La kjernekraft den har stor relevans i verdens energisystem. Den er i stand til å generere en stor mengde energi på bekostning av å forlate noe atomavfall å bli behandlet. Kjernefysisk fusjon Det er en av de største utfordringene som menneskeheten ennå ikke har utviklet. Dette er en enorm mulighet som kan avslutte problemene med underskudd på energi og forsyning. Rundt om i verden er det mange forskere som leder stor forskning på det.
I denne artikkelen skal vi fortelle deg hva kjernefysisk fusjon er og hva er fordelene og mulighetene det ville medføre for menneskeheten hvis den klarte å bli kommersiell. Vil du vite mer om det? Du må bare fortsette å lese.
Som er kjernefysisk fusjon
I en tidligere artikkel så vi det atomfisjon Det handlet om brudd på tunge atomer som plutonium og uran for å skaffe energi. I dette tilfellet signaliserer kjernefusjon en helt motsatt prosess. Det er en reaksjon i stand til å bli med to lettere kjerner for å danne en tyngre.
Ved å forbinde to lettere atomer for å lage et tyngre frigjøres energi, siden den tunge kjernen er mindre enn summen av vekten til de to kjernene hver for seg. Ved å utnytte dette kan energi frigjøres i prosessen for hva som helst. Med tanke på at energien i denne prosessen er veldig konsentrert, er det bare ett gram materie millioner av atomer til stede, så med lite drivstoff kan det generere enorme mengder energi hvis vi sammenligner det med dagens drivstoff.
Avhengig av kjernene som deltar i denne kjernefusjonsprosessen, vil det genereres mer eller mindre mengde energi. Den enkleste reaksjonen å oppnå er foreningen mellom deuterium og tritium for å få helium. I denne reaksjonen ville 17,6 MeV bli frigitt. Det er en praktisk talt uttømmelig energikilde siden vi kan finne deuterium i sjøvann og tritium kan oppnås takket være nøytronen som blir gitt av i reaksjonen.
Hvordan gjøres kjernefusjon?
Selv om denne globale energiproduksjonen ville løse problemer med energi og forurensning, er det ikke lett å gjøre det. Du vet helt sikkert at det fungerer, og du vet hvordan du gjør det. Imidlertid er forholdene som er nødvendige for å kunne kontrollere med absolutt presisjon alle kravene som prosessen har, ennå ikke helt kjent. Du må tro at denne kjernefusjonen er en prosess som finner sted i vår største stjerne, Solen. Derfor, du må få veldig høye temperaturer for å gjennomføre det.
Partikler i form av skyer kan brukes i kjernefusjonsreaktorer, som utsettes for to hundre millioner varmegrader. Tenk deg bare et sekund ved disse temperaturene; det ville bety den totale oppløsningen av nesten ethvert objekt. Disse temperaturene er nødvendige hvis vi vil at prosessen skal finne sted. Bare det å takle disse høye temperaturene er allerede en utfordring for forskere, siden det ikke er noe materiale som tåler dem uten å ødelegge seg selv.
For å lindre denne situasjonen med vanvittige temperaturer, brukes plasma. Dens magnetiske inneslutningseffekt er ti ganger varmere enn solens kjerne. Den uhyrlige temperaturen som disse atomene må utsettes for er fordi det er den eneste måten de kan gi den på. kinetisk energi nødvendig for dem å overvinne sin naturlige frastøting og slå seg sammen.
De to kjernene De har samme elektriske og positive ladning, derfor avviser de hverandre. Med så høye temperaturer vil vi kunne generere så sterk kinetisk energi at den kan overføre evnen til å binde seg. Å jobbe med disse temperaturene og kontrollere alle faktorene og forholdene som griper inn i det er noe helt komplisert.
Vitenskapelige inneslutningsstrategier
Av ovennevnte grunner har vitenskapelige grupper som undersøker kjernefusjon utformet to forskjellige stadier og strategier: magnetisk inneslutning og inertial inneslutning.
Magnetisk inneslutning er den som fokuserer på å gjøre plasmaet inne i et magnetfelt, og forhindre at atomene som er XNUMX millioner grader Celsius berører veggene i reaktoren. På denne måten, eVi vil beskytte det som brukes til sammenslåingen.
Et viktig aspekt å ta i betraktning er at selv om alle partiklene er utsatt for disse temperaturene, kan ikke alle gjennomgå limingsprosessen. Dette er en parameter påpekt av forskere som begrenser lønnsomheten til kjernefusjon fra et energisynspunkt. På en slik måte at for å være økonomisk levedyktig, må antall fusjoner være så høyt at den genererte energien er høyere enn den som investeres i produksjonen.
Selv om solen har en temperatur 10 ganger lavere enn den som er nødvendig for å produsere kjernefusjon, gitt sin enorme masse, lar den den øke trykket som kjernene utsettes for og fusjon oppstår ved tyngdekraftsinneslutning. Dette trykket kan ikke gjenopprettes på planeten vår, så disse temperaturene må nås.
På den annen side bruker ikke treghetsinneslutning et magnetfelt for å forhindre at plasma berører reaktorveggene, men foreslår heller bruk av drivstoff for å få en liten del av deuterium og tritium til å implodere. Dermed kondenserer alt materialet på en voldelig måte og resulterer i foreningen av kjerner av deuterium og tritium.
Når vil det være kommersielt levedyktig?
For at denne prosessen med å skaffe energi skal være fullt kommersielt levedyktig, er det fortsatt minimum tre tiår med forskning og testing. Opprettholde den nåværende hastigheten på forskning og investeringer i emnet, det er mulig at teknikken den endelig blir gjort kommersiell med, er med magnetisk inneslutning.
Hvis vi vil ha energiproduksjon fra kjernefysisk fusjon i midten av dette århundret, trenger vi forskere som har nødvendig materiale og ressurser for å utføre all relevant forskning. Hvis dette ikke er tilfelle, vil vi bare ha laboratorier fulle av forskere som er underholdt og uten fremgang.