Einschaltprozedur

1. Wochenrückblick

Da las ich letzte Woche in der nutzlosen IWB-Zeitschrift “Energie & Wasser” die folgende Behauptung: “Kupfer überträgt die Signale elektrisch, Glas optisch, das heisst mit Lichtgeschwindigkeit. Glasfasern erlauben die schnellste Übertragung von nahezu unlimitierten Datenmengen.” Dieser Vollstuss kommt aus dem Munde von niemand geringerem als Peter Baumstark [sic!], Leiter von Bâldata (die IWB investieren den Überschuss in ein Glasfaser-Datennetz — das alleine ist ja bereits höchst bedenklich). Wenn ich sowas lese, trifft mich fast den Schlag. Da verweise ich lieber auf das lehrreiche Video zur automatischen Wiederzuschaltung OCO von Leistungsschalter (Ton einschalten!).

Da zieht er also von dannen, unser BR Pascal Couchepin. Ich denke, er hat seinen Ruhestand ehrlich verdient und auch die Lobeshymnen, die durch die Zeitungen gingen — da waren die Zeitungen mal wieder mit Positivem gefüllt. Ansonsten gab und gibt es natürlich von unseren Spezialfreunden Ahmadinedschad und Kim Jong-Il. Wie können ein Bauingenieur und ein Spielfilmsammler die Welt nur so beschäftigen? Aber eines haben wir gelernt: Man kann sich auch im Auto bräunen — allerdings nur seitlich!

Bereits etwas länger her, doch unvergessen, die Tragödie um den A330-Flug. Als wäre sowas nicht tragisch genug, tauchen nach so einem Unfall plötzlich hunderte von selbsternannten Aviatik-Experten auf, die mit irgendwelchen abstrusen Erklärungsversuchen die Bevölkerung (und erst recht die Angehörigen) verunsichern. Da waren also jene, die behaupteten, ein Blitz wäre schuld. Andere behaupten, ein Pitot-Rohr fror zu und 50 km/h zu schnell oder zu langsam lassen ein Verkehrsflugzeug abstürzen. Na ja, offenbar kann man Aviatikexperte sein, ohne Basiswissen zu Aerodynamik…

Aber zu etwas Erfreulicherem. Am Hauptbahnhof Antwerpen wurde am 25. März ein interessanter Talent-Wettbewerb durchgeführt, der irgendwie auch als ein Sozio-Experiment gigantischen Ausmasses aufgefasst werden kann. Op zoek naar Maria – Dans in het Centraal Station van Antwerpen. Würde sowas in Basel auch funktionieren? Jein. Ja, weil die Bevölkerung sowas mitmachen würde, wie ein ähnliches Experiment von 20min demonstrierte (“Test: Basler haben weniger Hemmungen als Zürcher”, Okt. 08). Hingegen fehlt in Basel die grosse Schalterhalle. Alternativ könne man es in der Passerelle versuchen. Und die Züricher? Zwar hätten sie die optimale Halle dazu, doch leider ist laut ebendiesem 20min-Experiment die Bevölkerung ein bisschen zu bünzli… wetten? PS: Ich gehe davon aus, dass die ersten sechs Paare in Antwerpen instruiert waren.

Dann war da noch die Diskussion um Windows 7 ohne IE, was für ein Käse — und ein genialer Schachzug Microsofts obendrein. Das wird wohl dazu führen, dass sich alle sehnlichst den Browser zurückwünschen, denn wie, bitteschön, soll man sich sonst einen alternativen Browser holen? Wenn wir gerade bei genialen Schachzügen sind, ein armeeloser Palistinenserstaat ohne Jerusalem-Anspruch, wie das Netanjahu vorschlägt, ist auch ziemlich raffiniert. Die USA finden das “ein wichtiger Schritt nach vorne”. Und weshalb schlucken sie das, im Wissen, dass die Palästinenser auf ein dermassen schlechtes Angebot nie einsteigen würden? Ich kann nur spekulieren… Das war vielleicht Präsident Obamas Idee.

Eine weitere Nachricht, die wegweisend scheint: Japan erhält die Zustimmung, ihre Reaktoren mit MOX-Brennstoff versorgen zu dürfen. Eine erste Ladung wiederaufbereiteter Brennstäbe von 1700 kg aus La Hague ist unterwegs. Areva rechnet damit, dass in Japan bis 2011 16 bis 18 Reaktoren mit MOX laufen. Arevas Einschätzung klingt optimistisch. Für mich stellt sich zusätzlich die Frage, ob wir mit Plutonium nicht besseres anstellen könnten, als sie in einem Leichtwasserreaktor zu verfeuern. Viel mehr Energie liesse sich gewinnen, würden sie in Brutreaktoren eingesetzt!

Im Raumfahrtsektor tat sich auch viel. An der Pariser Luftschau in Le Bourget ist beispielsweise die interessante Meldung erschienen, dass die ESA und Thales Alenia Space die Entwicklung des Wiedereintrittsdemonstrators IXV fortführen weiterführen. Im Jahre 2012 soll das 1800 kg schwere Vehicle mit einer Vega in einen 450 km Orbit plaziert werden. Dann war die LRO/LCROSS Lunar Mission als Startschuss zur Wiedereroberung des Modes. Von SpaceX hört man wieder vermehrt: Insbesondere ist die Rede Elon Musks (siehe auch PPT) erwähnenswert. Auch wenn Musk nicht gerade der mitreissendste Redner ist, so lassen seine Aussagen doch hoffen. Dann gingen die Miss Schwerelos Christina durch die Presse. Auch die erste schwerelose Hochzeit hat bereits stattgefunden, sogar mit Richard Garriott als Pfarrer!! Ob das wohl etwas bequemer werden wird, sobald das SpaceShip 2 fliegt? Immerhin braucht es dann die Unterbrechungen mit 2 G nicht mehr.

2. Der Large Hadron Collider — Teil 5

Zum LHC könnte man noch viel schreiben. Insbesondere die Detektoren, die Kühlsysteme und die Stromumrichter. Dieser fünfte Teil heute soll aber vorerst der letzte Teil der Serie sein. Also möchte ich ein paar Worte zur Einschaltprozedur und zum Unfall verlieren. Als erster Schritt steht wohl ein Telefonanruf an die Service Industriels de Genève (SIG) an, damit sie die 220..300 MW bereitstellen. Wobei, nein, das wird wohl eher über die EOS laufen, wird ja nicht Niederspannung sein. Wie lange gekühlt werden muss, bis die 1.9 K erreicht sind, darüber kann ich auch nur spekulieren. Zuerst wird mit Flüssigstickstoff auf 80 K vorgekühlt (knapp über 77 K, der Siedetemperatur bei 100 kPa), wobei Stahl dabei um 3 mm pro Meter schrumpft. Danach wird mit Flüssighelium auf 4.5 K abgekühlt, der Stahl schrumpft nochmals um 0.3 mm. Zum Schluss besorgen hydrodynamische Kreiselpumpen eine Absenkung des Drucks auf 1.5 kPa. Die Siedetemperatur sinkt dabei auf 1.9 K. (Quelle: CERN Natürlich wird die Temperatur nur asymptotisch erreicht.

Nun können langsam die Magnete bestromt werden. Am 19. September 08 sollte die Stromstärke der Hauptdipole erstmals auf 9.3 kA hochgefahren werden (für eine Strahlenergie von 5.5 TeV). Das Hochfahren geht mit 10 A/s recht behutsam, so dass nach einer Viertelstunde das Ziel erreicht hätte werden sollen. Doch soweit sollte es nie kommen. Als 8.7 kA erreicht wurden, entwickelte sich eine resistive Zone zwischen dem Dipol C24 und dem Quadrupol Q24. Um 11:18:36 MESZ konnten 300 mV detektiert werden. Zu diesem Zeitpunkt wurde keine Spannung über den Dipolen detektiert — die Quenchdetektoren hätten ansonsten bereits bei 100 mV angesprochen. Nach 0.39 s wurde 1 V überschritten, was den Frequenzumrichter nach 0.46 s trippen liess, was den Strom langsam reduzieren liess. Nach 0.86 s wurde der Leistungsschalter über den Entladewiderständen geöffnet, was die Anlage geordnet entlud. Allerdings führte ein Lichtbogen zu einer Perforation eines Heliumbehälters, worauf flüssiges Helium in das Vakuum des Kryostaten gelangte. Darauf sprachen die Überdruckventile im Kryostat an, was das Helium in den Tunnel entweichen liess. Das wäre alles noch nicht sooo dramatisch gewesen, hätten die Überdruckventile auch richtig funktioniert. Leider hielten sie dann dem Überdruck nicht stand und liessen die Vakuumbarrieren zu benachbarten Sektionen bersten. Dies muss man sich durchaus heftig vorstellen, immerhin wurden darauf hin Verbindungsstücke zwischen den Magneten schwer beschädigt.

Was muss nun getan werden? Die beschädigten Komponenten ersetzen und die Überdruckventile neu auslegen? Nun, vielleicht ist es damit nicht getan. Sieht man sich die erste Folie der Powerpoint-Präsentation von Martin Wilson an, so erkennt man vor dem eigentlichen Davonlaufen der Spannung einen kurzen Peak von etwa 25 mV (leider fehlt die Skala in der PPT). Da kann man jetzt spekulieren, was passiert sein könnte. Ein Freund äusserte die Hypothese, dass diese Spannung induziert worden sein könnte, was eine Bewegung des Leiters bedingt. Eine Leiterbewegung führt zu innerer Reibung, welche das Quenchen und damit den folgenden Spannungsanstieg hervorgerufen haben könnte. Wäre das der Fall, wäre das eine Katastrophe für das CERN. Aber, ich möchte hier betonen, das sind bloss Spekulationen.

3. Experiment der Woche

Anstatt eines Links gibt’s diesmal ein Experiment: Man sagt, dass mit Deckel auf der Pfanne weniger Energie benötigt wird als ohne Deckel. Das ist rasch ausprobiert. 1 l Wasser von ca. 15°C auf 100°C benötigt bei mir auf der kleinsten Flamme (aber vollgas) 0:08:10 mit Deckel und 0:09:01 ohne Deckel. Es werden laut Gaszähler 17.9 dm3 respektive 20.0 dm3 dafür verbraucht. Die Umgebungstemperatur betrug ca. 22°C und ich habe darauf geachtet, dass kein Luftzug vorhanden war. Mit einem Brennwert von 50 MJ/kg und einer Dichte von 420 kg/m3 ergeben sich die theoretischen Energiebedürfnisse von 376 MJ respektive 420 MJ. OK, soweit stimmt’s mal; man kann mit Deckel 10.5% Energie sparen. Aber was wäre denn die minimal notwendige Energie? Mit einer mittleren spezifischen Wärmekapazität von 4180 J/kg/K (die höchste aller Flüssigkeiten!) kommt man mit 85 K und 1 kg auf 0.355 MJ. So schlecht funktioniert also das Heizen per Gasherd. Und in der Mikrowelle? Dort dauert es bei einer Anschlussleistung von 1200 W (Magnetronleistung: 800 W) 00:12:16, was einer Energie von 3180 MJ entspricht. Mit dem Wasserkocher (00:03:03 bei 2025 W) reduziert sich der Energiebedarf auf 1334 MJ. [kochexperiment.xlsx] Eine Fehlerabschätzung steht noch aus.

Fazit: Ob mit oder ohne Deckel, kochen per Gasherd ist tiptop. Der Energiebedarf verdreifacht sich, sollte ein Wasserkocher zum Einsatz kommen. Und für all diejenigen, die am liebsten Wasser in der Mikrowelle erwärmen: Böse, böse… beinahe zehnfacher Energiebedarf.

Und zum Schluss noch dies: Real Programmers code in binary! So long, and thanks for all the fish!

 

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