Fun facts – Radioaktiv stråling

True genius resides in the capacity for evaluation of uncertain, hazardous, and conflicting information.

- Winston Churchill

Radioaktiv stråling er et varmt tema i media, spesielt etter at tsunamien i Japan traff atomkraftverket Fukushima Daiichi. Jeg kommer til å skrive mer om atomkraft og radioaktiv stråling senere, men det kan være opplysende å slenge noen fun facts på bordet først.

1.       Hvis du ikke er radioaktiv er du død.

Alle levende vesen på jorden er radioaktive. Det er først når vi dør at radioaktiviteten langsomt forsvinner.

2.       Alkoholholdige drikkevarer i USA må være radioaktive for at de skal være lovlige. Når de blir testet må de alkoholdige drikkevarene inneholde minimum 400 radioaktive henfall per minutt (7 Becquerel) per 750 milliliter.

Radioaktivitet er den eneste måten å finne forskjell mellom alkohol laget av ”naturlige råvarer” og alkohol laget av petroleum. Det er like trygt å drikke alkohol laget av petroleum og har samme smak, men det er vesentlig billigere å lage det av petroleum. Radioaktiv karbon har en halveringstid på 5700 år, og etter 100 millioner år er det så godt som ingenting igjen. Petroleumen ble begravd for flere hundre millioner år siden.

3.       Plutonium, som ofte blir kallet ”det giftigste stoffet i verden”, er faktisk 1000 ganger mindre giftig enn Botox, kjemikaliet som folk injiserer under huden for å redusere rynker.

 

4.       Biodrivstoff er radioaktivt. Bensin og diesel er ikke radioaktivt.

Biodrivstoff lages fra planter som tar opp radioaktivt karbon fra atmosfæren. Bensin og diesel derimot lages fra biologiske rester som har vært begravd i millioner av år og har derfor mistet radioaktiviteten.

5.       Heliumet som vi putter inn i ballongene til barn er faktisk avfall fra radioaktivitet.

Alfastråling er heliumkjerner med høy hastighet. Når de bremses ned tiltrekker de seg to elektroner og resultatet er et heliumatom. Helium er ikke radioaktivt.

6.       Biologisk skade fra radioaktiv stråling måles i rem. 300 rem gjør deg syk, 1000 rem dreper deg og 2500 rem vil forårsake et krefttilfelle. Men hvordan kan du få kreft hvis du allerede er død?

Du vil aldri få kreft fra 2500 rem siden du allerede er død, men i teorien vil 2500 rem fordelt over 2500 mennesker, der alle får en rem hver, forårsake ett krefttilfelle.

7.       Mengden radioaktivitet i regionen rundt Three Mile Island, stedet hvor det hendte en delvis nedsmelting i 1979, er 50 % høyere enn gjennomsnittsnivået i USA. Men det har vært slik i millioner av år.

Regionen har relativt høye nivåer av naturlig uran. Radon, et datterprodukt av uran, som kommer opp gjennom bakken, står for den unormalt høye radioaktiviteten i området.

8.       Den velkjente ulykken på Three Mile Island såret faktisk mennesker, men ikke pga utsluppet radioaktivitet. Det var panikk som gjorde mest skade.

Kemeny-kommisjonen studerte konsekvensene av ulykken og konkluderte at strålingseksponeringen til offentligheten var 2000 rem spredt utover millioner av mennesker. Ingen fikk mer enn 0,07 rem som er mindre enn de 0,40 rem folk får årlig fra naturlig radioaktivitet og røntgen. Kommisjonen konkluderte at den største helseeffekten var på den mentale helsen til menneskene i regionen. Dette var pga feiltakelsen at ulykken truet livet til folket. Det kan også nevnes at stress ofte fører til røyking som igjen fører til lungekreft.

9.       Nivået på radioaktiviteten i Denver USA er 50 % høyere enn mesteparten av resten av landet. Hvis dette høye nivået var et resultat av en nylig hendelse, ville myndighetene være nødt til å evakuere Denver.

Den ekstra dosen de får i Denver er på ca 0,1 rem og er forårsaket av uran i Rocky Mountains. I teorien vil det pga dette være ett ekstra krefttilfelle per 25 000 mennesker i Denver. Det er 600 000 mennesker i Denver slik at det skal da bli 24 ekstra krefttilfeller. Men mengden kreft i Denver er faktisk mindre enn resten av landet. Mange vitenskapsmenn argumenterer for at små mengder radioaktivitet er sunt.

10.       Hvis du røyker tre pakker sigaretter per dag får du ca samme radioaktiv dose som du ville fått fra å inhalere en halv kg uran, i løpet av et år.

11.       På verdensbasis blir folk utsatt for ca like mye radioaktivitet per år fra atomkraft som fra en banan.

 

12.       Ansatte ved atomkraftverk i USA er sunnere og har mindre sjanse for å dø tidlig av kreft eller andre sykdommer, enn resten av befolkningen.

Kilder:

- Gwyneth Cravens (2007). Power To Save The World – The Truth About Nuclear Energy. Vintage Books.

- Richard A. Muller (2011). The Instant Physicist – An Illustrated Guide. W. W. Norton & Company, Inc.

Energi fra solen – Utfordringer, begrensninger og en lysende fremtid

I'd put my money on the sun and solar energy. I hope we don't have to wait until oil and coal run out before we tackle that.

- Thomas Edison 

Verden trenger mer energi, og solen, vårt eget store fusjonskraftverk, forsyner oss med store mengder energi. Potensialet er enormt, men problemene er mange. Kan solkraft være redningen for en energitørst verden?

Solkraft blir av mange sett på som den beste løsningen på verdens kommende energimangel. Her går det i direkte oppsamling av solenergi, enten fra oppvarming av vannbasseng ved hjelp av speil i et soltermisk system, eller ved fotovoltaiske plater(PV). En, i utgangspunktet, genial løsning. Ved hjelp av speil eller fotovoltaiske plater blir solenergien slikket opp og konvertert til elektrisitet. Det er dessverre en del utfordringer som må overvinnes. Ved ekvator, når solen står på sitt høyeste og det ikke er skyer, er solenergien ca 1000 watt per kvadratmeter. Det maksimale tjuefiretimersgjennomsnittet (helt blå himmel) er derimot 320 watt per kvadratmeter. I USA er gjennomsnittet på 215 watt, og i Norge vil det være enda lavere. Fotovoltaiske plater med silikonceller har i tillegg en makseffektivitet på 12 %, hvis en ikke ”doper” de med materialer som germanium, selen, arsenikk, gallium, antimony, indium og cadmium. Materialer det er begrenset tilgang til i verden. Mange av disse materialene som brukes til solkraft er også ekstremt giftige og, til forskjell fra for eksempel atomavfall, vil de være giftige for all tid.  Med ”doping” kan det oppnås effektivitet på 20 %. Dvs. 43 watt per kvadratmeter i USA. Da trenger en 24 kvadratmeter for å ha nok strøm til å drive en 1000-watts kaffetrakter. Hvis solcellene ikke blir vasket regelmessig mister de opptil 30 % av kapasiteten.

 

Det største solkraftverket i verden, kapasitetsmessig, ligger i Mojave-ørkenen, og bruker et soltermisk system. 400000 kvadratmeter med 13 meter høye paraboliske speil som roterer med solen klarer på det meste å produsere 355 MW elektrisitet(ved hjelp av gass-back-up). For å holde oppe effektiviteten må 900000 kvadratmeter med speiloverflate vaskes ca hver 5 dag, i tillegg til en høytrykksvask hver 10-20 dag. Dette kraftverket har en tiendedel av kraftproduksjonen til et atomkraftverk eller kullkraftverk, men er allikevel 90 % av verdens soltermiske kraftproduksjon. Kraftverket i Mojave-ørkenen har også vært forfulgt av problemer som eksplosjoner, og en gang brant 4 millioner liter Therminol og sendte enorme mengder giftig gass ut i atmosfæren. Andre problemer solkraft møter er at det ofte er skyer eller regnvær, ofte i flere dager i strekk. Ørkener har oftere skyer enn folk tror, og i tillegg har en sandstormer som varer lenge. Det er dyrt med solkraft slik det er nå og er langt ifra økonomisk om en tar vekk subsidier.

 

Solkraft har allikevel en stor framtid, men foreløpig ikke som baseforsyner av strøm. Mye pga at det enda ikke er mulig å lagre store mengder elektrisitet uten betydelige tap av energi. Det finnes to metoder som er verdt å nevne. Caes (Compressed air energy storage) er den ene, men denne formen for lagring innebærer store tap av energi. I tillegg har vi pumpekraft, men dette har også sine begrensinger i form av passende områder og tap av energi. Når solcellepanelene er blitt billigere og har fått høyere effektivitet vil solkraft kunne stå for en meget stor del av verdens energiproduksjon, men vil neppe klare å være i nærheten av å dra lasset alene. Solkraft er nok den energikilden, av de som tradisjonelt blir sett på som fornybare, som har det største potensialet.

 

 

Kilder:

- Nuclear Energy Facts Report, Dr. Theodore Rockwell, medlem av National Academy of Engineering. http://tedrockwell.typepad.com/files/nuclearenergyfactsreport-2009dec13-1.pdf

- http://canada.theoildrum.com/node/3473

- Jonathon Porrit (2007). Capitalism – As If The World Matters. Earthscan.

- http://www.theoildrum.com/node/2812

- http://anz.theoildrum.com/node/3791

- James Lovelock (2009). The Vanishing Face Of Gaia – A Final Warning. Basic Books.

To minutter til midnatt - Vekstsamfunnet

- “Exponential growth looks like nothing is happening, and then suddenly you get this explosion at the end,”

Ray Kurzweil

Samfunnet vårt er basert på at vi skal ha vekst hvert år. Økonomisk vekst vil i de aller fleste tilfeller (unntatt perioder det har blitt fokusert på effektivisering) føre til økt forbruk av ressurser. Siden dette er en grunnleggende del av samfunnet er det viktig at folk forstår hva det egentlig vil si at vi for eksempel har 5 % vekst.

Prosentvis vekst per år	Doblingstid
0 %	Aldri
1 %	70 år
2 %	35 år
3 %	24 år
4 %	18 år
5 %	14 år
6 %	12 år
7 %	10 år

Se for deg at vi legger en bakterie i en flaske kl 23:00. Bakterier deler seg i to, og vi har dobling av antallet hvert minutt. Slik at vi har en bakterie kl 23:00, to bakterier kl 23:01, fire kl 23:02 osv. Ved midnatt er flasken full. Det første spørsmålet en da kan spørre seg er; når var flasken halvfull? Kl 23:59. Det andre spørsmålet er; hvis du var en gjennomsnittsbakterie i flasken, når ville du skjønt at du var i ferd med å gå tom for plass? Vi kan se på de siste minuttene i flasken.

23:54	1/64 = 1,6 % full	63/64 tom
23:55	1/32 = 3,1 % full	31/32 tom
23:56	1/16 = 6,3 % full	15/16 tom
23:57	1/8 = 12,5 % full	7/8 tom
23:58	1/4 = 25 % full	3/4 tom
23:59	1/2 = 50 % full	1/2 tom
00:00	100 % full	full

Ville du skjønt at du var i ferd med å gå tom for plass fem minutter før midnatt, når 97 % av plassen fortsatt var ledig?

Sett at noen av bakteriene skjønte at de var i ferd med å gå tom for plass når klokken var 23:58. De begynner å lete intenst etter flere flasker. De leter offshore, på de ytterste delene av kontinentalsokkelen og i Arktis og de finner tre flasker! Bakteriene kan nå slappe av siden de har firedoblet mengden plass. Samfunnet deres må være bærekraftig nå når de har funnet tre ganger mer enn de noen gang har visst om. Da kan vi spørre oss; når går bakteriene tom for plass når de har fire flasker? Svaret er klokken 00:02. 

Til sammenligning har vi den historiske produksjonen av olje. Frem til 1970 hadde vi 100 år med ca 7 % vekst i produksjonen per år. Det er bred enighet blant geologer at verdens totale reserver av olje er ca 2000 milliarder fat.  Vi kan se på hva som hadde skjedd fra og med 1973 hvis veksten på 7 % hadde fortsatt.

Utvinning av olje på verdensbasis i milliarder fat, med 7 % vekst.
År	Fat produsert	Kumulativ produksjon	Mengde igjen
1973	20,4	334	1765
1975	23,4	380	1719
1977	26,8	431	1668
1979	30,7	491	1608
1981	35,1	559	1540
1983	40,2	637	1463
1985	45,0	726	1374
1987	52,7	827	1272
1989	60,4	944	1155
1991	69,1	1078 (halvparten borte)	1022
1993	79,1	1231	858
1995	90,6	1406	693
1997	103,7	1607	492
1999	118,8	1837	263
2001	135,9	2100	0
2002	145,6	2245
2003	155,7	2401
2004	166,5	2567

Slik går det med ressurser når økonomien vokser eksponentielt. Mange mener at dette ikke er et problem siden vi vil finne nye ressurser når prisen går opp. Bakteriene vil si seg uenig. Om du skulle finne 2000 milliarder flere fat med olje enn det geologene mener er mulig å finne, vil dette utsette slutten 10 år, om veksten på 7 % fortsetter. Denne trenden gjelder for alle ressurser som ikke er fornybare, men også for mange i utgangspunktet fornybare ressurser. En viktig egenskap ved slik vekst er at hver periode vi har en dobling, blir det brukt mer enn alt som noen gang har blitt brukt før det.

Produksjon av vanadium

Produksjon av aluminium

Virkeligheten fungerer ikke slik som dette. Lenge før vi har brukt opp alt av en ressurs vil vi slite med å opprettholde produksjonen, noe vi kan se igjen for flere ressurser. Ifølge M. King Hubbert vil vi nå en topp i produksjonen for en ressurs, når ca halvparten er brukt opp. Alle typer materiell vekst vil til slutt stoppe.

Bærekraftighets første lov:

Befolkningsvekst og/eller vekst i forbruk av ressurser kan ikke opprettholdes

Kilder:

- Dr. Albert A. Bartlett sin presentasjon om ”aritmetikk, populasjon og energi” http://www.youtube.com/watch?v=F-QA2rkpBSY&p=6A1FD147A45EF50D

- Deffeyes, Kenneth S. (2005). Beyond Oil – The view from Hubbert’s Peak. Hill and Wang

Biodrivstoff – Et eksempel på hvordan politisk vilje kan havne på feil sted

“For a successful technology, reality must take precedence over public relations, for Nature cannot be fooled.”

Richard Feynman

Produksjonen av olje på verdensbasis er i ferd med å få problemer med å dekke etterspørselen, jorda blir varmere og mange ser på biodiesel som redningen. Kan biodrivstoff gjøre noe for å hjelpe klimaet, og vil det forlenge bensinbilalderen?

Fossile brennstoff forsyner 80 % av energien menneskeheten bruker. Hvis vi skal bytte ut dette med energi fra moderne biomasse, vil det trenge over 20 % av alt plantelivet som gror hvert år både på land og i havet. Alt av trær, gress, alger, sjøgras osv.

Biodiesel er en tilsynelatende klimanøytral energiressurs. Det er en måte å bruke energien fra sola. Plantene bruker CO2  og solstråler til fotosyntese. Plantene blir så høstet og brukt i biodieselproduksjon. Til forskjell fra fossile brennstoff vil dette ikke produsere ny CO2  fra lagrede reserver, men heller ta CO2  fra atmosfæren for så å slippe den ut igjen. Det er i hvert fall det, tilhengere av biodrivstoff lover oss. Ofte er den mest økonomiske måten å skaffe land til biodrivstoff, å fjerne det opprinnelige økosystemet om det så er regnskog eller savanne. Det resulterende utslippet av CO2  fra brenning eller forråtnelse av humus kan motvirke alle klimagassfordeler i tiår til århundre.

Hvis jordbruksland blir brukt til biodrivstoff, vil det en annen plass i verden føre til at bønder kultiverer nye områder, med påfølgende tap av biodiversitet.  Et annet problem er at produksjon av biodiesel krever store mengder energi. Så mye at mange estimat tilsier at det blir brukt mer energi fra fossile brennstoff enn det du får ut av biodieselen. Dette er hvis en tar med absolutt alle ledd i produksjonen, men er allikevel et pessimistisk anslag. Mengden energi en potensielt kan få ut av biodiesel er liten og vil mest sannsynlig bare kunne erstatte en liten del av det vi bruker av olje nå. Produksjon av biodrivstoff går også kraftig utover jordsmonnet siden vi brenner opp viktige næringsstoff og mineraler som burde blitt returnert til jorda.

 

Produksjon av biodrivstoff fra alger har færre av problemene, men har stort sett de samme begrensingene. Som erstatter for petroleum må 20 % av landarealet i USA dedikeres til algeproduksjon, hvis det skal holde tritt med forbruk. Shell uttalte nylig at de avslutter sin produksjon av biodrivstoff fra alger.

 

EU har bestemt at innen 2020 skal bensin inneholde 10 % biodrivstoff. En hektar (10000m2 ) jordbruksområde kan produsere ca 1,45 tonn drivstoff. For at Storbritannia skal bruke kun biodrivstoff til biler, busser og lastebiler, trengs det 25,9 millioner hektar jordbruksland. Storbritannia har bare 5,7 millioner hektar, så hvis de skal møte EUs krav om 10 % må de bruke nesten alt jordbruksland de har.

Det er allikevel håp for fremtiden til biodrivstoff, bare ikke slik det blir drevet nå. Å ta enorme jordbruksområder og dedikere dem til produksjon av drivstoff er ikke bare dårlig business og lite økonomisk (både penge- og energimessig), men det er også moralsk forkastelig i en verden der mange sulter og som får 80 millioner nye borgere hvert år. For at vi skal ha en teknologi som har muligheten til å forsyne verden med rennende energi, er økonomisk og energimessig forsvarlig og ikke går utover matforsyning, må vi benytte oss av synergieffekter.

En mulighet er å bruke avfall fra jordbruk til å lage biokull. Ved å bruke Fischer-Tropsch-metoden produserer en ca 30 % biokull der resten går til varme og produksjon av CO- og H2 -gass. Prosessen holder seg gående vha egenprodusert varme og produktene kan brukes til å produsere elektrisitet[1]. CO2  fra produksjonen av elektrisitet kan gå rett til alger som lager bioetanol vha fotosyntese. Alt av biomasse kan brukes i prosessen og denne metoden har mye bedre EROEI (Energy Returns On Energy Invested) enn de metodene som omtales i media. Det beste med metoden er at biokullet kan begraves i jordsmonnet slik at vi tar CO2  ut av atmosfæren og vi returnerer mye av mineralene, men det kan også brukes slik som vanlig kull brukes. Biokull i jordsmonnet har flere fordelaktige effekter, som 20 % økning i vannretensjon, økt mineralretensjon, økt mineraltilgjengelighet for planterøtter og økt mikrobiologisk aktivitet. Siden denne metoden faktisk tar CO2  ut av atmosfæren er det en mulighet å betale bønder per tonn karbon begravd, tilsvarende det industrien må betale per tonn karbon slippet ut i atmosfæren. Dette, i lag med at de kan fortsette å produsere mat, lage drivstoff til biler, selge elektrisitet og at jordsmonnet forbedrer seg i samme sleng, gjør at fremtiden til bønder verden over kan bli meget spennende.

---

[1] Dette kan gjøres vha en SOFC (Solid Oxide Fuel-Cell)

   

Kilder:

- http://www.theoildrum.com/story/2006/11/27/0432/3533

- http://anz.theoildrum.com/node/4522

- Robert E. Ebel. Chairman EnergyProgram CSIS, tidligere CIA og amerikansk embetsmann. Sitat fra A Crude Awakening”.

- Matthew David Savinar. Advokat, grunnlegger av lifeaftertheoilcrash.net. Sitat fra ”A Crude Awakening”.

- Land, Energy and Water: the constraints governing Ideal US Population Size, Pimental, David and Pimentel, Marcia. Focus, Spring 1991. NPG Forum, 1990. http://www.dieoff.com/page136.htm

- Nuclear Energy Facts Report, Dr. Theodore Rockwell, medlem av National Academy of Engineering. http://tedrockwell.typepad.com/files/nuclearenergyfactsreport-2009dec13-1.pdf

- Jonathon Porrit (2007). Capitalism – As If The World Matters. Earthscan.

For mer lesestoff om biokull:

http://www.theoildrum.com/story/2006/11/27/0432/3533

http://anz.theoildrum.com/node/4522

<a href="http://www.blogglisten.no"><img src="http://www.blogglisten.no/connect/09fcdfe2cd9aed2a9c82611d8a9936b8" alt="Blogglisten" /></a> 

Jeg har plassert min blogg i <a href="http://bloggurat.net/kart/registrere/973/bergen">Bergen</a> på <a href="http://bloggurat.net/kart/">norske bloggkart</a>! 

http://bloggurat.net/kart/registrere/973/bergen