Obtíže jaderné fúze

Energie a teplo pro jadernou fúzi

La nukleární energie má velký význam ve světovém energetickém systému. Je schopen generovat velké množství energie za cenu zanechání nějaké jaderný odpad být léčen. Jaderná fůze Je to jedna z největších výzev, které se lidstvo ještě musí vyvinout. Jedná se o obrovskou příležitost, která by mohla ukončit problémy s nedostatkem energie a dodávek. Po celém světě existuje řada vědců, kteří o tom vedou skvělý výzkum.

V tomto článku vám řekneme, co je to jaderná fúze a jaké jsou výhody a příležitosti, které by to lidstvu přineslo, kdyby se dokázalo stát komerčním. Chcete o tom vědět víc? Musíte jen dál číst.

Což je jaderná fúze

Jaderná fůze

V předchozím článku jsme to viděli jaderné štěpení Jednalo se o rozbíjení těžkých atomů, jako je plutonium a uran, za účelem získání energie. V tomto případě jaderná fúze signalizuje zcela opačný proces. Je to reakce schopný spojit dvě lehčí jádra a vytvořit tak těžší.

Spojením dvou lehčích atomů a vytvoření těžšího se uvolní energie, protože těžké jádro je menší než součet hmotnosti dvou jader samostatně. S využitím toho může být energie uvolněna v procesu pro cokoli. Vezmeme-li v úvahu, že energie tohoto procesu je velmi koncentrovaná, pouze v jednom gramu hmoty jsou přítomny miliony atomů, takže s malým množstvím paliva by to mohlo generovat obrovské množství energie, kdybychom to porovnali se současnými palivy.

V závislosti na jádrech, která se účastní tohoto procesu jaderné fúze, bude generováno více či méně množství energie. Nejjednodušší reakcí je spojení mezi deuteriem a tritiem za účelem získání helia. V této reakci by se uvolnilo 17,6 MeV. Je to prakticky nevyčerpatelný zdroj energie, protože v mořské vodě najdeme deuterium a tritium lze získat díky neutronu, který se uvolňuje při reakci.

Jak probíhá jaderná fúze?

Jaderná reakce

Ačkoli by tato globální výroba energie vyřešila problémy s energií a znečištěním, není to snadné. Určitě víte, že to funguje, a víte, jak na to. Podmínky nezbytné k tomu, abychom mohli s absolutní přesností řídit všechny požadavky, které tento proces má, však ještě nejsou plně známy. Musíte si myslet, že tato jaderná fúze je proces, který probíhá v naší největší hvězdě, Slunci. k tomu musíte mít velmi vysoké teploty.

Částice ve formě mraků lze použít uvnitř reaktorů pro jadernou fúzi, které jsou vystaveny dvěma stům miliónům stupňů tepla. Představte si při těchto teplotách jen vteřinu; znamenalo by to totální rozpad téměř jakéhokoli objektu. Tyto teploty jsou nezbytné, pokud chceme, aby proces probíhal. Už samotné řešení těchto vysokých teplot je pro vědce výzvou, protože neexistuje žádný materiál, který by jim vydržel, aniž by se zničil.

Ke zmírnění této situace šílených teplot se používá plazma. Jeho účinek magnetického uvěznění je desetkrát teplejší než jádro Slunce. Monstrózní teplota, které musí být tyto atomy vystaveny, je proto, že je to jediný způsob, jak jej dát. Kinetická energie je nutné, aby překonali svůj přirozený odpor a spojili se.

Dvě jádra Mají stejný elektrický a kladný náboj, proto se navzájem odpuzují. Při tak vysokých teplotách budeme schopni generovat tak silnou kinetickou energii, že dokáže přenést schopnost vazby. Práce s těmito teplotami a řízení všech faktorů a podmínek, které do ní zasahují, je něco naprosto komplikovaného.

Vědecké strategie zadržování

Stavba reaktoru pro jadernou fúzi

Z výše uvedených důvodů vědecké skupiny zkoumající jadernou fúzi navrhly dva různé stupně a strategie: magnetické omezení a inerciální omezení.

Magnetické omezení je takové, které se zaměřuje na to, aby plazma uvnitř magnetického pole zabránila jádrům atomů o teplotě XNUMX milionů stupňů Celsia v dotyku se stěnami reaktoru. Tímto způsobem, napřBudeme chránit to, co se používá ke sloučení.

Důležitým aspektem, který je třeba vzít v úvahu, je, že i když jsou všechny částice vystaveny těmto teplotám, ne všechny mohou projít procesem spojování. Na tento parametr poukazují vědci jako na omezení ziskovosti jaderné fúze z energetického hlediska. Aby byl ekonomicky životaschopný, musí být počet fúzí tak vysoký, aby vyrobená energie byla vyšší než energie investovaná do její výroby.

Slunce, i když má 10krát nižší teplotu, než je potřeba k výrobě jaderné fúze, vzhledem ke své obrovské hmotnosti mu umožňuje zvýšit tlak, kterému jsou jádra vystavena a dochází k fúzi gravitačním omezením. Tento tlak nelze na naší planetě znovu vytvořit, takže těchto teplot musí být dosaženo.

Na druhé straně inerciální vězení nepoužívá magnetické pole k tomu, aby se plazma nedotýkala stěn reaktoru, ale spíše navrhuje použití paliva k implodování malé části deuteria a tritia. Veškerý materiál tedy kondenzuje násilným způsobem a vede k spojení jader deuteria a tritia.

Kdy to bude komerčně životaschopné?

gravitační vězení na slunci

Aby byl tento proces získávání energie plně komerčně životaschopný, stále existují minimálně tři desetiletí výzkumu a testování. Zachování současné míry výzkumu a investic v této oblasti, je možné, že technika, s níž se nakonec stane komerční, je s magnetickým uzavřením.

Pokud chceme do poloviny tohoto století získat energii z jaderné fúze, potřebujeme, aby vědci měli potřebný materiál a zdroje pro provádění veškerého relevantního výzkumu. Pokud tomu tak není, budeme mít pouze laboratoře plné vědců, kteří jsou zábavní a bez pokroku.


Buďte první komentář

Zanechte svůj komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Povinné položky jsou označeny *

*

*

  1. Odpovědný za údaje: Miguel Ángel Gatón
  2. Účel údajů: Ovládací SPAM, správa komentářů.
  3. Legitimace: Váš souhlas
  4. Sdělování údajů: Údaje nebudou sděleny třetím osobám, s výjimkou zákonných povinností.
  5. Úložiště dat: Databáze hostovaná společností Occentus Networks (EU)
  6. Práva: Vaše údaje můžete kdykoli omezit, obnovit a odstranit.