Søndag kl 23:59 var det over. Anders lastet opp den siste versjonen av avhandlingen, pakket sammen sakene sine, og kom hjem! Der ventet Julie og jeg, og Champagne og vin 🙂

Det er egentlig ikke så veldig mye mer jeg tenkte å "mase" om det, men jeg har veldig lyst til å dele det aller første avsnittet i Anders' avhandling, for det er inmari fint (min oversettelse - avhandlingen er selvsagt skrevet på engelsk). En nydelig oppsummering av noe av det aller viktigste innen fysikk:

Hvis vår sivilisasjon skulle forsvinne, er det svært mye informasjon og kunnskap som går tapt. Sannsynligheten er allikevel stor for at livet ville utviklet seg igjen, og kanskje begynt å finne ut av vitenskap, igjen. Hvis vi skulle videreføre kun én setning til den neste generasjonen med liv, hva burde den være?

Richrd Feynman skrev om dette i intruksjonskapitlet i den berømte bokserien "The Feynman lectures on physics" - han argumenterer for at setningen som bør videreføres burde være noe á la:

All things are made of atoms - littel particles that move around in perpetual motion, attracting each other when they are a little distance apart, but repelling upon being squized into one another. (Alt er bygget opp av atomer - små partikler som hele tiden beveger seg, som tiltrekkes av hverandre når de har litt avstand, men frastøter hverandre når de presses sammen.)

Dette er et kraftfult sammendrag av hva fysikk er, som ikke har vært kjent av menneskeheten noe særlig lenger enn et århundre - ca like lenge som alderen til de eldste nålevende mennesker. Ta et hvilket som helst makroskopisk objekt, og utsagnet over er sant for alle gasser, væsker, og faste stoffer. Til tross for at dette er en enkel idé, så er fysikken til atomer veldig kompleks. Et atom har en ladet kjerne som gjør at elektroner liker å holde seg i nærheten. Disse elektronene må følge strenge regler for hvor de kan oppholde seg. Med én gang elektronene har plassert seg slik de skal, blir vekselvirkningen mellom atomene veldog komplisert.

Det er en overveldende mengde effekter på atomær skala som har makroskopiske konsekvenser: Smeltepunktet til is er rundt 273.15 K, mens silisiumkarbid smelter på 3100 K. Hva bestemmer dette? Og hvorfor er diamater, kvarts og bordsalt, på makroskopisk skala, tydelige fasettert - har flate overflater? I dag vet vi at svarene på disse spørsmålene har å gjøre med dynamikken mellom atomene. 


...og sånn som det var han plutselig "tilbake" igjen ♥ Feiringen på søndag varte helt til det var morgen, så i går sov vi til midt på dagen, tok det helt superrolig, og først da det ble ettermiddag ordent vi oss og gikk ut. Endelig kunne vi bruke TID på å bare gå og VÆRE igjen, så vi tok turen nedover langs Akerselven så langt vi kom - som betyr helt ut på Sørenga. Der var det så fint at vi fant ut at vi må ta turen igjen i kveld, og da skal vi ha med badetøy, teppe, vin og noe å spise, og så blir det en kveldsdate ♥

Ja, og nå er ferien i gang! I morgen tidlig setter drar vi på biltur med Vibeke, og neste uke er det hytta 🙂 Jeg kommer allikevel ikke til å forsvinne helt herfra, altså, og jeg har mye som skal skrives og tenkes ila denne sommeren. Men vi skal legge vekk stress og høye skuldre, drikke vin, og gjøre det vi har lyst til ♥

Hei 1. juli, og ikke minst: Hei Anders' siste arbeidsdag på doktoravhandlingen! Nå er den slitsomme innspurten over om noen timer, og det skal bli utrolig bra - aller mest for Anders, selvsagt, men jeg skal ikke late som om jeg ikke gleder meg selv... Jeg gleder meg til å få Anders tilbake; få en Anders som følger samme døgnrytme som meg, som har overskudd, og som kan bli med ut og nyte det fantastiske været ♥

Han har jobbet fra det øyeblikket han våkner, til han stuper i seng nå en god stund, og jeg er så uendelig imponert! Humøret har også holdt seg relativt bra, men en gang i løpet av de siste dagene begynte den stygge tvilen og komme krypende, og han sa til og med jeg vet ikke om jeg får det til.

Hadde det vært meg som sa akkurat den setningen, da jeg var i innspurten, så hadde ikke dét vært så alvorlig: Jeg lå nemlig i fosterstilling og gråt sånn ca hver dag når jeg kom hjem fra Universitetet, den siste måneden jeg holdt på. De siste dagene var VELDIG tunge. Jeg skulle egentlig levere én dato, så gikk ikke det, så ble det en annen dato, så fikk jeg ikke til det heller. Så ble det sånn  nå på fredag leverer jeg - jeg bare blir ferdig (cut the cord, liksom) - fredagen kom, og jeg var nesten så langt at jeg kunne si at nå holder det, men så satte veileder-Sunniva ned foten. Allikevel så var jeg så nærme at jeg gikk hjem med hodet greit hevet akkurat den dagen, for da trodde jeg at når mandagen kom, da kunne jeg levere (jeg tror til og med jeg skrev en status-update på Facebook, sånn typ "checklist for morgendagen: stå opp og sminke meg, dra på Blindern, gjøre ferdig phd, levere phd"). Mandagen kom, og mandagen gikk, og avhandlingen min var fremdeles ikke ferdig. Den dagen kom jeg hjem til Anders, grå i ansiktet, laaangt nede, begynte og gråte, og sa (i fullt alvor) jeg blir ALDRI ferdig med den PhD-en!

Dagen etter, rundt lunsj-tider svinset jeg rundt i korridorene på Fysisk Institutt, og printet ut avhandlingen i tre eksemplarer, og leverte 😀

Poenget er at innspurt (PhD eller master eller hva nå enn av større prosjekter som krever mer enn vanlig av deg) er tøft og slitsomt, og jeg tror det er ganske normalt å komme til et punkt der du begynner å tvile sterkt på deg selv og evnene dine. Den dumme stemmen i hodet sniker seg frem og sier ja, det er det jeg har sagt hele tiden, det er en feil at du er her, og nå ser du det jo - det er ikke sjans i havet for at du får til dette...hahahahahah! 

Og hva skal man gjøre når den du er glad i står midt oppi der? Jeg tenker at det er akkurat da du trenger å slå sammen Valentines og Påskeaften og dra og overraske (altså, det er hyggelig med kort på Valentines, og det er stas å få påskeegg på Påskeaften, men du "trenger" det jo ikke). Jeg plukket ned en piknik-kurv og dro rett på butikken, og fylte med alt som jeg vet Anders liker - en kurv fylt med motivasjon ♥ Ingrediensene i Anders sin motivasjonskurv var som følger:

  • 2 bokser Cola Zero (bildet er tatt etter at én er drukket opp)
  • 2 Corona (bildet er tatt etter at én er drukket opp)
  • 1 lime (for Corona, selvsagt)
  • 1 pose smash (salt og søtt i kombinasjon er uslåelig)
  • 1 boks ORO lakris (fordi Anders elsker lakris, og ORO sine er veldig gode)
  • 1 iskaffe (for noen ganger har man lyst på det)
  • 1 pose Tyrkisk Peber (sånt jeg ikke kan forstå, men Anders elsker)
  • 1 pose Supermiks (sånt jeg heller ikke forstår, men Anders' favoritt)
  • 1 pose chilinøtter (for det er lurt å spise noe som gir litt mer stabilt blodsukker også)
  • 1 God morgen-yoghurt (spist opp da bildet ble tatt)
  • 1 kurv jordbær (spist opp 🙂 )

I tillegg skrev jeg et kort til ham om hvor flink han er og hvor mye han betyr - motivasjon i skriftlig form er også viktig 😉

Hvis du har en kjæreste, eller søsken, eller forelder, eller barn, eller venn som står oppi en slitsom innspurt: Jeg kan GARANTERE at det å komme og overraske på kontoret/der hun/han sitter og jobber med en sånn motivasjonskurv er en god idé! Du kan jo bare prøve å forestille deg selv, hvor glad du ville bli hvis noen gjorde det for deg - og virkelig viste at jeg tror på deg, og vet at du kommer deg igjennom dette ♥


Nå skal jeg en tur innom Joker og kjøpe med litt mat, som Anders har bedt om, så går turen rett til Blindern og kontoret hans. Han har vært der siden ca 8, tror jeg, og vi kommer nok til å bli der til midnatt. Resten av dagen skal Anders skrive, og jeg skal lese - #akademikerromantikk (eller noe 😛 )

Kjære Anders ♥ Om 50 dager skal du levere doktorgradsavhandlingen din. Jeg VET hva du går igjennom nå, selv om hver innspurt sikkert er forskjellig. Du virker mye mer avbalansert enn det jeg gjorde da jeg nærmet meg slutten - jeg har feks ikke sett deg gråte en eneste gang fordi du er frustrert eller sliten...;) (Jeg har ikke sett deg gråte av andre grunner, heller, for den saks skyld.) Du kan ikke akkurat si det samme om meg, for å si det sånn - jeg var jo et fullstendig nervevrak.

 

Nå sitter vi og skriver på Sofies Hage - akkurat som vi gjorde i begynnelsen av januar i fjor. Da var det min avhandling som gjaldt, og nå er det din. Jeg har mindre å bidra med på den faktiske jobbingen med skrivingen din, da, enn du hadde på min, men jeg har kanskje desto mer å bidra med på hjemmefronten - spesielt mat- og hyggefronten - så jeg håper det går opp i opp!

Du gjorde virkelig alt du kunne for meg, for at jeg skulle klare å dra graden i land, og jeg er faktisk sikker på at hadde det ikke vært for deg hadde det ikke blitt noen Dr. Rose. Du fant referanser, og leste korrektur, og heiet. Du gjorde egentlig bare én bommert, og det var bursdagen min den 7. januar, da du tenkte at jeg sikkert ikke var interessert i noen feiring, for jeg var jo så fokusert på å bli ferdig (jeg leverte den 17. januar). Akkurat dét var feil; jeg vil alltid feires!

Jeg lover at disse neste 50 dagene skal jeg prøve ekstra hardt å ikke være dust; bare fikse alt jeg kan fikse slik at alt går sin gang i heimen, så du kan bruke maksimal kapasitet på doktorgraden. Du må bare prøve å ignorere meg akkurat nå, når jeg sutrer over ting hjemme, som jeg skulle ønske var annerledes. Les: X antall pappesker som ikke er pakket ut; SELVSAGT skal ikke du bruke tid på dette akkurat nå! Ja, det er Alexandra som innimellom har kallenavnet "Sutreguri", men jeg vet meget godt at jeg kan være en Sutreguri selv (det tror jeg kanskje både mamma og Carina kan bekrefte også...? 😛 ) - Alexandra har det kanskje fra et eller annet sted 😉


 

Når vi gifter oss blir vi ikke Mr&Mrs, vi blir Dr&Dr - dét syns jeg er ganske kult! Om det blir Dr&Dr Rose, Dr&Dr Hafreager, Dr Rose&Dr Hafreager, eller Dr&Dr Roseager, eller hva nå enn spiller ingen rolle! Apropos når vi gifter oss; jeg gleder meg også til du ikke må bruke all ledig tid, der du har et snev av mental kapasitet, til å jobbe med avhandlingen, og vi kan sitte sammen og planlegge bryllup! Jeg fikk spørsmålet her om dagen hvorfor har dere ikke satt en dato?!?, og det er vel mest fordi vi må gjøre det sammen. Det er vel store muligheter for at det blir den siste helgen i februar 2019, men jeg gleder meg til vi spikrer den sammen ♥

Det begynner å bli på tide å ta en tur innom Polet, og kjøpe inn den Champagnen som skal stå og vente på at du leverer. Som jeg gleder meg til å poppe den med deg - om 50 bare dager!

11

Spørsmålet dukker opp stadig vekk - senest for et par timer siden:

Skal du ta PostDoc nå, da?

eller

Hvorfor tar du ikke PostDoc?

First things first: PostDoc er nettopp det det (kanskje) høres ut som, det er "etter doktor", altså den forskerjobben man typisk kan få på Universitetet når man er ferdig med doktorgraden. (Hvis noen tenkte at neste steg etter doktorgrad er professor, så er det et litt forenklet bilde, for å si det sånn 😉 ). Jeg syns egentlig Henrik Svensen skrev veldig fint om de akademiske fasenen - det akademiske kretsløpet - i boken sin (Stein på Stein), så jeg tar rett og slett og siterer han på det, og så forteller jeg hvorfor jeg ikke vil være med på leken mer, lenger ned i dette innlegget. Og, ja, da, jeg har vurdert PostDoc-stilling, og det har vært dager da jeg en bitte liten stund tenker at hey, dette er jo en god idé, før jeg slår det fra meg som feberfantasier.

Den første fasen i kretsløpet består i å forstå den etablerte kunnskapen. Jeg leste lærebøker som presenterte stoff som alle forskere var enige i.

Den andre fasen ble innledet med hovedfagsoppgaven. (...) Mitt bidrag til det faglige byggverket var minimalt, men jeg lærte megmetodene og det å jobbe selvstendig. Det typiske for dette stadiet i kretsløpet er at veilederen alltid kan mer enn deg.

I den tredje fasen i det akademiske kretsløpet, i doktorgradsprosjektet, er målet å frigjøre seg fra veilederen og gjøre forskningen til sin egen. (...) Målet var å finne ut noe nytt, noe som Bjørn (veileder) ikke visste fra før. Det var ny viten og nye data som telte. Det gikk et år før jeg egentlig visste hva jeg holdt på med. Men derfra og ut, til disputasen var tilbakelagt, var jeg stort sett på trygg grunn og mestret temaet mitt. Doktorgradsstudenter er ofte frustreret fordi frigjøringen tar tid, eller aldri kommer. Det faglige bidraget kan være betydelig, men du blir ikke fullblods akademiker før du når den fjerde fasen.

Den fjerde fasen kjennetegnes av søknader om støtte fra Forskningsrådet til egne prosjekter, veiledning av studenter, undervisning og invitasjoner fra internasjonale tidsskrifter til å gi fagfellevurderinger av fagartikler. Og for ikke å glemme midlertidig ansettelse. Du er løsarbeider og avhengig av å gjøre alt riktig, av å ha gode allierte som snakker deg frem. Doktorgraden tar tre eller fire år, men den fjerde fasen, der man jobber som PostDoc, kan fort trekke ut i ti år. Eller mer. Gode ideer kan dukke opp i denne fasen, gi deg anerkjennelse og faglig respekt. Da er du snart i mål.

Får du fast jobb, enten som førsteamanuensis eller professor, har du kommet gjennom hele kretsløpet. Den femte fasen åpner dørene til universitetets maskinrom. Du blir med i styrer og utvalg, og er med å bestemme faglige prioriteringer og utlysningstekster.

Jeg hopper altså av, evt går ut av, dette akademiske kretsløpet nå - etter å ha fullført fase tre. Det er flere grunner til det, men kanskje den viktigste er at jeg brenner for forskningsformidling: I løpet av doktorgraden har jeg antageligvis brukt MINST halvparten av tiden min på å formidle - noe som har ført til at jeg har brukt lenger tid enn jeg skal OG jeg har hatt en litt dårligere produksjon av vitenskapelige artikler enn hvis jeg ikke hadde brukt tid på forskningsformidling. Men det er greit, fordi doktorgraden har en verdi også utenfor akademia, så jeg vil på alle måter si at det har vært verdt det!

MEN! Hvis jeg nå skulle fortsatt med fase fire så betyr det at jeg skulle gå i gang med det virkelige racet, der målet er å bli professor (eller liknende), og alt videre på veien (PostDoc og andre typer forskerstillinger) er egentlig verdiløse utenfor akademia. Hvis jeg virkelig skulle gjort det så måtte jeg gjort det 100%, og det ville betydd fullt fokus på å produsere artikler, og dermed null tid på å formidle forskningen.

Og det er bare ikke meg. Enkelt og greit.

Jeg vil ikke skrive artikler som lese av 2-3 mennesker, jeg vil spre kunnskap og kjærlighet og respekt for kunnskap til mange flere mennesker. Jeg vil påvirke til å ta valg basert på kunnskap og vitenskap, og dét får jeg ikke gjort hvis jeg fortsetter i akademia. Det vil si; jeg kunne ha tatt en PostDoc-stilling og fortsatt på samme vis som jeg gjorde under doktorgradsarbeidet; altså bruke halve tiden på formidling, men da ville jeg jo tatt den jobben kun for å formidle (hvis jeg ikke gjør det skikkelig oppnår jeg ingenting med det, annet enn lavere inntekt). Da gjør jeg det heller på egen hånd. Så får fremtiden vise hvordan det vil gå: Folk (enkelte - på ingen måte alle!) jeg snakker med på UiO er negative, og mener jeg antageligvis trenger "UiO-stempelet" for å kunne gjøre det jeg gjør, mens folk utenfor UiO er superpositive, og tror jeg kommer til å kunne gjøre MASSE fremover - vi får bare vente og se hvem som har rett 🙂


Ga dette mening? I mitt hode gir dette veldig mening, men jeg har tenkt disse tankene så mange ganger nå, at jeg vet ikke lenger hvilke slutninger som bare funker fordi jeg vet hvor jeg vil hen, og hva som bare ikke gir mening...rop ut hvis noe er uklart - jeg utdyper gjerne!

1

Hei dere, og GOD HELG 🙂 Jeg har tilbrakt et døgn på Løkken i Trøndelag, der jeg har deltatt på Bergmannskonferansen – som foredragsholder, med foredraget Er thorium den nye oljen? Da syns jeg jo det passer litt ekstra godt å dele den siste delen av thorium-føljetongen (ikke at jeg er ferdig med thorium, men denne delen avslutter det jeg hadde planer om å dele fra doktoravhandlingen i denne omgangen).

Hva er greia med thorium, del VI

Fordeler og utfordringer med thorium-brenselssyklusen

Aller først: Det fins mer thorium i jordskorpen, enn uran (ca fire ganger mer, faktisk). Under de rette forutsetningene kan thorium-basert brensel produsere mye mindre langlivet radioaktivt avfall, og så å si null plutonium – begge deler er (antageligvis) med på å gjøre thorium-basert brensel mer spiselig for publikum. Det er også mulig å breede, eller nesten-breede, i et et termisk nøytronspektrum. Det betyr at at det er mulig å få ut mer energi fra brenselet, til og med med dagens reaktorteknologi.

På den mer «nagative siden» så er thorium-brenselssyklusen avhengig av nøytroner «utenfra», og det er utfordringer med gamma-stråling fra uran-232. Uran-232 produseres i små mengder i alle typer brensel som inneholder thorium – på to forskjellige måter som begge starter med et nøytron med høy energi:

Uran-232-isotopen har en relativt kort halveringstid, på 68.9 år, og den ender til slutt opp i bly-208, som sender fra seg en gammastråle på 2.6 MeV (fra sin første eksiterte tilstand – for de som er interessert i sånt 😉 ). Denne gammastrålingen gjør brukt thorium-brensel svært vanskelig å håndtere, og det kreves kraftig skjerming når man skal reprosessere, og lage nytt brensel. Den mest utfordrende delen av thorium-brenselssyklusen er dermed baksiden (back end). Og reprossesering er viktig, ellers blir påstanden om at man produserer mindre avfall ikke sann. Det at det alltid fins uran-232 i brukt thorium-brensel er dog ikke bare negativt – det er nemlig med på å gjøre dette brenselet mye sikrere med tanke på spreding/smugling og våpenproduksjon: For det første virker gamma-strålingen på 2.6 MeV som en signatur på brenselet, som gjør det veldig lett å detektere – smugling av thorium-brensel vil være lett å oppdage. For det andre gjør uran-232 (og den påfølgende gamma-strålingen på 2.6 MeV) det mye vanskeligere å produsere våpen fra thorium-baserte brensel enn fra uran-baserte brensel – noe som kan være en fordel med tanke på publikums aksept for teknologien.

Sist, men ikke minst, så kan det å blande thorium med våpenmateriale (altså høyanriket uran) være en utmerket måte å «brenne», og dermed nøytralisere/kvitte seg med, alt det våpengraderet uranet som allerede eksisterer rundt omkring i kjernevåpen.


Resten av innleggene i denne føljetongen kan lese her: Del I, del II, del III, del IV, og del V.


Det har vært et nydelig døgn i Trøndelag: Solen har varmet, og det var helt FULLT av hestehov langs store deler av veien mellom Løken og Værnes – sånt gjør meg så glad ♥ Så syns jeg jo det er veldig gøy å være på talerlisten sammen med så mange andre absurd flinke folk, på en konferanse med tema smart fremtid; at jeg er interessant nok til at mine tanker er av interesse.

Det obligatoriske glasset på flyplassen når oppdraget er ferdig levert, og jeg kan sitte og slappe av og jobbe litt - altså ♥

Det er forresten selvsagt ikke noe ja/nei-svar på spørsmålet i tittelen på foredragt, og det handlet jo i stor grad om denne delen fra doktoravhandlingen min 🙂

Påsken er over (og vel så det), men det er ikke føljetongen om thorium riktig ennå - her kommer del fem.

Jeg tror forresten jeg har gjort noen valg med tanke på farge og "rød tråd" for bryllupet som jo kommer til å komme (nei, vi har ikke bestemt dato, men det blir i 2019, helt sikkert), og jeg kommer nok til å dele litt bryllup her inne fremover - i tillegg til oppdateringen om plutoniumeksperiment, og andre kjernefysikk og forskning-ting, selvsagt. Regner med det ikke kommer som noe stort sjokk at det å planlegge bryllup natrulig nok blir en del av tankene mine i større eller mindre grad i mpnedene fremover - litt bridezilla må man ha lov til å bli 😉 Dere kan jo gjerne gjette på hvilke farger dere tror kommer til å gå igjen i bryllupet til Anders og meg...

Greia med thorium, DEL V

I motsetning til uran så har thorium ingen fissil/spaltbar isotop i seg, sånn som man finner det i naturen (uran har isotopen uran-235, som altså er spaltbar). For å starte prosessen der thorium-232 (som man finner thorium ute i naturen) forvandles til uran-233 trenger man en nøytronkilde (i uranbrensel så er denne kilden fissilt uran-235, som altså allerede er tilstede). Det fins flere mulige valg nøytronkilde: En ekstern kilde - en aksellerator som produserer nøytroner ved spallasjon av feks bly (som ble foreslått av carlo Rubbia), bygge opp en viss mengde uran-233 som videre kan brukes som nøytronkilde (en catch-22 her er at du trenger å ha throium-brenselssyklusen gående for å kunne starte thorium-brenselssyklusen for å produsere uran-233), plutonium fra resirkulert uranbrensel, eller, som denne avhandlingen tar for seg (Artikkel 1), rent eller så å si rent uran-235.

Thorium-brenselssyklusen trenger ett nøytron for å omdanne thorium-232 til uran-233, og ett nøytron for å fisjonere (spalte) uran-233, for hver eneste nøytron-generasjon. Siden Eta og Alpha (som det sto om i del 4 av denne føljetongen, som det er linket til neders i dette innlegget) er det de er, er det i prinsippet mulig å breede i et termisk nøytronspektrum (altås med nøytroner med lav energi). I det som ble kalt the Shippingport Light Water Breeder Reactor program ble det demonstrert at breeding absolutt var mulig i en lettvannsreaktor (som betyr termisk nøytronspektrum). Denne reaktoren hadde dog en meget spesiell geometri, og den ble aldri kommersialisert.

Andre strategier som kan brukes for å oppnå breeding er:

  • å fjerne nøytrongifter som spiser nøytroner (hovedsakelig fisjonsprodukter): saltsmeltereaktor-teknologi (MSR)
  • å bruke en ekstern nøytronkilde (ADS)

Ingen av disse alternativene er "off the shelf", og de er ikke egentlig realistiske valg per i dag.

Uavhengig av dette; selv om breeding er vanskelig å få til, så er det mulig å forbedre breeding-ratioen sammenliknet med standard uran-brensel i en standard trykkvannsreaktor allerede "i dag". Ved å bruke denne siste strategien vil man også få thorium inn i den kjernefysiske brensels-miksen, og på den måten drøye uranressursene i verden.


Resten av denne føljetongen kan leses nedenfor 🙂

Påskekrim á la SunnivaRose

Påskekrim DEL II

Påskekrim, del III

Dr. Rose-jubileum, og thorium-brenselssyklusen (påskekrim del 4)

I dag er det nøyaktig ett år siden jeg forvarte doktogradsavhandlingen min, og på denne tiden den 29. mars 2017 hadde jeg fått beskjed om at komiteen godkjente disputasen min (og jeg var så absurd lettet at jeg tror ikke jeg kan forklare det en gang). Det passer derfor ekstra godt at vi har kommet frem til "hvorfor thorium?" i føljetongen her, og hvis du har lyst til å se hva jeg snakket om på prøveforelesningen for et år siden (temaet her har ikke å gjøre med eget forskningsrabeid, så ikke bli forvirret over at det ikke er noe thorium i denne filmen 😉 ) kan du se filmen her - eller scrolle litt lenger ned, til dagens episode:

Greia med thorium, DEL IV

Thorium-brenselssyklusen - hvorfor thorium?

Thorium, grunnstoff nummer 90, er et svakt radioaktivt materiale vi finner i naturen, som ble oppdaget i Norge i 1828 av den svenske kjemikeren Jöns Jacob Berzelius. Berzelius oppkalte det nye grunnstoffet etter tordenguden Thor. Det er estimert at Norge har mer enn 100 kilotonn thorium - som utgjør en betydeliog andel av den totale mengden av de globale reservene, på ca 3 megatonn. Thorium fins i små mengder overalt i jordskorpen, med gjennomsnittlig konsentrasjon på 10 ppm. Det betyr at thorium er 4 ganger mer vanlig enn uran.

I naturen er thorium et monoisotopisk grunnstoff - det betår kun av den ikke-fissile isotopen thorium-232, som enkelt kan gjøres om til den fissile uran-isotopen uran-233. Thorium er altså et fertilt materiale. Thorium-brenselssyklusen starter med at thorium absorberer et nøytron, som dermed henfaller til protaktinium-233, og deretter viodere til uran-233:

n+Th-232 --> Th-233(beta-minus, 22 minutter) Pa-233(beta-minus, 27 dager) U-233

Uran-233 er den kjernen som faktisk spaltes etter å ha bli truffet av et nøytron, og den er dermed hovedansvarlig for den energien som frigjøres i throium-baserte brensel. Den tilsvarende prosessen i uran-brenselssyklusen er den fertile uran-238, som fanger inn et nøytron, og blir omdannet til fissilt olutonium-239:

n+U-238 --> U-239(beta-minus, 24 minutter) Np-239(beta-minus, 2.4 dager) Pu-239

I figur 4 kan man se at grunnen til at det går an å si at thorium er et "bedre brenselsmateriale" enn uran er på grunn av de kjenrefysiske egenskapene til uran-233 - som er helt fantastiske! Antall nøytroner som blir frigjort per nøytron som absorberes (Eta) er høyere i det termiske området enn for plutonium-239, og antall kjerner som absorberes sammenliknet med de som fisjonerer (når de treffes av et nøytron - Alpha), er lavere i det termiske området enn for plutonium-239.

Dette betyr at det produseres mer nytt fissilt materiale når thorium er den fertile isotopen enn når det er uran-238 (i det termiske nøytron-området). I tillegg blir det produsert mindre langlivet avfall med thorium-232 som den fertile isotopen enn uran-238, siden uran-233 oftere fisjonerer når den treffes av et nøytron enn plutonium-239. Det er også nødvendig med mange flere nøytroninnfangninger etter hverandre for å lage et transuran - 5 versus 1.


Denne føljetongen er ikke helt over ennå, men det blir ingen ny episode i løpet av de neste dagene; i morgen tidlig-tidlig setter Anders og jeg oss nemlig på et fly til Roma, og der skal vi slappe av og kose oss de neste dagene ♥

God påske til alle fine lesere! 

Greia med thorium, DEL III

Hei onsdag og siste arbiedsdag før det er påskeferie for alle (ok, ikke absolutt alle, da, jeg vet det er noen som må være på jobb når det er helligdager også - og takk til dere som gjør sånne jobber for det!). I morgen er det ett år siden disputas, og dette bildet dukket opp i FB-feeden min i dag...den følelsen jeg hadde for akkurat ett år siden, den var virkelig ikke god, altså 😛

Men nå vet jeg jo at det gikk ganske bra ("She fought well", står det blant annet i rapporten om disputasen, så det er jo ikke så aller verst), og som kjent så markerer jeg dette jubileet denne påsken med føljetong av deler av avhandlingen. DEL I ligger her, og DEL II ligger her, og i dag er det altså klart for DEL III:

Brenselssyklusen

Generelt så starter brenselssyklusen til et kjernekraftverk (ofte bare "fuel cycle" eller brenselssyklus) med utvinning av brenselsmaterialene (uran, thorium), og slutter med endelig deponering av avfall. Målet er å få så mye energi som mulig ut av materialet, innenfor grensene man har satt for at kjernekraftverkene skal drives sikkert.

Det er to hovedstrategier for brenselssyklusen:

  1. Once thorugh cycle ("en gang igjennom"-syklus), der man anser brukt brensel som avfall, etter at det har vært inne i reaktoren. Denne varianten er den mest økonomiske så lenge uran som råvare er billig og lett tilgjengelig. På den annen side så får man produsert mest avfall på denne måten, enn med den andre strategien.
  2. Reprossesering og closing the fuel cycle (lukke brenselssyklusen). Med denne strategien blir brukt brensel sett på som en ressurs, som man resirkulerer. Denne brenselssyklusen produserer minre avfall enn den første strategien, men den er dyrere på kort sikt, så lenge uran er en rimelig ressurs. Dessuten kan denne syklusen få folk til å bli bekymret for våpenproduskjon. Reprossesering kan gjøre én gang (det er standardvalget for uran/plutonium-brenselssyklusen, i de landene som faktisk reprossereser), eller flere ganger (som det som presenteres i den første artikkelen). Det ultimate målet er å produsere mer nytt spaltabrt material i løpet av syklusen, enn den som brukes.

Fra et kjernefysisk perspektiv (og fokuset i denne avhandlingen) er den mest "interessante" delen av brenselssyklusen er fysikken i de komplekse, kjernefysiske prosessene som skjer i reaktorkjenrnen - som inkluder et stor antall kjernefysiske reaksjoner og henfall.

Nøytronbudsjettet

Nøytronene driver kjedereakjsonen, og er dessuten ansvarlige for å transformere fertilt materiale til fissilt materiale - noe som er helt grunnelggende viktig for  thorium-brenselssyklusen, der det faktisk ikke fins noen fissil isotop. Nytronbudsjettet er dermed svært viktig for hvordan reaktoren oppfører seg. I fisjonsprosessen blir det i gjennosmnitt frigjort mer enn ett nøytron. Det betyr at dersom tapet av nøytroner til moderator, materiale i strukturene rundt, og brenselet selv (etc) ikke er for stort, burde det være nok nøytroner tilgjengelig til å transformere fertilt materiale (thorium-232 - thorium-brenselssyklus, uran-238 - uran-brenselssyklus) til fissilt material (uran-233 -thorium-brenselssyklus, plutonium-239 - uran-brenselssyklus), i tillegg til det ene nøytronet som trengs for å holde kjedereaksjonen gående. Et mål på hvor bra dette skjer i brenselet er breeding ratio, som er raten fissilt materiale produseres delt på raten det brukes. Hvis en reaktor lager mer fissilt materiale, fra det fertiel, enn det den bruker, sier man at reakoren "avler" (breeding).

Hvis 2 nøytroner blir frigitt per fisjon (som i gjennomsnitt er sant), er breeding i prinsippet mulig. Dessverre, som allerede nevnt, så taper man nøytroner som blir "spist opp" andre steder i reaktoren.

Greia med thorium, DEL II

Hei dere, her kommer del 2 av "påskekrimmen" jeg startet i går 🙂 DEL I kan lese her.

Kjernekraft - i går, i dag, og i morgen

Kjernekraft

I går

Den 2. desember 1942 gikk verdens aller første menneskelagde kjernereaktor - Chicago Pile no 1 - kritisk, under Enrico Fermis ledelse. 12 år etter dette, den 27. juni 1954, ble det produsert elektrisistet på Obnisk-kjernekraftverket i Russland - verdens første sivile kjernekraftverk. To tiår senere, i løpet av 1970-årene, ble det produsert 100 GW elektrisitet fra kjernekraft, og selv om det var de som var negativt innstilt til alt som hadde med atom å gjøre, så var majoriteten forholdsvis positiv. Dette holdt seg stort sett inntil Tsjernobyl-ulykken, som skjedde den 26. april 1986. En konsekvens av denne ulykken var at den virkelig fikk bremset ned den teknologiske utviklingen innen kjernekraft. Tsjernobyl satte ikke en stopp på kjernekraft som en del av verdens energimiks, men fikk altså virkelig saknet utviklingen av neste generasjons kjernekraftverk. I stedet for å erstatte gamle kjernekraftverk med ny og bedre teknologi, har heller dekommisjoneringsdatoene blitt kraftig forlenget, og forskning og utvikling utsatt.

Status i dag

Gjennomsnittlig befolkningsvekst er på ca 80 millioner per år. Verdens totale befolkning har gått fra 3.7 milliarder i 1970, til nesten 7.5 milliarder i 2016 (note: teksten ble skrevet i desember 2016 😉 ), og FN antar at vi kommer til på nå 10 milliarder mennesker i verden rundt 2050. Etter dette antar man også vekst, selv om den kommer til å skje saktere.

Med både flere mennesker, og økt energiforbruk per capita, antar man at det total energibehovet vil øke med rundt 50% fra 2012 til 2014. den største økningen skjer i Kina og India, som til sammen står for ca 50% av veksten.

 

Energisikkerhet defineres av IEA (International Energy Agency) som "uavbrutt tilgang til energikilder til en rimelig pris", og anses som helt grunnleggende for en sikker, stabil og fredelig verden. Det å skulle oppnå energisikkerhet for alle har dog vist seg vanskelig. CO2-utslippene våre har ført til en menneskeskapt klimaendring. I dag er den aller største kilden til energi fossil (olje, kull og gass) - hvilket bidrar til klimaendringer med sine store CO2-utslipp.

Ettersom frykten for klimaendringer har økt, og frykten for et nytt Tsjernobyl har minket, har kjernekraft igjen blitt en mulig løsning på den økte energietterspørselen. I FNs klimapanels siste rapport (no. 5, som ble publisert i 2014 - altså 3 år etter Fukushima-ulykken) blir kjernekraft trukket frem som en viktig del av en mulig løsning på menneskeskapte klimaendringer. De grupperer kjernekraft sammen med andre fornybare energikilder, som nøkkelelementer i et lavkarbons energisystem, sammen med CO2-fangst og -lagring (CCS). Spørsmålet "What are the main mitigation options in the energy supply sector?" besvares på følgende måte:

No single mitigation option in the energy supply sector will be sufficient (...) Achieving deep [cuts in greenhouse gas (GHG) emissions] will require more intensive use of low-GHG technologies such as renewable energy, nuclear energy, and carbon dioxide capture and storage (CCS). (Min understreking)

Klimapanelet foreslår at bruken av kjernekraft bør økes, og at denne energiformen kan erstatte den fossile baselasten (elektrisitet produsert med olje, gass, kull) mange steder i verden.

Per 2014 er det 440 kjernekraftverk i verden. Disse produserer ca 11% av all elektrisitet på verdensbasis.

I morgen

Hvis vi antar at anbefalingene til IPCC følges så vil det bli en utbygging av kjernekraft. Mer enn 60 reaktorer er under bygging (per januar 2017), og elektrisitetsprosuksjon fra kjernekraft er forvntet å øke proporsjonalt med den total elektrisitetsproduksjonen over de neste 20 årene. Denne utbyggingen vil mest sannsynlig hovedsakelig bestå av velkjent kjerneteknologi - det vil si GenerasjonIII(+) termiske reaktorer, som kjører på uran/plutonium-brenselssyklusen. Uten resirkulering av avfallet/(det brukte) brenselet vil uran, som en lett tilgjengelig og rimelig ressurs, etterhvert forsvinne. I tillegg vil man få bygget opp store mengder radioaktivt avfall. Thorium-brenselssyklusen kan være en del av løsningen på begge disse problemene:

Det fins mer thorium enn uran på Jorden, og selv om både uran- og thoriumbaserte brensel kan "avles" (breeding) - dermed gi opp til 200 ganger mer energi fra brenselet - ser public opinion ut til å være mer positiv når det gjelder thorium, fordi det er noe "nytt". Offentlig aksept, heller enn økonomi, er hovedbarrieren mot utvikling i Vesten. I Kina og India er folket stoltere av sine kjernefysiske prestasjoner, og det er en sterk støtte til kjernekraft. Videre utvikling av kjernekraft vil derfor i hovedsak skje i denne delen av verden. "Avl" eller nesten-"avl" (breeding) er dessuten mulig med termiske nøytroner i thoriumbasert brensel. I tillegg blir det produsert neglisjerbare mengde av plutonium fra thoriumbaserte brensel, sammenliknet med uranbaserte brensel, og det er mye vanskeligere å produsere våpen fra denne brenselssyklusen. Dersom thoriumbaserte brensel multi-resirkuleres kan hele avfallsproblematikken redusere meget kraftig.

 

Hei dere, nyter dere ferien (hvis dere har ferie)? Hvis dere jobber (som meg) så nyter dere kanskje at det er så utrolig mye mer stille og rolig enn det pleier - i alle fall er det sånn i Oslo! Jeg har ikke noe sånn forhold til påske og fjellet, så det at det er stille i byen, at snøen smelter (den gjorde i alle fall det i går 😉 ), og at Hestehoven begynner å titte frem (jeg har sett små løkskudd, så jeg krysser fingrene for at Hestehoven er her før påsken er over), det er dét som er påske for meg ♥

Men over til tittelen: Jeg har vel kanskje ikke krim, akkurat, men en liten føljetong tenkte jeg å ta her nå i påsken (ferie eller ei). Om 3 dager har jeg nemlig disputasjubileum, som betyr at jeg har kunnet kalle meg Dr. Rose i ett år, og det vil jeg markere med å dele litt fra doktorgradsavhandlingen min. De mest innfløkte detaljene fra oppgaven tror jeg ikke det er så mange som er her inne og leser som har interesse av, men introduksjonsdelen av den, der jeg snakker om kjernekraft og thorium - den er kanskje av interesse for flere...spesielt med tanke på at noen "likte meg bedre da jeg snakket om thorium" 😉 Jeg håper dere vil like det!

Greia med thorium, DEL1

Hvis du fulgte med i norske medier i årene mellom 2005 og 2008, var det nærmest umulig ikke å få med seg at det var mye snakk om thorium, thorium-brensel, og "thorium-reaktorer". Thorium ble fremstilt som "den nye kjernekraften"; noe som var helt annerledes, og mye bedre enn den "gamle", uranbaserte kjernekraften. Det ble dessuten også påstått at thorium kunne bli "Norges neste olje", siden et av verdens største thorium-reserver ligger i Norge.

Men gratis lunsj fins ikke. Thorium er ikke sendt fra oven - noe "gude-gitt", ei heller er det fienden. Hele kjernekraftdebatten er ofte, dessverre, veldig polarisert. Thorium er et grunnstoff som, under de riktige omstendighetene, kan bli gjort om til den helt utmerkede fissile (spaltbare) kjernen uran-233, og på grunn av egenskapene til denne uran-isotopen, kan det hele bli bedre enn tradisjonelt uran-basert brensel. Dog er det ikke himmel og jord i forskjell på thorium-brenselssyklusen og uran- og uran/plutonium-brenselssyklusen. Thorium-brenselsyklusen er et spesialtilfelle av den mer generelle brenselsyklusen for kjernekraft, som altså kan ha noen veldig positive sider ved seg:

  • under de rette forutsetningene kan reaktorer som bruker thorium-baserte brensel produsere mye mindre langlivet, radioaktivt avfall
  • det fins mer thorium på jorden enn uran (ca 4 ganger så mye)
  • det blir så å si ikke produsert plutonium fra thorium-baserte brensel - noe som kan være positivt med tanke på public opinion
  • det er en mulighet for å få til breeding, eller nesten-breeding (breeding betyr at man produserer mer fissilt materiale enn det man bruker - det høres nesten ut som evighetsmaskin, bare at det ikke er det, og at det er sant 🙂 ), i et termisk nøytronspektrum
  • det er vanskeligere å produsere våpen fra thorium enn fra uran eller plutonium, fordi den fissile uran-233 alltid vil være forurenset av uran-232, som gir fra seg gamma-stråling med veldig høy energi (som gjør det nærmest umulig å lage våpen av)

To av de største utfordringene i vår tid er energi-sikkerhet og klimaendringer. Vi trenger tilgang til nok, rimelig og pålitelig energi, og vi trenger å produsere denne uten CO2-utslipp (eller så nært det lar seg gjøre). Thorium som brensel i kjernekraftverk kan være en (viktig) brikke i løsningen på disse utfordringene.


...og sånn lyder altså introduksjonen (de 2 første sidene) av doktorgradsavhandlingen min 🙂

I morgen kommer DEL 2, med en liten historisk gjennomgang av kjernekraft i går og i dag.