte xD Det er dette som er planen med uran-233targetet mitt som dere kan lese om her og her...

Såh, nå er det bare å få dette inn i foredraget for morgendagen på en fornuftig måte. Snakkes!

-S 

2

Publisert 2 kommentarer til Søppel? -ATOMAVFALL!
Jeg tror nesten jeg må skrive litt om atomavfall, eller kanskje vi heller skal kalle det radioaktivt avfall (fra kjernekraftindustrien), for alt søppel, og absolutt alt annet for den saks skyld, består jo av atomer (bortsett fra atomene i seg selv som selvsagt består av nøytroner protoner og elektroner, og protonene og nøytronene består jo av kvarker)...;)
Radioaktivt avfall består hovedsakelig av to stoffer: fisjonsprodukter og transuraner. Fisjonsprodukter har jeg skrevet litt om her, og transuraner er stoffer som er tyngre enn uran, og de lager man i reaktoren ved at uran absorberer nøytroner og sender ut betastråling, også skjer det gjerne flere ganger og plutselig er det blitt til neptunium, plutonium, americium eller curium, eller enda tyngre, som lurium *fniis*.
Hvis man ser på radioaktiviteten til dette avfallet etter at man har tatt det ut av reaktoren ser det typisk slik ut:

NB for de som ikke er så vandt til denne typen grafer: aksene er logaritmiske! Altså hvis vi ser på x-aksen: mellom 10 og 100 er det altså 90 år, så mellom 100 og 1000 er det 900 år, mellom 1000 og 10 000 er det 9000 år, osv... Tilsvarende på y-aksen, og det betyr at selv om det ikke ser sånn ut så går aktiviteten til avfallet veldig masse nedover, veldig fort, faktisk;)
Man skiller mellom aktiviteten til fisjonsproduktene og transuranene fordi fisjonsproduktene er superradioaktive og dermed har ganske kort halveringstid, mens transuranen er aktive veldig mye lengre. Det er da transuranene som må lagres sikkert skikkelig skikkelig lenge, og som ingen enda har gjort noe endelig med...
Ok, sånn ser det altså ut, men er det egentlig søppel? Her er en tanke: Kanskje det ikke er ønskelig å endelig kvitte seg med det radioaktive avfallet fra kjernekraftverkene? Kanskje man antar at man skal bruke dette i neste generasjons kjernekraftverk/reaktorer (hovedsakelig Fast Breeder Reactors)? Kanskje det langlivede avfallet fra kjernekraftindustrien ikke bare er et problem, men også en ressurs? For hvis det er tilfellet ville det jo være litt dumt, da, tenker jeg, å først bruke masse penger på å kvitte seg med det, bare for å måtte bruke minst like mye penger på å få det fram og inn i rekatoren igjen, liksom...? 😛

Også la oss alikevel være venner selv om vi kanskje er uenige om dette da, dere!!!

Smask til alle fininger <3


-S

2

Publisert 2 kommentarer til Halveringstid…
Hihi, jeg syns det er litt fascinerende når folk snakker om hvor lang halveringstid et stoff har, feks ta uran-235. "Men det har jo 700 millioner års halveringstid...?!" *med stooore øyne*
Joa, men det har ihvertfall en halveringstid. I motsetnimg til CO2, feks.
Men å lagre en livsfarlig gass som det produseres helt enorme mengder av, det er visst ikke noe problem....
Lett som en plett;)

Håper alle fine mennesker har en strålende dag, jeg skal hente Alexandra i barnehagen nå:)

-S

Publisert Legg igjen en kommentar til Fisjonsprodukter og bittelitt Fukushima
Når atomkjernen fisjonerer blir den til fisjonsprodukter; det er et FAKTA at om man har kjernekraft (uavhengig av type) så får man fijsonprodukter.

Fisjonsproduktene i rødt - til høyre på nuklidekartet. De sorte flekkene symboliserer de stabile isotopene:)

Fisjonsproduktene har et stort overskudd av nøytroner, som du kan se på bildet her (antall nøytroner øker til høyre på figuren, ikke sant). Grunnen til dette er at mamma-kjernen (uran-235, uran-233 eller plutonium-239, vanligvis) er veldig tung og da må den jo ha massemasse ekstra nøytroner for å ikke bare gå helt i oppløsning. Men så blir den til fisjonsprodukter som da har ca bare halvparten så mange homofobe protoner, og da har den heller ikke behov for så mange nøytroner. Dette gjør at fisjonsproduktene er kjempemasse radioaktive for de bare mååå kvitte seg med dette overskuddet av nøytroner (det er grenser for hvor nøytral det er kult å være), og dette vil de helst gjøre for, hva da, ca 2 sekunder siden, liksom, for de har tolmodighet som en bortskjemt 7-åring, så de har for det meste veldig kort halveringstid. Alle de ekstra nøytronene omdannes til et proton og et elektron - de sender altså ut beta minus-stråling. Seriøst, dette vil aldri slutte å fascinere meg!!! =D
Siden disse stoffene er radioaktive så produserer de VARME, og de slutter ikke med dette før de har blitt til stabile isotoper - og dette mååå bare folk skjønne, altså. 
Faktisk består ca  10% av energien man får fra fisjon i et kjernekraftverk av såkalt ETTERVARME fra de radioaktive fisjonsproduktene. Dette betyr at selv om du stopper kjedereaksjonen  så er det fortsatt nødvendig med kjøling. Det blir litt som at du har glødende kull som du putter i vann, men når du tar det opp igjen så fortsetter det å gløde... (ja, psyko, jeg vet)
Marylin Monroe - ganske het

Såååå.... I Fukushima var det fisjonsproduktene som var problemet - eller mangel på kjøling av disse. Poenget er at en hvilken som helst reaktortype er avhengig av å ha et kjølesystem som fungerer, fordi alle reaktorer produserer jo fisjonsprodukter xD Og selv om reaktoren kun produserer en tidel så mye varme når kjedereaksjonen er stoppet, så er en tidel av noe som er veldig mye fortsatt veldig mye...
Burde nok kanskje ha vært mer redundans i det kjølesystemet i Japan, gitt 😉

Og så noe heeelt annet:
Hvis du er interessert i hva årets nobelpris i fysikk handler om, sjekk ut smarteste Jostein sitt innlegg på Kollokvium 🙂

Kos og smaks!

-S

Publisert Legg igjen en kommentar til Blanke ark og en Supervaskemaskin
Hurraa, det er mandag og en ny uke! Eeelsker mandager altså; uken ligger foran deg, med blanke ark, litt som 1. januar, bare at det skjer 52 ganger i året istedet for én...XD
Denne uken må jeg skrive og sende proceedings til CNR*11, jeg må sende avgårde det foreløpige foredraget som jeg skal holde på NOMAGE4 i Halden den 1. november (ikke spør meg hvorfor de må ha en pdf av dette én måned før møtet skal avholdes, hvem er det som har ferdig presentasjonen sin såååå god tid i forveien, liksom?!?), lese om geometri i MURE userguide, prøve å få trent litt, se videoopptak fra det realfaglige showet vi hadde for 10.-klassinger (lover å poste her når det er klart) og kanskje ha et møte med flinkeste Jonas og Kjetil om videre formidlingsgreier <3 (dere skal få vite alle detaljer senere, lover!)
I dag måå jeg bare snakke litt om anrikning.  "Alle" har hørt om Irans anrikningsanlegg og bla bla, ikkesant, men hva er greia, liksom?! Vel, naturlig uran består av tre isotoper; uran-234 (0.0055%), uran-235 (0.72%) og uran-238 (99.2745%). Uran-234 er så lite at for alle praktiske formål kan vi bare gi blaffen i denne, uran-235 er den isotopen vi er interessert i og uran-238 er den isotopen som blir til plutonium-239 og (langlivet) avfall i et kjernekraftverk.
For å bruke uran som brensel i et kjernekraftverk trenger vi mer av uran-235, ca 4.5%, og litt mindre av uran-238 (ca 95.5%), og for å få til dette ANRIKER vi naturlig uran - altså, vi øker mengden av uran-235 🙂 Dette er litt som om du er skikkeig feit og kroppen din består av nesten bare fett og bare bittelitt muskler, også begynner du å trene og spise sunnere - og plutselig består kroppen din av mindre fett og mer muskler - da har du anriket andelen muskler i kroppen din;)
Når du anriker uran så utnytter du at de to isotopene uran-235 og uran-238 veier forskjellig, siden uran-238 har 3 nøytroner mer. Selv om ett nøytron bare veier 0.00000000000000000000000000167 kg, så gjør denne vektforskjellen at man "lett" kan øke mengden av uran-235. Når jeg sier "lett" så mener jeg at det forsåvidt er rett frem i forhold til mange andre ting, men at det krever store anlegg og veldig veldig masse energi...
Det er flere måter å gjøre det på, og én måte er å bruke store sentrifuger, (nesten) akkurat som i en vaskemaskin - det syns jeg er litt morsomt:) Så man sentrifugerer altså ut uran-238, slik at man sitter igjen med uran-235.
Jeg tror ikke det er å anbefale å hive naturlig uran i vaskmaskinen din for å prøve å anrike med sentrifugefunksjonen du har, men jeg har jo strengt tatt ikke prøvd (dårlig forsker?!), så kanskje noen tar på seg å teste, hvis du har litt uran liggende og slenge...;)
Masse smask og klemmer til alle fantastiske lesere, og god uke!!!

Publisert Legg igjen en kommentar til Tilstanden er kritisk…!
Du lurer kanskje på hva en kjedereaksjon er, ikke sant? Altså det er ikke et uttrykk jeg som kjernefysiker har copyright på akkurat, da:P For sånn helt generelt så er det liksom en prosess som er sånn at når den har startet så fortsetter den å gå, litt sånn, hva er det som går og går og aldri kommer til døren? -En kjedereaksjon *fnis*

Nei, men alvorlig: i et <3 kjernekraftverk <3 eller i en atombombe så har man en kjedereaksjon av fisjoner, altså at en ny fisjon gir en ny fisjon gir enda en ny fisjon osv.
Grunnen til at dette faktisk er mulig er at når en atomkjerne fisjonerer så frigjør den noen ekstra nøytroner, som er frie til å gjøre omtrent det de vil.

Også kommer vi til en ting som jeg syns er litt dumt, og det er at vi snakker om en kritisk kjedereaksjon, eller en kritisk reaktor. Det høres jo ikke bra ut - tilstanden er kritisk, liksom... Men det betyr faktisk bare at antallet fisjoner er konstant, slik at selv om det kanskje blir frigort 3 nøytroner per fisjon så øker ikke antallet fisjoner allikevel. Hvis 10 atomkjerner fisjonerer vil dette føre til at 10 atomkjerner til fisjonerer, og sånn går det, jevnt og trutt.

Kritisk kjedereaksjon, k=1 🙂

Med andre ord: En kritisk kjedereaksjon, eller en kritisk reaktor er bra! Egentlig burde man kalle en kritisk reaktor for en balansert reaktor for den er jo liksom helt i balanse og bare ZEN, ikke sant;)

Reaktoren er helt i balanse...

...og da er reaktorens chakraer helt på linje... (lol)

Hvis man derimot har et system som er sånn at én fisjon gir to nye fisjoner som igjen gir fire nye fisjoner også videre, da har man en overkritisk kjedereaksjon - kjederekajson for en atombombe, da liksom:

Overkritisk kjedereaksjon, k>1 🙁
Og da kan det gå sånn *snufse*

Heldigvis kan et atomkraftverk aldri eksplodere som en atombombe (dette er FAKTA!!!). Og ethvert godt konstruert kjernekraftverk (som gjelder de aller fleste, heldigvis) er selvkontrollerende (av <3 fysikkens lover <3), og kjedereaksjonen kan ikke løpe ut av kontroll/bli overkritisk - HURRA!

Ok folkens, GOD HELG, og husk å stemme hvis du ikke allerede har gjort det;)

1000 smask til alle

3

Publisert 3 kommentarer til I haz uran-233 xD

Hurra! Uran!

Endelig har <3 uran-233-"targetet" <3 kommet, og det har bare tatt ett år med papirarbeid...:P

Følte meg litt som om jeg gikk rundt med en atombombe i stad, altså, men vi er nok et liiite stykke unna kritisk masse;)

Veldig fornøyd, for jeg har labfrakk - ennå jeg ikke er kjemiker...

Uansett, sååå suuperhappy, altså! Nå blir det eeendelig eksperiment, og uran-233 er superinteressant med tanke på thorium-brensel, for thorium omdanne sjo til uran-233 i et kjernekraftverk:D

Her står jeg og veileder (Sunniva S. i forgrunnen) og monterer og ordner 🙂 
Veldig konsentrert - for det er så mye radioaktivitet <3<3

1

Publisert 1 kommentar til 10 FAKTA om nøytroner

Her er 10 FAKTA som du kanskje visste og kanskje ikke visste om <3 nøytroner <3:

  1. nøytroner er den kuleste kjernepartikkelen
  2. nøytroner sender ut beta-stråling
  3. nøtroner består av 3 kvarker: 1 opp og 2 ned (u, d, d)
  4. nøytroner tapte avstemmingen om hvilken kjernepartikkel som er kulest, men det er heeelt uinteressant
  5. nøytroner kan bli til protoner
  6. nøytroner driver kjedereaksjonen i et <3 kjernekraftverk <3
  7. nøytroner kan gjøre stoffer radioaktive
  8. nøytroner omdanner <3 thorium <3 til <3 uran-233 <3 i et "thoriumkraftverk"
  9. nøytroner har en halveringstid på ca 10 minutter
  10. nøytroner er nøytrale og kan derfor lett gå inn i en atomkjerne (som jo er positivt ladet)
Ok, koz og klemz, og husk å stemme på hvor redd DU er for stråling!