Svar:
Strålning kan absorberas av molekyler endast om ljuset har samma frekvens som molekylen kan svänga med.

Analogi Om Du slår på en gunga måste Du slå med samma frekvens som gungan själv svänger med för att gungan ska börja svänga ordentligt.

Molekylerna fungerar precis som gungan. Endast om "man sparkar" på dem i rätt takt så tar de upp energi. Fenomenet kallas för resonans.

Kortvågigt ljus svänger för snabbt för att koldioxidmolekylen ska "hänga med" i svängningen. Den mer långvågiga strålningen däremot svara mot en lägre frekvens som kan få molekylen att vibrera.
1998-11-11

Svar:
Principen är att man sätter ihop en tillräckligt stor mängd av bombmaterialet (uran-235 eller plutonium-239) på ett sätt så att det inte kan explodera. När man fäller bomben trycker man ihop materialet med hjälp av vanliga sprängmedel. Man får då vad som kallas en kritisk massa, och kedjereationer ger upphov till en stor explosion. För att du inte skall göra en bomb i skolan, så har jag utelämnat en liten men viktig detalj.
/Peter Ekström 1998-11-11

Svar:
En mycket bra fråga, som är ett av många exempel på att man, om man vill värna om vår miljö, måste ta hänsyn till alla effekter. Tåg är ju till exempel ett mycket energieffektivt och miljövänligt transportmedel, men man måste också ta hänsyn
till exempelvis tunnelbyggande (tänk på Hallandsåsen!) och hur man producerar den ström som tågen behöver.

Lågenergilampor är små kompakta lysrör, som i stället för en glödtråd har en gas i vilken det blir en urladdning. Lågenergilampor innehåller miljöfarliga ämnen (t.ex. kvicksilver), så när de går sönder måste de tas om hand på ett bra sätt.

Lågenergilampor är betydligt dyrare än vanliga lampor, men de varar längre, så kostnaden blir ungefär densamma. Det har ingen betydelse om värmen kommer från lampor eller element - all energi från lamporna utom den lilla del som går ut genom fönstren används till uppvärmning. Dessutom är det ju så att vi behöver mest uppvärmning på vintern när vi även behöver mest ljus. Värmen från utspridda lampor blir även jämnare fördelad i rummet än från enstaka element.

Skulle man då lika gärna kunna använda bara lampor för uppvärmningen? Nej, det skulle bli för dyrt. Visserligen blir energiförbrukningen (det vill säga elräkningen) densamma, men lamporna går sönder efter en tid, medan ett el-element kan användas mycket länge. Dessutom blir det väldigt ljust hela natten, vilket kan vara störande.

Se även Lågenergilampor sprider kvicksilver med soporna.

Ljuskällor

Ljuskällor är konstruktioner som genererar ljus. Det finns flera olika ljuskällor som bygger på varierande fysikaliska fenomen. Nedan är en sammanställning av fördelar och nackdelar med olika ljuskällor. Detaljer om hur de olika ljuskällorna fungerar finns under länk 1, i Wikipedia-artiklarna Glödlampa och Lågenergilampa samt under nyckelordslänkarna nedan.

Eftersom olika ljuskällor skapar ljus på olika sätt (se nedan) så är fördelningen av ljuset med olika våglängd (spektrum) mycket olika, se figuren nedan.

Glödlampa

Mycket gammal och etablerad ljuskälla som är på väg att fasas ut genom EU-bestämmelser (Incandescent_light_bulb).
Glödlampan har en glödtråd (vanligen av wolfram) som ljuskälla. Glödtråden omges av en skyddande gas (vanligen en ädelgas) innesluten i en glaskolv. Glaskolven är fastsatt i en metallsockel, och elektriskt ledande trådar går från glödtrådens ändar ut genom sockeln. Glödtråden fungerar som ett elektriskt motstånd, och då ström leds genom den blir den het och fungerar därmed som en svartkroppsstrålare (temperaturstrålning) som avger ljus och värme.

++ billig

+ behagligt, varmt ljus

- dålig ljuseffektivitet, c:a 2% (ger mycket värme, Incandescent_light_bulbEfficiency_comparisons)


Lysrör

Etablerad ljuskälla i vissa miljöer, speciellt offentliga (Fluorescent_lamp). Lysrör är en elektrisk ljuskälla som joniserar argon och kvicksilverånga för att bli elektriskt ledande varvid UV-ljus skapas. UV-ljuset exciterar elektroner i det fluorescerande pulver som är anbragt på glasrörets insida. När den exciterade elektronen återfaller i sin lägre bana avges synligt ljus. Glaskvaliteten i röret förhindrar UV-läckage.

+ relativt billigt

+ bra ljuseffektivitet (c.a 10 gånger bättre än en glödlampa)

+ lång livslängd

+ ljuset kan anpassas för olika behov med olika fluoriscenter

- startar upp långsamt (sekunder)

- kallt ljus

- svåra att reglera ljusstyrkan ("dimma")


Lågenergilampa

Är i princip ett litet lysrör och har därför liknande fördelar och nackdelar (Compact_fluorescent_lamp, Lågenergilampa)

+ relativt billig

+ bra ljuseffektivitet

+ lång livslängd (varierar dock)

- startar upp långsamt (sekunder)

- kallt ljus

- innehåller kvicksilver

- åldras (effektiviteten försämras)

- temperaturkänslig

- kan ej "dimmas"


Halogenlampa

Används mest i tillämpningar där man vill ha en liten ljuskälla, t.ex. bilstrålkastare, spotlight (Halogen_lamp). En halogenlampa är en slags glödlampa som innehåller halogengas, vanligen av jod eller brom. I halogenlampan är temperaturen hos glödtråden högre än i en vanlig glödlampa. Den höga temperaturen gör att glödtråden förgasas till viss del men de gasformiga atomerna sublimerar och återgår till glödtråden i ett kretslopp så att den håller 2-4 gånger längre och ger mer ljus än en glödlampa. Halogenlampans ytterhölje är gjort av värmetåligt kvartsglas och har vanligen ett UV-skydd för att filtrera bort UV-strålning.

+ lite högre ljuseffektivitet än en vanlig glödlampa pga högre temperatur

+ innehåller inga tungmetaller

- relativt dyr

- kräver normalt lågspänning så man behöver en transformator

Lysdiod

Har snabbt etablerat sig som en mycket viktig ljuskälla när problemen högt pris och onjutbart ljus har lösts (Light-emitting_diode). Lysdiod (Light Emitting Diode, LED) är en diod som utstrålar inkoherent monokromatiskt ljus vid en elektriskt framåtriktad spänning. Till skillnad från glödlampor, som kan använda likström eller växelström så kräver lysdioder likström med rätt polaritet (några få volt). När spänningen genom PN-övergången är i rätt riktning, flyter en betydande ström genom dioden. Strömmen säges då vara framåtriktad. Spänningen över lysdioden är i detta tillfälle stabil för en given lysdiod och proportionell mot energin av de utstrålade fotonerna. Speciella konstruktioner (fråga [12571]) kan ge vitt ljus.

+ bra ljuseffektivitet

+ ej stötkänslig

+ mycket lång livslängd även om den tappar i effektivitet

+ innehåller inga tungmetaller

+ kan göras mycket små

+ ljuset kan fokuseras till en stråle utan reflektor

-- mycket dyr än så länge

- kallt ljus

- temperaturkänslig (speciellt för värme)

Översikt över de vanligaste lamptyperna (från Sydsvenska Dagbladet 5/12/09):

Glödlampa Lågenergilampa Halogenlampa LED-lampa

 60W 15W 35W 7-15W

710 lumen 710 lumen 710 lumen 710 lumen

12 lumen/W 50 lumen/W 20 lumen/W 50-100 lumen/W

Se Luminous_efficacy för en översikt av effektiviteten (verkningsgraden) av olika ljuskällor. Se länk 2 och Plasma_lamp för information om plasmalampor.

/Peter Ekström 2003-09-03

Svar:
Ingenting - förhoppningsvis! Det finns två problem med ditt förslag: det är dyrt och det kan hända en olycka i starten. Annars är lösningen utmärkt - i själva verket har man föreslagit den på allvar.

Det är mycket svårt att få en raket att falla in till solen. Först skall man övervinna flykthastigheten från jorden på 11 km/sekund (det är den hastighet ett föremål måste ha för att ta sig ur jordens dragningskraft). Sedan är det så att jorden rör sig runt solen med en hastighet på 30 km/sekund. En stor del av denna hastighet måste bromsas upp. Man skulle kunna använda sig av till exempel Jupiters dragningskraft för att kasta in raketen i solen. Men då kan man lika gärna skjuta raketen på Jupiter. I vilket fall som helst, atomsoporna skulle vara helt ofarliga på Jupiter eller solen eftersom där inte förekommer något liv.
/Peter Ekström 1998-11-09

Svar:
Litium som är en del av bränslet tillsätts från början i den gas som ska upphettas och bli plasmat.

Man kan inducera en ström med hjälp av ett varierande magnetfält. På grund av resistansen hos plasmat
sker en uppvärmning. Denna metod fungerar bäst i början eftersom resistansen
minskar vid högre temperaturer.

En laddad partikel som rör sig i ett magnetfält påverkas av en kraft som är
vinklerät mot
både partikelns hastighet och magnetfältets riktning. Partikeln kommer att
röra sig i en cirelrörelse
om den startar vinkelrät mot fältet, annars i en spiralformad rörelse.
Genom listigt utformade magnetiska fält kan man få partiklarna att stanna i
ett
begränsat område ("magnetisk flaska"). Det blev inga formler för jag tycker
det är lättare att förklara utan.

Neutronerna som träffar reaktorväggen orsakar kärnreaktioner vid vilka
radioaktiva nuklider skapas. De kan ha lång halveringstid
vilket gör att väggarna är radioaktiva under lång tid, förmodligen tusentals
år.

Länkar: EFDA, EFDA-JET, General Atomics - Fusion Energy
2003-05-04

Svar:
Du menar säkert effekt, vilket är utvecklad energi per sekund.
1 liter vatten väger 1 kg, och påverkas av kraften 9.81 N.
Energi är kraftensträckan. Totala effekten blir då

2006009.81 Nm/s=1177200 W.

Med en verkningsgrad av 90%, så ger detta ungefär 1059 kW, vilket är mycket lite jämfört med Harsprångets kraftstation på 977 MW maxeffekt, se Harsprånget ¹.

En eluppvärmd villa förbrukar sådär 20000 kWh på ett år, det vill säga effekten är

20000/(36524)=2.3 kW.

Kraftverket skulle alltså räcka till att värma ungefär 1059/2.3=460 villor.
_______________________________________________________________

1) Med fallhöjden 107 m, medelvattenföringen 268 m³/s och verkningsgraden 0.9 får vi medeleffekten

0.99.8110726810³ = 250 MW

alltså ungefär 1/4 av maxeffekten.
/Peter Ekström 1998-11-11

Svar:
Vågkraftverk tar till vara på den energi som finns i havsvågor. Man kan till exempel ha ett föremål som flyter och som varje gång en våg kommer rör sig upp och ner.

Denna upp-och nedgående rörelse omvandlas till rotation (jämför cykelpedaler) som driver en elektrisk generator. Sådana kraftverk får placeras på ställen där vågorna är speciellt höga.

Tidvattenkraftverk bygger på tidvattnets höjning och sänkning. Man bygger en damm över en vik där man vill ha ett tidvattenkraftverk. När tidvattnet stiger låter man vattnet gå igenom och driva en turbin ("vattenhjul"). När tidvattnet vänder och vattnet vill gå ut ur viken igen så vänder man på turbinen och tar energi ur vattnet en gång till. Det finns sådana kraftverk vid den franska atlantkusten.

Var kommer energin ifrån? Är våg- och tidvattenenergi förnybar?

Energin måste ju bevaras!

Vågenergi liksom vindenergi får anses förnyelsebara eftersom vågorna drivs av vindar som i sin tur skapas av solens värme. Vindarna går i alla riktningar, så inflytandet på jordens rotation är försumbart. Detta gäller emellertid inte tidvattenenergi.

För tidvattenenergi tar man energin från jordens rotationsenergi: jorden kommer alltså att rotera långsammare och dygnet kommer att bli längre, visserligen långsamt men ändå. Samtidigt som jordens rotation blir långsammare så kommer månen att tvingas längre ifrån jorden, så tidvatteneffekten kommer att bli mindre, se fråga [13056]. Tidvattenenergi är alltså till skillnad från vågenergi inte förnyelsebar. Påpekas bör dock att förekomsten av några tidvattenkraftverk inte ger särskilt stort bidrag till uppbromsningen av jordens rotation och ökningen av månens avstånd.

Ta reda på: Hur ofta är det flod respektive ebb?

Se Vågkraftsprojekt för mer om vågenergi och länk 1 om tidvattenenergi (på engelska). Se även Wave_power, Tidvattenkraftverk och Tidal_power.
/Peter E 1998-11-11

Svar:
Nej, det beror på vilket ämne man har. I vissa ämnen är elektronerna mycket hårt bundna, i vissa lite mindre bundna. Ju hårdare elektronerna är bundna, desto högre temperatur behövs för att slita loss dem.

Siffran för antändningstemperatur för D-T fusion är så bra man kan ge den. Chansen för att en D och en T skall reagera ökar med temperaturen (rörelseenergin hos jonerna). Det finns på grund av den så kallade tunneleffekten en liten chans att D och T skall reagera redan vid rumstemperatur, men siffran 40-100 milj. grader avser när chansen är så stor att man praktiskt kan använda processen för att utvinna energi.
/Peter Ekström 1998-12-08

Svar:
De flesta anställda arbetar i områden som inte har mycket högre strålningsnivå än den naturliga bakgrunden. När man gör reparationer i områden med hög strålnivå (t.ex. reaktortanken), så använder man sig av robotarmar så långt det går. När det inte räcker till går man in med skyddskläder under så kort tid som möjligt.

För att anställda inte av misstag skall bära med sig något radioaktivt, har man utpasseringskontroll. Det var vid denna kontroll i Forsmark som man 1986 upptäckte strålningen som kom från Chernolbyl.

Alla anställda på kärnkraftverk har en filmbricka, som kontrolleras regelbundet. På så sätt kan man kontrollera att ingen får för hög stråldos.
/Peter Ekström 1997-12-01

Svar:
Inte mycket! Det är smutsigt och ger upphov till koldioxid som
kan påverka jordens klimat (växthuseffekten). Det enda jag kan komma på som är positivt, är att det är svårt att föreställa sig
riktigt stora katastrofer med kolkraft (gruvolyckor vid brytningen
kan naturligtvis förekomma). Med kärnkraft och med vattenkraft kan
man tänka sig ytterst osannolika scenarion där även allmänheten
kan drabbas hårt.
/Peter Ekström 2000-03-30