Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen:

| Senaste Veckans fråga | Alla Veckans frågor | ämnen |

303 frågor / svar hittades

Om vakuum och virtuella partiklar.

Fråga:
Hej!
I vakuum bildas och förintas ständigt partiklar, materia och antimateria, och det sker så snabbt att vi inte "ser det".
Hur snabbt är det? Är det ett mättekniskt problem eller ett principiellt? (Kan vi någonsin kolla om modellen stämmer?)
/Thomas  Ã,  Knivsta 2019-12-21
Svar:
Virtuella partiklar kan inte observeras direkt - endast indirekt, se nedan. Det du beskriver kallas vakuumfluktuationer. Dessa möjliggöres av Heisenbergs obestämdhetsrelation:

Heisenbergs obestämdhetsrelation är en fundamental del av kvantmekaniken, se länk 1. Den medför en grundläggande obestämbarhet i samtidig mätning av position/rörelsemängd eller energi/tid:

Dx Dp = &8463;/2 = h/(4p) (1)

DE Dt = &8463;/2 = h/(4p) (2)

Där h är Plancks konstant 6,626·10&8722;34 J·s (Plancks_konstant)

Det är konstantens litenhet (h är mycket nära noll) som gör att obestämdheten bara märks för kvantmekaniska system.

Ja, obestämdhetsrelationen är mycket väl etablerad, så här hade Einstein fel! Det mest direkta beviset är att man kan mäta vidd (energiosäkerhet) och livstid (tidsosäkerhet) för atomära och nukleära system, och dessa uppfyller sambandet (2) ovan.

Man kan observera osäkerheten i energi för kortlivade tillstånd som uppvisar en ändligt vidd, se länk 2 och fråga [19253].

Existensen av vakuumfluktuationer bekräftas av Casimireffekten som är en makroskopisk effekt orsakad av kvantmekanik, se Casimireffekten.

Se även Vacuum_state.
Länkar: https://sv.wikipedia.org/wiki/Osäkerhetsprincipen  |  http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/parlif.html
/Peter E 2019-12-22


Vad är laddning hos en elementarpartikel? Vilka oladdade finns det?

Fråga:
Hej! Jag undrar lite om elementarpartiklar. En elementarpartikel har alltid en laddning, men vad är laddningen egentligen? Är det att energin/massan är positiv/negativ eller är det bara något "magiskt" som händer med partikeln? Samt hur kan jag se på en partikel vilken laddning den har?
/Elin  E,  Lund 2020-05-12
Svar:
Elementarpartiklar är materiens minsta beståndsdelar. Partiklar som har mindre beståndsdelar räknas inte som elementarpartiklar. Till elementarpartiklarna räknar man också de partiklar som är bärare av de fyra fundamentala krafterna i naturen. Elementarpartiklar studeras inom partikelfysiken, där de partiklar man för närvarande känner till beskrivs av den så kallade Standardmodellen. (Elementarpartikel, Standardmodellen)

Det finns ett antal elementarpartiklar som är oladdade, nämligen tre neutriner, fotonen och Z-bozonen. Vad gäller övriga partiklar så har kvarkar +-(1/3)e laddningar och laddade leptoner laddningen +-e.

Laddade partiklar påverkar varandra med den elektromagnetiska kraften. I artikeln Elektrisk_laddning beskrivs vad laddning är.

Vilken laddning en partikel har bestäms enkelt genom att låta partikeln avlänkas med ett magnetfält med känd riktning.
/Peter E 2020-05-14


Är kärnkraft farligt?

Fråga:
Hej! Är kärnkraft farligt? Jag har precis sett en föreläsning från John Hopkins Applied Physics Laboratory med Bret Kugelmass.

Föreläsaren hävdar att historiskt sett så har aldrig en uran/vattenreaktor skapat mänskliga katastrofer. Det är bara plutonium/grafitmodererade reaktorer som gjort det (Tjernobyl). I princip menar han att Harrisburg och Fukoshima inte fick så allvarliga konsekvenser. Stämmer detta?

Han menar att det är den hårda lagstiftningen som gjort att det blir en katastrof.

Utöver detta menar han att kärnavfall inte är så farligt egentligen. Enligt honom är Iodine-131 den farliga komponenten i avfallet och det blir ofarligt efter 2 månader. Stämmer det?

Han hävdar också att om hela världen använder uran så har vi energi i miljoner av år. Stämmer det?
/Magnus  L,  2020-11-30
Svar:
Nej, generellt sett är användandet av kärnenergi inte farligt. Låt oss titta på de tre allvarligaste incidenterna du nämner:

Three Mile Island

Three Mile Island (TMI) är ett sedan september 2019 nedlagt kärnkraftverk, som ligger vid Susquehannafloden i Londonderry Township, Dauphin County, Pennsylvania i USA. Anläggningens första reaktor togs i drift 1974 och stängdes i september 2019. Reaktor nummer 2 som startades 1978 totalförstördes 1979 i en härdsmälta, i folkmun kallad Harrisburgolyckan. (Three_Mile_Island)


Reaktorn totalförstördes (härdsmälta) men reaktorinneslutningen höll och mycket lite radioaktivitet kom ut i omgivningen. I dag ser många denna olycka som en demonstration av att vår konstruktion av kärnkraftverk är mycket säker.

Se Three Mile Island

Tjernobyl

Tjernobylkatastrofen var en mycket allvarlig reaktorolycka i kärnkraftverket i Tjernobyl norr om Kiev i Ukraina (som då var en Sovjetrepublik). Olyckan inträffade natten till lördagen den 26 april 1986 klockan 01.23.45,[1] (lokal tid) när reaktor fyra i utkanten av staden Prypjat förstördes genom en explosion och ett moln med radioaktiva partiklar spreds med vindarna över stora delar av Europa. (Tjernobylkatastrofen)


Den värsta kärnkraftsolyckan vi haft. Man fick en vätgasexplosion, med det var att moderatorn var brännbar (grafit) och avsaknaden av en stadig reaktorinneslutning som gjorde att utsläppen av radioaktivitet blev så stora.

Se Tjernobyl

Fukushima

Fukushima-olyckan avser en serie haverier och utsläpp av radionuklider vid kärnkraftverket Fukushima I som följde jordbävningen vid Tohoku den 11 mars 2011.

Tre av verkets sex block var vid tillfället i drift och snabbstoppades, då jordbävningen slog ut det yttre elnätet. Den tsunami, som följde 56 minuter efter jordbävningen, slog ut de reservgeneratorer som användes för reaktorernas kylning. Endast batterikraft återstod då och ungefär 50 minuter senare upphörde nödkylsystemet att fungera i block 1 och 2 och efter ytterligare 1,5 dygn även i block 3. Därefter saknade såväl härdar som bränslebassänger kylning, vilket ledde till partiella härdsmältor med vätgasexplosioner och utsläpp av radioaktiva ämnen som följd.
(Fukushima-olyckan)



De tre havererade blocken var av typen lättvattenkylda kokarreaktorer med anrikat uran som bränsle (se Fukushima_Daiichi_nuclear_disasterPlant_description.


Se Fukushima


Fjärde generationens reaktor

Fjärde generationens reaktor (Gen IV) är en benämning för sex olika typer av kärnreaktordesign, som valts ut som särskilt lovande för framtida reaktorer. De är för närvarande föremål för intensiv forskning. Reaktorerna avses användas i kärnkraftverk för att som i dag främst ta tillvara elektrisk energi från kärnbränslen. (Fjärde generationens reaktor)


Nu till dina frågor.

Harrisburg var en fullständig härdsmälta men mycket lite radioaktivitet slapp ut, så olyckan hade liten påverkan på människor, undantaget en möjlig rädsla för utsläpp. Om man så vill kan man säga att haveriet visade att de vanliga vattenkylda reaktorerna är mycket säkra (undantaget ekonomiska konsekvenser).

Tjernobyl är en helt annan typ av reaktor som saknade inneslutning. Trots de allvarliga konsekvenserna (flera akut döda, sena cancerfall, ett stort område evakuerat) kan vi räkna bort denna (enligt Kugelmass definition) eftersom reaktortypen inte existerar utanför det gamla Sovjet-blocket.

Fukushima är en standardreaktor i västvärlden. Att inte klassa haveriets konsekvenser (Fukushima_Daiichi_nuclear_disasterAftermath) som allvarliga är både oärligt och korkat! Nej, ingen människa dog av akuta strålskador, men sena cancerfall och skador pga evakuering kan inte försummas.

Hur lagstiftningen skulle orsaka katastrofer begriper jag inte, det måste nog utvecklas.

Jod-131 har visserligen kort halveringstid (8 dagar), men även cesium-137 (med halveringstid 30 år) är skadligt.

Vanliga reaktorer använder 0.7% av uranet i bränslet (uran-235). Det finns reaktorer som använder allt uran och som även kan köras med t.ex. thorium. Genom att använda dessa extra isotoper som bränsle är tillgången på bränsle i praktiken obegränsad.

Bret Kugelmass är en professionell kärnenergi-lobbyist, men min åsikt är att uttalanden som ovan med hårdvinklade påståenden är snarast negativa för kärnenergins framtid. Om vi vill stoppa ökningen av CO2 (global uppvärmning, växthuseffekten) är sol och vind basresurser, men kärnenergi behövs som ett komplement. Men då måste man ta säkerhetsfrågorna mycket mer på allvar genom att designa "idiotsäkra" reaktorer, se Fjärde generationens reaktor ovan.

Länk 1 innehåller en intervju av Kugelmass. Länk 2 är en sammanfattning på svenska om fjärde generationens reaktorer.
Länkar: https://medium.com/@SustainabilityExplored/nuclear-an-old-new-solution-interview-with-bret-kugelmass-f1f09cc179b6  |  https://energiforsk.se/media/27042/broschyr-fjarde-generationens-karnkraft.pdf
/Peter E 2020-12-01


Sida 31 av 31

Föregående |

| Senaste Veckans fråga | Alla Veckans frågor | ämnen |

** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
Länkar till externa sidor kan inte garanteras bibehålla informationen som fanns vid tillfället när frågan besvarades.

Creative Commons License

Denna sida frÃ¥n NRCF är licensierad under Creative Commons: Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar