Þjóðviljinn - 02.09.1978, Page 8

8 SÍÐA — ÞJÓÐVILJINN Laugardagur 2. september 1978
Vetnisorka og
orkuvandamál
Viötal við Þorstein
Vilhjálmsson eðlisfræðing
Vegna tilraunar visindamannanna i Princeton
snéri Þjóðviljinn sér til Þorsteins Vilhjálmssonar
eðlisfræðings og fræddist ofurlitið um hvað málið
snýst. Einnig var nokkuð rætt um orkuvandamál
heimsins i framtiðinni.
Tvenns konar
kjarnorka
— Til er tvenns konar kjarn-
orka, sem myndast annars vegar
við kjarnasamruna og hins vegar
viðkjarnaklofnun. Kjarnaklofnun
er það þegar kjarnar þungra
fi;umefna klofna i léttari kjarna
(sbr. úransprengjur). Saman-
lagður massi léttari kjarnanna er
minni en upphaflegi massinn og
af þvi leiðir að hluti massans hef-
ur breyst i orku. 011 kjarnorkuver
i dag nota sér þessa gerð kjarn-
orku. Kjarnasamruni skeður þeg-
ar kjarnar léttra frumefna sam-
einastog myndast þá einnig orka
vegna massabreytinga. Það eru
oftast nær vetniskjarnar sem
renna saman (sbr. vetnissprengj-
ur). Samrunaorkan hefur ekki
enn verið beisluð i kjarnorkuver-
um.
— bessi tilraun i Princeton er
skref i þá átt að beisla vetnisork-
una þ.e. að nýta hana til skipu-
lagðrar orkuframleiðslu. Til þess
að kjarnasamruni verði þurfa
kjarnarnir að rekast á með mikl-
um hraða. bessi hraði er fenginn
með þvi að hita efnið mjög mikið.
f vetnissprengjum er þessum
mikla hita náð með þvi að nota
klofnunarsprengju (Uran-
sprengju) sem einskonar
kveikju.
— llvað veldur erfiðleikunum 1
þessu?
— Menn eiga mjög erfitt meö
að hemja efnið við þennan mikla
hita. Vandinn er sá að vetnis-
plasmaðeða gasið má ekki snerta
neitt annað efni. Til þess aðhemja
það er einkum notað sérstaklega
formað segulsvið og vænlegast
þykir að halda gaskjörnunum i
rUmi sem er eins og Utblásin
slanga i dekki. i laginu, nema
miklu stærri.
Kjarnasamruni
— Hvernig gcngur þessi
kjarnasamruni fyrir sig i smærri
atriðum?
— Vetni fyrirfinnst i náttUrunni
i tveimur samsætum (isótópum).
Annars vegar venjulegt vetni og
hins vegar tvivetni (deuterium). t
venjulegu vetni er einfaldasti
kjarni sem til er þ.e. ein róteind
(prótóna). t tvivetniskjarna er
hins vegar ein róteind og ein nift-
eind (neutróna). Báöar samsæt-
urnar finnast i náttUrunni i
ákveðnum hlutföllum (mun
minna af tvivetni eða 0.015%) og
hafa þær sömu efnafræðilegu
eiginleikana. Þriðja samsæta
vetnis þrivetni (tritium) er
geislavirk og þess vegna finnst
hUn varla i náttUrunni.
— Allarþessarsamsætur koma
við sögu i kjarnasamruna. Ein
tegund samruna verður þegar
tveir tvivetniskjarnar renna
saman, en til þess að það gerist
þarf hitastigið að vera 400 miljón
gráður. Onnur tegund er svo þeg-
ar tvivetni og þrivetni ganga
saman en þá þarf hitastigið að
vera 40 miljón gráður.
Það var einmitt þessi tegund af
samruna sem átti sér stað I
Princeton. Þar tókst að hita
vetnisplasmaö upp i 60 miljón
gráður og af þvi leiddi kjarna-
samruna og orkumyndun. Þetta
stóð i mjög takmarkaðan tima.
vægt skref sem ef til vill endar
með friðsamlegri nýtingu sam-
runaorkunnar i stórum stil. En
margir telja þó. að þvi marki
verði ekki náð fyrr en nokkrum
áratugum eftir næstu aldamót, ef
þvi verður náð á annað borð.
— Er þessi tilraun i Princeton
eins merkileg einsog visinda-
mennirnir vilja vera láta?
— Það hafa verið höfð stór orð
um þessa tilraun. HUn hefur verið
nefnd tilraun aldarinnar og fleira
iþeim dUr. Mér og öðrum ýmsum
sýnist hæpið að það eigi viö rök
að styðjast. Samkvæmt starfs-
háttum i Bandarikjunum eiga
visindamenn i Princeton i harðri
samkeppni við aðra hópa um
fjárveitingar og er ekki laust við
að frásagnir þeirra af árangrin-
um beri keim af þessari sam-
keppni og sölumennskunni sem
af henni leiðir.
Nýting klofnunar-
orkunnar tálvon?
— Hvaða erfiðleikar eru á nýt-
ingu klofnunarorkunnar?
— Þegar kjarnorkuver komu
fyrst til sögunnar voru margir
mjög bjartsýnir á að nU væri
orkuvandi mannkynsins leystur.
Úranorkan myndi leysa oliu, kol,
og vatnsfallsorku af hólmi. Við
tslendingar fórum ekki varhluta
af þessum viðhorfum. A þeim var
byggt þegar viðreisnarstjórnin og
sérfræðingar hennar hlupu til og
sömdu um Alverið i Straumsvik.
Þessi von um hagkvæma nýt-
ingu kjarnorkunnar hefur reynst
tálvon ein. 1 stað þess að orkan
lækkaði i verði með aukinni
reynslu og tækni þá hafa verið að
koma i ljós sifellt nýir erfiðleikar
i nýtingu hennar. Ber þar mest á
umhverfismálunum. Auk þess er
Uranforði jarðar takmarkaður og
myndi aðeins endast i nokkra
áratugi ef miðað væri við kjarn-
orkuver einsog nU tiðkast.
— Sumir hafa þvi bundið mikl-
ar vonir við svokallaða fjölföld-
unarofna (breeder reactors) sem
eru þeirrar furðulegu náttUru að
þeir framleiða meira eldsneyti en
þeir nota., Takmörkun vegna
skorts á ákveðnu frumefni er þvi
mun minna mál, ef slikir ofnar
eru notaðir. En frá þeim er mikill
geislavirkur Urgangur. Stór hætta
i sambandi við þessa ofna er að
það er hægt að framleiöa sprengj-
ur úr honum og óttast menn mjög
Þorsteinn Vilhjáimsson eðlis-
fræðingur.
afleiðingarnar ef skemmdar-
verkamenn komast yfir slik efni.
Þessi ótti hefur af skiljanlegum
ástæðum farið mjög vaxandi i
seinni tið.
Bjargar vetnisorkan
málunum?
— Hve langt eru menn á veg
komnir með nýtingu samruna-
orkunnar?
— Talið er að vetnisorkuverin
verði m jög dýr . Hægt er að skipta
þróun þeirra i þrjU stig, þ.e. vis-
indalegt, verkfræðilegt og hag-
fræðilegt stig. Visindalega stigið
er fólgið i þvi að ná fram þeim
skilyrðum sem þurfa að vera fyr-
ir hendi til þess að samruni geti
átt sér stað. Þ.e. rétt hitastig
timalengd og gasþéttleiki. Verk-
fræðilega stigið felst i þvi að
koma efninu i ofninn og breyta
þvi i orku. Hagfræðilegi vandinn
er siöan sá að gera þetta mögu-
Tilraun aldarinnar?
Vetni hitad
í sextíu
milj. gráður
Eins og fram hefur komið 1
fjölmiðlum lýstu bandariskir
visindamenn við Prinseton há-
skóla þvi yfir, fyrir nokkrum
dögum, að þeim hefði tekist að
hita vetni i sextiu miljón gráður
á celsius, i afbrigði af Tokamak-
kjarnaofninum svonefnda. I
slikum ofni hefur ekki tekist
áður að komast upp fyrir 25
miljón gráður.
Dr. Melvin Gottlieb sem hafði
yfirumsjón með tilraununum i
Princeton sagði á blaðamanna-
fundi, þegar tilraunin var
kynnt, að náðst hefði betri
árangur en nokkur hefði þorað
að vona. „Vegna hitans urðu
árekstrar milli agnanna i
vetnisplasmanu nægilega kröft-
ugir til þess að kjarnasamruni
ætti sér stað, en við þennan
samruna losnar um gifurlega
orku.” Dr. Gottlieb taldi að ef
vísindamenn i Princeton hefðu
ráðið yfir stærri kjarnaofni
hefðu þeir getað látið kjarna-
samrunann halda áfram þó
lokað væri fyrir hitagjafann.
Vfsindamenn Ur öðrum til-
raunastofnunum hafa notað
aðrar aðferðir til að koma af
stað kjarnasamruna, svo sem
með leysergeisla og spegla-
bUnaði (laser), og hafa þeir náð
hærra hitastigi en gert var i
Princeton, en þeir hafa átt i
erfiðleikum með að halda
plasmanu heitu nægilega lengi.
Arið 1970 náðu visindamenn
fimm miljón gráðu hita i Toka-
makofni. t lok ársins 1977 náðu
þeir svo 25 miljón gráðu hita.
Ef tilraunin i Princeton er
eins merkileg og visindamenn-
irnir þar vilja vera láta, kemur
hUn til með að valda þáttaskil-
um i glimu visindamanna við
orkuvandamálið. En talsverðar
efasemdir eru uppi meðal sér-
fræðinga viða um heim, og hafa
sumir hverjir kollega sina i
Princeton grunaða um að gera
meira Ur afreki sinu en efni
standa til. Sé svo er það gert til
þess að ná meiri peningúm UtUr
stjórnvöldum, til frekari rann-
sókna. Til gamans má geta þess
að ef hægt verður að beisla sam-
runaorkuna verður hægt að fá
allt rafmagn, sem Bandarikin
nota á einni klukkustund, Ur 10
kg af vetni.
HH
legt i stórum stil, án þess að heill
her sérfræðinga þurfi að vaka yfir
þvi.
— Það hefur ekki tekist enn að
yfirstiga fyrsta hlutann i þróun
vetnisorkunnar, þó sifellt miði
áleiðis. m.a. með tilrauninni i
Princeton. Ymsir visindamenn
telja aö mun erfiðara verði að ná
Skýringarmynd af Tokamak-
kjarnaofninum i Princeton. Vis-
indamenn deila nokkuð um
hversu stórkostleg tilraunin var
sem þarna var framkvæmd, en
allavegana er hægt að segja að
hún hefur fært okkur feti nær þvi
marki að beisia samrunaorkuna
— hvort það er hænufet eða eitt-
hvað lengra mun timinn leiða i
Ijós.
Hér sjáum við hin miklu og flóknu
tæki sem not.uð eru i Tokamak-
kjarnaofninum Petula I Grenoble
til stýringar á hinum örsmáu ögn-
um sem hafa gifurlega orku i sér
fólgna.
Samkeppni
>g sölumennska
nót?
Markar þessi tilraun tima-
Meö þessu er stigið mikil-
tökum á seinni tveimur stigun-
um. Þekkingokkar á efnunum og
hegðun þeirra við afbrigöileg
skilyrði er langt frá þvi að vera
nógu góð.
Geislavirkni frá
vetnisorkuverum
sama og engin
— Er minni geislavirkni frá
vetnisorkuverunum ?
— Menn telja að geislavirkni
frá vetnisorkuverunum verði litið
vandamál. betta fer þó nokkuð
eftir þvi hvers konar vetnisofn er
notaður. Þeir sem eru auðveld-
astir 1 smiðum gefa frá sér nokk-
urn geislavirkan Urgang —, en
fullkomnari ofnar mun minna.
Allavega er geysilegur munur á
þeim og klofnunarofnunum.
Geislavirknin er 10-1000 sinnum
minni eftir þvi hvaða efni er um
að ræða.
Leysast orkuvanda-
málin á næstunni?
— Hvernig falla þessi mál inn i
orkuvandamál heimsins I heild?
— Helstu orkulindir nUna eru
olia, kol vatnsorka og kjarnorka
Siðustu áratugi hefur olia verið
einna mikilvægust. HUn er ekki
bara notuð i farartæki heldur
einnig i stórum stil til raforku-
ramleiðslu erlendis. NU liggur
fyrir að oliuforöinn er orðinn
mjög takmarkaður, endist ekki
nema i fáa áratugi til viðbótar
með sama áframhaldi. Þess
vegna hafa margir bent á nauö-
syn þess að spara hana, til þess að
geta notað hana i efnaiðnaði og
flutningstæki þar semkostir henn-
ar nýtast sem best. Kolaforðinn
er aftur á móti ekki eins tak-
markaður. Hann myndi nægja
sem eina orkulind mannkynsins i
100-200 ár. Þau hafa aftur á móti i
för með sér mikil mengunar-
vandamál. Einsog áður sagði hef-
ur kjarnaklofnun Urans ekki
reynst eins góð lausn og menn
vonuðust til. Aftur á móti ef hægt
verður að beisla samrunaorkuna
er þar óþrjótandi orkulind (vetn-
ið). Vetnisorkuver hafa þó
marga galla, svo sem mikla fé-
lagslega röskun vegna þess hve
stór bákn þetta verða. Eins er
mikil hætta á umhverfisvanda-
málum vegna varmamyndunar.
— Vegna þessa alls hefur á
seinni árum vaknað talsverður
áhugi á þvi að nota sólarorkuna
(þ.e. beina geislun sólar). Helstu
sólarorkulöndin myndu verða
eyðimerkurlöndin þ.e. oliulöndin.
Bent hefur verið á að þau kynnu
með þessu móti að verða fUsari til
samstarfs um skynsamlega nýt-
ingu oliunnar. En mörg ljón eru i
veginum fyrir þessu sem öðru.
Þau birtast t.d. þegar kemur aö
þvi að flytja orkuna langar leiðir.
Helst hefur mönnum dottið i hug
aðbreyta sölarorkunni i raforku.
Ég var i Bandarikjunum fyrir
skömmu og þar rakst maður á
verulegan áhuga hjá almenningi
á þvi að nýta þessa orku,en ekki
er vist að sá áhugi nái til valda-
kerfisins. Persónulega er ég mjög
trUaður á að sólarorkan eigi eftir
að verða rikjandi orkugjafi.
Engan asa, landar
góöir!
— Itvernig horfa þessi mál við
okkur tslendingum?
— Þessi saga öll segir okkur að
ekkert liggur á að koma rafork-
unni okkar i verð. HUn stendur
fyrir sinu. Við vitum hvað kostar
að virkja fallvötnin og hvaöa
kunnáttu þarf með. Við getum að
skaölausu gefið okkur góöan tima
til að kanna hvernig háhitasvæöi
verði nýtt sem best og öruggast.
Engin ástæða er til þess að flýta
sér. H.H.