NL&T – Kernfusie samenvatting
Hoofdstuk 1:
Energie is gedefinieerd als de mogelijkheid om arbeid te verrichten.
De standaard energie is joule (J). Een joule is gelijk aan de energie die nodig is om over een afstand
van 1 meter een kracht van 1 newton uit te oefenen.
Vermogen is de hoeveelheid energie die per tijdseenheid wordt omgezet; joule per seconde (J/s)
oftewel watt (W). 100 watt staat dus gelijk aan 100 J/s.
kWh = kilowattuur. 1 kWh = 3.600.000 joule.
De elektronvolt wordt gebruikt om kleine hoeveelheden energie op de schaal van atomen en
moleculen te meten. 1 eV = 1,602 x 10 -19 J. De kinetische energie is te bereken door in formule 3 de
lading niet in coulomb, maar in het elementaire ladingskwantum e 1 uit te drukken.
Temperatuur is een maat voor de gemiddelde kinetische energie per deeltje van een stof.
Formules:
E
1. P=
t
2. E=Fz × s=m× g × s
E = energie in joules (J)
Fz = zwaartekracht in newton (N)
s = afstand in meters (m)
m = massa in kilogrammen (kg)
g = gravitatieversnelling in meter per seconde kwadraat (9,81 m/s 2)
3. ∆ Ekin=−q × Uak
ΔEkin = toename van de kinetische energie van het deeltje in joule
q = lading van het deeltje in Coulombs (C)
Uak = spanningsverschil tussen de anode en de kathode in volts (V)
Hoofdstuk 2:
Verschillende energiebronnen zijn: biomassa, waterkracht, kernsplijting, gas, olie en kolen.
Om energie te kunnen gebruiken moet deze worden omgezet. Deze omzetting is meestal niet
volledig. Er wordt altijd een deel omgezet in een soort energie waar we niks aan hebben, meestal is
dit warmte-energie.
Het percentage dat daadwerkelijk wordt omgezet in de gewenste energiesoort wordt het rendement
genoemd. Zie formule 1 & 2.
Een energiedrager is een vorm van energie die eenvoudig te transporteren is en die op de plaats van
het gebruik weer eenvoudig om te zetten is in de gewenste soort energie. Bijvoorbeeld om
windenergie te vervoeren. Elektriciteit is de meest gebruikte energiedrager.
Met elektrische generator draait een enorme spoel in een magnetisch veld. Het veranderde
magnetische veld drijft een elektrische stroom door de spoel. Als je de spoel aansluit om een extern
circuit, kan de stroom daar iets nuttigs doen, bijvoorbeeld een lamp laten branden.
, Veel landen hebben elektriciteitscentrales welke 500 tot 1000 MW elektrisch vermogen produceren.
Ongeveer 80% van de wereldwijd gebruikte energie is fossiele brandstoffen. Steenkool wordt nu het
meest gebruikt. Hoe energie (elektriciteit) gemaakt wordt:
Gecombineerde cyclus = de overgebleven warmte gebruiken om stoom te maken, welke een
stoomturbine aandrijft.
Duurzame energiebronnen = energiebronnen die nooit opraken, omdat ze hun energie steeds weer
aanvullen. De restwarmte wordt dus ook nog gebruikt.
Atomen hebben een kern, hierin zit ook energie. Die energie is vrij te maken door kernreacties, ook
wel nucleaire reacties genoemd. Er zijn twee soorten kernreacties: kernsplijting en kernfusie.
Kernsplijting = een atoomkern wordt in stukken gebroken, doordat ze beschoten worden door
neutronen. Hierbij komen weer nieuwe neutronen vrij, welke vervolgens weer kernen laten splijten.
Hierbij komt warmte vrij, deze warmte wordt gebruikt om van water stoom te maken en daarmee
een stoomturbine aan te drijven.
Kernfusie = atoomkernen worden samengesmolten. Lichte kernen worden versmolten tot
zwaardere. Zo krijgt de zon ook zijn energie. Kernfusie is duurzaam, kernsplijting veel minder.
Waterstof biedt veel voordelen. Bij omzetting komt naast elektriciteit alleen water vrij. Waterstof is
alleen heel explosief vanwege de lage ontbrandingstemperatuur.
Formules:
Euit
1. η= × 100 %
Ein
Ein is de hoeveelheid energie die nodig is om een hoeveelheid nuttige energie E uit te leveren.
Puit
2. η= ×100 %
Pin
Pin is de hoeveelheid vermogen die nodig om een hoeveelheid nuttig vermogen P uit te
leveren.
Hoofdstuk 1:
Energie is gedefinieerd als de mogelijkheid om arbeid te verrichten.
De standaard energie is joule (J). Een joule is gelijk aan de energie die nodig is om over een afstand
van 1 meter een kracht van 1 newton uit te oefenen.
Vermogen is de hoeveelheid energie die per tijdseenheid wordt omgezet; joule per seconde (J/s)
oftewel watt (W). 100 watt staat dus gelijk aan 100 J/s.
kWh = kilowattuur. 1 kWh = 3.600.000 joule.
De elektronvolt wordt gebruikt om kleine hoeveelheden energie op de schaal van atomen en
moleculen te meten. 1 eV = 1,602 x 10 -19 J. De kinetische energie is te bereken door in formule 3 de
lading niet in coulomb, maar in het elementaire ladingskwantum e 1 uit te drukken.
Temperatuur is een maat voor de gemiddelde kinetische energie per deeltje van een stof.
Formules:
E
1. P=
t
2. E=Fz × s=m× g × s
E = energie in joules (J)
Fz = zwaartekracht in newton (N)
s = afstand in meters (m)
m = massa in kilogrammen (kg)
g = gravitatieversnelling in meter per seconde kwadraat (9,81 m/s 2)
3. ∆ Ekin=−q × Uak
ΔEkin = toename van de kinetische energie van het deeltje in joule
q = lading van het deeltje in Coulombs (C)
Uak = spanningsverschil tussen de anode en de kathode in volts (V)
Hoofdstuk 2:
Verschillende energiebronnen zijn: biomassa, waterkracht, kernsplijting, gas, olie en kolen.
Om energie te kunnen gebruiken moet deze worden omgezet. Deze omzetting is meestal niet
volledig. Er wordt altijd een deel omgezet in een soort energie waar we niks aan hebben, meestal is
dit warmte-energie.
Het percentage dat daadwerkelijk wordt omgezet in de gewenste energiesoort wordt het rendement
genoemd. Zie formule 1 & 2.
Een energiedrager is een vorm van energie die eenvoudig te transporteren is en die op de plaats van
het gebruik weer eenvoudig om te zetten is in de gewenste soort energie. Bijvoorbeeld om
windenergie te vervoeren. Elektriciteit is de meest gebruikte energiedrager.
Met elektrische generator draait een enorme spoel in een magnetisch veld. Het veranderde
magnetische veld drijft een elektrische stroom door de spoel. Als je de spoel aansluit om een extern
circuit, kan de stroom daar iets nuttigs doen, bijvoorbeeld een lamp laten branden.
, Veel landen hebben elektriciteitscentrales welke 500 tot 1000 MW elektrisch vermogen produceren.
Ongeveer 80% van de wereldwijd gebruikte energie is fossiele brandstoffen. Steenkool wordt nu het
meest gebruikt. Hoe energie (elektriciteit) gemaakt wordt:
Gecombineerde cyclus = de overgebleven warmte gebruiken om stoom te maken, welke een
stoomturbine aandrijft.
Duurzame energiebronnen = energiebronnen die nooit opraken, omdat ze hun energie steeds weer
aanvullen. De restwarmte wordt dus ook nog gebruikt.
Atomen hebben een kern, hierin zit ook energie. Die energie is vrij te maken door kernreacties, ook
wel nucleaire reacties genoemd. Er zijn twee soorten kernreacties: kernsplijting en kernfusie.
Kernsplijting = een atoomkern wordt in stukken gebroken, doordat ze beschoten worden door
neutronen. Hierbij komen weer nieuwe neutronen vrij, welke vervolgens weer kernen laten splijten.
Hierbij komt warmte vrij, deze warmte wordt gebruikt om van water stoom te maken en daarmee
een stoomturbine aan te drijven.
Kernfusie = atoomkernen worden samengesmolten. Lichte kernen worden versmolten tot
zwaardere. Zo krijgt de zon ook zijn energie. Kernfusie is duurzaam, kernsplijting veel minder.
Waterstof biedt veel voordelen. Bij omzetting komt naast elektriciteit alleen water vrij. Waterstof is
alleen heel explosief vanwege de lage ontbrandingstemperatuur.
Formules:
Euit
1. η= × 100 %
Ein
Ein is de hoeveelheid energie die nodig is om een hoeveelheid nuttige energie E uit te leveren.
Puit
2. η= ×100 %
Pin
Pin is de hoeveelheid vermogen die nodig om een hoeveelheid nuttig vermogen P uit te
leveren.
