La energie nucleară are o mare relevanță în sistemul energetic mondial. Este capabil să genereze o cantitate mare de energie cu prețul lăsării unei cantități deșeuri nucleare a fi tratat. Fuziune nucleară Este una dintre cele mai mari provocări pe care omenirea nu le-a dezvoltat încă. Aceasta este o oportunitate imensă care ar putea pune capăt problemelor deficitelor de energie și aprovizionare. În întreaga lume există numeroși oameni de știință care conduc cercetări minunate în acest sens.
În acest articol vă vom spune ce este fuziunea nucleară și care sunt avantajele și oportunitățile pe care le-ar aduce umanității dacă ar reuși să devină comercială. Vrei să afli mai multe despre asta? Trebuie doar să continuați să citiți.
Care este fuziunea nucleară
Într-un articol anterior am văzut asta Fisiune nucleara A fost vorba despre ruperea atomilor grei, cum ar fi plutoniul și uraniul, pentru a obține energie. În acest caz, fuziunea nucleară semnalează un proces total opus. Este o reacție capabil să unească două miezuri mai ușoare pentru a forma unul mai greu.
Prin unirea a doi atomi mai ușori pentru a face unul mai greu, energia este eliberată, deoarece nucleul greu este mai mic decât suma greutății celor doi nuclei separat. Profitând de acest lucru, energia poate fi eliberată în proces pentru orice. Ținând cont de faptul că energia acestui proces este foarte concentrată, în doar un gram de materie sunt prezente milioane de atomi, deci, cu puțin combustibil, ar putea genera cantități uriașe de energie dacă o comparăm cu combustibilii actuali.
În funcție de nucleele care participă la acest proces de fuziune nucleară, va fi generată o cantitate mai mare sau mai mică de energie. Cea mai ușoară reacție de realizat este unirea dintre deuteriu și tritiu pentru a obține heliu. În această reacție, 17,6 MeV ar fi eliberat. Este o sursă de energie practic inepuizabilă, deoarece putem găsi deuteriu în apa de mare, iar tritiul poate fi obținut datorită neutronului care se degajă în reacție.
Cum se face fuziunea nucleară?
Deși această producție globală de energie ar rezolva problemele de energie și poluare, acest lucru nu este ușor. Știi sigur că funcționează și știi cum să o faci. Cu toate acestea, condițiile necesare pentru a putea controla cu o precizie absolută toate cerințele pe care le are procesul nu sunt încă pe deplin cunoscute. Trebuie să credeți că această fuziune nucleară este un proces care are loc în cea mai mare stea a noastră, Soarele. Prin urmare, trebuie să obțineți temperaturi foarte ridicate pentru ao realiza.
Particulele sub formă de nori pot fi utilizate în interiorul reactoarelor de fuziune nucleară, care sunt supuse la două sute de milioane de grade de căldură. Imaginați-vă doar o secundă la acele temperaturi; ar însemna dezintegrarea totală a aproape oricărui obiect. Aceste temperaturi sunt necesare dacă dorim ca procesul să aibă loc. Abordarea acestor temperaturi ridicate este deja o provocare pentru oamenii de știință, deoarece nu există niciun material care să le reziste fără a se distruge.
Pentru a atenua această situație de temperaturi nebunești, se folosește plasma. Efectul său de confinare magnetică este de zece ori mai fierbinte decât miezul Soarelui. Temperatura monstruoasă la care trebuie să fie supuși acești atomi se datorează faptului că este singura modalitate prin care aceștia o pot da. energie kinetică necesar pentru a-și depăși repulsia naturală și a se uni.
Cele două nuclee au aceeași încărcare electrică și pozitivă, prin urmare, se resping reciproc. Cu temperaturi atât de ridicate, vom putea genera o energie cinetică atât de puternică încât să poată transfera capacitatea de legătură. Lucrul cu aceste temperaturi și controlul tuturor factorilor și condițiilor care intervin în acesta este ceva complet complicat.
Strategii științifice de izolare
Din motivele de mai sus, grupurile științifice care investighează fuziunea nucleară au conceput două etape și strategii diferite: confinarea magnetică și confinarea inerțială.
Închiderea magnetică este cea care se concentrează pe transformarea plasmei în interiorul unui câmp magnetic pentru a preveni nucleele atomilor care sunt de XNUMX de milioane de grade Celsius să atingă pereții reactorului. În acest fel, eVom proteja ceea ce este utilizat pentru ca fuziunea să aibă loc.
Un aspect important de luat în considerare este că, deși toate particulele sunt supuse acestor temperaturi, nu toate pot suferi procesul de legare. Acesta este un parametru subliniat de oamenii de știință ca limitând rentabilitatea fuziunii nucleare din punct de vedere energetic. În așa fel încât, pentru a fi viabil din punct de vedere economic, numărul de fuziuni trebuie să fie atât de mare încât energia generată să fie mai mare decât cea investită în producția sa.
Soarele, deși are o temperatură de 10 ori mai mică decât cea necesară pentru a produce fuziunea nucleară, dată fiind masa sa enormă, îi permite să crească presiunea la care sunt supuși nucleele și are loc fuziunea prin izolare gravitațională. Această presiune nu poate fi recreată pe planeta noastră, așa că aceste temperaturi trebuie atinse.
Pe de altă parte, confinarea inerțială nu folosește un câmp magnetic pentru a împiedica plasma să atingă pereții reactorului, ci mai degrabă propune utilizarea unui combustibil pentru a obține o mică porțiune de deuteriu și tritiu. Astfel, tot materialul se condensează într-un mod violent și are ca rezultat unirea nucleelor de deuteriu și tritiu.
Când va fi viabil din punct de vedere comercial?
Pentru ca acest proces de generare a energiei să fie complet viabil din punct de vedere comercial, există încă cel puțin trei decenii de cercetare și testare. Menținerea ratei actuale de cercetare și investiții pe această temă, este posibil ca tehnica cu care se face comercială în cele din urmă să fie cu închidere magnetică.
Dacă vrem să producem energie din fuziunea nucleară până la mijlocul acestui secol, avem nevoie de oamenii de știință pentru a avea materialul și resursele necesare pentru a efectua toate cercetările pertinente. Dacă nu este cazul, vom avea doar laboratoare pline de oameni de știință care sunt distrați și fără progrese.