Poteškoće nuklearne fuzije

Energija i toplota za nuklearnu fuziju

La Nuklearna energija ima veliku važnost u svjetskom energetskom sistemu. Sposoban je generirati veliku količinu energije po cijenu ostavljanja neke količine nuklearni otpad da se leči. Nuklearna fuzija To je jedan od najvećih izazova koje čovječanstvo tek treba razviti. Ovo je neizmjerna prilika koja bi mogla riješiti probleme deficita energije i opskrbe. Širom svijeta postoje brojni naučnici koji vode velika istraživanja o tome.

U ovom članku ćemo vam reći što je nuklearna fuzija i koje su prednosti i mogućnosti koje bi čovječanstvu donijelo ako bi uspjelo postati komercijalno. Želite li znati više o tome? Samo moraš nastaviti čitati.

Što je nuklearna fuzija

Nuklearna fuzija

U prethodnom članku smo to vidjeli nuklearna fisija Radilo se o razbijanju teških atoma poput plutonijuma i uranijuma radi dobivanja energije. U ovom slučaju, nuklearna fuzija signalizira potpuno suprotan proces. To je reakcija sposoban da spoji dvije lakše jezgre u jednu težu.

Spajanje dva lakša atoma da bi bio teži oslobađa energiju, jer je teška jezgra manja od zbroja težine dvije jezgre odvojeno. Iskoristivši ovo, energija se u tom procesu može osloboditi za bilo što. Uzimajući u obzir da je energija ovog procesa vrlo koncentrirana, u samo jednom gramu materije prisutni su milioni atoma, pa bi s malo goriva mogao generirati ogromne količine energije ako ga usporedimo sa trenutnim gorivima.

Ovisno o nukleusima koji sudjeluju u ovom procesu nuklearne fuzije, generirat će se više ili manje količine energije. Najlakšu reakciju postići je spoj deuterija i tricija da bi se dobio helij. U ovoj reakciji bi se oslobodilo 17,6 MeV. Praktično je neiscrpan izvor energije, jer u morskoj vodi možemo pronaći deuterij, a tritij se može dobiti zahvaljujući neutronu koji se daje u reakciji.

Kako se radi nuklearna fuzija?

Nuklearna reakcija

Iako bi ova globalna proizvodnja energije riješila probleme s energijom i zagađenjem, to nije lako. Znate sigurno da to funkcionira i znate kako to učiniti. Međutim, uslovi neophodni za apsolutnu preciznost kontrole svih zahtjeva koje proces ima još nisu u potpunosti poznati. Morate misliti da je ova nuklearna fuzija proces koji se odvija u našoj najvećoj zvijezdi, Suncu. Stoga, morate imati vrlo visoke temperature da biste to izveli.

Čestice u obliku oblaka mogu se koristiti unutar reaktora nuklearne fuzije koji su podvrgnuti dvjesto miliona stepeni toplote. Zamislite samo sekundu na tim temperaturama; to bi značilo totalni raspad gotovo bilo kog predmeta. Ove temperature su neophodne ako želimo da se proces odvija. Samo suočavanje s ovim visokim temperaturama već je izazov za naučnike, jer nema materijala koji bi ih mogao izdržati, a da se sam ne uništi.

Za ublažavanje ove situacije ludih temperatura koristi se plazma. Njegov efekt magnetskog zatvaranja deset je puta topliji od jezgre Sunca. Monstruozna temperatura kojoj ovi atomi moraju biti izloženi je zato što im je jedini način da je daju. kinetička energija neophodno da bi savladali svoju prirodnu odbojnost i stopili se.

Dva jezgra Imaju isti električni i pozitivni naboj, stoga se međusobno odbijaju. S tako visokim temperaturama moći ćemo generirati tako jaku kinetičku energiju da može prenijeti sposobnost vezanja. Rad s ovim temperaturama i kontrola svih faktora i uslova koji interveniraju u tome je nešto potpuno komplicirano.

Strategije naučnog ograničavanja

Izgradnja reaktora nuklearne fuzije

Iz gore navedenih razloga, naučne grupe koje istražuju nuklearnu fuziju osmislile su dvije različite faze i strategije: magnetno zatvaranje i inercijsko zadržavanje.

Magnetsko zadržavanje je ono koje se fokusira na to da plazma unutar magnetskog polja spriječi jezgre atoma koji imaju XNUMX miliona stepeni Celzijusa da dodiruju zidove reaktora. Na ovaj način, nprMi ćemo zaštititi ono što se koristi za spajanje.

Važan aspekt koji treba uzeti u obzir je da, iako su sve čestice podvrgnute tim temperaturama, ne mogu sve proći postupak vezivanja. Ovo je parametar koji su znanstvenici istakli kao ograničavajući isplativost nuklearne fuzije s energetskog stajališta. Na takav način da, da bi bilo ekonomski isplativo, broj spajanja mora biti toliko visok da je proizvedena energija veća od one uložene u njenu proizvodnju.

Sunce, iako ima 10 puta nižu temperaturu od one potrebne za stvaranje nuklearne fuzije, s obzirom na njegovu ogromnu masu, omogućava mu da poveća pritisak kojem su jezgre podvrgnute i dolazi do fuzije gravitacijskim zatvaranjem. Taj se pritisak ne može ponovno stvoriti na našoj planeti, pa se moraju postići ove temperature.

S druge strane, inercijsko zatvaranje ne koristi magnetsko polje da bi spriječilo dodirivanje plazme sa stijenkama reaktora, već predlaže upotrebu goriva kako bi se mali dio deuterija i tricija implodirao. Dakle, sav materijal se kondenzira na nasilan način i rezultira sjedinjenjem jezgara deuterija i tricija.

Kada će biti komercijalno održiv?

gravitaciono zatvaranje na suncu

Da bi ovaj postupak dobivanja energije bio potpuno komercijalno održiv, još uvijek postoje najmanje tri decenije istraživanja i ispitivanja. Održavanje trenutne stope istraživanja i ulaganja na tu temu, moguće je da je tehnika kojom je konačno komercijalizirana s magnetskim zatvaranjem.

Ako želimo da imamo proizvodnju energije iz nuklearne fuzije do sredine ovog vijeka, trebaju nam naučnici da imaju potreban materijal i resurse za provođenje svih relevantnih istraživanja. Ako to nije slučaj, imat ćemo samo laboratorije pune naučnika koji se zabavljaju i bez napretka.


Budite prvi koji komentarišete

Ostavite komentar

Vaša e-mail adresa neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

*

*

  1. Za podatke odgovoran: Miguel Ángel Gatón
  2. Svrha podataka: Kontrola neželjene pošte, upravljanje komentarima.
  3. Legitimacija: Vaš pristanak
  4. Komunikacija podataka: Podaci se neće dostavljati trećim stranama, osim po zakonskoj obavezi.
  5. Pohrana podataka: Baza podataka koju hostuje Occentus Networks (EU)
  6. Prava: U bilo kojem trenutku možete ograničiti, oporaviti i izbrisati svoje podatke.