La ядерная энергия он имеет большое значение в мировой энергетической системе. Он способен генерировать большое количество энергии за счет того, что оставляет некоторые ядерные отходы лечиться. Термоядерная реакция Это одна из величайших проблем, которую человечество еще не решило. Это огромная возможность, которая может положить конец проблемам дефицита энергии и снабжения. Во всем мире есть множество ученых, которые проводят масштабные исследования в этой области.
В этой статье мы расскажем вам, что такое ядерный синтез и какие преимущества и возможности он принесет человечеству, если ему удастся стать коммерческим. Хотите узнать об этом больше? Тебе просто нужно продолжать читать.
Что такое ядерный синтез
В предыдущей статье мы видели, что ядерное деление Речь шла о разрушении тяжелых атомов, таких как плутоний и уран, для получения энергии. В этом случае ядерный синтез сигнализирует о совершенно противоположном процессе. Это реакция способный соединить два более легких ядра, чтобы сформировать более тяжелое.
При соединении двух более легких атомов в более тяжелый высвобождается энергия, поскольку вес тяжелого ядра меньше суммы веса двух ядер по отдельности. Воспользовавшись этим, можно высвободить энергию для чего угодно. Принимая во внимание, что энергия этого процесса очень сконцентрирована, всего в одном грамме вещества присутствуют миллионы атомов, поэтому при небольшом количестве топлива он может генерировать огромное количество энергии, если мы сравним его с нынешними видами топлива.
В зависимости от ядер, которые участвуют в этом процессе ядерного синтеза, будет генерироваться большее или меньшее количество энергии. Самая легкая реакция - это соединение дейтерия и трития с получением гелия. В этой реакции будет выделено 17,6 МэВ.. Это практически неиссякаемый источник энергии, поскольку мы можем найти дейтерий в морской воде, а тритий можно получить благодаря нейтрону, который выделяется в реакции.
Как осуществляется ядерный синтез?
Хотя такое глобальное производство энергии решит проблемы энергии и загрязнения, сделать это непросто. Вы точно знаете, что это работает, и знаете, как это делать. Однако условия, необходимые для того, чтобы можно было с абсолютной точностью контролировать все требования процесса, еще полностью не известны. Вы должны думать, что этот ядерный синтез - это процесс, который происходит в нашей самой большой звезде, Солнце. Следовательно, для его выполнения необходимо получить очень высокие температуры.
Частицы в форме облаков могут использоваться внутри ядерных термоядерных реакторов, которые нагреваются до двухсот миллионов градусов тепла. Представьте себе секунду при таких температурах; это означало бы полный распад почти любого объекта. Эти температуры необходимы, если мы хотим, чтобы процесс происходил. Просто справиться с этими высокими температурами уже является проблемой для ученых, поскольку нет материала, который мог бы выдержать их, не разрушая себя.
Чтобы облегчить эту ситуацию безумных температур, используется плазма. Его эффект магнитного удержания в десять раз горячее, чем ядро Солнца. Чудовищная температура, которой должны подвергаться эти атомы, заключается в том, что это единственный способ для них дать ее. кинетическая энергия им необходимо преодолеть свое естественное отталкивание и слиться.
Два ядра У них одинаковый электрический и положительный заряд, поэтому они отталкиваются друг от друга. При таких высоких температурах мы сможем генерировать такую сильную кинетическую энергию, что она может передать способность связываться. Работа с этими температурами и контроль всех факторов и условий, влияющих на это, - вещь совершенно сложная.
Стратегии научного сдерживания
По указанным выше причинам научные группы, исследующие ядерный синтез, разработали две разные стадии и стратегии: магнитное удержание и инерционное удержание.
Магнитное удержание - это удержание плазмы внутри магнитного поля, предотвращающее соприкосновение ядер атомов с температурой XNUMX миллионов градусов Цельсия со стенками реактора. Таким образом, eМы будем защищать то, что используется для слияния.
Важный аспект, который следует учитывать, заключается в том, что, хотя все частицы подвергаются этим температурам, не все могут пройти процесс связывания. Ученые считают, что этот параметр ограничивает рентабельность ядерного синтеза с точки зрения энергетики. Таким образом, чтобы быть экономически жизнеспособным, количество слияний должно быть настолько большим, чтобы вырабатываемая энергия превышала ту, которая инвестируется в ее производство.
Солнце, хотя его температура в 10 раз ниже температуры, необходимой для ядерного синтеза, с учетом его огромной массы, позволяет ему увеличивать давление, которому подвергаются ядра, и происходит синтез. путем удержания под действием силы тяжести. Это давление невозможно воссоздать на нашей планете, поэтому необходимо достичь таких температур.
С другой стороны, инерционное удержание не использует магнитное поле для предотвращения соприкосновения плазмы со стенками реактора, а скорее предлагает использование топлива, чтобы заставить небольшую часть дейтерия и трития взорваться. Таким образом, весь материал бурно конденсируется и приводит к объединению ядер дейтерия и трития.
Когда это станет коммерчески выгодным?
Для того чтобы этот процесс получения энергии был полностью коммерчески жизнеспособным, необходимо провести как минимум три десятилетия исследований и испытаний. Поддержание текущего уровня исследований и инвестиций по данной теме, возможно, что метод, с помощью которого он, наконец, стал коммерческим, связан с магнитным удержанием..
Если мы хотим к середине этого века производить энергию с помощью ядерного синтеза, нам нужны ученые, у которых есть необходимые материалы и ресурсы для проведения всех соответствующих исследований. Если это не так, у нас будут только лаборатории, полные ученых, которые развлекаются и не продвигаются вперед.