maanantai 30. tammikuuta 2017

Fuusiovoimasta hyvä energialähde

Katselin tämänpäiväisen nettiuutisen videokuvaa Porin pigmenttitehtaan suurpalosta http://yle.fi/uutiset/3-9431958 ja jotenkin se toi mieleeni sanan "fuusio". Kuvan kirkas palo näytti olevan ilmassa metallisen ylösalaisin olevan neliskanttisen U-kirjaimen muotoisen metallin takana ja fuusiovoimassa on ongelmana sen suuri kuumuus ja sitä kuulemma pitäisi pitää ilmassa magneettikentän varassa paikoillaan. Fuusiovoiman hyvä puoli on, ettei se tuota radioaktiivista jätettä vaan reaktiotuotteet ovat vaarattomia. Lisäksi se tuottaisi paljon enemmän energiaa kuin nykyiset ydinvoimalat. No, näin muistelen kuulleeni, mutten näistä varma ole. Mutta Yhdysvalloissa on uusi presidentti Trump, joten olisivat voineet kokeilla.

Laitan tähän varmuuden vuoksi näitä ajattelukyvyn kohotusohjelinkkejäni:
http://pikakoulu.blogspot.fi koko blogi
http://www.youtube.com/khtervola  Soittolistat älykkyydestä, taidoista ja tunteiden rationaalisuudesta (mistä tarvitaan ianakin tunnelmatajun käyttö ajattelussa)
http://feelingcomputers.blogspot.fi/2012/10/building-dream-level-solutions.html
http://kokonaiskuvat.blogspot.fi/2016/06/vihrean-teknologian-kehittamisesta.html

Fuusiovoimassa siis kaksi vetyä törmää kovalla vauhdilla toisiinsa ja muodostuu heliumia ja paljon lämpöä, ihan sama juttu kuin auringossa, mistä auringon lämpö on lähtöisin.

* * *
Seuraavana päivänä ti 31.1.2017
 Fuusiovoimassa on kai ongelmana sen kuumuus, mikä estää sen pitämisen astiassa tms. Mutta hiukkasen kaartavat liikkuessaan magneettikentässä, joten voimakkaan magneettikentän avulla fuusioreaktorin voisi pitää kasassa. Mutta ongelmana on ollut, etteivät fyysikot ole osanneet laskea, millainen magneettikenttä siihen sopisi ja miten se saataisiin aikaan. Fuusioydinreaktiossa tarvittavaa vetyä saa kai sähkövirran avulla (suolaisesta?) vedestä. Ilman suurin ainemäärä on muistaakseni typpeä, ei vetyä, mutta on ilmassakin vettä.

Fyysikoiden ongelmanratkaisun hankaluutena on, että vain laskevat ja kaikki saman kaavan mukaan, mikä ei tuo paljon uutta eikä ole ollenkaan hyvä hahmotustapa. Jos ja kun se ei riitä, niin tarvitaan muitakin ajattelutapoja, ainakin arkijärkisyyttä ja muiden tieteenalojen ym elämänalojen soveltuvien käsitteiden, termien, rakenteiden avulla tilanteen ja vaihtoehtojen hahmottamista. Samoin kai tarvitaan eri tavoin suuntautuneita ihmisiä, joilla joko järki tai matemaattisuus tai molemmat ovat vahvoja. Matemaattisuuden tarpeen voisi kiertääa arkijärjen ja kuvien kautta. Myös naisten lähestymistavat ovat ainakin Suomessa rikkaampia kuin miehille tyypillinen kaavamaisuus.
(On myös mahdollista, että osa laskennallisemmista fyysikoista sabotoi muiden elämänalojen myötä löydettyjä ratkaisuja koska itse ovat kapea-alaisia ja haluaisivat voittaa.)
Muistelen nuorempana nähneeni telkussa uutisen kylmäfuusiosta. Se leimattiin huijaukseksi, mutta onko ollenkaan luultavaa, että kaavamainen fyysikko hyväksyisi ymmärryksensä yli käyvän uuden teorian, jolle fyysikkotutut ja laskennallisemmat fyysikot ovat epäileväisiä? Kysyttiinkö siis aivan väärältä taholta, jos kysyttiin fyysikoilta? Eivätkö arkijärkiset ohmiset ole parempia hyväksymään uusia ideoita ja ymmärtämään niitä arkijärkisesti.

* * *

Näitä tässä pohdin, mutten niin ole vahvimmillani tällaisissa kysymyksissä, kun ajattelutyyppinin on jotenkin filosofisempi.

Orgaaniset aineet tapaavat olla hiilivetyjä, joten myös maaperästä löytyy vetyä. Toisaalta sekä vety että reaktiotuotteena syntyvä helium ovat ilmaa kevyempiä kaasuja, joten fuusioreaktorilla olisi taipumusta karata juuri ylöspäin. Samaan viittaa kuumuut: kuumempi ilma on kevyempää ja nousee siksi ylöspäin.
Reaktiolle on olennaista, että vety-ytimet törmäisivät kovalla vauhdilla toisinsa. Kova vauhti molekyyleillä kimpaleessa ainetta on sama kuin kuumuus. Eli fuusioreaktorin molekyylit arkaisivat helposti vauhdilla kauemmas, jolleivät olisi magneettikentässä. Magneettikenttä saa olla vahva jo fuusioreaktorin kohdalla, sillä se ei häiritse liikkeen vauhtia. Mutta magneettikenttä saa varatun hiukkasen kaartamaan magneettikenttään nähden kohtiruorassa tasossa, jolloin kysymykseksi jää, mitä tehdä magneettikentän suuntaisen liikkeen kanssa.

Oikeastaan fuusiovoimaan liittyy muutama erillinen kysymys:
Fuusioreaktion käynnistäminen ja sammuttaminen, sen voimakkuuden säätely.
Reaktorin pitäminen suurin piirtein paikoillaan.
Ja onko pohtimatta jäänyt, miten reaktorin tuottama lämpöenergia saataisiin talteen? Tämä on käytännössä tärkeä kysymys!
Ja mitä tehdä karanneiden fuusioreaktoreiden kanssa, lentävätkö ne vain taivaalle ja sammuvat sinne?

Mutta voiko paine reaktorissa johtua osin siitä, etteivät hiukkaset pääse magneettikentän vuoksi kauemmas, jolloin kaasu olisi siellä tiheämpää ja siksi painavampaa? Eli ei pelkkä ympäröivän ilman paine pidä kaasua reaktorissa. Voiko painon säätää juuri ympäröivän ilman painoa vastaavaksi, silloinhan olisi helpompaa.
Riittääkö, että reaktorin pitää kasassa kuin putken vaikka se pääsisi leviämään putken päistä sivuille? Voiko putki olla kovin kapea, jos magneettikenttä on vahva? MUtta hiukkasten nopeus, jota reaktorissa tarvitaan, laajentaa kaarta.

* * *

Jolleivät eri alojen ihmisten taidot riitä - Kokeilkaa ensin! - niin onhan apuna vielä uskonto ja sitten tuolla ekan ajattelukykyohjelinkin blogin ajattelukurssilla saa eläimistä juttelevan ihmisen määrissä koulutetun ihmisen taoaan järkevät, että sieltä saa uusia ideoita, mutta kuka nyt sitten niin osaa kommunikoida eläinten kanssa, ja itse pitäisi arkijärkisesti yrittää ensin ja jutella ainakin jonkun tutun kanssa, niin on komuunikaatioyhteys ihmisin päin mukana eläimen kanssa keskustellessa. Ainakin villkoirani Banjo tuntuu ymmärtävän fysiikkaa hyvin ja ulkona lintu laulaa, tuntuu napanneen aiheen ja olevan itseluottamusta täynnä, mutten siitä mitään ymmärrä, että mitä se sanoo.

* * *

Oikeastaan vety koostuu protonista, jota kiertää elektroni, mutta helium koostuu kahden protonin ja kahden neutronin muodostamasta atomiytimestä, jota kiertää kaksi elektronia. Eli heliumin muodostamiseen tarvitaan kaksi vety-ydintä ja kaksi neutroni, jotka tärmäävät yhteen. Protonilla on samansuuruinen positiivinen varaus kuin elektronilla ja molemmat siis kaartavat magneettikentässä mutta muistaakseni vastakkaiselle puolelle kaartaen. Neutroni sen sijaan kulkee magneettikentässä suoraan. Niinpä fuusioreaktoria kai pitäisi ampua neutoneilla, kai niistä suunnista, joihin reaktorin putki tuppaa hajoamaan eli siis putken päistä mutta kauempaa. Se voisi auttaa reaktoria pysymään kasassa.
Reaktorista karkaava vety luultavasti reagoisi ilman hapen kanssa hanakasti, tuoattaen vettä ja lämpöä. Helium sen sijaan on jalokaasu eikä reagoi kemiallisesti.

Joutuisiko magneetin viilentämään virtaavalla kylmällä nesteellä. Voiko siitä saada lämpöenergiaa?

Jos vetyä tarvitsee lisätä, niin sitä kai voisi lisätä putken päistä ampumalla.

* * *

Mutta katsokaa nyt kumminkin tuo video! Fuusioreaktori voi olla todellisuutta jo nyt! Näyttävät osanneen sen rakentaa...
(nettiuutisen videokuvaa Porin pigmenttitehtaan suurpalosta) http://yle.fi/uutiset/3-9431958

* * *

Fuusiovoimasta kai vieraannuttaa se, että se sotketaan "perinteiseen radioaktiiviseen ydinvoimaan", jonka yhteydessä on usein puhe sekä turvallisuudesta että vaarallisuudesta. Olisiko "fuusio turvallistakin turvallisempi", kun se tuottaa lähinnä vappupalloista tuttua heliumia, joka on turvallinen kaasu, ns. jalokaasu."Fuusio on sama, miten aurinko tuottaa lämpöä. Aurinkohan ei ole radioaktiivinen." Fuusio tarkoittaa atomiydinten yhdistymistä: vety-ytimet yhdessä neutronien kanssa muodostavat heliumytimiä. Fuusion tyyppipiirteet syntyvät korkeasta lämpötilasta ja turvallisuudesta. Vielä on ratkaisematta, millainen lämpövoimala hyvin hyödyntäisi fuusiovoimalan lämmön energiantuotannossa.

* * *

ma 6.2.2017   Taitaa olla uuden aikakauden alku, jos tuossa fuusiovoimala toimii ja sen avulla voidaan ratkaista iso osa ympäristöongelmista, jotka ovat painaneet mieltä. Toimi tai ei, niin kyllä se tarkoittaa, että fuusiovoima olisi iso asia vihreille!

(Itse kirjoitin tulevaisuuden tietokoneista objektiivisesti ja yleisellä tasolla
Future computers: feelings, moral and objective thinking ability for
computers http://feelingcomputers.blogspot.fi/2011/08/far-future-with-computers-what-will.html
ja koen sen poistaneen huolta tulevaisuudesta, olleen vähän samantapaisesti uuden aikakauden alku, parempien tulevaisuudennäkymien.)


* * *

(5.3.2017   Lieneeköhän fuusiovoiman mahdottomalta kuulostamisen isona syynä ihan muu: Nimittäin kun insinöörialojen naiset ajattelevat, että insinöörimies ymmärtää vain fysiikkaa, matematiikkaa yms, niin käyttävät sanaa "fuusio" viitatessaan avioliittoaikeisiin tai seurusteluun, mistä johtuen fyysikkomies saa kamalan sätkyn joka kerran, kun joku käyttää sanaa "fuusio", ja on epämääräisen peloissaan mahdollisista sosiaalisista sivuvaikutuksista, kun joutuisi syöjättären näköisen tai muuten ihan vääräntyyppisen naisen pariksi.


(Insinöörimiesten tavallisten kaikille kuuluvien perusoikeuksien puolustamisessa on juuri tuo ongelma, että joku leimaa ne henkilökohtaiseksi kiinnostukseksi heihin, mihin on kai syynä se, että heitä pidetään ilkeinä, mutta useimmiten se lienee ammattialan yksipuolisuutta ja elinympäristön miesvoittoisuutta eikä ilkeä luonne, ja sitäpaitsi operusoikeudethan kaikilla olisi oltava! En noita sosiaalisia puolia osaa niin ratkoa, mutta osansa lienee sillä, että insinööriopiskelija on yleensä tullut juuri koulusta ja taas häntä manipuloivat ovat olemukseltaan ja vapaudeltaan sekä vaikutusvallaltaan ja elämänkoemukseltaan 60- tai 40-vuotiaan oloisia tms, jolloin nuorempi tulee luulluksi koulumaiseksi ja vanhempi rehevän elämäntavan kannattajaksi vaikka totuus olisi päin vastoin. Mutta noista työoloista osaisin hjelppiä sen verran, että ammatinvaihdon ohjeita monta Haaveammattiin-blogissani http://nopeaoppisuus.blogspot.fi ja lisää vapaa-aikaa blogissani http://workandfreetime.blogspot.fi mistä kannattaa katsoa etenkin ekan tekstin linkillä kirjani.))

* * *

27.5.2017   Tunnistaisikohan fuusiovoimalan piipusta tupruavasta heliumista? Täällä Savonlinnan itäosassa on jokin tehtaan piippu, josta savu ainakin joskus tupruaa samantapaisesti matalalla mutkitellen kuin karannut heliumpallo. Savonlinnalaisissa on monta taitavaa vanhusta. Oopperaharrastuneisuus, uskonto, maalaaminen ja käytännön alat opettavat kovin taitavaksi, mutta se on taitotaso, jota on vaikea matkia.

27.7.2017   Tänään on Venäjän presidentti Putin Savonlinnassa käymässä ja jäin miettimään, onko Kyrönniemen voimalaitos oikeasti fuusiovoimala jo, silloinhan se olisi Putinin vierailukohde, mutta osataanko fuusivoimala rakentaa? Mitä siitä puuttuu? Ainakin neutroneja ja neutroneilla ampuminen, onko niitä? Voimalan vieressä on rakennus, joka voisi olal neutronitehdas, mutta onko neutoronitehtaita, miten neutroneita tehdään? Entä säilötään? Entä oataankoniillä ampua reaktoria?
Vetypalloja on, samoin heliumaplloja, joten vety- ja heliumkaasut pysyvät astiassa. Johtuuko se jotenkin ytimen sähkövarauksesta vai voisiko vastaavassa astiassa pitää neutroneit? Törmäyksissä kai tulevat kyseeseen ydinvoimat siis vahva ja heiko vuorovaikutus vai mitä ne olivat nimeltään? Vai ovatko ne vasta hiukkaskokeissa?
Yritän tässä malliksikokeeksi yrittää ratkoa tästä jotakin, niin saan ehkä monipuolisemman lähestymistavan käyttöön.
Neutroneilla ei ole helppo ampua lujaa, koska hiukkaskiihdyttimet kai käyttävät sähkö- ja magneettikenttiä ja neutroni on varauukseton. Kuinka lujaa pitäisi neutroneilla ampua? Lämpöliike astiassa, jossa on pieni porattu reikä tms toisi kai suunnatun suihkun hiukkasia, muttei kamalan nopeaa. Neuroneja voisi myös yhtä painavilla tai painavammilla hiukkasilla töniä, mutta jääkö suunta silloin sattumanvaraiseksi.
Auringossa painovoima pitää nautronit siellä, missä fguusioreaktiota tapahtuu. Olisiko mahdollista ampua alhaalta ylös ja neutroni tipahtaisi taivaalta taas kohdalle, samalla vauhdilla kuin lähtikin?
Jos neutronit ovat hankalia, niin voidaanko törmäyttää neljä protonia ja kaksi elektrtonia tai monta kumpaakin ja saada heliumia? Luulisi, että elektroni oikealla tavalla protonin ympärillä tuottaisi neutronin.
Ratkeavatko ongelmat sieltä, missä on kokonaishahmoja, valmis teema, ja laskennallisesti insinöörimäisesti nykertäen taas eivät niin, tai eivät ainakaan yhtä helposti? Fysiikka huomaa vain soan ilmiöistä, paljon ons attumanvaraista. Voisivatko siis muut elämänalat tai esim. luonto tai uskonto löytää jonkin uoman, jota pitkin kumminkin ratkeaa, vaikkei laskuista ratkaisua löydettykään? Esim. minkä henkisiä aineet ovat, onko jotakin henkeä, tunnelmaa, jota on läsnä josaineen miettii muuttuvan tietyksitoiseksi aineeksi? Voiko niissä tilantiessa olla jokin tekijä, joka tuo tuon muutoksen? Voiko se tuottaa energiaa?
No jaa, en näitä niin osaa, mutta laskennallinen menetelmä ei yleensä ole uutta keksivä ja arkijärki taas voi löytää uusia ratkaisuja.
Mistä löydetään neutroneja? Epästabiileista isotoopeistako? Vaiu törmäyttämällä elektroneja protoneihin? Vai miten? Törmäyttämällä atomiaytimiä toisiinsako?

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti