Profielwerkstuk Nucleaire Luchtvaart
Profielwerkstuk Nucleaire Luchtvaart
Profielwerkstuk Nucleaire Luchtvaart
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Profielwerkstuk</strong><br />
<strong>Nucleaire</strong><br />
<strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en<br />
Kylian de Looze<br />
Schoter Scholengemeenschap 5 Havo
___PROFIELWERKSTUK___<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
<strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Nuclear Aviation Research Project<br />
Mede mogelijk gemaakt door:<br />
2
Inhoud:<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Inleiding.___________________________________________________________________blz. 4<br />
Hoofdvraag en deelvragen_____________________________________________________blz. 7<br />
Hypothese en Deductie________________________________________________________blz. 10<br />
Onderzoek: Stralingspractica bij het Reactor Instituut Delft (RID)_________________________blz. 12<br />
Onderzoek: Interview________________________________________________________blz. 22<br />
Deelvraag 1: Welke manieren zijn er om kernenergie op te wekken?______________________blz.25<br />
Deelvraag 2: Hoe wordt energie opgewekt in een kerncentrale?_________________________blz.27<br />
Deelvraag 3: Wat zijn de voor- en nadelen van kernenergie?____________________________blz.29<br />
Deelvraag 4: Hoe werkt een vliegtuig?_____________________________________________blz.30<br />
Deelvraag 5: Welke soorten voortstuwing zijn er binnen de luchtvaart?____________________blz.33<br />
Deelvraag 6: Welk onderzoek is er in het verleden al gedaan naar nucleaire luchtvaart?_______blz.35<br />
Deelvraag 7: wat waren de uitkomsten van eerder onderzoek naar nucleaire luchtvaart?______blz.37<br />
Deelvraag 8: waarom wordt er nog niet gevlogen op kernenergie?_______________________blz.40<br />
Deelvraag 9: is de straling van een overvliegend nucleair vliegtuig gevaarlijk?_______________blz.42<br />
Deelvraag 10: Wat zijn de veiligheidsvoorschriften voor een nucleair vliegtuig?______________blz.43<br />
Deelvraag 11: is een nucleair vliegtuig vandaag de dag een mogelijkheid?__________________blz.45<br />
Deelvraag 12: Kunnen wij andere toepassingen bedenken voor kernenergie in de luchtvaart?__blz.53<br />
Conclusie: antwoord op de hoofdvraag____________________________________________blz.55<br />
Evaluatie.____________________________________________________________________blz. 57<br />
Bijlagen:<br />
Onderwerporiëntatieverslag___________________________________________________blz.62<br />
Hoofd- en deelvragenverslag___________________________________________________blz.69<br />
Werkplan.__________________________________________________________________blz.71<br />
Dankbetuiging________________________________________________________________blz.75<br />
Bronvermelding_______________________________________________________________blz.76<br />
Logboek_____________________________________________________________________blz.78<br />
3
inleiding<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
4
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
I<br />
n dit <strong>Profielwerkstuk</strong> staat ons onderzoek naar de mogelijkheden voor het gebruik van nucleaire<br />
energie om vliegtuigen aan te drijven beschreven.<br />
Het principe is niet eens zo onrealistisch. Het rendement en elektrisch vermogen van een<br />
kerncentrale is tegenwoordig enorm hoog en hele schepen worden vandaag de dag aangedreven<br />
door middel van een kernreactor aan boord. Daarnaast wordt de urgentie van het verminderen van<br />
de uitstoot van broeikasgassen steeds groter terwijl het aantal vluchten van bijvoorbeeld luchthaven<br />
Schiphol met 64% is toegenomen sinds 1992 (bron:<br />
http://www.schiphol.nl/SchipholGroup1/Onderneming/Statistieken/VerkeerVervoerCijfers1.htm) .<br />
Dit terwijl het vliegverkeer verantwoordelijk is voor ongeveer 12% van de totale hoeveelheid<br />
koolstofdioxide die door de mens wordt uitgestoten.<br />
Ook worden vele vormen van organische brandstof steeds schaarser en duurder, dus er moeten<br />
binnen vrij korte termijn alternatieve brandstoffen ontwikkeld worden. De vraag is echter of er ooit<br />
een brandstof vergelijkbaar met kerosine gevonden zal worden waarvan er in hoog tempo grote<br />
hoeveelheden kunnen worden geproduceerd zonder dat het al te veel bijdraagt aan het versterkt<br />
broeikaseffect en dat allemaal tegen een lagere prijs dan kerosine op het moment. Dus waarom zou<br />
een kernreactor niet kunnen zorgen voor de aandrijving van een vliegtuig? Natuurlijk klinkt dit<br />
makkelijker dan het is, want een vliegtuig mag niet te zwaar zijn en een kernreactor is zwaar, maar er<br />
moeten toch mogelijkheden zijn?<br />
De mogelijke ethische bezwaren achterwegend houdende hebben wij opgemerkt dat die<br />
mogelijkheden er inderdaad blijken te zijn. Gedurende ons onderzoek hebben wij de hand weten te<br />
leggen op rapporten van eerdere onderzoeken naar dit concept. Zowel de Verenigde Staten als de<br />
(voormalige) Sovjet-Unie hebben in het verleden tientallen jaren aan onderzoek uitgevoerd om<br />
nucleaire vliegtuigen te ontwikkelen. Deze vliegtuigen zouden voor militaire doeleinden gebruikt<br />
worden, maar ze zijn, de geruchten daar gelaten, nooit gebouwd. Wij willen ook weten of het<br />
principe in de commerciële luchtvaart mogelijk is. over dit onderzoek leest u verderop in het verslag<br />
meer.<br />
Alle informatie die wij vinden tijdens dit onderzoek, bouwt op tot de op een na laatste deelvraag ‘’is<br />
een nucleair vliegtuig vandaag de dag mogelijk?’’ (waarin we berekenen of het tegenwoordig<br />
mogelijk is een vliegtuig te bouwen dat voortgestuwd wordt door een kernreactor aan boord) en<br />
uiteindelijk tot de hoofdvraag. We verwachten dat we enorm veel zullen hebben aan de onderzoeken<br />
die in het verleden gedaan zijn. Dit denken we niet alleen omdat wij door middel van deze<br />
onderzoeken het principe beter zullen leren begrijpen, maar ook omdat veel informatie die toen<br />
gevonden is, nog steeds van toepassing is. zo hopen we te kunnen berekenen of een nucleair<br />
vliegtuig tegenwoordig gebouwd zou kunnen worden aan de hand van de gegevens van het NEPA<br />
Project uit de jaren ’40, ’50 en ’60 en aan de hand van gegevens die we zelf gevonden en berekend<br />
hebben.<br />
Uiteindelijk, in diezelfde deelvraag, ontwerpen we ook daadwerkelijk een nucleair aangedreven<br />
vliegtuig. Dit vliegtuig dient ervoor om de gegevens die we gedurende het onderzoek vinden aan<br />
elkaar te koppelen en deze gegevens zo een minder abstracte betekenis te geven. wij noemen dit<br />
volledige onderzoek N.A.R.P.<br />
N.A.R.P. staat voor Nuclear Aviation Research Project. Deze naam en het bijbehorende logo hebben<br />
we eigenlijk slechts voor de presentatie gecreëerd.<br />
om essentiële berekeningen te kunnen maken en om meer te leren over straling hebben wij de TU-<br />
Delft benaderd met de vraag of wij daar onderzoek zouden kunnen doen naar gammastraling en de<br />
bescherming ertegen. De TU-Delft heeft ons toen toestemming gegeven onze eigen experimenten te<br />
komen uitvoeren bij het Reactor Instituut van de Faculteit Natuurwetenschappen van de Technische<br />
Universiteit Delft onder begeleiding van Jolanda de Beer – Kouwenberg (J.deBeer-<br />
Kouwenberg@tudelft.nl).<br />
5
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Samengevat hebben we dit onderwerp om een aantal redenen gekozen. We zijn beiden erg<br />
technisch ingesteld en hebben grote interesse in nucleaire techniek. Ook de wereld van de<br />
experimentele luchtvaart is niet nieuw voor ons. Toch is zeker de belangrijkste reden dat we met dit<br />
onderwerp aan de slag gaan heel simpel: uitdaging. Wij houden namelijk niet van onderwerpen<br />
waarvan we denken dat we het zo snel mogelijk kunnen uitvoeren om er van af te zijn. Als we iets<br />
ondernemen willen we dat er ook daadwerkelijk uitdaging in zit. Wij vinden dat aantonen of vliegen<br />
op kernenergie wel of niet mogelijk is wel uitdagend genoeg is. We hebben nooit verwacht binnen 80<br />
uur klaar te zijn, maar dat hoeft voor ons ook niet. Zolang we het onderwerp leuk vinden en we<br />
mooie resultaten behalen maakt het voor ons niet uit of we 80 uur of 150 uur bezig zijn.<br />
Ook hopen we, door met nucleaire techniek bezig te zijn, meer inzicht te krijgen in dit onderwerp,<br />
waardoor we waarschijnlijk een grote voorsprong aan kennis hebben wanneer we dit behandelen<br />
met Natuurkunde. Zo word ook het examen weer een beetje makkelijker.<br />
6
onderzoeksvraag en<br />
deelvragen<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
7
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
A<br />
chterin het verslag, in de bijlage, vindt u het volledige verslag met daarin de totstandkoming<br />
van de onderzoeksvraag en de bijbehorende deelvragen. Op deze pagina’s staan deze<br />
hoofdvraag en deelvragen slechts opgesomd met bij elke deelvraag een motivatie waarin we<br />
beschrijven waarom we onszelf deze vraag stellen.<br />
Hoofdvraag<br />
Is het mogelijk dat vliegtuigen ooit zullen vliegen op kernenergie dat aan boord wordt opgewekt?<br />
Motivatie voor de hoofdvraag: we zijn tijdens het bedenken van een onderwerp (zie bijlage<br />
onderwerporiëntatie) als snel op het onderwerp nucleaire luchtvaart gekomen. Nu kunnen we ons<br />
vele dingen afvragen, maar wij denken dat deze vraagstelling de meeste aspecten van het onderwerp<br />
overkoepeld. Het moeten beantwoorden van deze hoofdvraag betekend voor ons dat we zowel naar<br />
de wetenschappelijke aspecten als de maatschappelijke aspecten van het onderwerp zullen moeten<br />
kijken. Toch zult u zien dat dit profielwerkstuk voornamelijk wetenschappelijk van aard is.<br />
Deelvraag 1<br />
Welke manieren om kernenergie op te wekken zijn er?<br />
Om uiteindelijk een nucleair aangedreven vliegtuig te kunnen ontwerpen, moeten we eerst zoveel<br />
mogelijk weten over kernenergie. Deze kennis hebben we nodig voor begrip van het onderwerp en<br />
uiteindelijke berekeningen.<br />
Deelvraag 2<br />
Hoe werkt een kerncentrale?<br />
Het belangrijkste onderdeel van een kerncentrale is natuurlijk een kernreactor. En een kernreactor is<br />
precies dat wat we willen proberen, op papier, in een vliegtuig te plaatsen voor de aandrijving. Weten<br />
hoe een kerncentrale werkt is dus van essentieel belang voor het beantwoorden van onze hoofdvraag.<br />
Deelvraag 3<br />
Wat zijn de voor- en nadelen van kernenergie?<br />
Kernenergie is een mooi principe, maar brengt veel gevaren met zich mee die overwonnen zullen<br />
moeten worden. Ook bied de beantwoording van deze deelvraag ons hopelijk inzicht in bijvoorbeeld<br />
ethische bezwaren tegen nucleaire luchtvaart.<br />
Deelvraag 4<br />
Hoe werkt een vliegtuig?<br />
De werking van een vliegtuig lijkt op het eerste gezicht simpel, maar wanneer je onderzoekt of het<br />
mogelijk is vliegtuigen nucleair aan te drijven, zal je overal rekening mee moeten houden. Weten hoe<br />
een vliegtuig werkt is dan ook wel zo logisch wanneer je er een ontwerpt.<br />
Deelvraag 5<br />
Welke soorten voortstuwing bestaan er binnen de luchtvaart?<br />
we kunnen wel een vliegtuig nucleair aan kunnen drijven, maar het is altijd goed om te weten welke<br />
krachten er nu voor zorgen dat een vliegtuig vooruit komt door middel van voortstuwing. Ook zal<br />
onze nucleaire voortstuwing veel in overeenkomst hebben met reguliere vormen van<br />
vliegtuigvoortstuwing.<br />
8
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Deelvraag 6<br />
Welk onderzoek is er in het verleden gedaan naar nucleaire luchtvaart?<br />
Deze vraag zal ons meer inzicht moeten schaffen in het concept nucleaire luchtvaart. Van deze<br />
onderzoeken zullen wij veel leren en zo nodig zelfs onderzoeksresultaten en gegevens overnemen.<br />
Deelvraag 7<br />
Wat waren de uitkomsten van eerder onderzoek naar nucleaire luchtvaart?<br />
Door het beantwoorden van deze deelvraag, die overigens een logische opvolger is van deelvraag 6,<br />
zullen wij erachter komen wat wel- en wat niet kan. Ook zullen we naar waarschijnlijkheid te weten<br />
komen welke uitkomsten wij zouden kunnen verbeteren.<br />
Deelvraag 8<br />
Waarom wordt er nog niet gevlogen op kernenergie?<br />
We willen uiteindelijk dus onderzoeken of het waarschijnlijk is dat vliegtuigen ooit nucleair<br />
aangedreven zullen worden. Kennis hebben van de redenen die er toe leiden dat nucleair vliegen nog<br />
niet gebeurt zal zeker weten van pas komen bij het opstellen van de conclusie.<br />
Deelvraag 9<br />
Hoe hoog moet een nucleair vliegtuig met de reactor van het NEPA-project vliegen zonder dat een<br />
mens op de grond schade ondervindt van de straling van het vliegtuig?<br />
We willen een nucleair vliegtuig ‘ontwerpen’ om te zien of nucleair vliegen nu wel of niet mogelijk is,<br />
maar we zullen moeten stellen dat het onmogelijk is wanneer we een vliegtuig in theorie wel de lucht<br />
in krijgen, maar dat het tegelijkertijd een te groot gevaar zou vormen als het daadwerkelijk zou<br />
vliegen. Voordat we kunnen ontwerpen zullen we dus eerst rekening moeten houden met<br />
(stralings)veiligheid.<br />
Deelvraag 10<br />
Wat zijn de veiligheidsvoorschriften bij het gebruik van kernenergie in de luchtvaart?<br />
Net als de vorige deelvraag, dient deze ter inzicht over veiligheid van het concept nucleaire<br />
luchtvaart. Om deze deelvraag te beantwoorden zullen we namelijk veel moeten lezen over<br />
veiligheidsmaatregelen bij het gebruik van nucleaire energie.<br />
Deelvraag 11<br />
Is een nucleair vliegtuig vandaag de dag een mogelijkheid?<br />
Dit is verreweg de belangrijkste deelvraag om te beantwoorden. Om te weten te komen of er ooit<br />
nucleair gevlogen kan worden, willen we weten of het principe al mogelijk is. we willen deze<br />
deelvraag beantwoorden door een poging te doen tot het ontwerpen van een nucleair aangedreven<br />
vliegtuig.<br />
Deelvraag 12<br />
Welke toepassingen kunnen wij nog meer bedenken voor het gebruik van kernenergie in de<br />
luchtvaart?<br />
Wanneer we erachter komen dat een bemand nucleair vliegtuig bouwen niet mogelijk is, willen we<br />
het concept met deze deelvraag nog een laatste kans geven. Blijkt het wel mogelijk te zijn, dan is dit<br />
een verdere uitbreiding op het onderwerp.<br />
9
hypothese en deductie<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
10
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
D<br />
eze hypothese is van toepassing op de hoofdvraag (dus niet op elke deelvraag apart).<br />
Hoewel het maken van een hypothese belangrijk is voor het doen van onderzoek, zullen we<br />
wel beginnen met het onderzoek alsof we geen verwachtingen hebben om te voorkomen<br />
dat we tunnelvisie krijgen op dit onderzoek.<br />
Mogelijkheid<br />
Naar onze verwachting zal het gebruik maken van kernreactors in vliegtuigen voor de voortstuwing<br />
van het vliegtuig in de toekomst goed mogelijk zijn. De ambitie een nucleair aangedreven vliegtuig te<br />
bouwen heeft al tot veel onderzoek met veelbelovende resultaten geleid, maar helaas waren er nog<br />
te veel onopgeloste problemen. Gezien de huidige snelheid der technologische ontwikkeling,<br />
verwachten we dat deze problemen binnen een niet al te lange tijd opgelost zullen zijn. Of die<br />
verwachting ook werkelijkheid wordt is nog maar de vraag: het idee bestaat al meer dan 50 jaar,<br />
maar oplossingen voor de problemen rond kernenergie in de luchtvaart zijn zelfs in dit tijdperk,<br />
waarin niks onmogelijk lijkt, nog steeds niet gevonden.<br />
Praktisch nut<br />
We kunnen er dus vanuit gaan dat vliegen op kernenergie in de toekomst goed mogelijk is, maar is<br />
het ook nodig? Heeft het nut? Is het waarschijnlijk dat het ook daadwerkelijk gebruikt gaat worden?<br />
Hier hebben wij onze twijfels over. Momenteel is er een tal aan andere mogelijkheden om een<br />
vliegtuig voort te stuwen, dus het zou niet logisch zijn om over te springen op (het, binnen de<br />
luchtvaart, nog onveilige) kernenergie. Toch zal kernenergie overwogen kunnen worden wanneer<br />
kerosine en andere brandstoffen te schaars worden en alternatieve ‘groene’ brandstoffen niet ver<br />
genoeg ontwikkeld zijn om de volledige luchtvaart te kunnen voorzien van energie. Daarnaast zou<br />
kernenergie behalve in vliegtuigen misschien prima gebruikt kunnen worden in de onbemande<br />
luchtvaart (denk aan drones en kruisraketten).<br />
Al met al is verwachten wij dus dat onze conclusie zal zijn dat het principe ‘nucleaire luchtvaart’<br />
mogelijk zal zijn, maar dat er binnen de mondiale samenleving veel zal moeten veranderen om het<br />
principe een kans te geven. Op dit moment is nucleaire energie in vliegtuigen nog niet mogelijk en de<br />
bezwaren van zowel burgers als politici staan onderzoek hiernaar in de weg. Wij zijn van mening dat<br />
veel angst voor nucleaire technologie voor een groot deel te wijten is aan onwetendheid, maar toch<br />
zal nucleaire technologie een stuk veiliger moeten worden voordat de gemiddelde burger bereid zal<br />
zijn nucleaire technische ontwikkeling te omarmen.<br />
11
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
onderzoek deel I:<br />
eigen onderzoek naar gammastraling<br />
bij het Reactor Instituut Delft<br />
(RID)<br />
12
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Inleiding bezoek aan het RID<br />
D<br />
eels om meer te weten te komen over straling, maar vooral om later berekeningen uit te<br />
kunnen voeren hebben wij de TU-Delft benaderd met de vraag of we bij hen onze twee<br />
eigen practica over stralingsveiligheid konden uitvoeren. De reden dat we hiervoor naar<br />
delft zijn gegaan is dat het Reactor Instituut daar beschikt over een eigen kernreactor, erg<br />
professionele apparatuur en experts op het gebied van nucleaire energie, straling en<br />
stralingshygiëne. Op het Schoter of ergens anders zouden wij deze practica natuurlijk nooit kunnen<br />
en mogen uitvoeren. Daarnaast wordt de kernreactor in Delft uitsluitend gebruikt voor nucleair<br />
onderzoek en onderwijs, dus hadden wij ook verwacht dat de TU-Delft ons graag verder zou helpen.<br />
Uiteindelijk werden wij bij onze practica begeleid door Jolanda de Beer-Kouwenberg. Zij is docente<br />
stralingshygiëne bij het RID. Behalve haar begeleiding heeft ze ons ook geholpen met enorm veel<br />
uitleg over straling en een rondleiding door de reactorhal. Door met straling te werken hebben wij<br />
ondervonden dat straling een heel ander begrip is geworden voor ons. Natuurlijk kenden wij veel<br />
theorie, maar theorie blijft als het ware abstracte kennis; je kan erover lezen, maar je doet er geen<br />
ervaring mee op. en deze ervaring, hoe klein dan ook, geeft veel meer inzicht dan wij in eerste<br />
instantie hadden verwacht.<br />
Zoals dus al eerder vermeld waren deze twee practica, waarvan de verslagen op de komende<br />
bladzijden staan, vooral bedoelt om er later berekeningen mee te kunnen maken. Met de informatie<br />
die wij hebben over de straling die de reactor van het NEPA-Project (zie deelvraag 6 en de bron<br />
‘Reactor Program of the Aircraft Nuclear Propulsion Project’) uitzendt willen wij berekenen of die<br />
straling schadelijk is voor een persoon is die op de grond staat terwijl het vliegtuig overvliegt, of<br />
beter geformuleerd; hoe hoog het vliegtuig moet vliegen zonder dat mensen op de grond schade<br />
ondervinden aan de straling ervan. Hiervoor diende ons eerste practicum (die we als tweede<br />
uitvoerden)waarbij we het verband onderzochten tussen radioactiviteit en afstand. Op deze manier<br />
wilden wij een formule opstellen waarmee we het antwoord op onze vraag kunnen berekenen.<br />
Verder zitten we nog met het probleem van de bescherming van de piloten in de cockpit. Omdat wij<br />
niet verwachten dat het mogelijk zal zijn dat we een nucleair passagiersvliegtuig kunnen ontwerpen<br />
in verband met het gewicht en de niet al te goede voortstuwing die de reactor en de straalmotoren<br />
leveren, houden we dus alleen rekening met de piloten. Dit wilden we onderzoeken door het<br />
verband tussen de dikte van lood en de radioactiviteit achter het lood (de kant waar de straling niet<br />
vandaan komt) te vinden en weer een formule op te stellen. Zo willen wij te weten komen hoeveel<br />
lood er nu precies nodig is tussen de kernreactor en de cockpit om de veiligheid van de piloten te<br />
garanderen. Om deze reden voerden we practicum twee uit.<br />
Het Reactor Instituut Delft van de TU-Delft<br />
Kernreactor van het RID<br />
13
onderzoek 1: Radioactiviteit en Afstand.<br />
Onderzoeksvraag:<br />
Wat is het verband tussen afstand en Radioactiviteit?<br />
Hypothese:<br />
Wij verwachten dat wij een omgekeerd kwadratisch verband zullen vinden.<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Deductie:<br />
Simpel uitgelegd volgt straling een rechte lijn in divergerende bundels. Hierdoor wordt een gebied<br />
dat bestraald wordt groter naarmate de afstand toeneemt. De hoeveelheid straling blijft gelijk, maar<br />
doordat het een steeds groter oppervlak bestraalt wordt de hoeveelheid straling per bijvoorbeeld<br />
vierkante centimeter steeds kleiner. Het totaaloppervlak dat bestraald wordt groeit per gelijke<br />
tussenafstand kwadratisch, dus zal ook de radioactiviteit per vastgesteld oppervlak kwadratisch<br />
afnemen.<br />
Het onderzoek<br />
Benodigdheden:<br />
Stralingsbron<br />
o Nuclide: Co-60<br />
o Radioactiviteit: 116,6 GBg<br />
o Datum van plaatsing: 18-08-1990<br />
o Halveringstijd: 5 jaar<br />
Stralingsmeter<br />
o Meeteenheid: µ Sv/h<br />
Meetlat (in dit geval een volledig geautomatiseerd systeem).<br />
Opstelling:<br />
Schematische weergave↑<br />
(1: Beeldscherm, 2: Stralingsbron, 3: camera, 4: stralingsmeter, 5: automatisch baansysteem).<br />
14
Foto opstelling↓<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Werkwijze:<br />
Allereerst moest de stralingsbron opnieuw gekalibreerd worden. Dit gebeurde met behulp van een<br />
laser. vervolgens hebben we de meetafstanden waar we mee wilden meten vastgesteld met steeds<br />
50 cm tussenruimte. Aangezien de stralingsbron die we gebruikten sterk radioactief was, werd deze<br />
bij elke meting afgesloten om de camera die boven de rails hing, waarmee het display afgelezen kon<br />
worden, handmatig boven de stralingsmeter te hangen. De stralingsmeter zelf werd van een afstand<br />
door middel van schakelaars over de rails verplaatst. Bij elke meting hebben wij de radioactiviteit<br />
zoals aangegeven op de stralingsmeter genoteerd.<br />
15
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Waarnemingen:<br />
De radioactiviteit bij een afstand van 1 meter was 2940,5 µ Sv/h. als de hypothese klopt zou die<br />
radioactiviteit ongeveer vier keer zo klein moeten zijn bij twee meter, waarna deze kwadratische<br />
trend voort zet. Natuurlijk zal niks precies kloppen, maar dit is slechts meetonzekerheid en is niet uit<br />
te sluiten. De waarnemingen staan in het tabel hieronder.<br />
S in m tussen stralingsbron en<br />
Radioactiviteit in µ Sv/h<br />
geigerteller<br />
1 2940,5<br />
1,5 1270,5<br />
2 700,5<br />
2,5 460<br />
3 320<br />
3,5 230<br />
4 177<br />
4,5 140<br />
5 115<br />
Verwerking van de waarnemingen:<br />
S in m tussen stralingsbron en<br />
geigerteller<br />
Radioactiviteit in µ Sv/h Constante<br />
(Formule: )<br />
1 2940,5 2940,5<br />
1,5 1270,5 2858,625<br />
2 700,5 2802<br />
2,5 460 2875<br />
3 320 2880<br />
3,5 230 2817,5<br />
4 177 2832<br />
4,5 140 2835<br />
5 115 2875<br />
Uit het feit dat een constante geeft bij elke meting kunnen wij concluderen dat het verband<br />
tussen afstand en radioactiviteit omgekeerd kwadratisch is. om dit te verduidelijken volgt hier ook<br />
een grafiek.<br />
3500<br />
3000<br />
2500<br />
2000<br />
1500<br />
1000<br />
500<br />
0<br />
Conclusie:<br />
1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5<br />
Reeks 1<br />
16
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
We hebben met het onderzoek onze hypothese kunnen bevestigen. Het verband is omgekeerd<br />
kwadratisch, oftewel: y is omgekeerd evenredig met . Tijdens ons onderzoek werd ons verteld dat<br />
dit de kwadratenwet heet. De formule waar we uiteindelijk mee zullen rekenen is . Hierin<br />
is R de radioactiviteit in Sv/hr, C de constante die afhankelijk is van de straling die de kernreactor<br />
uitzendt (hier komen we later op terug) en S de afstand in m.<br />
Evaluatie:<br />
Misschien hadden we de resultaten nauwkeuriger kunnen krijgen om de proef meerdere malen te<br />
herhalen, maar voor de rest zijn de meeste meetonzekerheden geëlimineerd, omdat we bijna alles<br />
geautomatiseerd deden. De professionele begeleiding van de TU Delft heeft ook geholpen.<br />
17
onderzoek 2: Radioactiviteit en lood.<br />
Onderzoeksvraag:<br />
Wat is het verband tussen radioactiviteit in Sv en lood?<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Hypothese<br />
We verwachten dat de radioactiviteit kwadratisch afneemt wanneer het loodschild dikker wordt (met<br />
gelijke stappen).<br />
Deductie<br />
Wanneer een gamma straal door een stof gaat, hangt het van de dikte, materiaaldichtheid en de<br />
oppervlakte van het materiaal af. Een formule leert ons dit:<br />
Waarin:<br />
X= de afstand vanaf de oppervlakte die blootgesteld wordt.<br />
μ= absorptiecoëfficiënt<br />
σ= oppervlakte dat wordt blootgesteld<br />
Hieraan kan men leren dat wanneer alle omstandigheden constant zijn op de dikte van het lood na,<br />
de uiteindelijke straling exponentieel afneemt.<br />
Benodigdheden:<br />
Stralingsbron (Co 60)<br />
Stralingsmeter<br />
Statief<br />
Statiefklem<br />
Loden plaatjes<br />
Loden cilinder om straling alleen in een opstaande kolom te ‘sturen’.<br />
Opstelling:<br />
stralingsbron<br />
Loden plaatje 2mm<br />
Stralingmeter<br />
18
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Onderzoeksbeschrijving.<br />
Omdat we in een stralinglab werkten hebben we eerst de achtergrondstraling gemeten. Hierdoor<br />
weten we hoe hoog de straling normaal is en kunnen we dat als ijkpunt gebruiken. vervolgens<br />
hebben de stralingsbron gemeten zonder lood ervoor. Daarna met 2mm lood ervoor, dan weer 2mm<br />
lood enzovoorts.<br />
Uitvoering:<br />
We hebben eerst het stappenplan gevolgd totdat we door de plaatjes lood van 2 mm heen waren.<br />
Toen hebben we plaatjes van 2.5 gebruikt. Nadat die opwaren hadden we alle overige plaatjes die we<br />
konden vinden erop gelegd . uiteindelijk hebben we op deze manier bijna de hoeveelheid straling<br />
gereduceerd tot een gelijke waarde aan de achtergrondstraling.<br />
Resultaten:<br />
Als eerste moesten we een schatting maken bij de meter die het stralingsniveau in Counts per<br />
Second aangaf, hierdoor krijg je steeds andere waarden rond een gemiddelde. We hebben<br />
geprobeerd het gemiddelde zo goed mogelijk te benaderen. Bij de eerste paar plaatjes leek het erop<br />
dat de radioactiviteit vrij lineair afnam, maar na het toevoegen van steeds meer plaatjes begonnen<br />
we uiteindelijk toch een exponentieel verband te zien. Hierbij hebben we ook rekening gehouden dat<br />
we uiteindelijk andere diktes gebruiken. De exacte resultaten staan hieronder:<br />
Stralingsbron:<br />
Co60______________________________________________________________________________<br />
Achtergrondstraling: 10 Counts per Second_______________________________________________<br />
Gebruikte stralingsdetector: Sciutillatie detector met NaI-kristal______________________________<br />
Dikte van het lood in mm Radioactiviteit in Counts per Second<br />
0 95<br />
2 70<br />
4 65<br />
6 55<br />
8 55<br />
10 50<br />
12 45<br />
14 40<br />
16 37<br />
18 36<br />
20,5 30<br />
23 25<br />
25,5 22,5<br />
28 20<br />
30,5 17<br />
31,5 17<br />
48,5 10<br />
19
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Verwerking van de waarnemingen:<br />
Dikte van het lood in mm Radioactiviteit in Counts per Second Constante<br />
[Formule: ]<br />
0 95 -<br />
2 70 140<br />
4 65 260<br />
6 55 330<br />
8 55 440<br />
10 50 500<br />
12 45 540<br />
14 40 540<br />
16 37 560<br />
18 36 648<br />
20,5 30 615<br />
23 25 575<br />
25,5 22,5 573,75<br />
28 20 560<br />
30,5 17 518,5<br />
31,5 17 535,5<br />
48,5 10 485<br />
We zien hier dat we een contante krijgen wanneer we de radioactiviteit vermenigvuldigen met de<br />
dikte van het lood. Het valt op dat veel van deze constanten helemaal niet dicht bij elkaar liggen,<br />
maar er is geen dalende of stijgende trend te zien. Verder zijn bijna alle constanten rond de 500. Het<br />
feit dat ze ver uit elkaar liggen is te wijten aan de meetonzekerheid die het gevolg is van het vele<br />
fluctueren van de naald op de stralingsmeter. Dit maakte het bij de meeste metingen moeilijk goed<br />
een waarde te bepalen. Het verband hierbij is omgekeerd evenredig. Oftewel: de radioactiviteit is<br />
omgekeerd evenredig met de dikte van het lood. Hieronder staat een grafiek om dat te illustreren.<br />
radioactiviteit in Counts per Second<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18<br />
dikte van het lood in mm<br />
20
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Conclusie:<br />
We hebben tot onze verbazing de hypothese ontkracht. In plaats van een omgekeerd kwadratisch<br />
verband vonden wij een omgekeerd evenredig verband.<br />
Evaluatie:<br />
Tijdens het practicum is er duidelijk iets fout gegaan. Wij snapten niet waardoor de hypothese niet<br />
bleek te kloppen, want behalve ons onderzoek wijst alles erop dat de hypothese correct was. Na enig<br />
onderzoek op het internet zagen we inderdaad dat we een omgekeerd kwadratisch verband<br />
gevonden hadden moeten hebben. Nu lijken de twee verbanden qua grafiek heel erg op elkaar, maar<br />
bij het omgekeerd kwadratisch verband vonden wij voor slechts de laatste paar metingen een<br />
constante en voor de rest een sterk stijgende trend binnen de constanten. Aan de begeleiding in<br />
delft heeft het in ieder geval niet gelegen, het was simpelweg te lastig de aanwijzer van de<br />
stralingsmeter goed af te lezen door de fluctuatie ervan. Hiervan leren we dat je een onderzoek altijd<br />
meerdere malen moet herhalen voor een betrouwbaar resultaat.<br />
21
onderzoek deel II:<br />
interview<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
22
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
V<br />
oor dit interview hebben we geprobeerd om meer informatie te krijgen van iemand die<br />
werkt binnen de luchtvaartsector. Eerst probeerden we een interview te regelen met een<br />
expert op het gebied van nucleaire energie, maar ons bezoek aan delft maakte dat<br />
overbodig, aangezien we daar al genoeg leerden van experts op dit gebied. Daarom hier een<br />
bescheiden interview met J.W. Van Hasselt, Customer Support Manager en luchtvaartenthousiast.<br />
Hoe verschilt de besturing van een licht vliegtuig ten opzichte van een zwaar vliegtuig?<br />
Zwaardere vliegtuigen hebben meer energie nodig om van koers te wijken. Maar als ze eenmaal<br />
gaan, gaan ze ook! Dit kan je al merken bij radiografische vliegtuigjes. Een lichter model reageert heel<br />
direct op de besturing, maar vallen ook zeer makkelijk te corrigeren. Zwaardere vliegtuigen reageren<br />
ook zwaarder. Is eigenlijk best wel logisch als je erover nadenkt. Hetzelfde geldt voor vliegtuigen.<br />
Alleen in moderne vliegtuigen ligt het weer anders. Hier wordt vaak net als in een auto<br />
gebruikgemaakt van stuurbekrachtiging en in andere vliegtuigen wordt er vaak gevlogen met een Fly<br />
By Wire systeem. Dit is een systeem dat gebruikt maakt van een Joystick en een computer om het<br />
vliegtuig te besturen.<br />
Hoe beïnvloed het motorvermogen de besturing van een vliegtuig?<br />
Een sterkere motor zorgt ervoor dat het vliegtuig sneller gaat. Hoe sneller het vliegtuig gaat hoe<br />
preciezer je moet besturen, want de uitslag van de roeren creëerden door de hogere snelheid een<br />
groter drukverschil waardoor het vliegtuig sneller en abrupter reageert.<br />
Is extra motorvermogen te hebben bij een vliegtuig handig of niet?<br />
Nee. Extra motorvermogen zorgt ervoor dat de piloten nooit het gas op honderd procent kunnen<br />
zetten. Een straalmotor werkt dan niet efficiënt en zorgt voor een veel hoger brandstof gebruik.<br />
Daarnaast kunnen vliegtuigen maar een bepaald vermogen aan. Anders slijten de motorophangingen<br />
te snel of kan het vliegtuig zelfs uit elkaar vallen in de lucht. Vliegtuigen en motoren worden hierom<br />
ook vaak voor elkaar ontwikkeld.<br />
Zal kernenergie een uitkomst bieden voor wanneer er geen fossiele brandstoffen meer zijn?<br />
Hoogst waarschijnlijk niet. Zoals jullie zelf al hebben aangekaart komt het geeneens door de politiek<br />
heen. Daarnaast proberen de luchtvaartmaatschappijen al zelf alternatieven te vinden voor het<br />
komende brandstof probleem. Er zijn al vliegtuigen die op bio-ethanol, gemaakt van gebruikt<br />
frituurvet vliegen. Deze techniek wordt vooral toegepast op de zogeheete cityhopper vluchten tussen<br />
Europese steden. Die noemen we vaak een beetje spottend ‘citywhoppers’. Uiteindelijk zal er eerder<br />
gevlogen worden op batterijen in plaats energie die aan boord wordt opgewekt. Er zijn wel<br />
experimentele vliegtuigen op zonne-energie, maar dat zijn maar eenmotorige propellervliegtuigjes<br />
voor een (of geen) persoon.<br />
Een nuclear vliegtuig heeft wel een flight engineer nodig dat weer banen creëert, zal dit een goed<br />
argument zijn voor het project?<br />
Haha, nee. Een nucleair vliegtuig is al vrij prijzig in de ontwikkeling en een flight engineer kost nog<br />
meer geld. De flight engineer als bij conventionele vliegtuigen al vervangen door de computer. Dit zal<br />
waarschijnlijk meer een tegenargument zijn.<br />
23
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
beantwoording van de deelvragen<br />
24
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Deelvraag 1: Welke manieren om kernenergie op te wekken zijn er?<br />
Momenteel wordt kernenergie (met uitzondering van kernreacties in natuurlijke processen zoals in<br />
processen die plaatsvinden in bijvoorbeeld sterren of de kern van de aarde) uitsluitend opgewekt<br />
door middel van kernsplijting. Er is echter nog een andere hypothetische mogelijkheid voor<br />
kunstmatig opwekken van kernenergie, namelijk kernfusie. Kernfusie is een techniek die voor alsnog<br />
niet in gebruik is door de vele nog onopgeloste problemen. Verdere uitleg over kernfusie vindt u<br />
verderop in de beantwoording van deze deelvraag. We gaan eerst dieper in op kernsplijting.<br />
Opwekking van kernenergie door middel van kernsplijting.<br />
De meeste stoffen hebben stabiele atoomkernen, maar enkelen hebben instabiele atoomkernen. Een<br />
atoomkern kan instabiel zijn doordat het bijvoorbeeld te veel neutronen of protonen bevat.<br />
Wanneer zo’n atoomkern in aanraking komt met alfastraling of bètastraling (soms in combinatie met<br />
gammastraling) vervalt deze. Deze straling is er bijna altijd en overal. Wanneer zo’n instabiele<br />
atoomkern vervalt, veranderd het in de atoomkern van een andere stof. Dit heet radioactief verval.<br />
Stabiele atoomkernen blijven echter intact wanneer ze in aanraking komen met alfastraling of<br />
bètastraling. Er zijn daarentegen wel enkele soorten stabiele atoomkernen die gespleten kunnen<br />
worden in twee nieuwe, andere, atoomkernen. Deze atoomkernen zijn zo groot dat, wanneer ze<br />
beschoten worden met slechts één neutron (die dan aan de atoomkern toegevoegd wordt), ze<br />
instabiel worden en zich splitsen in twee nieuwe atoomkernen waarbij erg veel energie ontstaat.<br />
Voor de kunstmatige opwekking van deze energie wordt uitsluitend plutonium of uranium gebruikt.<br />
Deze stoffen moeten echter wel eerst verijkt worden. U237 is niet splijtbaar, maar wanneer het na<br />
verrijking in grote centrifuges U235 geworden is, kan hier energie mee opgewekt worden. De<br />
atoomkern van U235 splitst zich op in de atoomkernen van Barium en Krypton. Grote hoeveelheden<br />
energie komen hierbij vrij in de vorm van licht en warmte. Deze warmte wordt in een kerncentrale<br />
via bewegingsenergie omgezet in elektrische energie.<br />
Natuurlijk is de energie die vrijkomt bij het splijten van slechts één uranium- of plutoniumkern niet<br />
voldoende om gebruikt te worden door duizenden huishoudens. Om voldoende energie op te<br />
wekken moeten binnen relatief korte tijd grote hoeveelheden atoomkernen gespleten<br />
worden. Gelukkig hoeven niet alle atoomkernen kunstmatig beschoten te worden met een neutron;<br />
bij het splijten van een atoomkern komen er namelijk enkele neutronen los van de splijtende<br />
atoomkern. Wanneer deze neutronen in aanraking komen met andere nog stabiele,<br />
splijtbare, atoomkernen splijten deze kernen ook. Deze splijtende atoomkernen laten<br />
weer neutronen los die op hun beurt weer stabiele atoomkernen kunnen laten splijten. op deze<br />
manier ontstaat er een kettingreactie.<br />
25
Deelvraag 1: [vervolg]<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Kernfusie<br />
Het gebruiken van kernfusie voor het kunstmatig opwekken van energie is nu alleen in theorie<br />
mogelijk, maar men verwacht dat kernfusie rond 2030 een goede energiebron zou kunnen zijn. Toch<br />
bestaat kernfusie al miljarden (aardse) jaren. Sterren produceren duizenden jaren lang enorme<br />
hoeveelheden energie door middel van kernfusie (oftewel, wanneer je energie verkrijgt via<br />
zonnepanelen, gebruik je al energie die ontstaat door fuserende atoomkernen in de zon).<br />
Bij het fuseren van bepaalde kernen ontstaat dus kennelijk energie. Om dit uit te leggen blijven wij<br />
even bij het voorbeeld van de sterren. Eerst is het belangrijk om te weten dat wanneer bepaalde<br />
atomen fuseren, er een geheel andere stof ontstaat. Zo ontstaan er bij het fuseren van vier<br />
waterstofkernen één heliumkern en twee positronen (het antideeltje van de elektron). Bij het<br />
fuseren van drie heliumkernen ontstaat één koolstofkern en twee koolstofkernen fuseren dan weer<br />
tot een neonkern. Dit gaat zo een tijdje door totdat er ijzerkernen ontstaan. Daarna kan er nog wel<br />
kernfusie optreden, maar hier is juist energie voor nodig.<br />
Maar we blijven even bij waterstoffusie, aangezien dit de vorm van kernfusie is die in de toekomst<br />
gebruikt zal gaan worden om kunstmatig energie mee op te wekken (en omdat hier simpelweg meer<br />
over bekend is doordat het ook de meest voorkomende vorm van kernfusie in de sterren is. sterren<br />
bestaan immers voor het grootste deel uit waterstof en de fusieproducten worden bij elke<br />
‘fusieovergang’ steeds minder).<br />
Bij waterstoffusie fuseren vier waterstofkernen waarbij dus één heliumkern en twee positronen<br />
ontstaan. Hierbij komt erg veel energie vrij. Dit is net als bij kernsplijting te berekenen met het<br />
massadefect. Deze energie uit zich uiteindelijk als warmte en licht waar we vooral gebruik van maken<br />
bij de zon.<br />
Momenteel is er een speciale kernreactor in aanbouw: de International Tokamak Experimental<br />
Reactor. Deze reactor is de eerste fusiereactor. Hierin probeert men het fusieproces van<br />
waterstofkernen na te bootsten onder extreem hoge temperatuur om vervolgens de energie die<br />
ontstaat om te zetten in elektriciteit. De temperatuur (ongeveer 100.000.000 K) is zo hoog om de<br />
waterstofkernen groter te maken en ze op die manier meer kinetische energie te geven. Zoals we<br />
natuurlijk weten stoten atomen elkaar namelijk af. Om waterstofkernen met elkaar te laten fuseren<br />
moeten ze dus een hele hoge kinetische energie hebben om ondanks de afstotende kracht dicht<br />
genoeg bij elkaar te komen. De (geladen) waterstofatomen worden bijeengehouden door middel van<br />
een sterk magnetisch veld opgewekt door supergeleidende elektromagneten.<br />
De reden dat er nog geen energie opgewekt word op deze manier is dat er nog te veel onopgeloste<br />
problemen zijn. Zo ontstaat er bij het fusieproces radioactief tritium. Tritium gedraagt zich hetzelfde<br />
als waterstof en kan zich dus gemakkelijk verspreiden in de natuur. Zo kan deze radioactieve stof<br />
bijvoorbeeld worden gedronken door dieren. Ook wordt het materiaal waarvan de reactorwand<br />
gemaakt wordt sterk radioactief doordat de atoomkernen van dat materiaal instabiel worden als die<br />
atoomkernen in aanraking komen met de vrije neutronen. Niet geheel los daarvan beschadigd de<br />
reactorwand dan ook enorm, waardoor er scheuren in kunnen ontstaan. Als laatste kost het<br />
kunstmatig laten fuseren van waterstofkernen momenteel meer energie dan het oplevert.<br />
26
Deelvraag 2: Hoe werkt een kerncentrale?<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Tegenwoordig is er steeds meer roep om vormen van energieopwekking die zo goedkoop mogelijk<br />
zijn, zo weinig mogelijk schade aan het milieu veroorzaken en een zo efficiënt mogelijk zijn. Om deze<br />
redenen is men energie gaan opwekken door middel van kernsplijting. Deze energieopwekking<br />
gebeurt in een kerncentrale.<br />
Bij een kerncentrale word er elektriciteit opgewekt door de vrijkomende (warmte)energie van<br />
kernreacties om te zetten in bewegingsenergie en vervolgens elektriciteit. Hoewel nucleair<br />
onderzoek erg duur is en het op gang brengen van de kernreactie een lastig proces is, is het<br />
rendement van een kerncentrale zeer hoog. Dit maakt kernenergie tot een efficiënte vorm van<br />
energieopwekking. De kerncentrale is grofweg onder te verdelen in drie verschillende onderdelen,<br />
namelijk:<br />
27
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
De reactor<br />
De reactor is een groot bassin waarin zich splijtstofstaven bevinden. Daaromheen bevinden zich de<br />
controlestaven. Deze controlestaven zijn bedoelt om de kernreactie op te voeren of juist af te laten<br />
zwakken. Wanneer de kerncentrale tijdelijk niet in gebruik is, of wanneer er sprake is van een defect<br />
in de centrale, zakken de controlestaven helemaal naar beneden om de kernreactie stop te zetten.<br />
controlestaven zijn gemaakt van materialen die losse neutronen kunnen opvangen zonder zelf een<br />
kernreactie op te wekken. controlestaven zijn zo gebouwd dat ze in het geval van nood altijd door<br />
zwaartekracht helemaal naar beneden kunnen zakken. Tussen de splijtstofstaven en controlestaven<br />
bevindt zich nog de moderator. Dit is een stof die er voor zorgt dat de losse neutronen vertraagd<br />
worden. hierdoor blijft de kettingreactie beter in stand. Het water wat de reactor koelt blijft in een<br />
afgesloten cyclus, omdat dit water radioactief wordt gemaakt door de reactor en zich niet mag<br />
verspreiden in het milieu.<br />
Waterkringloop en Koelsysteem<br />
De waterkringloop zorgt ervoor dat de warmte-energie die er bij een kernreactie vrijkomt kan<br />
worden omgezet in een beweging. Het begint bij een warmtewisselaar in de buurt van het<br />
reactorvat. Hierdoor loopt een buis waardoor het verwarmde water uit de reactor loopt. Dit verhit<br />
het water dat in het vat erom zit tot stoom onder zeer hoge druk,en komt weer terug in de reactor.<br />
Die stoom word langs een turbine geleid waar schoepen in beweging worden gezet. Hierna word de<br />
nu al redelijk afgekoelde stoom door een condensor geleid. Dit zorgt ervoor dat stoom weer omgezet<br />
wordt in water dat vervolgens terecht komt in het bassin met de reactor. De condensor word<br />
gekoeld door water van buiten. Dit water komt dus nooit door de reactor heen, maar dient alleen om<br />
de warmte van de radioactieve waterkringloop over te nemen.<br />
De turbine en Generator.<br />
De stoom wordt door een turbine heen geleid. Een turbine bestaat uit meerdere bladen waar de<br />
stoom langs word geduwd. De stoom zet de bladen in beweging die de energie weer overdragen aan<br />
een lange as die naar de generator loopt. De generator bestaat uit meerdere grote spoelen op een<br />
as, die ronddraaien langs door een magnetisch veld. Om dat de hoek van het magnetische veld<br />
steeds verandert. Verandert ook de inductie. Dit verschil noemen we de magnetische flux. Hierdoor<br />
gaat er in de spoel en een inductiestroom lopen. Deze spanning wordt naar een transformator<br />
gestuurd waar het word omgezet naar een regelmatigere wisselspanning.<br />
28
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Deelvraag 3: Wat zijn de voor- en nadelen van kernenergie?<br />
Kort na het ontdekken van radioactiviteit heeft men geprobeerd om daar energie mee op te wekken.<br />
Maar pas in tijdens de tweede wereldoorlog nam de vraag naar nucleair onderzoek enorm toe.<br />
Uiteindelijk na de ontdekking van kernsplijting werden de eerste plannen gemaakt voor de bouw van<br />
een kernreactor met energieopwekking als doel. In deze tijd was de gemiddelde burger nog niet erg<br />
bekend met straling en de bijbehorende risico’s, dus stond niemand wetenschappers in de weg om<br />
vrij onderzoek uit te voeren naar kernreacties en het aansturen ervan met de uiteindelijke droom om<br />
daar energie mee op te wekken.<br />
Naarmate de koude oorlog begon werden de gevaren van nucleaire reacties pas duidelijk onder het<br />
volk. Na het bombarderen van Nagasaki en Hiroshima werden de eerste ziektes gerelateerd aan<br />
straling vastgesteld. Ook werd het volk aan de westkant van de muur langzaam ingelicht. Helaas zijn<br />
mensen hierdoor erg bang geworden voor straling en kernenergie, terwijl deze angst niet geheel<br />
terecht is.<br />
Kernenergie heeft hierdoor voor- en nadelen van zowel wetenschappelijke als maatschappelijke<br />
aard.<br />
Voordelen:<br />
- Kernenergie is relatief veilig, De kans op een nucleaire ramp is zeer klein en is met huidige<br />
kennis en apparatuur steeds beter te bestrijden.<br />
- Kernenergie is minder schadelijk voor het milieu dan fossiele brandstoffen. Bij het opwekken<br />
van kernenergie komt geen CO2 vrij.<br />
- Het rendement en elektrisch vermogen van een kerncentrale zijn veel groter dan bij andere<br />
kunstmatige energiebronnen.<br />
- Brandstoffen die gebruikt worden in energiecentrales die gebruik maken van verbranding<br />
worden steeds duurder en schaarser. Kernenergie is daardoor relatief goedkoop en de<br />
techniek gaat veel langer mee aangezien de voorraad aan uranium en plutonium veel langer<br />
meegaat dan de voorraden aardolie, steenkool en aardgas.<br />
Nadelen<br />
- De straling die vrijkomt tijdens de kernreacties in de kerncentrale kan schadelijk zijn wanneer<br />
het in het milieu terecht komt.<br />
- Nucleair onderzoek is duur en een kerncentrale is duurder dan een kolencentrale.<br />
- Vanwege de vele ethische bezwaren op kernenergie, die voortkomen uit irrationele angst,<br />
zijn veel (vooral Nederlandse) politici niet enthousiast over kernenergie.<br />
29
Deelvraag 4: hoe werkt een vliegtuig?<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Voordat we willen onderzoeken of het mogelijk is een vliegtuig voort te stuwen door middel van<br />
nucleaire straalmotoren is het wel belangrijk om te weten hoe een vliegtuig nu precies werkt.<br />
daarvoor dient deze deelvraag. We gaan hier nog niet in op voortstuwing, dat behandelen we in<br />
deelvraag 5.<br />
Hoe blijft een vliegtuig in de lucht?<br />
Een vliegtuig maakt gebruikt van het verschijnsel lift om zijn gewicht in de lucht te krijgen. Lift is een<br />
opwaartse kracht die ontstaat bij ongelijke verdeling van luchtdruk. Bijvoorbeeld: Een oppervlakte<br />
heeft een grotere druk aan de onderkant dan aan de bovenkant. De hogere druk duwt dit oppervlak<br />
omhoog totdat de druk aan beide kanten van het oppervlak gelijk is. Het verschil in luchtdruk word<br />
bij vliegtuigen gemaakt om de lucht boven de vleugel langzamer te laten stromen dan aan de<br />
onderkant. Dit wordt gedaan om de weg die de lucht aan de bovenkant moet afleggen langer te<br />
maken, zodat er in dezelfde tijd, niet een gelijke afstand wordt afgelegd aan de boven en onderkant.<br />
Dit is dus de reden dat de vleugel van een v liegtuig plat is aan de onderkant, maar bol aan de<br />
bovenkant.<br />
Lift kan je berekenen met de volgende formule:<br />
Hierin is:<br />
L = Liftkracht [N]<br />
V = snelheid [m s -1 ] van de lucht ten opzichte van het vliegtuig.<br />
ρ = dichtheid [kg m -3 ] van de lucht.<br />
S = Oppervlakte van de vleugels.<br />
Cl = Liftcoëfficiënt.<br />
Om een vliegtuig voldoende lift te geven om in de lucht te blijven heeft een het een groot<br />
oppervlakte nodig. Hiervoor zijn de vleugels. Het vliegtuig moet wel een bepaalde snelheid hebben<br />
om de vleugels voldoende lift te laten genereren zodat het vliegtuig kan opstijgen en vliegen. Bij het<br />
verminderen van hoogte wordt de snelheid van het verminderd zodat er juist minder lift ontstaat. De<br />
snelheid zorgt ervoor dat er een constant drukverschil ontstaat. De snelheid van een vliegtuig wordt<br />
geregeld door de voortstuwing meer of minder stuwkracht te laten genereren. De topsnelheid van<br />
een vliegtuig is afhankelijk van vele zaken zoals de aerodynamica, de maximale stuwkracht die de<br />
motoren kunnen leveren, de massa van het vliegtuig, de massa van de lading (vracht en/of<br />
personen), de grootte van het vliegtuig, het oppervlakte van de vleugels, het weer en klimaat, de<br />
hoogte waarop het vliegtuig vliegt (dit heeft te maken met de dichtheid van lucht op verschillende<br />
hoogtes) en nog veel meer.<br />
30
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Hoe wordt een vliegtuig bestuurd?<br />
Er zijn natuurlijk vele verschillende soorten vliegtuigen en in de besturing van vliegtuigen onderling<br />
zijn vaak verschillen, maar de basis is eigenlijk altijd hetzelfde. Wanneer het vliegtuig naar links of<br />
rechts helt zal het ook naar links of rechts sturen. Om dit hellen of rollen te veroorzaken zijn de<br />
vleugels uitgerust met rolroeren. Wanneer het vliegtuig bijvoorbeeld naar links moet, staat het linker<br />
rolroer omhoog en het rechter omlaag. Hierdoor wordt de weerstand van de linkervleugel groter (het<br />
rolroer staat aan de bovenkant, waar de lucht al een langere weg moet afleggen) en daalt de<br />
linkervleugel ten opzichte van de rechtervleugel waardoor het vliegtuig naar links rolt. De rolroeren<br />
kunnen ook gezamenlijk omhoog of omlaag staan. voor omlaag geldt: de neus van het vliegtuig zakt<br />
en het vliegtuig gaat omlaag. Voor omhoog geldt: de neus beweegt omhoog en het vliegtuig begint te<br />
stijgen. de rolroeren dienen in een omhoog- of omlaaggaande beweging eigenlijk vaak als hulp voor<br />
de hoogteroeren op de staart en de rolroeren helpen het richtingroer dat verticaal op de staart<br />
bevestigd is.<br />
Waarvoor dienen vliegtuigen zoal?<br />
Er zijn dus, zoals hierboven ook staat, vele soorten vliegtuigen met vele verschillende functies.<br />
Zo zijn er vliegtuigen die speciaal bedoelt zijn om mensen te vervoeren of juist om een vracht te<br />
vervoeren. Deze vliegtuigen moeten aan bepaalde eisen voldoen. Zo moeten ze groot zijn en veel<br />
gewicht aan kunnen, maar zo weinig mogelijk brandstof verbruiken. Daarnaast moet de voortstuwing<br />
ervoor zorgen dat het vliegtuig in volgeladen toestand nog wel kan starten. Het maximale gewicht<br />
van het vliegtuig inclusief lading waarbij het vliegtuig van de grond komt en in de lucht kan blijven<br />
heet het maximale startgewicht. Het gewicht van het vliegtuig zonder lading (maar met motoren,<br />
systemen en andere zaken als bijvoorbeeld stoelen) heet het leeggewicht. Behalve vliegtuigen om<br />
mensen of vrachten te vervoeren zijn er natuurlijk ook vele vliegtuigen met reddende of militaire<br />
doeleinden. Zo moet een militair vliegtuig meestal zo lang en snel mogelijk kunnen vliegen met<br />
zoveel mogelijk bewapening om het vaderland te verdedigen en de vijand aan te vallen en moet een<br />
reddingsvliegtuig lang en snel vliegen om mensen te vinden en te redden die in nood verkeren.<br />
Verder zijn er ook vliegtuigen die bedoelt zijn ter recreatie of om mee te stunten. Verder worden vele<br />
vliegtuigen voor meer dan één doeleinden gebruikt. Denk bijvoorbeeld aan een bommenwerper die<br />
helpt bij het bestrijden van een bosbrand.<br />
Bij het ontwerpen van een vliegtuig moet er natuurlijk erg veel rekening gehouden worden met de<br />
functie die het vliegtuig heeft. Elk soort vliegtuig heeft zo zijn eigen karakteristieke eigenschappen.<br />
Hiervan hebben we een simpel tabel gemaakt om te illustreren dat elk vliegtuig voor en nadelen<br />
heeft en er dus nog geen perfect vliegtuig is ontworpen.<br />
31
Soort Vliegtuig Maximale<br />
snelheid<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Grootte Zuinigheid Maximaal<br />
startgewicht<br />
passagiersvliegtuig Gemiddeld Groot Redelijk zuinig Laag<br />
vrachtvliegtuig Gemiddeld Erg groot Niet zuinig Erg hoog<br />
Straaljager Erg hoog Erg klein Niet zuinig Erg laag<br />
bommenwerper Hoog Groot Niet zuinig Hoog<br />
reddingsvliegtuig Hoog Erg klein Redelijk zuinig Erg laag<br />
stuntvliegtuig Gemiddeld Erg klein Redelijk zuinig Erg laag<br />
recreatievliegtuig Erg laag Erg klein Redelijk zuinig Erg laag<br />
Soort vliegtuig Bereik Maximale<br />
vliegtijd<br />
passagierscapaciteit Vrachtcapaciteit wendbaarheid<br />
passagiersvliegtuig groot Lang Erg groot Erg klein Laag<br />
vrachtvliegtuig Groot Lang Erg klein Erg groot Laag<br />
Straaljager Gemiddeld Relatief kort Erg klein Erg klein Erg hoog<br />
bommenwerper Erg groot Erg lang Klein Gemiddeld Gemiddeld<br />
reddingsvliegtuig Gemiddeld Gemiddeld Klein Klein Hoog<br />
tot laag tot kort<br />
stuntvliegtuig Erg laag Erg kort Erg laag Erg klein Erg hoog<br />
recreatievliegtuig Gemiddeld Gemiddeld Klein klein hoog<br />
tot laag tot kort<br />
Note: natuurlijk zijn de gegevens van vliegtuigen onderling allemaal relatief, maar een beter beeld<br />
van een paar voor- en nadelen van een aantal soorten vliegtuigen kunnen wij moeilijk geven.<br />
Voor ons onderzoek is het belangrijk dat we weten waaraan ons nucleaire vliegtuig moet voldoen.<br />
We zien hierboven dat de meeste vliegtuigen erg veel nadelen hebben en dat het moeilijk is om<br />
nadelen weg te werken in het ontwerp proces. Wij hebben bedacht dat het vliegtuig zo snel, groot en<br />
licht moet zijn. Ook moeten bereik en zuinigheid groot zijn, maar dat is het hele idee van een nucleair<br />
vliegtuig. Verder moet het maximale startgewicht groot zijn zodat het de reactor kan dragen maar<br />
het moet tegelijkertijd van zo weinig mogelijk stuwkracht afhankelijk zijn. Dit omvat bijna alle<br />
eigenschappen die wij hebben onderzocht voor het opstellen van de bovenstaande tabellen. Het zal<br />
dus lastig zijn een nucleair vliegtuig te ontwerpen, maar we zijn ervan overtuigd dat het mogelijk is.<br />
32
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Deelvraag 5: Welke soorten voortstuwing bestaan er binnen de luchtvaart?<br />
Voortstuwing is nodig om lift te behouden, zodra de snelheid afneemt van het vliegtuig neemt de lift<br />
af en zal het vliegtuig dalen. Denk maar aan een papieren vliegtuig. Je hand geeft de voortstuwing,<br />
zodra het vliegtuig los is van je hand wordt door de wrijving van de lucht de voorwaartse kracht<br />
steeds kleiner (er is geen stuwkracht meer), dus nemen snelheid en hoogte ook af.<br />
Voortstuwing in de luchtvaart kan je onderverdelen in twee hoofddelen:<br />
Propeller voortstuwing:<br />
Veel vliegtuigen (vroeger meer dan nu) worden voortgestuwd door propellermotoren. Een<br />
propellermotor is een vliegtuigmotor waar de warmte, die voortkomt uit de verbranding van een<br />
bepaalde brandstof, wordt omgezet tot bewegingsenergie. Deze bewegingsenergie uit zich als een<br />
ronddraaiende beweging van een horizontale as (bij helikopters is deze as verticaal) waarbij er aan<br />
het uiteinde meerdere rotorbladen zijn bevestigd. Deze rotorbladen zuigen als het ware lucht aan en<br />
drukken die lucht samen waardoor die lucht in snel tempo uitzet wanneer het achter de rotorbladen<br />
terecht komt. Dit verschil in luchtdruk aan beide kanten van de rotorbladen zorgt voor de stuwkracht<br />
die het vliegtuig een voorwaartse beweging geeft. Dit komt doordat de hoge luchtdruk achter de<br />
rotorbladen zich wil verplaatsen naar het gebied voor de rotorbladen waar de luchtdruk lager is,<br />
maar omdat er steeds nieuwe lucht wordt aangevoerd, moet de lucht met hogere druk veel kracht<br />
uitoefenen op zowel de lucht die aangevoerd wordt (die op zijn beurt ook terug wilt) als op de<br />
rotorbladen. De lucht met hoge druk duwt het vliegtuig dus als het ware naar voren.<br />
De propellermotor heeft echter naar hedendaagse standaarden een erg laag prestatievermogen.<br />
Aangezien de propellermotor een erg beperkt toerental kunnen halen is de maximale snelheid van<br />
veel propellervliegtuigen slechts zo’n 450 Km/h<br />
Straalaandrijving:<br />
een straalmotor is erg vergelijkbaar met een propellermotor. Ook de straalmotor heeft als doel het<br />
onder druk zetten van lucht die het vliegtuig vervolgens naar voren stuwt.<br />
Straalmotoren werken zeer efficiënt op hoge snelheden en op grote hoogte waar de lucht ijler is.<br />
Een straalmotor werkt door lucht (1) naar binnen te zuigen. Deze lucht word dan gecompresseerd<br />
door de compressor (C). De gecompresseerde lucht (2) word verhit in de verbrandingskamer (VK)<br />
door het samenvoegen en tot ontbranding brengen van brandstof (Qb). De lucht krijgt nu een nog<br />
hogere druk (3) een drijft een turbine aan. Deze turbine geeft zijn arbeid (Wt) door aan de<br />
compressor door middel van een lange as die door de straalmotor loopt. Overige arbeid wordt<br />
gebruikt voor het aandrijven voor andere bijzaken, bijvoorbeeld een generator om stroom op te<br />
wekken voor het vliegtuig. De uiteindelijke straal met lucht (4) verlaat de motor onder enorme hoge<br />
druk om het vliegtuig voor te stuwen.<br />
Schematische werking ↑<br />
33
Weergave van onderdelen ↑<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
34
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Deelvraag 6: welk onderzoek is er in het verleden al gedaan naar nucleaire<br />
luchtvaart?<br />
Het gebruikmaken van kernreactors in vliegtuigen voor de voortstuwing van die vliegtuigen is geen<br />
nieuw idee. In de jaren 40, jaren 50 en jaren 60 is er zowel in de Verenigde Staten als in de Sovjet-<br />
Unie veel onderzoek gedaan naar de mogelijkheid om nucleair aangedreven vliegtuigen te gebruiken<br />
voor militaire doeleinden. Over het Russische onderzoeksprogramma is weinig bekend. De weinige<br />
informatie over het Russische onderzoeksprogramma is bovendien te onbetrouwbaar om mee te<br />
werken. Over het onderzoeksprogramma van de Verenigde Staten is daarentegen heel veel bekend.<br />
De onderzoeksrapporten zijn in te zien en zijn volledig betrouwbaar. Dit is de reden dat de<br />
beantwoording van deze deelvraag geheel over het onderzoek naar nucleaire luchtvaart van de<br />
Verenigde Staten gaat.<br />
Halverwege de jaren 40 besloten zowel de Verenigde Staten als de Sovjet-Unie dat ze een vliegtuig<br />
wilden bouwen dat vloog op aan boord opgewekte kernenergie. De reden hiervan was dat ze allebei<br />
een vliegtuig wilden hebben waarmee ze de mogelijkheid hebben elkaar vanuit hun eigen land te<br />
kunnen bombarderen zonder dat het vliegtuig afhankelijk was van een gelimiteerde hoeveelheid<br />
brandstof, waardoor het steeds moest tanken.<br />
In 1946 startte de USAF (United States Air Force) en de AEC (U.S. Atomic Energy Commission) in het<br />
Oak Ridge National Labatory (ORNL) het Aircraft Nuclear Propulsion Program of Nucleair Energy as<br />
Propulsion for an Aircraft Project (the NEPA Project*). Dit onderzoeksprogramma was bedoeld om<br />
een Vliegtuig te ontwikkelen dat zowel supersonische snelheden kon bereiken als door kon vliegen<br />
zonder steeds te hoeven stoppen voor het bijvullen van de brandstoftank. Dit vliegtuig zou de WS-<br />
125 gaan heten. WS staat hierin voor Wapon System.<br />
Het principe zelf is niet erg moeilijk, maar er waren te veel technische problemen die opgelost<br />
moesten worden voordat de bouw van zo’n vliegtuig kon beginnen. Deze problemen formuleren wij<br />
in deze deelvraag als deelvragen. De antwoorden die op die deelvragen zijn gevonden gedurende het<br />
NEPA project staan in ‘deelvraag 8: wat waren de uitkomsten van eerder onderzoek naar nucleaire<br />
luchtvaart?’.<br />
De deelvragen die de wetenschappers die werkten aan het NEPA project zichzelf stelden waren:<br />
Kunnen we de bemanning beschermen tegen straling van de reactor?<br />
Wat zijn de mogelijke ontwerpen van nucleaire straalmotoren?<br />
Hoe zorgen we ervoor dat het vliegtuig van de grond kan komen en in de lucht kan blijven<br />
met het gewicht van de kernreactor?<br />
Hoe zorgen we ervoor dat er niet te veel straling uit het vliegtuig in het milieu terecht komt?<br />
*De naam ‘NEPA Project’ veranderde gedurende het project in ‘ANP Project’, maar in dit verslag<br />
blijven we het ‘NEPA Project’ noemen om verwarring te voorkomen.<br />
35
De onderzoeken bij een aantal deelvragen:<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Kunnen we de bemanning beschermen tegen straling van de reactor?<br />
Dit moest onderzocht worden voordat er begonnen kon worden aan het ontwerp van nucleaire<br />
straalmotoren aangezien het ontwerpen nutteloos zou zijn als bleek dat er geen mogelijkheid de<br />
bemanning te beschermen tegen radioactieve straling. Voor het onderzoek bouwden de<br />
wetenschappers van het NEPA Project een actieve kernreactor die ze vervolgens plaatsten in het<br />
grootste vliegtuig dat de USAF bezat: de B-36 Bomber. Deze reactor was niet bedoelt om het<br />
vliegtuig voort te stuwen, maar om te zien of de bemanning beschermd kon worden tegen de<br />
straling. Op 17 september 1955 was de eerste vlucht van dit vliegtuig met reactor aan boord.<br />
Toen bleek (zoals u kan lezen in de volgende deelvraag) dat er te veel lood nodig was om de<br />
bemanning te beschermen waardoor het vliegtuig te zwaar werd om hoge snelheden te bereiken<br />
(wat belangrijk is voor een militair vliegtuig, want anders is het een gemakkelijk doelwit voor<br />
vijandige vliegtuigen). Daarom zijn de NEPA Project wetenschappers gaan experimenteren met heel<br />
veel verschillende soorten materialen waarbij ze keken of het straling wel of niet absorbeert. Op<br />
deze manier hoopten ze een lichtgewicht materiaal te vinden dat de bemanning zou kunnen<br />
beschermen.<br />
Ook werd onderzocht of de reactor eventueel te verkleinen was. Hierbij moest wel rekening<br />
gehouden worden met het feit dat er wel net zoveel hitte gegenereerd zal moeten worden in een<br />
kleinere reactor als in de oorspronkelijke reactor.<br />
De B-36 Bomber, omgedoopt tot de NB-36. De ‘N’ staat<br />
voor Nuclear en de ‘B’ voor Bomber.<br />
Hoe zorgen we ervoor dat het vliegtuig van de grond kan komen en in de lucht kan blijven met het<br />
gewicht van de kernreactor?<br />
Het onderzoek zoals beschreven in de vorige vraag was niet alleen bedoeld om te kijken of de<br />
bemanning voldoende beschermd kon worden tegen de straling, maar ook om te zien of een<br />
vliegtuig wel in staat was te vliegen met een reactor aan boord. De gebruikte kernreactor was dan<br />
wel een kleintje, aangezien nucleaire straalmotoren ook niet al te groot konden en hoefden te zijn,<br />
maar het was hoe dan ook enorm zwaar.<br />
36
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Deelvraag 7: wat waren de uitkomsten van eerder onderzoek naar nucleaire<br />
luchtvaart.<br />
De beantwoording van deze deelvraag is een vervolg op de beantwoording van deelvraag 7. In de<br />
beantwoording van deelvraag 7 staat beschreven hoe het NEPA Project verliep, welk onderzoek er is<br />
gedaan en wat de op te lossen problemen waren. In deze deelvraag beantwoording hebben wij<br />
beschreven welke oplossingen en antwoorden er zijn gevonden op die technische problemen. Het is<br />
wel zo dat deze antwoorden en oplossingen tot dilemma’s leiden omdat ze elkaar tegenwerken.<br />
Hierover schrijven we meer in de beantwoording van deelvraag 9.<br />
Hoe beschermen we de bemanning tegen de straling van de kernreactor(en)?<br />
Allereerst was in het begin van het project al bedacht dat het vliegtuig gevlogen zo moeten worden<br />
door bemanningsleden met een hoge leeftijd. Radioactieve straling tast namelijk de zaadcellen aan<br />
en ze wilden niet dat schade als gevolg van straling overgebracht zou worden op kinderen van een<br />
nieuwe generatie. Maar dit is nog niet de oplossing voor het probleem van het beschermen van de<br />
bemanning zelf. We weten natuurlijk dat lood redelijk goed beschermd tegen gammastraling, maar<br />
hoewel lood het lichtste materiaal is dat voldoende bescherming kan bieden tegen gammastraling is<br />
lood wel zwaar. De uitkomst van het onderzoek was dat er Enerzijds zoveel mogelijk lood gebruikt<br />
moest worden om ervoor te zorgen dat de bemanning beschermd werd (het lood zou minstens 6<br />
centimeter dik moeten zijn om 95% van de gammastraling tegen te houden), maar dat er anderzijds<br />
zo weinig mogelijk lood gebruikt mocht worden om ervoor te zorgen dat het vliegtuig niet te zwaar<br />
was om te vliegen.<br />
de nog niet gerealiseerde WS-125 Nuclear Bomber<br />
37
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Wat zijn de mogelijke ontwerpen van nucleaire straalmotoren?<br />
In deelvraag 5 heeft u kunnen lezen hoe een normale straalmotor in elkaar zit. Een nucleaire<br />
straalmotor werkt volgens hetzelfde principe: aan de voorkant wordt lucht de straalmotor ingeleid,<br />
de reactor verhit de lucht in extreem hoog tempo, de lucht zet uit en wordt onder hoge druk aan de<br />
achterkant van de straalmotor naar buiten gelaten waardoor het vliegtuig een voorwaartse kracht<br />
ondervind. Er zijn gedurende het NEPA Project twee verschillende concepten bedacht voor nucleaire<br />
straalmotoren: de Direct Cycle Propulsion System (DCPS*) en de Indirect Cycle Propulsion System<br />
(ICPS**).<br />
Direct Cycle Propulsion System<br />
Dit concept, ontwikkeld door General Electric Co., is het meest simpel en licht van de twee. Bij de<br />
DCPS komt de lucht aan de voorkant van de straalmotor naar binnen. Die lucht wordt vervolgens via<br />
buizen de reactor zelf ingeleid waar de lucht verhit wordt en daarbij uitzet. voor de reactor zelf wordt<br />
Uranium gebruikt. Via andere buizen verlaat de verhitte lucht de reactor vervolgens weer en wordt<br />
aan de achterkant van de straalmotor naar buiten gelaten door een versmalde opening. Door de<br />
uitgezette lucht en de versmalde opening, is de druk daar zo hoog dat het vliegtuig erdoor voort<br />
gestuwd wordt. Het grote nadeel van dit concept is dat er lucht direct vanuit de reactor de motor<br />
verlaat. Door deze lucht kan de reactor van binnen langzaam een beetje gaan eroderen waardoor<br />
radioactief materiaal erg makkelijk vanuit het vliegtuig in het milieu terecht kan komen.<br />
Indirect Cycle Propulsion System.<br />
De ICPS, ontwikkeld door de Pratt & Whitney Aircraft Divisie van United Aircraft Corporation, is een<br />
veel complexer en zwaarder concept dan de DCPS, maar heeft als voordeel dat de lucht niet direct in<br />
aanraking komt met de kernreactor, waardoor radioactief materiaal de straalmotor aan de<br />
achterkant niet kan verlaten en netjes in de reactor blijft. Dit kan door de hitte indirect over te<br />
dragen aan de lucht via een warmtegeleidend medium. Dit ziet er als volgt uit: de lucht komt aan de<br />
voorkant van de straalmotor naar binnen en wordt door een buis aan de achterkant de motor uit<br />
gelaten. Het midden van de buis loopt door een vat gevuld met een materiaal dat warmte zo veel<br />
mogelijk geleid en verhit wordt door de kernreactor. Hierdoor wordt de hitte van de reactor via het<br />
warmtegeleidend materiaal overgebracht aan de nog koude lucht in de buis van de straalmotor. Ook<br />
bij dit principe wordt de lucht weer extreem snel verhit en zet de lucht uit waarna het door een<br />
versmalde opening de straalmotor weer verlaat en het vliegtuig voort stuwt. Het grote nadeel is dat<br />
het vat dat de warmte moet overbrengen aan de lucht via de warmtegeleidende stof ontzettend veel<br />
weegt. Bovendien is er bij de ICPS tweederde keer extra de massa aan lood nodig ter bescherming.<br />
Hierdoor zou het vliegtuig misschien niet in de lucht kunnen blijven of zelfs van de grond kunnen<br />
komen.<br />
Verder was er nog een groot probleem met de ICPS: er was nog geen vloeistof gevonden die dienst<br />
kon doen als warmtegeleidend materiaal om de warmte van de reactor over te brengen aan de lucht<br />
in de straalmotor. Het leek erop dat een oplossing van uranium trioxide in hydroxide (UO3 (aq) ) een<br />
geschikte vloeistof zou zijn, maar het bleek dat de hydroxide de reactor van binnen zou aantasten<br />
vanwege de hoge temperaturen in de reactor. Het uraniumzout UO3 bleek wel een prima idee te zijn,<br />
dus heeft men daarop verder gewerkt. Uiteindelijk kwamen de wetenschappers in ORNL op een<br />
mengeling van Fluoride en de uranium trioxide. Dit bleek goed te werken, maar het probleem was<br />
dat dit niet geschikt is als moderator (dit is meestal een vloeistof, maar soms een materiaal in een<br />
andere staat, die de vrije neutronen vertraagt om de kettingreactie niet te snel te laten verlopen).<br />
Omdat het mengen van warmtegeleidend materiaal en een vloeibare moderator niet genoeg werkt<br />
omdat de hittegeleiding lager wordt en de modererende werking ook, is er besloten een moderator<br />
in vaste vorm rondom de kern van de reactor te plaatsen. Als moderator is er gekozen voor Beryllium<br />
oxide.<br />
*& **: DCPS en ICPS zijn geen officiële afkortingen. Deze hebben wij voor het overzicht en voor het gemak zelf verzonnen.<br />
38
DCPS ICPS<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Hoe zorgen we ervoor dat het vliegtuig van de grond kan komen en in de lucht kan blijven met het<br />
gewicht van de kernreactor?<br />
Uit het onderzoek bleek dat het prima mogelijk was om een reactor de lucht in te krijgen, maar dan<br />
moest wel alles zo licht mogelijk zijn. Er moest zo weinig mogelijk lood gebruikt worden en de<br />
nucleaire straalmotoren moesten zo licht zijn als maar kan. Om deze reden was het gebruik van de<br />
DCPS de beste optie. Deze is namelijk vele malen lichter dan de ICPS aangezien er in de DCPS geen<br />
stof nodig is tussen de reactor en de straalmotor om de hitte over te brengen. Er hoeft immers geen<br />
hitte overgebracht te worden bij deze soort nucleaire straalmotoren omdat de lucht in de reactor zelf<br />
wordt verhit. Ook is er bij de DCPS veel minder lood nodig dan bij de ICPS. Verder kwam het idee om<br />
niet heel veel lood rond de piloten te plaatsen , maar om het lood te verdelen door het vliegtuig. Zo<br />
zou er lood rond de reactor moeten komen en lood rond de cockpit, maar in dunnere lagen. Deze<br />
methode zorgt ervoor dat er uiteindelijk minder lood nodig is, maar alsnog is het totale gewicht van<br />
het lood te groot. Ook bleek het mogelijk te zijn om de reactor een klein beetje te verkleinen, maar<br />
dit zou betekenen dat er meer uranium of plutonium nodig was om de uiteindelijke toevoer van hitte<br />
gelijk te houden aan die van het originele ontwerp.<br />
Hoe zorgen we ervoor dat er niet te veel radioactiviteit in het milieu komt?<br />
Zoals eerder beschreven is het voor dit probleem het best om de ICPS te gebruiken voor de<br />
aandrijving voor het nucleaire vliegtuig. Bij de ICPS komt de lucht die verhit wordt om het vliegtuig<br />
voort te stuwen namelijk niet in aanraking met de reactor zelf, dus spuwen de straalmotoren niet<br />
enorm veel radioactief materiaal het milieu in. Op deze manier worden mensen op de grond niet<br />
blootgesteld aan schadelijke radioactieve straling wanneer het nucleaire vliegtuig overvliegt.<br />
39
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Deelvraag 8: Waarom wordt er nog niet gevlogen op kernenergie?<br />
Er wordt op het moment niet gevlogen met kernenergie om verschillende redenen, die zich<br />
uiteindelijk onder verdelen in politieke problemen, financiële problemen en technische problemen.<br />
Ondanks dat sommige problemen hedendaags verholpen kunnen worden, zorgen de andere twee<br />
factoren er weer voor dat het uiteindelijk niet kan.<br />
Financiële problemen:<br />
Het oorspronkelijke onderzoeksproject van de USA (het NEPA project) werd officieel afgesloten op 26<br />
maart 1961, vlak nadat John F. Kennedy was gekozen als president. Hij vond dat het project na 15<br />
jaar en ongeveer een miljard dollar gekost te hebben te weinig resultaten had opgeleverd en dat het<br />
niet waard is om er nog verder in te investeren. In die tijd bestond nucleaire wetenschap nog niet zo<br />
lang en koste het inderdaad veel geld om nieuwe dingen te ontdekken. Zeker de bouw van<br />
experimentele reactors koste veel geld. Aangezien de raketwetenschap al veel verder was bleek het<br />
efficiënter om kernwapens per raket naar de vijand te brengen. Tegenwoordig hebben we wel de<br />
mogelijkheid om het onderzoek verder te financieren en zijn de kosten aanzienlijk lager aangezien er<br />
al veel algemeen nucleair onderzoek is gedaan. Maar nu er internationale wetten zijn over nucleaire<br />
energie en zulke bedragen vaak alleen door de overheid kunnen worden opgebracht, brengt dit ons<br />
automatisch naar het volgende probleem:<br />
Politieke problemen:<br />
Toen het NEPA project oorspronkelijk begon stond de USA aan het begin aan de koude oorlog. Er was<br />
toen vraag naar vliegtuigen die zo lang mogelijk in de lucht konden blijven om zo constante dreiging<br />
uit te oefenen op de Sovjet Unie. Na de ontwikkeling van langeafstandsraketten is de vraag hiernaar<br />
verdwenen. Na de afloop van de koude oorlog is er geen oorlog geweest tussen twee supermachten.<br />
Ook is er door samenwerkingsverbanden tussen landen (VN, NAVO, EU etc.) een afkeur ontstaan<br />
naar kernwapens.<br />
Sinds de aanslagen van 11 september is de wetgeving rondom nucleair onderzoek flink verscherpt.<br />
Hierdoor is het moeilijk om een onderzoek te starten naar nucleaire luchtvaart. Het zou een doelwit<br />
kunnen worden van terroristische organisaties of erger: terroristische organisaties zouden van de<br />
onderzoeken leren.<br />
Ook is kernenergie zeer omstreden in de politiek. Het NEPA project werd in het geheim uitgevoerd<br />
door de regering van de U.S.A. en ondervond hierdoor geen regenstand van het volk. Tegenwoordig<br />
zijn veel mensen bang voor nucleair onderzoek en straling. Zeker na de rampen bij Tsjernobyl,<br />
Nagasaki, Hiroshima en Fukushima. Door deze angst die veel mensen (niet geheel terecht) hebben, is<br />
de kans op een Kamermeerderheid die er nodig is om onderzoek op te starten zeer klein. Het is<br />
tegenwoordig al niet meer verantwoord om mensen dicht bij een stralingsbron te laten vliegen en de<br />
meest omstreden vraag: ‘wat als het vliegtuig neerstort?’. Ook zullen verschillende milieuorganisaties<br />
hier tegen protesteren, omdat het volk te weinig kennis heeft over straling en omdat de gemiddelde<br />
mens vergeet dat nucleaire energie juist goed is voor het milieu en economie.<br />
40
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Technische problemen:<br />
Door het gebrek aan onderzoek is er nog geen vliegtuig ontwikkelt die ontworpen is om op<br />
kernenergie te vliegen. Vaak zijn hebben de vliegtuigen niet groot genoeg om voldoende lift te<br />
produceren om een werkende kernreactor + motoren te dragen. Daarnaast moet het vliegtuig ook<br />
nog eens worden uitgerust met een stralingsschild (van bijvoorbeeld lood) om de bemanning te<br />
beschermen. Hierdoor neemt het gewicht steeds meer toe. De toename van het gewicht zorgt<br />
ervoor dat het vliegtuig groter moet worden en dit zorgt er weer voor dat er een grotere en sterkere<br />
reactor in moet. Dit heeft tot gevolg dat het vliegtuig weer een groter stralingschild nodig heeft. Zo<br />
ontstaat er een vicieuze cirkel.<br />
Ook al worden er steeds betere reactoren ontworpen met een steeds hoger rendement, dan nog<br />
verschillen de functies van zo’n normale reactor en een potentiële vliegtuigreactor zo erg dat een<br />
bestaande reactor nooit aangepast zou kunnen worden om mee te vliegen. Verder is er te weinig<br />
onderzoek gedaan naar hele kleine reactoren omdat een grotere reactor juist zorgt voor meer<br />
elektriciteit bijvoorbeeld.<br />
41
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Deelvraag 9: wanneer er een vliegtuig overvliegt dat gammastraling uitzendt, is<br />
dat gevaarlijk voor mensen op de grond?<br />
Dit is de kortste beantwoording op een deelvraag in dit onderzoek. De reden hiervan is simpelweg<br />
omdat we dit ook uitrekenen in deelvraag 11 en de beantwoording op die deelvraag hebben we<br />
eerder geschreven dan de beantwoording op deze. Dit omdat we erg enthousiast werden toen we<br />
begonnen te realiseren dat het ‘ontwerpen’ van een nucleair vliegtuig daadwerkelijk kon gaan<br />
lukken.<br />
De berekeningen voor het antwoord dat we gevonden hebben staan dus bij de beantwoording van<br />
deelvraag 11. Deze deelvraag hebben we bewust wel behouden omdat we hier iets meer in kunnen<br />
gaan op de achtergronduitleg.<br />
We hebben in deelvraag 11 berekend dat het vliegtuig minimaal meter hoog moet<br />
vliegen om de straling op de grond gelijk te houden aan 0,01 Sv/u.<br />
Die radioactiviteit met een waarde van 0,01 Sv/u is waar iemand gedurende vijf jaar constant aan<br />
blootgesteld mag zijn. Een vliegtuig doet er echter niet vijf jaar over om over te vliegen. Toch hebben<br />
wij voor deze waarde gekozen omdat het vliegtuig, wanneer gebruikt door defensie, de opdracht kan<br />
krijgen laag over te vliegen en constant in een gebied rond te cirkelen ter observatie van een gebied.<br />
Wanneer het vliegtuig lager vliegt dan de ruim 68 meter, en dus de straling groter wordt, mag je<br />
minder lang aan de straling blootgesteld worden. om het allemaal dus zo veilig mogelijk te houden<br />
hebben wij voor 0,01 Sv/u gekozen als maximaal aanvaardbare straling op de grond.<br />
42
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Deelvraag 10: Wat zijn de veiligheidsvoorschriften bij het gebruik van<br />
kernenergie in de luchtvaart?<br />
Om hier antwoordt op te geven hebben we eerst gekeken naar de algemene veiligheidsvoorschriften<br />
die er nu worden gebruikt. Hiervoor kijken we puur naar het gebruik van een reactor in de lucht, dus<br />
afvalverwerking en natuurrampen horen hier niet bij. Uiteindelijk hebben we de volgende lijst<br />
kunnen samenstellen.<br />
Algemeen<br />
- Er moet een veilige afstand zijn tussen het vliegveld en de elke vorm van beschaving. Zo lopen<br />
burgers geen gevaar.<br />
- Het vliegtuig mag niet boven dichtbevolkte gebieden vliegen als hij lager vliegt dan de ruim<br />
aanvaardbare meter<br />
- Ander vliegverkeer moet wijken voor het nucleaire vliegtuig, zowel in hoogte als in koers.<br />
- De hangar moet compleet gebouwd worden uit lood en beton en moet hevige krachten en<br />
mogelijke aanvallen kunnen weerstaan.<br />
Medewerkers<br />
-Het dragen van een kritieke dosismeter en bijbehorende steriele kleding is verplicht en<br />
werkkleding mag het complex niet verlaten.<br />
-Bij een werkend vliegtuig moet al het grondpersoneel zich in de veiligheidsbunker bevinden.<br />
-Iedere maand is er verplichte controle bij een arts voor alle medewerkers.<br />
-Iedereen moet in bezit zijn van het diploma: “stralingshygiëne niv. 5”<br />
Beveiliging<br />
-Het vliegveld is verboden voor onbevoegden<br />
-Het maken van foto’s en andere opnamen is verboden<br />
-Geen enkel civiel voertuig mag het terrein op.<br />
-Om het uur worden de Sievert niveaus gecheckt in alle zones van het vliegveld, dit kan<br />
geautomatiseerd worden.<br />
-Beveiliging is bevoegd om onbevoegden op het terrein die niet meewerken (terroristen) ongevaarlijk<br />
te maken, desnoods met gebruik van dodelijk geweld.<br />
Piloten<br />
-aan het eind van iedere werkweek is er verplichte controle bij een arts, tenzij het vliegtuig op<br />
langdurige missie is. In dat geval moet een persoon dat schade blijkt te ondervinden aan straling<br />
onmiddellijk met een parachute het vliegtuig verlaten zodra het vliegtuig in de buurt van beschaving<br />
komt. Overig personeel zet het vliegtuig vervolgens direct op de grond bij het dichtstbijzijne<br />
vliegveld, dat volledig wordt stilgelegd en afgesloten.<br />
-er mag niet meer dan een week per 2 maanden gevlogen worden per bemanningsgroep, tenzij het<br />
vliegtuig op langdurige missie ter verdediging van het vaderland is (in het geval dat het een militair,<br />
nucleair aangedreven vliegtuig betreft).<br />
-Een piloot moet om het halfjaar opnieuw op vaardigheden worden getest in een simulator.<br />
Natuurlijk zijn er in het echt dan veel meer reglementen en protocollen nodig om veilige operatie te<br />
kunnen waarborgen, maar om veel onduidelijkheid te voorkomen hebben we de belangrijkste<br />
genomen en opgeschreven. Daarnaast moeten er ook protocollen worden geschreven bij het<br />
eventueel neerstorten van het vliegtuig. Daar hebben wij het volgende voor geschreven:<br />
43
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Na het ontvangst van een kritieke “mayday’ moet het mogelijke chrashgebied worden ontruimd. In<br />
de reactor zullen de regelstaven vanzelf zich om de brandstofstaven laten zakken. Hierdoor wordt de<br />
kans op een meltdown na de crash aanzienlijk verkleind. Mocht het vliegtuig in zijn geheel een<br />
succesvolle noodlanding kunnen maken, dan moet direct erna de grond onder de vliegroute worden<br />
gecontroleerd op gevaarlijke hoeveelheden straling. Direct na de landing moet het vliegtuig gekoeld<br />
worden. Mocht het vliegtuig compleet verwoest zijn, dan moet er eerst een drone met<br />
meetapparatuur naartoe worden gevlogen om de stralingswaarden te meten. Daarna zullen<br />
verschillende blusvliegtuigen ervoor zorgen dat het wrak voldoende gekoeld word om het gevaar<br />
voor een meltdown te voorkomen. Daarna moet het vliegtuig in loden containers worden afgevoerd<br />
en het rampgebied worden uitgegraven totdat er geen straling meer gemeten wordt. In beide<br />
situaties moet er zowel door de FAA (Federal Aviation Administration) en door het NRC (Nuclear<br />
Regulatory Commission) onderzoek worden gedaan waarbij de uitwisseling van gegevens cruciaal is.<br />
Het uiteindelijke rapport zal bekend maken of het programma nog kan blijven staan.<br />
Een mogelijk ongeluk betekend vrijwel het einde voor het programma, aangezien geen enkele<br />
politieke partij meer voor zal stemmen en de vergunningen ongeldig worden gemaakt.<br />
*Deze richtlijnen zijn opgesteld uit een combinatie van veiligheidsvoorschriften binnen de<br />
experimentele, militaire luchtvaart en informatie uit de bronnen ‘Review of the Manned Aircraft<br />
Nuclear Propulsion Program’ en ‘Reactor program of the Aircraft Nuclear Propulsion Program’.<br />
44
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Deelvraag 11: is de bouw van een werkend nucleair vliegtuig vandaag de dag<br />
mogelijk?<br />
Dit is verreweg de belangrijkste deelvraag van ons PWS en is ook de basis voor de uiteindelijke<br />
conclusie waarin we antwoord geven op de hoofdvraag. In de beantwoording van deze deelvraag<br />
proberen we te berekenen of het tegenwoordig mogelijk is een nucleair vliegtuig te bouwen aan de<br />
hand van gegevens die gevonden zijn tijdens het NEPA Project en gegevens die we zelf berekenen.<br />
Wij verwachten dat het tegenwoordig goed mogelijk is om een nucleair aangedreven vliegtuig te<br />
bouwen dat gebruik maakt van de Direct Cycle Propulsion System (van de Indirect Cycle Propulsion<br />
System, hebben we minder hoge verwachtingen), omdat er tegenwoordig veel lichtere materialen<br />
beschikbaar zijn dan in de tijd van het NEPA-Project. Ook weet men tegenwoordig veel meer af van<br />
aerodynamica dan toen, dus ook dat zal in ons voordeel werken.<br />
Maar omdat wij als twee scholieren met slechts een maand de tijd onmogelijk een heel vliegtuig<br />
kunnen ontwerpen zullen wij een geschikt bestaand vliegtuig moeten vinden als basis waarvan we<br />
vervolgens kunnen onderzoeken of we die door middel van een kernreactor zouden kunnen laten<br />
vliegen. We gebruiken bewust niet de NB-36 zoals de wetenschappers van het NEPA Project, want<br />
tegenwoordig zijn er nieuwe vliegtuigen ontwikkeld die veel groter zijn en ook veel meer kunnen<br />
dragen waardoor het makkelijker is om straling binnen het vliegtuig te houden. Er zijn echter een<br />
aantal essentiële eisen waaraan het vliegtuig dat we (op papier) willen ombouwen moet voldoen.<br />
Deze eisen zijn:<br />
Het vliegtuig moet minstens net zo groot zijn als de NB-36 (lengte = 45m tot 50m, hoogte =<br />
10m tot 15m), zodat de reactor erin past.<br />
Het leeggewicht van het vliegtuig plus een extra 110.812,6615991 kg (het gewicht van de<br />
WS-125, minus het gewicht van het casco) moet kleiner zijn dan het maximale startgewicht<br />
(het maximale gewicht van het vliegtuig waarmee het kan starten en vliegen) van het<br />
vliegtuig.<br />
De reactor en de motoren gezamenlijk moeten net zoveel stuwkracht kunnen leveren als de<br />
oorspronkelijke straalmotoren van het vliegtuig. De reactor en de 6 motoren geven een<br />
stuwkracht van slechts zo’n 662.068,9 N.<br />
Met deze eisen zijn we opzoek gegaan naar een geschikt vliegtuig. Hierbij hebben we honderden<br />
soorten vliegtuigen vergeleken en er zo een aantal uit gefilterd die de juiste afmetingen hadden.<br />
Hieronder staat een tabel met een aantal op het eerste gezicht geschikte vliegtuigen. Het bovenste<br />
vliegtuig is de nooit gebouwde WS-125. Alle andere vliegtuigen moeten minstens net zo groot zijn als<br />
de WS-125, 110.812,6615991 kg ballast kunnen dragen en net zo weinig stuwkracht nodig hebben als<br />
de WS-125.<br />
naam Lengte Hoogte Leeggewicht Max.<br />
Benodigde<br />
Startgewicht stuwkracht.<br />
WS-125 49,90 m 14,25 m 77.580 kg 190.000 kg 662.068,9 N<br />
Airbus A380 73,00 m 24,10 m 252.000 kg 590.000 kg 4x 360 kN<br />
Antonov An-<br />
225<br />
84 m 18,1 m 175.000 kg 600.000 kg 6x 230 kN<br />
Antonov An-<br />
124<br />
68,96 m 20,78 m 175.000 kg 405.000 kg 4x 230 kN<br />
Lockheed C-5<br />
Galaxy<br />
75,31 m 19,84 m 172.390 kg 381.000 kg 4x 193 kN<br />
Iljoesjin II-76<br />
MF<br />
45,59 m 14,76 m 92.500 kg 195.000 kg 4x 171 kN<br />
45
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
zoals u ziet zijn geen van deze vliegtuigen geschikt. Ze zijn allemaal groot genoeg om er een reactor<br />
met bescherming en de systemen die erbij komen in te bouwen en ook het maximale startgewicht<br />
van deze vliegtuigen is groter dan het gewicht van het karkas en de reactor bij elkaar. Het probleem<br />
is dat de benodigde stuwkracht vele malen hoger is dan de stuwkracht die de reactor met haar zes<br />
straalmotoren kan leveren. Dit betekend dat we verder op zoek moesten naar extreem lichte, maar<br />
grote vliegtuigen. Nu gaan licht en groot niet goed samen. Om deze reden zijn wij nu ook militaire<br />
vliegtuigen gaan vergelijken en het blijkt dat er momenteel slechts één vliegtuig bestaat op de wereld<br />
die voldoet aan de eisen: de Rockwell B-1 Lancer.<br />
Rockwell B-1 Lancer<br />
De Rockwell B-1 Lancer is een militair vliegtuig van de United States Air Force. De B-1 is een<br />
strategische bommenwerper waarvan de ontwikkeling begon in de jaren 60, maar wordt vandaag de<br />
dag nog steeds veel gebruikt en is zelfs één van de meest high-tech bommenwerpers te wereld. de B-<br />
1 is ontwikkeld als een ultralicht supersonisch vliegtuig met een groot bereik. Dit maakt het voor ons<br />
geschikt om te gebruiken voor de basis van een nucleair vliegtuig. De B-1 heeft de volgende voor ons<br />
relevante specificaties:<br />
Lengte 44,5 m<br />
Hoogte 10,4 m<br />
Leeggewicht 87.100 kg<br />
Maximaal startgewicht 216,400 kg<br />
Benodigde stuwkracht 4x 136.920 N<br />
Zoals u ziet is de Rockwell B-1 Lancer net iets kleiner dan de B-36, maar het scheelt zo weinig dat dit<br />
te verwaarlozen is. De reactor kan immers anders gevormd worden en veel onderdelen van een<br />
kernreactor zijn tegenwoordig veel compacter dan in de jaren 50. Wel is het hier zo dat de reactor<br />
met haar zes straalmotoren meer stuwkracht kunnen genereren dan de vier straalmotoren met<br />
afterburner van de B-1. Voor ons is de maximale stuwkracht van een vliegtuig namelijk de benodigde<br />
stuwkracht, aangezien het kan gebeuren dat het stuwkracht-gewichtsratio niet uitkomt, wanneer we<br />
de minimale stuwkracht zouden gebruiken. Op deze manier houden we het veilig.<br />
Voordat we berekenen of het vliegtuig kan vliegen (wij verwachten dus dat dit wel het geval is) willen<br />
wij eerst weten of het mogelijk is dat niemand, zowel de piloten als burgers op de grond, schade<br />
ondervindt aan de γ-straling van de kernreactor die we gebruiken. Een deel van de informatie op<br />
deze bladzijden vindt u ook terug in deelvraag 9, maar aangezien het ook belangrijk is voor de<br />
beantwoording van deze deelvraag, vermelden we het ook hier. We gebruiken dus de kernreactor<br />
waarmee de wetenschappers van het NEPA-Project zoveel mee geëxperimenteerd heeft.<br />
46
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Van deze reactor weten we dat de radioactiviteit op 50 ft gelijk is aan 20r/u wanneer de reactor op<br />
zijn volle vermogen werkt. 100 r is gelijk aan 1 Sv, dus op een afstand van 50 ft is de radioactiviteit in<br />
Sv/u gelijk aan 0,2. 50 ft is hetzelfde als 15,24 m.<br />
Nu is het verband tussen afstand en radioactiviteit, zoals we onderzocht hebben in het eerste<br />
practicum die we hebben uitgevoerd bij het Reactor Instituut Delft, omgekeerd kwadratisch. De<br />
formule was en kan omgebouwd worden naar . Hierbij is C de nog te vinden<br />
constante, R de radioactiviteit in Sv/u en S de afstand in m. met de gegevens die we hebben (R=0,2<br />
Sv en S=15,24m) komen we uit op een constante met de waarde 46,45152.<br />
Toelichting: ( ).<br />
Bij een afstand van 1 meter is de radioactiviteit in Sv/u dus gelijk aan de constante 46,45152 (want<br />
R(1) = 46,45152 * 1^2).<br />
Wanneer we de kwadratenwet ( , die we gevonden hebben in delft, toepassen, komen we<br />
erachter hoe hoog het vliegtuig, nu nog zonder stralingsschild, minimaal moet vliegen om mensen op<br />
de grond geen schade door γ-straling te geven. wij berekenen hier alles in Sv/u, dus doen we dat hier<br />
ook, ondanks het feit dat een vliegtuig er geen uur over doet om over te vliegen. We doen dit alleen<br />
zo om verwarring te voorkomen en om te zien hoe ver je van het vliegtuig verwijderd mag zijn<br />
wanneer het stationair op de grond staat met een werkende reactor waarvan de controlestaven niet<br />
in gebruik zijn. In dat geval kan het namelijk wel voorkomen dat je je een uur lang in de omgeving van<br />
het vliegtuig bevindt (piloten bevinden zich vaak uren, of in dit geval maanden in het vliegtuig, maar<br />
die worden beschermd door een stralingsschild, die later in deze deelvraag behandeld wordt).<br />
Wij achten 0,01 Sv/u veilig genoeg, dus rekenen we hier mee. De formule ziet er dan zo uit:<br />
Oftewel:<br />
m<br />
De hoogte in meters waarop het vliegtuig dus minimaal moet vliegen om het stralingsniveau op de<br />
grond veilig te houden is iets meer dan 68. Dit betekend ook dat je geen problemen zult ondervinden<br />
wanneer je lange tijd op die afstand van het vliegtuig verwijderd bent. Wanneer het vliegtuig<br />
gestationeerd op de grond staat zijn de regelstaven van de reactor omlaag. Hierdoor stopt de<br />
kettingreactie en komt er geen straling vrij. Als we ook lood om de reactor moeten plaatsen, wordt<br />
het vliegtuig te zwaar en is het niet langer in balans.<br />
Wel berekenen we hoeveel lood er nodig is om de bemanning in de cockpit te beschermen tegen de<br />
gammastraling en de vrije neutronen die de reactor uitzendt. Hierbij herhalen wij dat we 0,01 Sv/u<br />
veilig achten en het niet kunnen tolereren om meer γ-straling en neutronen de cockpit binnen te<br />
laten dringen.<br />
47
Om dit te berekenen gebruiken wij de volgende formule:<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Hierin bij geldt:<br />
I(x) in Sv/u = 0,01 (de toegestane hoeveelheid straling en neutronen in de cockpit)<br />
I(0) in Sv/u = hoeveelheid straling dat de cockpit bereikt na het toepassen van de<br />
omgekeerde kwadratenwet.<br />
d = halveringsdikte lood, bij de γ-straling na het toepassen van de omgekeerde<br />
kwadratenwet.<br />
x in m = de dikte van het lood<br />
Om verder te kunnen rekenen moeten we dus nog twee ‘onbekenden’ wegwerken. We onderzoeken<br />
de dikte van het lood, dus moeten we eerst weten hoeveel straling de cockpit bereikt door de<br />
omgekeerde kwadratenwet toe te passen. Daarna weten we ook de fotonenenergie.<br />
De afstand tussen de reactor en de achterwand van de cockpit is, 23,4 meter. Het ontwerp van het<br />
vliegtuig komt verderop in deze deelvraag terug. We weten de radioactiviteit in Sv/u op één meter<br />
afstand van de reactor, dus trekken we die meter daar nog vanaf. We zullen de omgekeerde<br />
kwadratenwet dus toepassen op een afstand van 22,4 meter.<br />
Volgens deze formule is de radioactiviteit die de cockpit bereikt dus gelijk aan ongeveer 0,092577168<br />
Sv/u.<br />
Hierbij is de halveringsdikte van het lood gelijk aan ongeveer 3,923 µ/ρ<br />
Nu ziet de formule er als volgt uit:<br />
(het is hierboven en onder niet duidelijk te zien, maar het gaat om Log(1/2) tot de macht<br />
)<br />
0,224 m<br />
Uit onze berekeningen volgt dus dat het lood tussen de cockpit en de reactor minstens 0,224 meter<br />
dik moet zijn om de γ-straling plus de neutronen in de cockpit te reduceren tot een waarde van 0,01<br />
Sv/u.<br />
48
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Het vliegtuig.<br />
Ter illustratie hebben wij een 3-dimensionaal ontwerp gemaakt van ons nucleair aangedreven<br />
vliegtuig. Zoals eerder vermeld, is de basis van ons nucleaire vliegtuig de Rockwell B-1 Lancer. We<br />
hebben met behulp van een ontwerpprogramma eerst een Rockwell B-1 Lancer ‘getekend’ zonder<br />
straalmotoren. De Lancer heeft namelijk slechts vier straalmotoren terwijl wij er zes (niet meer en<br />
niet minder) nodig hebben om voldoende stuwkracht te realiseren. In plaats van vier straalmotoren<br />
hebben we het vliegtuig dus zes straalmotoren gegeven. Dit ontwerp hebben we eerder in deze<br />
deelvraag gebruikt om de afstand tussen de reactor en de cockpit vast te stellen.<br />
Even tussendoor: de naam van het vliegtuig is N.A.R.P. Geoff (Geoff is de naam van een<br />
milieuvriendelijke auto, gebouwd door de presentatoren van Top Gear). De code op de staart staat<br />
natuurlijk voor <strong>Profielwerkstuk</strong> Coen en Kylian.<br />
49
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
50
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Prestaties van de N.A.R.P. Geoff<br />
We weten dat de nucleaire straalmotoren meer dan genoeg stuwkracht leveren op het hele gewicht<br />
van het vliegtuig omhoog te krijgen. Het gewicht van de N.A.R.P. Geoff is namelijk 199.811,7 kg. Het<br />
maximale startgewicht van het vliegtuig is 216.400 kg. De 199.811,7 kg die het vliegtuig weegt is<br />
opgebouwd uit meerdere gegevens:<br />
Leeggewicht* = 79.120 kg<br />
Gewicht van de reactor*** = 21.953,8kg<br />
Gewicht van het loodschild = 71567,9 kg**<br />
(massa van het loodschild is 11,3 6,3334507, hierin is 11,3 de soortelijke massa<br />
van lood in kg/ en 6,3334507 de volume van het schild in . Het volume is 6,3334507<br />
omdat de straal van de dwarsdoorsnede van het vliegtuig vlak achter de cockpit precies gelijk<br />
is aan 3 meter en de dikte, zoals wij berekend hebben een waarde heeft van 0,224 meter).<br />
Het gewicht van de straalmotoren*** = 27.170,18 kg<br />
*leeggewicht is inclusief alle elektronische systemen, wanden, stoelen en de rest van de inrichting<br />
exclusief de reactor, de straalmotoren en de stralingsschilden.<br />
**Het lood hoeft zich niet allemaal vlak achter de cockpit te bevinden, voor de balans moet het<br />
gelijkmatig door het vliegtuig verspreid worden<br />
*** deze gegevens hebben we van het NEPA-Project overgenomen aangezien we hun kernreactor<br />
gebruiken.<br />
We kunnen voor dit vliegtuig onmogelijk de precieze topsnelheid of kruissnelheid berekenen.<br />
Hiervoor zullen namelijk metingen gedaan moeten worden, waarbij de liftcoëfficiënt wordt bepaald.<br />
Dit kan alleen met een echt vliegtuig en deze hebben wij niet. Wel kunnen we een schatting maken.<br />
De maximale stuwkracht die de zes nucleaire straalmotoren leveren is 662.068,9 N. De piloot van het<br />
vliegtuig kan deze stuwkracht natuurlijk veranderen en dus reduceren naar 547.680 N. dit is de<br />
maximale stuwkracht die de motoren van de Rockwell B-1 Lancer genereren. Bij deze stuwkracht<br />
heeft het vliegtuig, rekening gehouden met het maximale startgewicht, een maximale snelheid van<br />
mach 1,25 op 15.000 meter hoogte. Dit is gelijk aan 721 knopen of 1340 km/u. op een realistische<br />
hoogte, bijvoorbeeld een hoogte van ongeveer 68 meter (de hoogte waarop de Geoff qua straling<br />
niet gevaarlijk is voor het leven op zeeniveau), ligt deze snelheid slechts rond de mach 0,92. Dit is<br />
ongeveer 1130 km/u. Gezien de grotere stuwkracht zullen de maximale snelheden van de N.A.R.P.<br />
Geoff iets hoger liggen, maar dit kunnen we niet inschatten zonder metingen te doen. De reden dat<br />
het vliegtuig minder snel kan vliegen op lagere hoogte is dat de luchtdichtheid lager wordt naarmate<br />
je hoger vliegt. De luchtdichtheid bepaald grotendeels de luchtwrijving, dus op lagere hoogte remt<br />
dit bewegende voorwerpen meer af dan op grotere hoogte. Deze snelheden zijn overigens alleen van<br />
toepassing wanneer het windstil is.<br />
specificaties van de N.A.R.P. Geoff<br />
Lengte: 44,5 m<br />
Hoogte: 10,4 m<br />
Leeggewicht: 1.195.483,5 N (massa: 199.811,7 kg)<br />
Maximaal startgewicht: 2.122.159 N (massa: 216,400 kg)<br />
Stuwkracht: 662.068,9 N<br />
Maximale snelheid:<br />
100 meter hoogte: mach 0,92 of 1.130 km/u<br />
15.000 meter hoogte: mach 1,25 of 1.340 km/u<br />
Grootte bemanning: 5 (piloot, co-piloot, boordwerktuigkundige en twee nucleair technici).<br />
Bereik: onbekend, maar de Geoff kan elke locatie in de wereld bereiken en terugkeren (en dit vele<br />
malen zonder één keer te landen).<br />
51
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Conclusie van de deelvraag:<br />
De vraag was of het vandaag de dag mogelijk is een nucleair aangedreven vliegtuig te bouwen.<br />
Volgens ons is het antwoord daarop ja. We kunnen natuurlijk niet echt zeggen dat we een nucleair<br />
aangedreven vliegtuig hebben ontworpen, de (fictieve) N.A.R.P. Geoff hebben we (op papier) slechts<br />
gecreëerd om de gegevens die we hebben verkregen door middel van eigen onderzoek en oudere<br />
onderzoeken aan elkaar te koppelen. Zonder vliegtuig hebben de gegevens immers een veel<br />
abstractere betekenis. De reden dat we niet kunnen spreken van een serieus ontwerp voor een<br />
nucleair vliegtuig is dat er nog enorm veel dingen zijn waar we geen rekening mee hebben gehouden,<br />
zoals elektrische systemen, besturing en het systeem waarmee de piloot de stuwkracht die de<br />
nucleaire straalmotoren leveren kan wijzigen. Ook zouden we, om te weten te komen of de Geoff<br />
daadwerkelijk vliegt, het vliegtuig moeten bouwen en metingen moeten verrichten. Wel kunnen we<br />
zeggen dat we, door het onderzoeken van de grote lijnen en basiselementen, de bouw van een<br />
nucleair vliegtuig mogelijk achten in deze tijd. Daarvan is Geoff het niet levende bewijs.<br />
Er is echter één probleem dat we graag wel nog even willen uitlichten en dat is het probleem van het<br />
koelen van de reactor wanneer het vliegtuig net geland is. Al vliegend wordt de reactor gekoeld door<br />
de lucht die erdoorheen gaat voor de voortstuwing van het vliegtuig. Op de grond wordt de<br />
kettingreactie in de kernreactor stopgezet door de controlestaven. Maar tussen het landen (en<br />
daarmee het uitvallen van het koelsysteem) en het moment waarop de reactor koel genoeg is, moet<br />
de reactor flink gekoeld worden om een ‘meltdown’ te voorkomen. Hiervoor hebben wij een ‘docking<br />
system’ ontworpen dat met een enorme kracht lucht door de straalmotoren (en dus ook de reactor)<br />
blaast. Simpelweg zijn het gewoon krachtige ventilatoren die een luchtstroom genereren met een<br />
snelheid die het vliegtuig ook zou kunnen behalen. Deze ventilatoren worden na het landen direct<br />
gekoppeld aan de motoren. Mocht de reactor tijdens het landen al te heet worden, dan kan dit<br />
opgelost worden door een extreem koud gas de reactor in te laten dat aan boord van het vliegtuig<br />
onder hoge druk bewaard wordt.<br />
52
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Deelvraag 12: Welke toepassingen kunnen wij nog meer bedenken voor het<br />
gebruik van kernenergie in de luchtvaart?<br />
Oorspronkelijk was er ten tijde van de Koude oorlog vraag naar een vliegtuig dat een groter bereik<br />
had dan conventionele vliegtuigen. Door de nieuwe vliegtuigen constant te laten vliegen kon de USA<br />
ten tijde van een aanval direct Moskou bombaren bijvoorbeeld. Maar sinds de komst van raketten<br />
waren bommenwerpers die een kernbom konden dragen overbodig.<br />
Zoals we uit deelvraag 11 te weten zijn gekomen is binnen civiele luchtvaart het gebruik van<br />
kernenergie niet mogelijk. Ten eerste omdat er in een nucleair vliegtuig geen ruimte is voor de<br />
passagiers en ten tweede omdat passagiersvliegtuigen op gewone vliegvelden moet kunnen landen.<br />
Daarnaast is het niet mogelijk om de veiligheid van de passagiers te garanderen. Ook zou er voor het<br />
beschermen van de passagiers tegen de straling veel meer lood nodig zijn dan voor het beschermen<br />
tegen straling van de bemanning alleen. Dit zou een vliegtuig zo zwaar maken, dat het nooit van de<br />
grond zou komen.<br />
Het vliegtuig zou wel kunnen worden gebruikt voor wetenschappelijk onderzoek. Dat zich weer kan<br />
onderverdelen in twee subsecties: Geografie en het onderzoeken van de atmossfeer op grote<br />
hoogte.<br />
Geografie:<br />
Vandaag de dag wordt de aarde onderzocht door satellieten. Deze brengen helaas hun beperkingen<br />
met zich mee. Ze zijn namelijk kostbaar om te gebruiken en moeilijk te onderhouden. Een nucleair<br />
vliegtuig kan net zolang de lucht blijven als een satelliet, maar is makkelijker in onderhoud. Daarnaast<br />
kan je een nucleair vliegtuig per vlucht met andere meet instrumenten uitrusten en deze<br />
instrumenten per onderzoek wijzigen. Bij een satelliet kan dat niet.<br />
Atmosfeeronderzoek:<br />
Hierbij worden tegenwoordig normale vliegtuigen gebruikt, maar die hebben het nadeel dat<br />
langdurende onderzoeken niet kunnen. Een nucleair vliegtuig kan ervoor zorgen dat langdurige<br />
onderzoeken naar de atmosfeer kunnen worden uitgevoerd.<br />
Uiteindelijk kan er altijd nog gedacht worden aan spionage.<br />
Tegenwoordig vliegt men met spionage drones. Dit zijn kleine onbemande vliegtuigjes die via een live<br />
data stream alle gegevens die het verzameld doorspeelt aan het hoofdkwartier. De vliegtuigjes<br />
vliegen vaak op batterijen en zijn vaak met een propeller aangedreven. Er zijn ook grotere drones<br />
actief die worden aangedreven door middel van een straalmotor. Het nadeel aan de drones is dat ze<br />
een zeer korte vliegtijd hebben, en daarom maar relatief kort kunnen worden ingezet. Ook hebben<br />
de drones met propelleraandrijving een lage snelheid. Hierdoor zijn het makkelijke doelwitten voor<br />
de vijand. Een nucleaire drone bied de uitkomst.<br />
Een onbemand nucleair spionage vliegtuig hoeft niet zo zwaar te zijn, aangezien er geen extra lood<br />
nodig is om bemanning te beschermen. Hierdoor kan het meer spionage apparatuur meenemen of<br />
kan het vliegtuig kleiner worden gemaakt. Het nucleaire vliegtuig kan uiteindelijk een bepaald gebeid<br />
vrij lang bespioneren, zonder dat er geland hoeft te worden voor extra brandstof of om de batterijen<br />
op te laden. Ook hier bied een nucleair vliegtuig enige voordelen ten opzichte van een spionage<br />
satelliet. Namelijk dat ze niet gebonden zijn aan de baan rond de aarde waar satellieten in vastzitten.<br />
Ook kunnen ze hier weer verschillende spionage-instrumenten makkelijk wisselen en valt er<br />
makkelijker onderhoud aan te plegen.<br />
53
Als laatste is er nog een erg wrede mogelijkheid,<br />
waarover in het verleden al is gespeculeerd: een<br />
nucleair aangedreven kruisraket. Het principe is<br />
simpel: bouw een raket met een kernreactor erin<br />
en hang er een nucleaire straalmotor onder. De<br />
reactor met de straalmotor stuwen de raket<br />
voort en zorgen voor een immens hoge snelheid.<br />
Deze kruisraket kan dankzij de kernreactor ook<br />
nog eens elke willekeurige locatie in de wereld<br />
bereiken. Wanneer de kruisraket zijn doelwit<br />
raakt, veranderd de functie van de reactor van<br />
aandrijving tot kernbom.<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
54
Conclusie<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
55
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Hoofdvraag van het onderzoek: is het mogelijk dat vliegtuigen ooit zullen vliegen op kernenergie dat<br />
aan boord wordt opgewekt?<br />
Op deze vraag zijn meerdere antwoorden mogelijk, die door zowel politieke als technische factoren<br />
sterk van elkaar afwijken. Ook het nut van nucleaire luchtvaart zullen we in de conclusie behandelen.<br />
Technische factoren<br />
Technisch gezien is vliegen op kernenergie tegenwoordig goed mogelijk. Dit hebben we met het<br />
ontwerpen van de N.A.R.P. Geoff in grote lijnen aangetoond. De huidige stand van zaken op het<br />
gebied van technische innovatie qua nucleaire energie en luchtvaart, is op een niveau waarop we<br />
met zekerheid kunnen zeggen dat enig onderzoek naar het concept nucleaire luchtvaart de<br />
mogelijkheid zal bieden tot realisatie van het concept.<br />
Ook is het feit, zoals ook in de inleiding beschreven, dat fossiele brandstof met de dag schaarser en<br />
dus duurder wordt, om nog maar te zwijgen van de roep om minder uitstoot van gassen die<br />
bijdragen aan het versterkt broeikas effect, maakt nucleaire luchtvaart tot een prima potentiële<br />
oplossing.<br />
Toch verwachten we niet dat nucleaire luchtvaart in de toekomst tot stand zal komen. Dit vanwege<br />
politieke en maatschappelijke factoren.<br />
Politieke en maatschappelijke factoren<br />
Kernenergie is eigenlijk altijd een omstreden onderwerp geweest in het huidige politieke klimaat. Dit<br />
in verband met de angst voor straling en stralingsziekten. Ook de rampen in Chernobyl en Fukushima<br />
hebben geleid tot een, volgens ons, irrationele angst voor kernenergie onder het volk in het<br />
algemeen.<br />
Ook is de huidige internationale wetgeving op gebied van nucleaire energie en nucleair onderzoek<br />
zwaar verscherpt en zouden de ontwikkeling van een, tot nu toe, onbetrouwbaar vliegend,<br />
radioactief, projectiel in de weg staan. Daarnaast is de omvang van het project zo groot dat het door<br />
particulieren niet gerealiseerd kan worden en dus afhankelijk zal zijn van tegemoetkoming van de<br />
overheid. Deze overheid echter, zou daar enorm veel geld in moeten steken en hiertoe zal geen<br />
enkele overheid bereid zijn, om nog maar te zwijgen van het feit dat de overheid te veel invloed zou<br />
hebben op het project, zonder precies te weten waar ze mee te maken hebben en de feiten kennen.<br />
Praktisch nut<br />
Een andere reden dat we niet verwachten dat een nucleair vliegtuig ooit het luchtruim zal betreden,<br />
is dat een nucleair vliegtuig tegenwoordig bijna geen praktische toepassingen heeft. Ten eerste lijkt<br />
het onmogelijk te zijn een nucleair vliegtuig te creëren dat geschikt is voor passagiers- of<br />
vrachtvervoer. Ook voor militaire doeleinden zou een nucleair vliegtuig tegenwoordig niet meer<br />
noodzakelijk zijn. We beschikken tegenwoordig immers over spionagesatellieten en –drones. Ook<br />
voor het aanvallen van andere gebieden is een vliegtuig met een praktisch oneindig bereik niet<br />
langer nodig vanwege de komst van langeafstandsraketten die elke willekeurige locatie ter wereld<br />
kunnen bereiken.<br />
Samengevat:<br />
Technisch gezien lijkt vliegen op nucleaire energie mogelijk, maar te veel overige factoren staan dit in<br />
de weg. Zo eindigen we dit PWS met een mooi paradox: we hebben erg schone vorm van transport<br />
gevonden, maar deze vorm bied, doordat het te zwaar is, niet de mogelijkheid ook daadwerkelijk<br />
mensen of vrachten te transporteren.<br />
56
Evaluatie<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
57
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
N<br />
aar ons idee is dit project erg succesvol verlopen. Wij achten dit project bijzonder nuttig,<br />
aangezien we hier ontzettend veel van geleerd hebben. Al vaker hebben we relatief grote<br />
‘onderzoeken’ moeten doen voor school en alles aan onderzoeksvaardigheden dat we<br />
daarmee geleerd hebben is door ons, naar onze mening, succesvol toegepast in dit profielwerkstuk.<br />
Meer dan ooit hebben we echt moeten leren plannen voor het doen van een onderzoek, dit hoefde<br />
niet bij elk schoolproject zo zorgvuldig te verlopen als bij dit PWS en meer dan ooit hebben we<br />
moeten omgaan met urenlang onderzoek doen naar slechts een gegeven waar het onderzoek van<br />
afhankelijk is. Ook hebben veel meer moeten samenwerken voor ‘slechts een huiswerkopdracht’ dan<br />
bij eerdere projecten en dat zat niet altijd mee, hoewel we kunnen zeggen dat de samenwerking wel<br />
goed is verlopen.<br />
Vanzelfsprekend verliep niet alles voor de wind. Tijdens het maken van het PWS vergaten we ons aan<br />
het eerder opgestelde werkplan te houden. We gingen gewoon van onderzoek naar onderzoek en<br />
van deelvraag naar deelvraag zonder eraan te denken dat we een tijdsschema hadden. Hierdoor zijn<br />
we met een aantal dingen te laat begonnen, zoals het doen van een interview, het schrijven van<br />
teksten als de bronvermelding, verantwoording en de evaluatie en het in elkaar zetten van het PWS.<br />
Daarnaast is één practicum lichtelijk mislukt. Zoals ook in de evaluatie van dat onderzoek<br />
beschreven, hebben wij daarvan opnieuw geleerd dat ja alles altijd meerdere malen moet checken<br />
voordat je met zekerheid mag zeggen dat iets klopt.<br />
Dit onderzoek zal uiteindelijk een goed leermoment blijken wanneer we volgend jaar onderzoek<br />
moeten doen op de HBO. Daar zullen we nu vaker denken aan wat we hier goed en fout deden.<br />
Hieronder een kleine samenvatting.<br />
Wat ging goed?<br />
Communicatie, beschrijven en onderzoeken van achtergrondinformatie, vooruit kijken in het<br />
onderzoek, samenwerken, terugkijken naar het onderzoek, vragen durven stellen, zelf verbanden<br />
onderzoeken i.p.v. overnemen uit boeken of van internet, alle tijd nuttig gebruiken en uitleg geven.<br />
Wat kan beter?<br />
Plannen, waarnemingen controleren en opnieuw vinden, zoeken naar betrouwbare bronnen op het<br />
internet (wij hebben bijna geen gegevens van internet gehaald omdat we onze papieren bronnen<br />
betrouwbaarder vonden, maar daardoor leer je niet omgaan met digitale bronnen) en realistisch<br />
kijken naar de omvang van het onderwerp van het onderzoek.<br />
[de evaluatie gaat door op de volgende bladzijden]<br />
58
Evaluatie [vervolg].<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Terugblik op de onderzoeksvraag<br />
Toen we de uiteindelijke onderzoeksvraag optelden hadden we verwacht dat het erg interessant en<br />
uitdagend zou gaan worden, maar niet al te moeilijk. Interessant en uitdagend werd het wel, maar<br />
nu, achteraf, weten we dat het alles behalve makkelijk was. Hele dagen (zie logboek) hebben we<br />
wanhopig berekeningen uitgevoerd om die tientallen keren op andere manieren over te doen en<br />
nergens op uit te komen. Toen we eenmaal hadden bedacht dat we een nucleair vliegtuig zouden<br />
gaan ontwerpen, ging het niveau van het PWS drastisch omhoog. Alle informatie kwam daar bij<br />
elkaar, maar het heeft ons vele dagen gekost de N.A.R.P. Geoff op papier te laten ‘vliegen’. Van (zo<br />
dachten wij) een heel specifiek en ingezoomd onderwerp, belandden we vanzelf in een PWS waarbij<br />
we aan alle kanten informatie moesten aanslepen. Hier bedoelen we mee dat we dachten dat we het<br />
immense onderwerp ‘kernenergie’ drastisch hadden verkleind naar het veel specifiekere onderwerp<br />
‘<strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong>’, maar het bleek dat ‘<strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong>’ als onderwerp veel omvangrijker en<br />
dus groter was dan ‘kernenergie’. Dit omdat we nu zowel van nucleaire energie als luchtvaart als<br />
nucleaire luchtvaart verstand moesten gaan krijgen in plaats van slechts ‘kernenergie’.<br />
Wel zijn we blij met onze onderwerpskeuze. Volgens ons mag het resultaat er dan ook zijn. Een fictief<br />
nucleair aangedreven vliegtuig, kennis van zowel straling als luchtvaart, inzicht in militaire en civiele<br />
belangen… om nog maar te zwijgen van alle vaardigheden en ervaringen die we hebben opgedaan.<br />
Terugblik op de aanpak<br />
Over de aanpak hebben we zowel goede- als slechte dingen te zeggen. Onze aanpak heeft geleid tot<br />
een mooi eindresultaat en veel leermomenten, maar het heeft ons ook veel stress opgeleverd.<br />
Eigenlijk was het zo dat we, naarmate de tijd vorderde, steeds meer dingen moesten doen, totdat we<br />
avonden lang non-stop bezig waren met het PWS. Dit had tot gevolg dat we ander huiswerk hebben<br />
moeten verwaarlozen. Hieruit leren we dat we ons in het vervolg meer aan de planning moeten<br />
houden en zo de arbeid gelijkmatiger over de tijd moeten bestrijden.<br />
Terugblik op de samenwerking<br />
Lang niet altijd waren we met z’n tweeën in één ruimte aan het werk voor dit verslag, maar dat zou<br />
dan ook onrealistisch zijn. Bij samenwerken hoort ook het verdelen van taken. Nu is het niet zo dat<br />
we een duidelijke taakverdeling hadden (of hebben), we konden van tevoren per onderdeel nooit<br />
goed genoeg inschatten hoeveel werk iets zou kosten. Zo denk je, bij het uitzoeken van een vliegtuig<br />
om tot nucleair vliegtuig om te bouwen, dat je er zo een hebt uitgezocht, terwijl je uiteindelijk zo’n<br />
vijf uur lang vliegtuigen hebt moeten vergelijken.<br />
Toch is het niet zo dat ieder zijn eigen stukjes schreef en berekende waarna het verder zo het verslag<br />
in ging. Vaak hebben we samen berekeningen zitten maken voor een bepaald onderdeel en elke keer<br />
als we iets apart van elkaar geschreven hadden, lazen we dat van elkaar en gaven we er commentaar<br />
op ter verbetering van het PWS. Ook hielden we bijna altijd live contact via bijvoorbeeld facebook en<br />
e-mail terwijl we, ieder in zijn eigen huis, aan het werk waren voor het PWS. Zo hebben we elkaar<br />
steeds vragen kunnen stellen en elkaar kunnen helpen als er iets mis ging. Tussendoor hebben we<br />
natuurlijk wel, zoals u kunt zien in het logboek, uren écht bij elkaar samengewerkt en zijn we<br />
urenlang na schooltijd langer gebleven om samen dingen te regelen, elkaar te helpen en te<br />
discussiëren over teksten.<br />
Kortom: de samenwerking is soepel verlopen, ondanks de vele uren dat we hebben moeten<br />
samenwerken. Als wij elkaar niet zo goed hadden aangevuld als we nu gedaan hebben, waren we<br />
nooit tot dit eindresultaat gekomen.<br />
[de evaluatie gaat door op de volgende bladzijde.]<br />
59
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Vooruitblik op eventueel vervolgonderzoek<br />
We hebben nu in grote lijnen een nucleair vliegtuig ontworpen, maar naarmate het onderzoek<br />
vorderde zagen we steeds meer in dat een nucleair aangedreven vliegtuig niet dé oplossing tegen de<br />
olieschaarste en het versterkt broeikaseffect is. Daarom zouden we graag de volgende stap willen<br />
zetten naar nucleaire ruimtevaart. We weten dat het een heel ander principe zal worden, in de<br />
ruimte is immers geen lucht om de straalmotoren door te laten stromen, maar het zou geweldig zijn<br />
een ruimtevliegtuig te ontwikkelen dat voortgestuwd wordt door middel van een kernreactor en zo<br />
verder kan komen dan welk bemand ruimteschip dan ook ooit is geweest.<br />
Het zou een grote uitdaging worden. we zouden ons moeten afvragen hoe kernenergie in de ruimte<br />
omgezet kan worden tot stuwkracht. Er zouden ook erg verschillende aspecten aan de orde komen,<br />
zoals zuurstoftransport voor extreem lange ruimtemissies. Ook zouden we kunnen kijken naar<br />
mogelijkheden die kernfusie eventueel te bieden heeft.<br />
Verder kunnen we ook twee van onze ideeën combineren om een nucleair aangedreven ruimtedrone<br />
te ontwikkelen. Daarmee is ook meteen het zuurstofprobleem opgelost. De drone zou<br />
extreem lange afstanden kunnen reizen en eventueel andere sterrenstelsels kunnen onderzoeken.<br />
Daarbij moeten we wel rekening houden met informatieoverdracht. De drone kan natuurlijk nooit<br />
haar informatie helemaal naar de aarde uitzenden en Informatie van de aarde (i.v.m. besturing)<br />
ontvangen, maar een keten van satellieten zou een oplossing kunnen zijn. Een andere mogelijkheid is<br />
dat de drone een bepaalde route ingesteld krijgt, zo hoeft de drone niet bestuurd te worden en kan<br />
er ook voor gekozen worden de drone automatisch terug te laten vliegen naar de aarde om hier de<br />
informatie uit de drone te halen.<br />
Kortom, nucleaire energie kan nog enorm veel andere toepassingen bieden behalve<br />
elektriciteitsopwekking en nucleair onderzoek alleen. Wij verwachten dat we nog aan de vooravond<br />
staan van een tijdperk waarin nucleaire energie algemeen aanvaart wordt als iets goeds en<br />
kernenergie vele nieuwe ontdekkingen teweeg zal brengen.<br />
60
Bijlagen<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
61
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Bijlage 1:Onderwerporiëntatie - verslag<br />
Inleiding<br />
Dit is het eerste gedeelte van ons profielwerkstuk: Onderwerp en Oriëntatie. Hierin kunt u zien hoe<br />
wij tot een onderwerp zijn gekomen en hoe we daarop verder bouwen tot het begin van een goed<br />
onderzoek en profielwerkstuk. We hebben hierbij natuurlijk gebruik gemaakt van het zakboek en het<br />
ELO bestand.<br />
We hebben eerst een aantal onderwerpen bedacht. Bij de vijf onderwerpen die ons het meest<br />
aanspraken hebben we een woordweb gemaakt die ons mogelijk nieuwe inzichten biedt of ten<br />
minste meer duidelijkheid schept over wat wij willen onderzoeken en hoe we dit gaan doen. Om<br />
vervolgens tot nieuwe, originele of uitdagende ideeën te komen, zullen we proberen de<br />
onderwerpen zoveel mogelijk te combineren. Als we uiteindelijk denken een goed idee te hebben,<br />
zullen we kritisch naar het idee en naar onszelf kijken of dit idee uit te voeren is door ons.<br />
De eerste ideeën voor eventuele onderwerpen<br />
Top Gear<br />
Area 51<br />
SR 71 Blackbird<br />
De gevaren van het zelf stoken van Whiskey<br />
Kernenergie<br />
De Elektrische Gitaar<br />
Tijdreizen (en Relativiteit)<br />
Relativiteit (en tijdreizen)<br />
De vijf onderwerpen waar we ons verder in willen verdiepen zijn: de SR 71 Blackbird, whiskey,<br />
kernenergie, de elektrische gitaar en tijdreizen (en relativiteit). Hieronder volgen de woordewebben<br />
die we daarbij hebben gemaakt.<br />
62
De woordwebben:<br />
De woordwebben<br />
Area 51<br />
Oxcart project<br />
A 12<br />
(Codenaam)<br />
Skunk works<br />
Lockheed<br />
Kelly Johnson<br />
Koude Oorlog.<br />
CIA spionage<br />
Opvolger van U2<br />
Records<br />
Sr 71a blackbird<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Varianten:<br />
-SR 71B<br />
-YF 12<br />
Nieuwe Technieken.<br />
Ruimtepakken<br />
63<br />
RAM/SCRAM jet<br />
Titanium vliegtuig<br />
Overgenomen door<br />
NASA<br />
Spaceshuttle<br />
missies<br />
Apollo missie
onderdelen<br />
Elementen<br />
Tremolo<br />
Versterker<br />
Buizen<br />
Transistor<br />
Elektrische Gitaar<br />
Elektrische Gitaristen<br />
Slash John Petrucci David Gilmour<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Geschiedenis<br />
Fender / Gibson<br />
Muziekstijlen<br />
64
Financiële redenen<br />
Redenen voor wetgeving<br />
fotonen<br />
volksgezondheid<br />
wetgeving<br />
wetten<br />
Nutrino’s<br />
Deeltjes<br />
Cern<br />
Recept<br />
Gisten<br />
processen<br />
Stookproces<br />
Destillati<br />
e<br />
Gevaren (zowel<br />
scheikundig als biologisch)<br />
van het illegaal stoken van<br />
Whiskey<br />
voorzorgsmaatregelen<br />
Relativiteitstheorieën<br />
van Albert Einstein<br />
relativitei<br />
t<br />
tijdreizen<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
benodigdheden<br />
bestanddelen<br />
explosiegevaar<br />
Gevolgen<br />
voor het<br />
lichaam<br />
Toekomst<br />
mogelijkheden<br />
Theorieën snelheid<br />
experimente<br />
n<br />
Tijd-dilatatie<br />
gevaren<br />
oorzake<br />
n<br />
Eigen experiment<br />
Interne<br />
scheikundige<br />
processen<br />
Ruimtevaart<br />
65
veiligheidsmaatregelen<br />
Het proces van het<br />
opwekken van kernenergie<br />
Albert<br />
Einstein<br />
Manieren<br />
voor het<br />
opwekken<br />
van<br />
kernenergie<br />
Kernfusie (nog niet<br />
in gebruik)<br />
onderzoek<br />
Tokamak-reactors<br />
kernsplijting<br />
Laser-implosie<br />
reactors<br />
Indeling en (ge)bouw(en)<br />
van een kerncentrale<br />
kerncentrales<br />
Kernenergie<br />
Toekomst van<br />
kernenergie<br />
Motivatie voor<br />
wetenschappelijk<br />
onderzoek<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Hoog rendement en<br />
weinig grondstoffen<br />
nodig<br />
voordelen<br />
Voor- en nadelen<br />
nadelen<br />
Radioactief afval<br />
Geen<br />
uitstoot van<br />
CO2 en<br />
andere<br />
schadelijke<br />
gassen<br />
Andere sectoren die<br />
te maken hebben<br />
met kernenergie<br />
Ruimtevaart<br />
scheepvaart<br />
Gevaar voor<br />
kernrampen<br />
66<br />
Relatief veilig<br />
Dekmantel<br />
voor<br />
onderzoek naar<br />
nucleaire<br />
oorlogsvoering<br />
(Onderzoek naar) verwerking van radioactief afval<br />
economie
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Combineren.<br />
We hebben lang nagedacht over het combineren van ideeën. Eventuele gecombineerde ideeën zijn:<br />
Kan het gebruik van kernenergie handig zijn in de (militaire) luchtvaart, oftewel: zijn<br />
vliegtuigen, uitgerust met een on-board kernreactor misschien mogelijk in de toekomst?<br />
(kernenergie, SR 17 Blackbird en eventueel Area 51)<br />
Albert Einstein (Tijdreizen en Kernenergie)<br />
De voordelen van relativiteit in de ruimte- of luchtvaart (tijdreizen en SR 17)<br />
Strepen.<br />
We zien vrij veel potentie in het eerste idee. De andere twee ideeën zijn te algemeen, of het<br />
onderzoek is ons té passief. Daarom strepen wij alles weg behalve idee één.<br />
Het beste onderwerp.<br />
Wij denken dus dat het beste onderwerp Kernenergie in de (militaire) luchtvaart is.<br />
Hieronder lichten wij dit toe.<br />
De verschillende kanten aan dit onderwerp:<br />
Dit onderwerp zou erg goed kunnen gaan werken omdat het geen heel algemeen onderwerp is, maar<br />
er uiteindelijk wel heel veel over te onderzoeken en vertellen valt. Zo kunnen wij de volgende punten<br />
gaan onderzoeken:<br />
Hoe wordt kernenergie precies opgewekt, wat zijn de voordelen van kernenergie en wat zijn<br />
de nadelen van kernenergie?<br />
Welke experimenten zijn er in het verleden over kernenergie in de (militaire) luchtvaart<br />
gedaan, wat waren hiervan de uitkomsten en waarom wordt er nog niet gevlogen op<br />
kernenergie?<br />
Zien wijzelf nog mogelijkheden voor het gebruik van kernenergie in de (militaire) luchtvaart?<br />
Dit zijn nog niet per se de deelvragen, maar het onderzoek dat we in grote lijnen willen uitvoeren<br />
voor dit onderwerp.<br />
Wat wij voor dit onderwerp moeten doen:<br />
Om onderzoek uit te voeren naar deze kwestie, zullen wij behalve het verslag en de presentatie in<br />
elkaar zetten een hoop moeten doen om onze informatie te vergaren.<br />
We zullen passief onderzoek moeten uitvoeren op internet en in boeken over kernenergie en<br />
radioactiviteit.<br />
We zullen informatie moeten opzoeken over luchtvaart en experimentele militaire<br />
vliegtuigen van verbonden als de Verenigde Staten (Area 51), de NAVO en andere<br />
organisaties die veel belang hebben met experimenteren in de luchtvaart (zoals ook NASA en<br />
de ESA).<br />
We zullen informatie over kernenergie moeten aanvragen bij de kerncentrale in Borssele.<br />
Eventueel kunnen we hier ook iemand interviewen of een rondleiding krijgen.<br />
We zullen informatie moeten zoeken over eerdere experimenten over kernenergie als<br />
aandrijving voor vliegtuigen. Hierbij moeten we letten op de uitvoering, de uitkomsten en de<br />
conclusies van deze experimenten.<br />
We zullen zelf moeten gaan brainstormen over eventuele toepassingen die kernenergie kan<br />
hebben in de luchtvaart. We zullen moeten uitzoeken of alle obstakels te doorbreken zijn en<br />
of we een systeem kunnen bedenken dat eventueel zou kunnen werken. Hiervan willen we<br />
vervolgens een maquette van maken.<br />
67
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
We kunnen dit aan.<br />
Dit onderwerp is geen makkelijke. We verwachten niet dat dit profielwerkstuk een doorbraak zal<br />
betekenen voor dit onderwerp, maar dat is niet erg, want de conclusie kan ook negatief zijn. We<br />
weten allebei veel van techniek, experimentele luchtvaart en kernenergie af. Ook hebben wij veel<br />
verstand van de maatschappelijke kritiek en belangen van dit soort techniek. We zijn allebei goed op<br />
de hoogte van de gang van zaken bij bijvoorbeeld de Verenigde Naties en wij hebben veel inzicht in<br />
militaire belangen.<br />
Daarnaast zijn we allebei goed in het doen van onderzoek en het verkrijgen van betrouwbare<br />
informatie, zijn we goed in het maken van verslagen en kunnen wij, dit weten we uit ervaring,<br />
uitstekend samenwerken. Onze interesse in het onderwerp en de onderzoeksvaardigheden waarover<br />
wij beschikken zouden moeten leiden tot een goed onderzoek.<br />
We kunnen alle informatie vinden.<br />
Over dit onderwerp is voldoende informatie van betrouwbare bronnen te vinden. Wij halen onze<br />
informatie het liefst van bronnen die internationaal veel aanzien hebben zoals de Nuclear Energy<br />
Agency.<br />
Feitelijke informatie over kernenergie is gewoon niet moeilijk te vinden. Over de experimenten op<br />
luchtvaart in combinatie met kernenergie is ook veel vastgelegd. We hebben al een paar objectieve<br />
bronnen gevonden hierover, maar deze vermelden we later als we zeker weten dat we met die<br />
bronnen verder kunnen.<br />
68
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Bijlage 2: Hoofd- en deelvragen verslag.<br />
Inleiding Hoofd- en deelvragen<br />
Hier volg onze oriëntatie op de hoofd- en deelvragen. In dit gedeelte van het verslag moeten wij<br />
volgens de methode eerst een hoofdvraag opstellen, om vervolgens de bij de belangrijkste begrippen<br />
uit de hoofdvraag woordwebben te maken. De deelvragen moeten voortkomen uit de begrippen die<br />
om het woord in het woordweb komen te staan. terwijl we hiermee bezig waren bleek echter dat we<br />
onszelf ook deelvragen moesten stellen die niet bij één van de woorden uit de hoofdvraag pasten,<br />
maar bij de gehele hoofdvraag. Hierdoor hebben we ook deelvragen bedacht die niet voorkomen uit<br />
een woordweb, maar wel cruciaal zijn voor de beantwoording van onze hoofdvraag. Voor het begrip<br />
kernenergie hadden we al een woordweb, maar we besloten er een te maken die specifieker was voor<br />
de hoofdvraag, aangezien ons eerdere woordweb over kernenergie te groot was om overal<br />
deelvragen bij te maken.<br />
Hoofdvraag<br />
Is het mogelijk dat vliegtuigen ooit zullen vliegen op kernenergie dat aan boord wordt opgewekt?<br />
begrippen<br />
Vliegtuig/vliegen<br />
kernenergie<br />
Woordwebben bij de begrippen<br />
vliegtuig<br />
Soorten luchtvaart<br />
Commerciële<br />
luchtvaart<br />
Militaire luchtvaart<br />
kernenergie<br />
voordelen<br />
Goedkope<br />
energieopwekking<br />
Geen uitstoot van<br />
‘broeikasgassen’<br />
Voor- en<br />
nadelen<br />
nadelen<br />
Radioactieve<br />
straling<br />
Bereik voertuigen op kernenergie is niet<br />
afhankelijk van brandstofvoorziening<br />
Werking v/e<br />
vliegtuig<br />
voortstuwing<br />
Soorten<br />
opwekking van<br />
kernenergie<br />
Afval niet<br />
te<br />
verwerken<br />
Bouw<br />
aerodynamica<br />
Draagvermogen van de vleugels<br />
Propeller<br />
straalmotor turbinestraalmotor<br />
RAM jet/SCRAM jet<br />
Methode opwekken<br />
kernenergie<br />
kernsplijting<br />
Kernfusie (nog<br />
niet<br />
gerealiseerd)<br />
69<br />
Aandrijving<br />
generator<br />
koelsystemen
deelvragen bij de begrippen:<br />
kernenergie:<br />
-welke manieren om kernenergie op te wekken zijn er?<br />
-Hoe werkt een kerncentrale?<br />
-Wat zijn de voor- en nadelen van kernenergie?<br />
<strong>Luchtvaart</strong>:<br />
-hoe werkt een vliegtuig?<br />
-welke soorten voortstuwing bestaan er binnen de luchtvaart?<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Deelvragen bij de hoofdvraag in het algemeen:<br />
-welk onderzoek is er in het verleden gedaan naar nucleaire luchtvaart?<br />
-wat waren de uitkomsten van eerder onderzoek naar nucleaire luchtvaart?<br />
-waarom wordt er nog niet gevlogen op kernenergie?<br />
- hoe hoog moet een nucleair vliegtuig met de reactor van het NEPA-project vliegen zonder dat een<br />
mens op de grond schade ondervindt van de straling van het vliegtuig?<br />
-wat zijn de veiligheidsvoorschriften bij het gebruik van kernenergie in de luchtvaart?<br />
-is een nucleair vliegtuig vandaag de dag mogelijk?<br />
-Welke mogelijkheden kunnen wijzelf bedenken voor het gebruik van kernenergie in de luchtvaart?<br />
Hypothese<br />
Deze hypothese is van toepassing op de hoofdvraag (dus niet op elke deelvraag apart). We zullen bij<br />
elke deelvraag die we beantwoorden in het verslag ook eerst een hypothese maken, maar deze staat<br />
dus vóór de beantwoording van elke deelvraag.<br />
mogelijkheid<br />
Naar onze verwachting zal het gebruik maken van kernreactors in vliegtuigen voor de voortstuwing<br />
van het vliegtuig in de toekomst goed mogelijk zijn. De ambitie een nucleair aangedreven vliegtuig te<br />
bouwen heeft al tot veel onderzoek met goed uitziende resultaten geleid, helaas waren er nog te<br />
veel onopgeloste problemen. Gezien de huidige snelheid der technologische ontwikkeling,<br />
verwachten we dat deze problemen binnen een niet al te lange tijd opgelost zullen zijn. Of die<br />
verwachting ook werkelijkheid wordt is nog maar de vraag: het idee bestaat al meer dan 50 jaar,<br />
maar oplossingen voor de problemen rond kernenergie in de luchtvaart zijn zelfs in dit tijdperk,<br />
waarin niks onmogelijk lijkt, nog steeds niet gevonden.<br />
Praktisch nut<br />
We kunnen er dus vanuit gaan dat vliegen op kernenergie in de toekomst goed mogelijk is, maar is<br />
het ook nodig? Heeft het nut? Is het waarschijnlijk dat het ook daadwerkelijk gebruikt gaat worden?<br />
Hier hebben wij onze twijfels over. Momenteel is er een tal aan andere mogelijkheden om een<br />
vliegtuig voort te stuwen, dus het zou niet logisch zijn om over te springen op (het, binnen de<br />
luchtvaart, nog onveilige) kernenergie. Toch zal kernenergie overwogen kunnen worden wanneer<br />
kerosine en andere brandstoffen te schaars worden en alternatieve ‘groene’ brandstoffen niet ver<br />
genoeg ontwikkeld zijn om de volledige luchtvaart te kunnen voorzien van energie. Daarnaast zou<br />
kernenergie behalve in vliegtuigen misschien prima gebruikt kunnen worden in de onbemande<br />
luchtvaart (denk aan drones en kruisraketten).<br />
70
Bijlage 3: het werkplan.<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Inleiding Werkplan<br />
In dit gedeelte van het verslag staat ons werkplan. Dit maken we om enige houvast te creëren voor<br />
het doen van dit onderzoek. Zo houden we overzicht, vergeten we niks en kunnen we systematisch<br />
te werk gaan. We beschrijven hieronder eerst wat we moeten doen, vervolgens hoe we dat precies<br />
willen gaan doen en als laatste vertellen we hoe we dit in een goed tijdschema plaatsen.<br />
1.a Opzoeken van schriftelijke informatie<br />
Voor de volgende onderwerpen zullen wij door middel van internet, documentaires en documenten<br />
informatie moeten vergaren:<br />
1. De onderzoeken die in het verleden uitgevoerd zijn over nucleaire luchtvaart<br />
2. Het belang bij het ontwikkelen van een nucleair vliegtuig<br />
3. De verschillende houdingen van verschillende mensen over dit onderwerp<br />
4. De werking van een kernreactor<br />
5. Theorie achter kernsplijting<br />
6. De werking van een vliegtuig<br />
7. De werking van een standaard straalmotor<br />
2.a waar is deze informatie te vinden?<br />
1. Hiervoor hebben wij twee officiële onderzoeksrapporten van het Ministerie van Defensie van<br />
de Verenigde Staten uit in handen gekregen. Één rapport beschrijft het gehele onderzoek<br />
naar nucleaire luchtvaart en het bouwen van een nucleair vliegtuig. Eerst beschrijven ze<br />
waarom ze het Nuclear Aircraft Propulsion Program zijn begonnen, vervolgens het uitvoeren<br />
van het onderzoek en natuurlijk de resultaten en conclusies van het onderzoek. Het rapport<br />
bevat ook ontwerpen van kernreactors die bedoelt zijn voor het vliegtuig, onderdelen van<br />
deze reactors en het vliegtuig zelf. Het andere rapport van het Ministerie van Defensie van<br />
de Verenigde staten dat wij hebben is vooral een evaluatie van het onderzoek. Beide<br />
documenten zijn lang bestempeld geweest als ‘SECRET’ maar zijn onlangs vrijgegeven.<br />
2. Ook dit vinden we terug is de onderzoeksrapporten van de Verenigde Staten.<br />
3. Dit is lastig te onderzoeken. We weten dat houdingen kunnen veranderen naarmate de<br />
kennis over een onderwerp toeneemt, dus een enquête zou niet voldoen. Daarom zijn we<br />
van plan om vooral naar de standpunten van voor- en tegenstanders van kernenergie zelf te<br />
kijken. Hieruit kunnen we afleiden hoe de meningen ongeveer verdeeld zouden zijn bij het<br />
toepassen van kernenergie in de luchtvaart. Helaas zullen we veel moeten aannemen en<br />
interpreteren zonder compleet duidelijk te kunnen zijn. Gelukkig is heeft dit niks te maken<br />
met de technische kant van het onderzoek (en dat is nu juist wat we onderzoeken)<br />
4. Informatie over de werking van een kernreactor is niet moeilijk te vinden. In ons<br />
natuurkundeboek staat al heel veel. Verder kunnen we op vele verschillende sites van<br />
bijvoorbeeld universiteiten van over de hele wereld kijken hoe een kernreactor werkt. als<br />
laatste zijn er natuurlijk ook veel boeken over geschreven die we kunnen raadplegen.<br />
5. Ook informatie over de werking van een vliegtuig is goed te vinden. We gaan hier boeken<br />
over lezen en zullen veel onderzoek doen op internet. Het liefst vinden we informatie op<br />
sites van universiteiten, aangezien die sites meestal erg betrouwbaar zijn. Verder hebben we<br />
een documentaire gevonden van Discovery Channel die ingaat op de werking van een<br />
nucleair vliegtuig, dit is handig dat toevallig ook ons onderwerp is. de documentaire heet<br />
‘Planes that never flew: Nuclear Airplane’<br />
6. Deze informatie vinden we zeer waarschijnlijk bij de bronnen die we gebruiken bij punt 4 en<br />
5.<br />
71
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
1.b Interviews<br />
Behalve schriftelijke informatie zoeken over de theorie achter de kernreactor en kernsplijting zijn wij<br />
ook van plan iemand hierover te interviewen. Uiteraard moet deze persoon wel veel verstand van dit<br />
onderwerp hebben.<br />
We zijn van plan iemand te benaderen die les geeft of les krijgt over kernenergie op de TU delft. Ook<br />
willen we proberen in contact te komen met een medewerker bij de kerncentrale in Borssele. Mocht<br />
dit allemaal niet lukken, dan kunnen we altijd nog terug vallen op een natuurkunde leraar. Eventueel<br />
kunnen we als extra’tje ook nog de vader van Coen interviewen over luchtvaart. Deze werkt immers<br />
op schiphol.<br />
2.b wie we gaan interviewen<br />
Wij zullen Prof. Dr. Konings van de TU delft interviewen voor dit onderzoek. Prof. Dr. Konings is<br />
hoogleraar in nucleaire technologie. Wij denken dat hij ons goed uit kan leggen hoe kernreactors<br />
werken en wat de theorie is achter kernsplijting.<br />
1.c Uit te voeren experimenten<br />
Het is voor ons natuurlijk uitermate lastig om experimenten te doen op het gebied van kernenergie.<br />
We kunnen natuurlijk niet aan de slag met bijvoorbeeld verrijkt uranium. Experimenteren met<br />
nucleaire energie is gevaarlijk, moeilijk, duur en in principe verboden. Toch hebben we enige ideeën<br />
voor experimenten die ons meer duidelijkheid kunnen verschaffen over dit onderwerp en zelfs een<br />
essentiële deelvraag zou kunnen beantwoorden. We doen twee soorten proeven: proeven waarbij<br />
we gebruik maken van computersimulaties (zo kunnen we virtueel nucleair onderzoek nabootsen) en<br />
we willen echte experimenten doen.<br />
Computersimulatie-experimenten (de onderzoeksbeschrijvingen vindt u bij de onderzoeksverslagen)<br />
Met de simulatie http://phet.colorado.edu/nl/simulation/nuclear-fission willen wij erachter komen<br />
hoe kernenergie tot stand komt, hoe een nucleaire kettingreactie in stand blijft en hoe een nucleaire<br />
reactie gestopt kan worden.<br />
Met de simulatie http://phet.colorado.edu/nl/simulation/alpha-decay willen we het verval van<br />
alfastraling onderzoeken<br />
Met de simulatie http://phet.colorado.edu/nl/simulation/beta-decay willen we het verval van<br />
bètastraling onderzoeken.<br />
Echt experiment<br />
We willen proberen erachter te komen wat het bereik is van gammastraling. We willen dit doen door<br />
gebruik te maken van een stralingsmeter en Co-60 als gammabron. Of we dit kunnen realiseren<br />
moeten we nog onderzoeken. Onze precieze aanpak voor dit experiment staat voor de resultaten<br />
van het experiment.<br />
72
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
2.c de materialen die we zullen gebruiken voor de experimenten.<br />
Computersimulatie-experimenten<br />
Voor deze experimenten hebben we, aangezien we ze virtueel nabootsen, slechts een computer<br />
nodig. Verder zouden we pen en papier kunnen gebruiken, maar ook hier zijn natuurlijk virtuele<br />
alternatieven voor.<br />
Gamma experiment<br />
Hiervoor hebben we de volgende materialen nodig (dit kan gewijzigd worden):<br />
Co-60<br />
Stralingmeter<br />
Pen en papier<br />
Stopwatch<br />
Meetlint<br />
1.d De nodige hulp<br />
Voor bepaalde zaken kunnen wij zeker hulp gebruiken. Mochten we geen interview kunnen regelen<br />
met iemand die veel met kernenergie bezig is, dan hopen we dat een van de natuurkunde docenten<br />
ons nog mensen kunnen aanraden, of ons met mensen in contact kunnen brengen die wij kunnen<br />
interviewen. Daarnaast hebben we zeker weten hulp nodig van natuurkundedocenten en eventueel<br />
de TOA om het experiment waarbij we het bereik van gammastraling willen bepalen te kunnen<br />
uitvoeren.<br />
2.d wie gaat ons helpen?<br />
We hebben helaas niet kunnen bevestigen of iemand binnen de bètasectie van het schoter ons wilt<br />
helpen met de onderzoeken, maar we vertrouwen erop dat we de nodige hulp kunnen krijgen bij<br />
bijvoorbeeld mr. Van Leeuwe als het gaat om contacten. Ook gaan we ervan uit dat we gebruik<br />
mogen maken van het bètakabinet om ons practicum uit te voeren, waarbij we hopelijk beroep<br />
kunnen doen op de TOA.<br />
3. de presentatie van de resultaten<br />
We zullen een presentatie houden waarbij we gebruik maken van powerpoint om een samenvatting<br />
van het gehele verslag over te brengen. We vertellen eerst als inleiding waar ons onderzoek over ging<br />
en in het kort wat we ongeveer gedaan hebben. Vervolgens zullen we uitleg geven over kernenergie,<br />
het Aircraft Nucleair Propulsion Program en onze onderzoeken plus onderzoeksresultaten. Als laatste<br />
zullen we onze conclusie geven door antwoord te geven op onze deelvragen en de hoofdvraag. Het<br />
liefst maken we voor de presentatie een maquette van een nucleaire straalmotor om meer<br />
duidelijkheid te verschaffen.<br />
73
4. Planning<br />
Hieronder vind u het tijdschema waar wij ons aan zullen proberen te houden.<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
16-11-2012 Werkplan inleveren<br />
Afspraken maken voor het/de interview(s). de interviews kunnen tussen<br />
vandaag en 25 januari vallen, dit weten we nog niet. Verder maken we de<br />
Week 47 vragen voor het interview. Verder zullen we de deelvragen met<br />
betrekking tot het Aircraft Nuclear Propulsion Program beantwoorden<br />
met behulp van de onderzoeksrapporten.<br />
We doen de virtuele experimenten, we maken daarbij<br />
Week 48 onderzoeksverslagen en we kijken wat de mogelijkheden zijn voor het<br />
gammastraling-experiment<br />
Indien mogelijk voeren we in deze week het gammastraling-experiment<br />
Week 49 uit. Verder proberen we alle deelvragen met betrekking tot ‘normale’<br />
luchtvaart uitgebreid te beantwoorden.<br />
In deze week beantwoorden we alle deelvragen met betrekking tot<br />
Week 50 kernenergie (de deelvragen over kernenergie die niks met luchtvaart te<br />
maken hebben) en de overige deelvragen.<br />
We verbeteren zo nodig de beantwoording op alle deelvragen en<br />
Week 51<br />
beginnen aan een conclusie.<br />
Conclusie afronden, inleiding schrijven en alle overige onderdelen (zoals<br />
Weken 52 en 01 bronvermelding, verantwoording e.t.c.) van het verslag maken en<br />
toevoegen.<br />
Week 02 Presentatie samenstellen en maquette ontwerpen (en materialen inslaan)<br />
Week 03 Maquette maken<br />
Gereserveerd voor onderdelen van het verslag die we eventueel niet af<br />
Weken 04 en 05<br />
hebben vanwege vertraging.<br />
Gereserveerd voor het oefenen en maken van de presentatie (in het geval<br />
Week 06<br />
dat de presentatie niet af is gekomen vanwege vertraging)<br />
Belangrijke data:<br />
30 november Voortgang onderzoek deel 1 inleveren<br />
20 december Voortgang onderzoek deel 2 inleveren<br />
25 januari Compleet verslag inleveren<br />
1 februari Compleet verslag inleveren met eventueel aanpassingen<br />
7 februari en 1 maart Presentatie voor werkstukgroep<br />
13 maart Presentatie voor ouders en naasten<br />
74
Bijlage 4: Dankbetuiging.<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Wij willen graag de volgende mensen enorm bedanken voor alle goede hulp die ze ons geboden<br />
hebben. Zonder deze mensen waren wij nooit zover gekomen met dit profielwerkstuk.<br />
Jolanda de Beer-Kouwenberg en haar collega’s van het Reactor Instituut Delft van de TU-Delft voor<br />
hun fantastisch goede hulp en begeleiding bij onze practica, voor de indrukwekkende rondleiding<br />
door de reactorhal en voor de grote hoeveelheid aan uitleg die dag.<br />
Meneer Van Leeuwe, voor de begeleiding die we van hem kregen hoewel we niet in zijn<br />
profielwerkstukgroep zaten.<br />
Meneer Ates, voor de begeleiding, raad en beoordeling.<br />
J. W. Van Hasselt, voor de wijze raad en voor het meewerken met het interview.<br />
Iedereen die niet wilden geloven dat vliegen op kernenergie mogelijk zou kunnen zijn, aangezien hen<br />
ongelijk geven best wel leuk is en dus motiveert bij het maken van dit profielwerkstuk.<br />
Alle wetenschappers van het NEPA-Project (of ANP-Project) zonder wiens droom om een nucleaire<br />
bommenwerper te bouwen wij dit profielwerkstuk nooit hadden kunnen opstellen.<br />
En natuurlijk (tja, we komen er toch niet onder uit) onze ouders, voor de steun (zeker in de<br />
stressvollere tijden) en (heel belangrijk) jullie zorgzaamheid en goede opvoeding die jullie ons geven<br />
(daar mogen jullie best trots op zijn).<br />
75
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Bijlage 6: bronvermelding.<br />
Alle informatie die wij hebben gebruikt voor de totstandkoming van dit onderzoeksrapport - anders<br />
dan de informatie die we hebben verkregen door middel van eigen inzicht, eigen kennis, eigen<br />
berekeningen, overige vaardigheden, vocale informatieoverdracht van anderen en onderzoek in delft<br />
– hebben wij gehaald uit de volgende bronnen.<br />
Boeken en rapporten<br />
Reactor Program of the Aircraft Nuclear Propulsion Project (1952)<br />
Deze bron is voornamelijk gebruikt voor de deelvragen over het NEPA-Project en als bron voor een<br />
aantal gegevens waarmee we gerekend hebben, aangezien we voor de Geoff, een reactor hebben<br />
gebruikt zoals beschreven staat in dit rapport. Deze reactor is daadwerkelijk echt gebouwd.<br />
Review of Manned Aircraft Nuclear Propulsion Program, Atomic Energy Commission and Department<br />
of Defence (1963)<br />
voor alle deelvragen over het NEPA-project die van politieke aard zijn hebben we deze bron gebruikt.<br />
Deze bron gaat in op de politieke en economische aspecten van het NEPA-Project.<br />
Newton Natuurkunde voor de Tweede Fase havo informatieboek 2 (2007)<br />
Deze bron hebben we in combinatie met een aantal websites, vooral gebruikt voor deelvragen over<br />
kernenergie zelf.<br />
BINAS HAVO VWO (2008)<br />
Voor het vinden van vaste gegevens over stoffen gebruikten we BINAS. Voor veel van onze<br />
berekeningen hebben we gegevens moeten opzoeken of omrekenen met behulp van BINAS.<br />
Websites<br />
http://www.schiphol.nl/SchipholGroup1/Onderneming/Statistieken/VerkeerVervoerCijfers1.htm<br />
deze Bron is gebruikt in de inleiding.<br />
http://www.world-nuclear.org/info/inf06.html<br />
Ook deze bron hebben we gebruikt voor het opstellen van de beantwoording van deelvragen op het<br />
gebied van kernenergie. Ook heeft deze bron ons informatie verschaft over veiligheidsmaatregelen<br />
die van toepassing zijn op een kernreactor die we later hebben gebruikt bij de<br />
veiligheidsvoorschriften van een nucleair vliegtuig.<br />
https://www.kvi.nl/~brandenburg/interaction_4.pdf<br />
Deze bron diende ook ter informatie over nucleaire energie en dan vooral nucleaire energie op<br />
microniveau.<br />
http://www.megazone.org/ANP/tech.shtml<br />
Ter verduidelijking en samenvatting van de NEPA-onderzoeksverslagen hebben we ook deze bron<br />
gelezen. We hebben uit deze bron geen informatie gebruikt, zonder deze te checken in een van de<br />
officiële onderzoeksrapporten.<br />
http://www.youtube.com/watch?v=xb7uZQ1_n4w<br />
Bij deze bron geldt hetzelfde als bij de vorige.<br />
76
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Afbeeldingen<br />
Van alle afbeeldingen in dit onderzoeksverslag, anders dan de afbeeldingen van de personen<br />
hieronder, hebben wij geen onderzoek gedaan op eventuele eigendomsrechten en zijn dus ook niet<br />
van ons.<br />
Jolanda de Beer-Kouwenberg:<br />
Bladzijde 12, rechter foto.<br />
Kylian de Looze:<br />
Bladzijde 12, linker foto<br />
Bladzijde 14<br />
Bladzijde 17<br />
Bladzijde 48: alle afbeeldingen<br />
Bladzijde 49: alle afbeeldingen<br />
Coen van Hasselt:<br />
Bladzijde 13<br />
Het N.A.R.P. – logo is eigendom van Kylian de Looze en mag op geen enkele wijze gekopieerd worden<br />
voor welk doeleinde dan ook zonder toestemming. Voor meer informatie hierover:<br />
https://99designs.com/users/913946<br />
77
Bijlage 7: het Logboek.<br />
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Dinsdag 11 september.<br />
vandaag hebben we de introductie van het PWS bijgewoond. we zijn daarna meteen begonnen met<br />
het maken van kladversies van de vijf woordwebben.<br />
we zijn hier uiteindelijk beiden zo'n 1 uur en 30 minuten mee bezig geweest.<br />
De samenwerking ging uitstekend. We hadden snel genoeg potentiële onderwerpen bedacht, en<br />
maakten een goede taakverdeling voor het maken van de woordwebben. We maakten dus allebei<br />
individueel een paar woordwebben, maar natuurlijk hebben we elkaars werk wel bekeken en verbeterd<br />
waar dit nodig was.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 1/80 uur<br />
Kylian: 1/80 uur<br />
vrijdag 21 september.<br />
omdat Kylian op de dinsdag niet aanwezig kon zijn, hebben we het PWS uur vrijwillig ingehaald bij mr.<br />
Van Leeuwe. Hoewel we dit volgens mr. Phernambucq in principe best een lesje mochten overslaan,<br />
leek het ons verstandig om toch even die les in onze vrije tijd bij mr. Van Leeuwe te doen, aangezien<br />
we nog helemaal in de beginfase van het profielwerkstuk zitten.<br />
beiden zijn we een uur lang bezig geweest met het verbeteren van de woordwebben en het oriënteren<br />
op een onderwerp.<br />
Op de samenwerking valt niet veel aan te merken. Het werk dat we in deze fase van het onderzoek<br />
doen, neemt niet heel veel tijd in beslag zolang we logisch nadenken. Hierdoor lopen we tot nu toe<br />
goed op schema terwijl we alleen tijdens het profielwerkstuk uur werken aan het verslag.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 2/80 uur<br />
Kylian: 2/80 uur<br />
Dinsdag 25 september.<br />
in de mediatheek zijn we vooral aan de slag gegaan met de ELO en het begrijpen hoe het hele proces<br />
van het PWS nu helemaal in elkaar steekt. ook hebben we de eerste onderdelen uitgetypt in het<br />
bestand. weer zijn we hier beiden een uur mee bezig geweest.<br />
Voordat we aan deze les begonnen hadden we ons onderwerp al bedacht. We zouden het gaan<br />
houden over kernenergie, aangezien we allebei iets met natuurkunde wilden doen en we beiden<br />
voorstanders zijn van kernenergie. Tijdens de les zijn we ons hier dus op gaan oriënteren.<br />
We moesten samen op één computer werken, dus de samenwerking was gedwongen erg hoog<br />
natuurlijk. Verder gaat de communicatie goed, aangezien we vooral in de lessen werken.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 3/80 uur<br />
Kylian: 3/80 uur<br />
Vrijdag 28 September.<br />
Kylian heeft een half uur lang informatie toegevoegd aan het ELO bestand en heeft het begin van het<br />
logboek opgesteld. Dit omdat er vanwege een mentorgesprek toch een half uur gewacht moest<br />
worden. van tevoren hebben we afgesproken wat er ging gebeuren.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 3/80 uur<br />
Kylian: 3,5/80 uur<br />
78
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Zaterdag 29 September.<br />
We hebben verder gewerkt aan het oriëntatieverslag. Doordat we niet bij elkaar konden komen,<br />
hielden we contact via internet (social media en e-mail). Dit verliep zonder problemen.<br />
Nog steeds hadden we als onderwerp ‘kernenergie’, maar we moesten de stappen van het ELO<br />
bestand nog volgen. Oftewel, wij gingen onze oriëntatie in, terwijl we eigenlijk al wisten wat we wilden<br />
gaan doen (we dachten dus, dat we aan dat hele bestand toch niks hadden, maar we wilden wel de<br />
stappen volgen voor de punten). Toen we eenmaal bij het punt ‘onderwerpen combineren’ kwamen,<br />
begonnen we opeens na te denken over ons onderwerp. We vroegen ons af of ‘kernenergie’ wel zo’n<br />
goed onderwerp is. er is namelijk weinig actief onderzoek naar te doen. daarnaast vonden we het<br />
onderwerp niet uitdagend. We hadden ook nog onderwerpen als Area 51 en de SR 71. Dit viel allemaal<br />
onder speciale (of experimentele) luchtvaart. Al snel bedachten we dat we dit goed konden<br />
combineren naar een onderwerp waar we beiden nog niks vanaf wisten: <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong>. We<br />
begonnen dus opnieuw en met niks. We wisten niet of er wel zoiets bestond/heeft bestaan als<br />
nucleaire luchtvaart, maar het was een onderzoek waard. Al snel bleek het dat dit een prima<br />
onderwerp was om te onderzoeken. Vanaf hier zijn we weer verder gaan werken aan het<br />
oriëntatieverslag, en hebben we besproken of we het onderwerp aan kunnen.<br />
De samenwerking ging perfect. We communiceerden goed en hadden veel opbouwende kritiek op<br />
elkaar. We zijn hier beiden ongeveer twee uur mee bezig geweest.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 5/80 uur<br />
Kylian: 5,5/80 uur<br />
Dinsdag 2 Oktober.<br />
We hebben vandaag een uur lang laatste aanpassingen gemaakt aan het oriëntatieverslag en het<br />
logboek. Verder zijn we alvast betrouwbare bronnen gaan zoeken. Al snel kwamen we uit op twee<br />
geweldige bronnen. We wisten dat er naar dit onderwerp veel onderzoek is gedaan door de<br />
luchtmacht van de Verenigde Staten in de jaren ’40, ’50 en ‘60. Wat we eerst vonden was het officiële<br />
rapport van dit onderzoek. Dit rapport is vrijgegeven door het ministerie van defensie van de<br />
Verenigde Staten. Hierin staat het volledige onderzoek, plus hypotheses, uitkomsten en ontwerpen.<br />
Daarna vonden we nog een rapport van het ministerie van defensie van de Verenigde Staten, waarin<br />
de evaluatie staat. Beiden documenten waren eerst afgestempeld als SECRET, maar zijn uiteindelijk<br />
openbaar gemaakt.<br />
Nog steeds hebben we geen klagen over onze manier van samenwerken. We blijken elkaar prima aan<br />
te vullen en doen allebei ongeveer evenveel werk. we hebben weer een uur gewerkt.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 6/80 uur<br />
Kylian 6,5/80 uur<br />
Vrijdag 5 Oktober<br />
We hebben vandaag alles nog even doorgelezen en het oriëntatieverslag opgestuurd. Dit tellen wij<br />
niet mee voor de 80 uur aangezien we slechts tien minuten bezig zijn geweest.<br />
79
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
dinsdag 9 Oktober<br />
We zijn begonnen aan het opstellen van de hoofd- en deelvragen. Eerst hebben we een hoofdvraag<br />
opgesteld, waarvan we vervolgens van de belangrijkste begrippen uit de hoofdvraag woordwebben<br />
hebben gemaakt. Ook hebben we ons nog een beetje ingelezen in de onderzoeksrapporten van de<br />
Verenigde Staten, die Coen heeft laten uitprinten.<br />
De les duurde een uur.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 7/80 uur<br />
Kylian: 7,5/80 uur<br />
Dinsdag 16 Oktober<br />
We zijn verder gaan werken aan het Hoofd- en Deelvragen verslag. Met onze woordwebben hebben<br />
we deelvragen gemaakt. Verder hebben we het verslag helemaal op orde gemaakt met inleiding, layout<br />
enzovoorts. Doordat we in een discussie terecht kwamen over een deelvragen hebben we hier het<br />
hele uur mee vol gemaakt.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 8/80 uur<br />
Kylian: 8,5/80 uur<br />
30 Oktober<br />
We hebben weer laatste aanpassingen gemaakt in het hoofd- en deelvragen bestand, en proberen al<br />
zoveel mogelijk bruikbare informatie uit onze bronnen te documenteren. Verder hebben we<br />
geprobeerd om bestanden in het ELO bestand te zetten, maar dit wil nog steeds niet lukken. Kylian<br />
heeft zich bezig gehouden met het bestand, Coen met de bronnen.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 9/80 uur<br />
Kylian 9,5/80 uur<br />
Dinsdag 6 November<br />
Wilden weer verder gaan aan het profielwerkstuk, maar werden uit de les gehaald door mevrouw van<br />
Vliet, omdat we dat uur ook Nederlands hadden. Dit heeft onze planning flink verstoord. Van mr. Van<br />
Leeuwe, mochten we net als zijn groep (ook omdat we voortaan tijdelijk bij mr. Van Leeuwe begeleid<br />
worden) de Hoofd- en Deelvragen 9 November inleveren.<br />
Vrijdag 9 November<br />
In de les bij mr. Van Leeuwe hebben we gewerkt aan verschillende onderdelen van het profielwerkstuk,<br />
zoals het logboek, de hoofd- en deelvragen en het werkplan. Het werkplan is niet afgekomen doordat<br />
we opeens dankzij mevrouw van Vliet een les achterlopen. We proberen dit zo snel mogelijk te maken<br />
en de achterstand in te halen.<br />
In de les zijn we een uur bezig geweest. Verder heeft Coen nog een half uurtje aan het logboek<br />
gewerkt en heeft een poging gedaan het werkplan af te maken, maar naar het werkplan moeten we<br />
nog kijken, deze is nog niet af.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 10,5/80 uur<br />
Kylian: 10,5/80 uur<br />
80
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Vrijdag 16 November<br />
Beiden zijn we drie uur lang bezig geweest om het werkplan goed samen te stellen. We hebben eerst<br />
samengewerkt aan het begin hiervan tijdens het <strong>Profielwerkstuk</strong> uur. Tijdens dat uur hebben we ook<br />
een taakverdeling gemaakt voor de middag. Uiteindelijk hebben we alles samengevoegd en<br />
gecorrigeerd via e-mail.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 13,5/80 uur<br />
Kylian: 13,5/80 uur<br />
Zaterdag 17 November<br />
we hebben vandaag eerst een uur vooral gepraat over hoe we alles de komende week gaan<br />
aanpakken via internet. Daarbij hebben we ook besloten ons niet helemaal aan de planning te houden:<br />
in plaats van het beantwoorden van de deelvragen over het Aircraft Nuclear Propulsion Program,<br />
maken we de vragen over kernenergie. Dit omdat we het ANPP-onderzoeksrapport waarschijnlijk beter<br />
zullen begrijpen met iets meer voorkennis over nucleaire technieken. Daarna heeft coen bij de<br />
gevonden computersimulaties gekeken of er ook daadwerkelijk onderzoek mee te doen valt. Daar is<br />
hij zo’n twee uur mee bezig geweest.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 16,5/80 uur<br />
Kylian: 14,5/80 uur<br />
Dinsdag 20 November.<br />
We zijn begonnen met het maken van ieder één deelvraag. Kylian deed ‘Welke manieren zijn er om<br />
kernenergie op te wekken?’ en Coen deed de deelvraag ‘hoe werkt een kerncentrale?’. Met het<br />
beantwoorden van de deelvragen zijn we naar schatting (in totaal over de dag verspreidt) beiden twee<br />
uur bezig geweest.<br />
De samenwerking was goed geregeld: we bleven een uurtje langer op school zitten om beide te<br />
beginnen aan allebei een andere deelvraag. Binnen een uur hadden we allebei een ruwe<br />
beantwoording waarbij we alles in grote lijnen hebben geformuleerd. Deze grote lijnen hebben we<br />
natuurlijk met elkaar besproken. Verder hebben we allebei apart, thuis, onze deelvragen aangepast,<br />
gewijzigd of geperfectioneerd.<br />
Na het maken van de deelvragen zijn we gaan uitzoeken wie we wilden interviewen, maar zijn nog niet<br />
op een antwoord uit gekomen.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 19/80 uur<br />
Kylian: 17/80 uur<br />
Vrijdag 23 November.<br />
Coen is tijdens het begeleidingsuur bij meneer van leeuwe aan de slag gegaan met de deelvraag ‘wat<br />
zijn de voor- en nadelen van kernenergie?’, terwijl Kylian heeft gezocht naar een geschikt persoon voor<br />
een interview. Uiteindelijk kwam hij op de website van de TU-Delft waar we een e-mail naar<br />
Hoogleraar Rudy Konings hebben gestuurd met de vraag of we hem (via internet) konden interviewen<br />
over nucleaire energie. Kylian is die avond nog een uur bezig geweest met dingen als het logboek<br />
bijwerken en het samenstellen van een duidelijk digitaal archief waarin alle onderdelen van het PWS<br />
zullen komen. Ook is Kylian begonnen met het schrijven van een inleiding voor het profielwerkstuk. Dit<br />
alles kostte een uur. Aangezien we gezamenlijk werkten aan belangrijke zaken en Kylian thuis aan<br />
eerder praktische zeken, kunnen we stellen dat er weinig aan te merken valt op de samenwerking.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 20/80 uur<br />
Kylian: 19/80 uur<br />
81
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Maandag 26 November<br />
We zijn na schooltijd twee uur lang op school gebleven om te kijken of er practica zijn die we kunnen<br />
uitvoeren. We hebben vooral gekeken naar practica die je in het echt kan uitvoeren, dus niet met<br />
behulp van simulaties, maar dat is lastig. Op het gebied van luchtvaart valt er genoeg te<br />
experimenteren, maar we hebben geen practicum kunnen verzinnen dat relevant is voor het PWS. We<br />
hebben zelfs even gekeken of er een mogelijkheid is dat we een practicum op nucleair gebied uit<br />
kunnen voeren, maar werken met straling is te gevaarlijk. We vonden op internet wel een practicum,<br />
iets met het meten van gammastraling, maar zo’n experiment mogen we natuurlijk nergens uitvoeren.<br />
Samenwerking verliep soepel, maar lichtelijk geïrriteerd omdat we niks konden bedenken.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 22/80 uur<br />
Kylian: 21/80 uur<br />
Dinsdag 27 November<br />
Wegens gebrek aan practica die we kunnen uitvoeren heeft Kylian nog een uur lang geprobeerd een<br />
onderzoeksvraag te bedenken bij een simulatie door met die simulatie te ‘spelen’, maar de simulaties<br />
zijn te algemeen en hebben voor het PWS geen betekenis, anders dan inzicht in nucleaire technieken<br />
te verschaffen. Ook heeft hij 10 minuten lang het logboek bijgewerkt, maar dit vermelden we niet in de<br />
voortgang van de tijd van het PWS. Aan het feit dat we tot nu toe allebei ongeveer evenveel tijd<br />
hebben besteed aan het PWS, is op te maken dat we allebei even veel doen en de samenwerking dus<br />
nog steeds soepel verloopt.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 22/80 uur<br />
Kylian: 22/80 uur<br />
Vrijdag 30 november.<br />
in de les bij meneer van leeuwe hebben we vragen bedacht voor het interview. We waren niet al te<br />
serieus aan het werk die dag, dus heeft dat bijna een vol uur gekost. We zijn wel nog wat langer op<br />
school gebleven om aan de slag te gaan met de bronnen die we hadden.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 23,5/80 uur<br />
Kylian: 23,5/80 uur<br />
Week 49<br />
We hebben het logboek een tijdje niet meer bijgewerkt, dus weten niet meer precies op welke dagen<br />
we alles hebben gedaan. wel hebben we deze week alle deelvragen op het gebied van luchtvaart<br />
beantwoord. Dit heeft ons naar schatting allebei zo’n twee uur gekost. We deden dit niet gezamenlijk,<br />
maar hebben achteraf wel elkaars deelvragen nagekeken en bekritiseerd.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 25/80 uur<br />
Kylian: 25/80 uur<br />
Week 50<br />
In verband met de Tentamenweek hebben wij het PWS even stilgelegd. Alles wat we voor deze week<br />
gepland hebben, doen we in de kerstvakantie. We hebben om onduidelijke reden geen e-mail meer<br />
terug gekregen van de heer Konings. Ook hier maken we ons later wel zorgen om.<br />
82
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Dinsdag 18 December.<br />
We zijn aan de slag gegaan met alle deelvragen over het NEPA-Project. Om dit goed te kunnen doen<br />
wilden we beiden eerst fatsoenlijk het NEPA-onderzoekrapport lezen. Verspreid over de hele week<br />
heeft Kylian dit 5 uur gekost en Coen 6 (coen is ook begonnen aan de andere bron, maar deze bron<br />
bleek nog irrelevant voor het onderzoek). Daarna hebben we de deelvragen beantwoord die nog eens<br />
2 uur per persoon in beslag namen. Omdat de bronnen in het Engels geschreven en erg onduidelijk<br />
ingedeeld zijn (met Engels hebben we overigens geen moeite, maar wel als het kernfysica betreft) zijn<br />
we hier allemaal zo druk mee bezig geweest dat we verder niet aan het PWS gewerkt hebben. Ter<br />
verduidelijking hebben we ook een documentaire van ongeveer een uur gekeken over dit onderwerp.<br />
De documentaire was van Discovery Channel en heet ‘Planes that never flew: Nuclear Aircraft’.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 34/80 uur<br />
Kylian: 33/80 uur<br />
Maandag 24 December.<br />
De feeststemming zit er redelijk in, maar er moet natuurlijk wel gewerkt worden. weer zijn, nu bijna<br />
wanhopig, aan de slag gegaan met het bedenken van eventuele practica. We hebben de deelvragen<br />
intussen gewijzigd en weten nu dat we uiteindelijk niet alleen willen weten of het in de toekomst<br />
mogelijk is om te vliegen op nucleaire energie, maar dat we ook daadwerkelijk een nucleair vliegtuig<br />
willen ontwerpen. Helaas hebben we bepaalde gegevens nodig waar we eerst onderzoek naar moeten<br />
doen. We besluiten dat we nog een keer moeten kijken naar de mogelijkheid van het doen van<br />
nucleaire practica, maar gaan hier nog niet mee aan de slag, het is immers bijna kerstavond.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 35/80 uur<br />
Kylian: 35,5/80 uur<br />
Donderdag 27 December.<br />
Kylian is een uurtje bezig geweest met het aanpassen van de beantwoordingen van de deelvragen<br />
over het NEPA-Project die hij gemaakt heeft. Coen heeft intussen het logboek weer een beetje<br />
bijgewerkt.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 35,5/80 uur<br />
Kylian: 36,5/80 uur<br />
Maandag 7 Januari<br />
Kylian heeft contact opgenomen met de TU-Delft om de mogelijkheden tot het doen van practica op<br />
nucleair gebied te onderzoeken. Al snel kregen we respons. Er wordt gekeken of wij in delft terecht<br />
kunnen. We zijn een uur lang na school achtergebleven om verder te werken aan de inleiding en<br />
andere teksten.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 36,5/80 uur<br />
Kylian: 37,5/80 uur<br />
83
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Donderdag 10 Januari<br />
Via internet hebben we overlegd over eventuele practica die we willen gaan uitvoeren. Dit kostte ons<br />
zeker zo’n twee uur, omdat we zeker wilden weten dat dit relevant zou gaan zijn aan het<br />
profielwerkstuk. We hebben bedacht dat we zowel het verband tussen afstand en radioactiviteit willen<br />
onderzoeken als het verband tussen de dikte van lood en radioactiviteit. Met de uitkomsten willen we<br />
proberen uit te rekenen hoe veilig we een nucleair vliegtuig kunnen maken.<br />
Het contact verloopt nog steeds soepel. We werken tot nu toe meer daadwerkelijk samen dan we in<br />
eerste instantie verwacht hadden te doen.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 38,5/80 uur<br />
Kylian: 39,5/80 uur<br />
Dinsdag 15 Januari<br />
Vandaag hebben we afgesproken dat we de 22 e naar delft zullen komen om onze practica uit te<br />
voeren. We zullen dit doen bij het Reactor Instituut Delft.<br />
Zondag 20 Januari<br />
We hebben deze dag gewerkt aan de exacte plannen voor het onderzoek. Met deze plannen zullen we<br />
naar delft gaan om het onderzoek uit te voeren. We deden elk één practicumverslag. We hebben ook<br />
veel onderzoek gedaan naar eenheden die we waarschijnlijk zouden gaan gebruiken. We hebben niet<br />
alvast onderzocht welke verbanden we zullen vinden. Je leert immers meer door zelf te onderzoeken.<br />
We deden al het werk zelfstandig, maar wisselden het vervolgens wel met elkaar uit via de mail om het<br />
werk op elkaar af te stemmen.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 41/80 uur<br />
Kylian: 42/80 uur<br />
Dinsdag 22 Januari<br />
Vandaag was de dag dat we eindelijk onderzoek hebben kunnen doen naar straling. We hebben<br />
ontzettend veel geleerd op het Reactor Instituut. De dag bestond uit twee onderdelen; het uitvoeren<br />
van de practica en een rondleiding door de reactorhal. In totaal zijn we zo’n 8,5 uur lang bezig<br />
geweest, waarvan ongeveer 4 uur bestond uit het bezoek aan het RID. In de trein op de heenweg<br />
hebben we op de laptop nog aanpassingen gemaakt aan de verslagen en zijn we in de bronnen al<br />
enkele gegevens gaan opzoeken die we, met behulp van de nog te vinden verbanden, zullen<br />
gebruiken om te onderzoeken of de bouw van een nucleair vliegtuig tegenwoordig mogelijk is. op de<br />
terugweg hebben we een deel van de waarnemingen verwerkt.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 49,5/80 uur<br />
Kylian: 50,5/80 uur<br />
Woensdag 23 Januari<br />
Gezamenlijk hebben we bij Coen thuis de waarnemingen verder verwerkt en de verbanden onderzocht.<br />
Ook hebben we de conclusies geschreven en bijvoorbeeld de definitieve onderzoeksopstellingen op<br />
papier gezet.<br />
De samenwerking gaat nog steeds erg goed. we werken veel vaker dan verwacht echt samen, in plaats<br />
van dat we simpelweg taken verdelen.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 52,5/80 uur<br />
Kylian: 53,5/80 uur<br />
84
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
Vrijdag 25 Januari<br />
Nu begint de tijd echt te dringen, aangezien we nog zes dagen de tijd hebben. Desondanks zijn we het<br />
werk niet gaan afraffelen. We hebben de hele middag en avond lang berekeningen gemaakt met<br />
gegevens uit het NEPA-verslag en onze eigen meetresultaten. We hebben uitgevonden hoeveel<br />
straling de reactor uitzendt, maar we hebben nog niet kunnen berekenen hoeveel lood we nodig<br />
hebben om dit tegen te houden.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 58/80 uur<br />
Kylian: 58,5/80 uur<br />
Zaterdag 26 Januari<br />
Dit is het begin van het weekend waarin echt alles bij elkaar komt. Een hele ochtend, apart van elkaar<br />
hebben we de bronnen doorgespit en berekeningen uitgevoerd. We kwamen echter nergens op uit.<br />
Kylian is daarom de hele middag en avond vliegtuigen gaan vergelijken om zo te kijken of er een<br />
vliegtuig bestaat dat geschikt is om uit te rusten met een kernreactor (zie deelvraag 11). Coen is<br />
intussen aan de slag gegaan met het Interview dat nog steeds gehouden moet worden en met het<br />
onderzoeken van formules die te maken hebben met luchtvaart. Uiteindelijk zijn we allebei de hele dag<br />
bezig geweest. Af en toe natuurlijk met pauzes, maar we hebben niks anders ondernomen en dat zal<br />
morgen niet anders zijn.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 73/80 uur<br />
Kylian: 73,5/80 uur<br />
Zondag 27 Januari<br />
Gisteren, laat in de avond hebben we met heel veel zoekwerk eindelijk een geschikt vliegtuig<br />
gevonden. Kylian is vanochtend onmiddellijk een driedimensionaal ontwerp gaan maken van de<br />
N.A.R.P. Geoff (zo heet ons fictieve nucleaire vliegtuig). Met de afmetingen zijn we vervolgens<br />
gezamenlijk aan het werk gegaan met onderzoeken hoe alles zit met straling. Zo hebben we<br />
onderzocht hoe groot het loodschild moet zijn dat de vijfkoppige bemanning beschermd en hebben<br />
we onderzocht hoe hoog het vliegtuig minstens moet vliegen om geen schade te veroorzaken met de<br />
straling dat het uitzendt. Verder is Coen een protocol gaan opstellen voor het gebruik van nucleaire<br />
energie in de luchtvaart en zijn we gaan bedenken welke toepassingen nucleaire energie allemaal nog<br />
meer ‘in de lucht’ kan hebben. We hebben vandaag weer een hele dag niet stil gezeten. Van ’s<br />
ochtends 10 uur tot ’s avonds laat zijn we continu bezig geweest met het PWS om te zorgen dat het af<br />
komt. We beginnen ons te beseffen hoeveel hooi we op onze vorken genomen hebben.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 87/80 uur<br />
Kylian: 87,5/80 uur<br />
Maandag 28 Januari<br />
We zijn de hele middag en avond aan de slag gegaan met het schrijven van de evaluatie,<br />
verantwoording, dankbetuiging en het logboek. Ook zijn we het volledige PWS in elkaar gaan zetten.<br />
Kylian heeft ook het N.A.R.P. logo ontworpen dat vooral een functie heeft als aankleding van de<br />
presentatie.<br />
Tijd (voortgang)<br />
Coen: 90/80 uur<br />
Kylian: 91/80 uur<br />
85
PWS – <strong>Nucleaire</strong> <strong>Luchtvaart</strong><br />
Coen van Hasselt en Kylian de Looze<br />
86