A magfúzió nehézségei

Energia és hő a magfúzióhoz

La nukleáris energia nagy jelentősége van a világ energiarendszerében. Képes nagy mennyiségű energiát előállítani azzal a költséggel, hogy egy részét elhagyja nukleáris hulladék kezelni. Nukleáris fúzió Ez az egyik legnagyobb kihívás, amelyet az emberiségnek még fejlesztenie kell. Ez egy óriási lehetőség, amely véget vethet az energia- és ellátási hiány problémáinak. Világszerte számos tudós van, akik nagyszerű kutatásokat végeznek vele kapcsolatban.

Ebben a cikkben meg fogjuk mondani, mi az a magfúzió, és milyen előnyökkel és lehetőségekkel járna az emberiség számára, ha sikerülne kereskedelmi forgalomba kerülni. Szeretne többet tudni róla? Csak folytatnia kell az olvasást.

Ami a magfúzió

Nukleáris fúzió

Egy korábbi cikkünkben ezt láttuk nukleáris maghasadás Arról volt szó, hogy nehéz atomokat, például plutóniumot és uránt bontsanak meg az energia megszerzése érdekében. Ebben az esetben a magfúzió teljesen ellentétes folyamatot jelez. Ez egy reakció képes összekapcsolni két könnyebb magot egy nehezebbé.

Két könnyebb atom összekapcsolása a nehezebbé tétel érdekében energiát szabadít fel, mivel a nehéz mag kisebb, mint a két mag súlyának összege külön-külön. Ezt kihasználva az energia bármire felszabadulhat a folyamat során. Figyelembe véve, hogy ennek a folyamatnak az energiája nagyon koncentrált, csupán egy gramm anyagban milliónyi atom van jelen, így kevés üzemanyaggal hatalmas energiát termelhet, ha összehasonlítjuk a jelenlegi üzemanyagokkal.

Az ebben a magfúziós folyamatban részt vevő magoktól függően kisebb-nagyobb mennyiségű energia keletkezik. A legkönnyebben elérhető reakció a deutérium és a trícium közötti egyesülés a hélium megszerzéséhez. Ebben a reakcióban 17,6 MeV szabadul fel. Gyakorlatilag kimeríthetetlen energiaforrás, mivel a deutériumot megtalálhatjuk a tengervízben, és a trícium a reakció során leadott neutronnak köszönhető.

Hogyan történik a magfúzió?

Nukleáris reakció

Bár ez a globális energiatermelés megoldaná az energia- és szennyezési problémákat, ez nem könnyű. Biztosan tudja, hogy működik, és tudja, hogyan kell csinálni. Azok a feltételek azonban, amelyek ahhoz szükségesek, hogy a folyamat összes követelményét abszolút pontossággal ellenőrizhessük, még nem teljesen ismertek. Azt kell gondolnia, hogy ez a magfúzió egy olyan folyamat, amely a legnagyobb csillagunkban, a Napban zajlik. Ezért végrehajtásához nagyon magas hőmérsékletet kell elérnie.

A felhők formájában lévő részecskék felhasználhatók a magfúziós reaktorokban, amelyek kétszázmillió fokos hőhatásnak vannak kitéve. Képzeljen el egy másodpercet ezen a hőmérsékleten; szinte minden tárgy teljes szétesését jelentené. Ezekre a hőmérsékletekre akkor van szükség, ha azt akarjuk, hogy a folyamat megtörténjen. Csak a magas hőmérséklet kezelése már kihívást jelent a tudósok számára, mivel nincs olyan anyag, amely ellenállna nekik, anélkül, hogy önmagát elpusztítaná.

Az őrült hőmérséklet ezen helyzetének enyhítésére plazmát használnak. Mágneses bezáró hatása tízszer melegebb, mint a Nap magja. Az a szörnyű hőmérséklet, amelynek ezeket az atomokat alá kell vetni, mert csak így adhatják meg nekik. kinetikus energia szükséges ahhoz, hogy legyőzzék természetes visszataszításukat és egyesüljenek.

A két mag Ugyanolyan elektromos és pozitív töltésük van, ezért taszítják egymást. Ilyen magas hőmérsékleten olyan erős kinetikus energiát tudunk létrehozni, amely át tudja adni a kötődési képességet. Ezekkel a hőmérsékletekkel dolgozni, és befolyásolni az összes tényezőt és körülményt, ami beavatkozik, valami teljesen bonyolult dolog.

Tudományos elszigetelési stratégiák

A magfúziós reaktor építése

A fenti okok miatt a magfúziót vizsgáló tudományos csoportok két különböző szakaszt és stratégiát terveztek: mágneses és inerciális bezárást.

A mágneses bezárás arra összpontosít, hogy a mágneses mezőben lévő plazma megakadályozza, hogy a XNUMX millió Celsius fokos atomok megérintsék a reaktor falát. Ilyen módon plVédeni fogjuk az összefonódás megvalósításához használt eszközöket.

Fontos szempont, amelyet figyelembe kell venni, hogy bár az összes részecskét ilyen hőmérsékletnek tesszük ki, nem mindegyiken megy keresztül a kötési folyamat. Ez egy olyan paraméter, amelyet a tudósok rámutattak arra, hogy az atomfúzió jövedelmezőségét energetikai szempontból korlátozza. Olyan módon, hogy a gazdasági életképesség érdekében az egyesülések számának olyan magasnak kell lennie, hogy a megtermelt energia nagyobb legyen, mint a termelésébe fektetett energia.

Bár a Nap hőmérséklete tízszer alacsonyabb, mint ami a magfúzió előállításához szükséges, óriási tömege miatt lehetővé teszi, hogy növelje a magok nyomásának és a fúziónak a nyomását gravitációs bezárással. Ez a nyomás nem teremthető újra bolygónkon, ezért ezeket a hőmérsékleteket el kell érni.

Másrészt az inerciális bezárás nem használ mágneses teret annak megakadályozására, hogy a plazma hozzáérjen a reaktor falaihoz, hanem inkább tüzelőanyag alkalmazását javasolja a deutérium és a trícium kis részének beidegzéséhez. Így az összes anyag erőszakosan kondenzálódik, és a deutérium és a trícium magjainak egyesülését eredményezi.

Mikor lesz kereskedelmi szempontból életképes?

gravitációs bezárás a napon

Ahhoz, hogy ez az energia megszerzésének folyamata kereskedelmi szempontból teljes mértékben életképes legyen, még mindig legalább három évtizedes kutatás és tesztelés szükséges. A jelenlegi kutatási és beruházási ráta fenntartása a témában, lehetséges, hogy az a technika, amellyel végül kereskedelmi forgalomba kerül, mágneses bezárással rendelkezik.

Ha a század közepéig szeretnénk elérni a magfúzióból történő energiatermelést, szükségünk van a tudósokra, hogy rendelkezzenek a szükséges anyagokkal és forrásokkal az összes vonatkozó kutatás elvégzéséhez. Ha nem ez a helyzet, csak olyan szórakoztató és haladás nélküli tudósokkal rendelkezünk majd.


Hagyja megjegyzését

E-mail címed nem kerül nyilvánosságra. Kötelező mezők vannak jelölve *

*

*

  1. Az adatokért felelős: Miguel Ángel Gatón
  2. Az adatok célja: A SPAM ellenőrzése, a megjegyzések kezelése.
  3. Legitimáció: Az Ön beleegyezése
  4. Az adatok közlése: Az adatokat csak jogi kötelezettség alapján továbbítjuk harmadik felekkel.
  5. Adattárolás: Az Occentus Networks (EU) által üzemeltetett adatbázis
  6. Jogok: Bármikor korlátozhatja, helyreállíthatja és törölheti adatait.