Ťažkosti jadrovej fúzie

Energia a teplo na jadrovú fúziu

La jadrová energia má veľký význam pre svetový energetický systém. Je schopný generovať veľké množstvo energie za cenu toho, že z nej niečo zostane jadrový odpad byť liečený. Jadrová fúzia Je to jedna z najväčších výziev, ktorú si ľudstvo musí ešte len vyvinúť. Je to nesmierna príležitosť, ktorá by mohla ukončiť problémy s nedostatkami energie a dodávok. Po celom svete existuje veľa vedcov, ktorí vedú jej vynikajúci výskum.

V tomto článku vám povieme, čo je jadrová fúzia a aké sú výhody a príležitosti, ktoré by priniesla ľudstvu, keby sa dokázala stať komerčnou. Chceš o tom vedieť viac? Musíte len stále čítať.

Čo je jadrová fúzia

Jadrová fúzia

V predchádzajúcom článku sme to videli jadrové štiepenie Išlo o lámanie ťažkých atómov, ako sú plutónium a urán, na získanie energie. V tomto prípade signalizuje jadrová fúzia úplne opačný proces. Je to reakcia schopný spojiť dve ľahšie jadrá a vytvoriť tak ťažšie.

Spojenie dvoch ľahších atómov, aby sa stal ťažším, uvoľňuje energiu, pretože ťažké jadro je menšie ako súčet hmotnosti týchto dvoch jadier zvlášť. S využitím tejto výhody sa môže energia uvoľňovať v procese na čokoľvek. Ak vezmeme do úvahy, že energia tohto procesu je veľmi koncentrovaná, len v jednom grame hmoty sú prítomné milióny atómov, takže pri nízkom množstve paliva by mohol generovať obrovské množstvo energie, ak by sme ju porovnali so súčasnými palivami.

V závislosti od jadier, ktoré sa podieľajú na tomto procese jadrovej fúzie, sa vygeneruje viac alebo menšie množstvo energie. Najjednoduchšou reakciou na dosiahnutie je spojenie deutéria a trícia za účelom získania hélia. V tejto reakcii by sa uvoľnilo 17,6 MeV. Je to prakticky nevyčerpateľný zdroj energie, pretože v morskej vode nájdeme deutérium a trícium je možné získať vďaka neutrónu, ktorý sa pri reakcii vydáva.

Ako sa uskutočňuje jadrová fúzia?

Jadrová reakcia

Aj keď by táto globálna výroba energie vyriešila problémy s energiou a znečistením, nie je to ľahké. Určite viete, že to funguje a viete, ako na to. Podmienky potrebné na to, aby sme mohli s absolútnou presnosťou riadiť všetky požiadavky, ktoré tento proces má, však ešte nie sú úplne známe. Musíte si myslieť, že táto jadrová fúzia je proces, ktorý prebieha v našej najväčšej hviezde, Slnku. Preto na to musíte mať veľmi vysoké teploty.

Vo vnútri reaktorov na jadrovú fúziu môžu byť použité častice vo forme mrakov, ktoré sú vystavené dvesto miliónom stupňov tepla. Predstavte si pri tých teplotách iba sekundu; znamenalo by to totálny rozpad takmer každého objektu. Tieto teploty sú nevyhnutné, ak chceme, aby proces prebehol. Samotné zvládnutie týchto vysokých teplôt je už pre vedcov výzvou, pretože neexistuje žiadny materiál, ktorý by im vydržal bez zničenia.

Na zmiernenie tejto situácie šialených teplôt sa používa plazma. Jeho efekt magnetického zadržania je desaťkrát teplejší ako jadro Slnka. Obrovská teplota, ktorej musia byť tieto atómy vystavené, je preto, že je to jediný spôsob, ako im ju dať. Kinetická energia potrebné na prekonanie ich prirodzeného odporu a zlúčenia.

Dve jadrá Majú rovnaký elektrický a kladný náboj, a preto sa navzájom odpudzujú. Pri tak vysokých teplotách budeme schopní generovať takú silnú kinetickú energiu, že dokáže preniesť schopnosť viazať sa. Práca s týmito teplotami a riadenie všetkých faktorov a podmienok, ktoré do nej zasahujú, je niečo úplne komplikované.

Vedecké stratégie obmedzovania

Konštrukcia reaktora na jadrovú fúziu

Z vyššie uvedených dôvodov navrhli vedecké skupiny skúmajúce jadrovú fúziu dva rôzne stupne a stratégie: magnetické obmedzenie a zotrvačné obmedzenie.

Magnetické obmedzenie je také, ktoré sa zameriava na to, aby plazma vo vnútri magnetického poľa zabránila jadrám atómov s teplotou XNUMX miliónov stupňov Celzia v dotyku so stenami reaktora. Týmto spôsobom naprBudeme chrániť to, čo sa použije na uskutočnenie fúzie.

Dôležitým aspektom, ktorý je potrebné vziať do úvahy, je to, že hoci sú všetky častice vystavené týmto teplotám, nie všetky môžu podstúpiť proces spájania. Toto je parameter, na ktorý vedci poukazujú ako na obmedzenie ziskovosti jadrovej fúzie z energetického hľadiska. Aby bol počet fúzií ekonomicky životaschopný, musí byť taký vysoký, aby vyrobená energia bola vyššia ako energia investovaná do jej výroby.

Slnko, hoci má 10-krát nižšiu teplotu ako je teplota potrebná na výrobu jadrovej fúzie, vzhľadom na svoju obrovskú hmotnosť mu umožňuje zvýšiť tlak, ktorému sú vystavené jadrá a dochádza k fúzii gravitačným obmedzením. Tento tlak sa na našej planéte nedá znovu vytvoriť, takže je potrebné dosiahnuť tieto teploty.

Na druhej strane zotrvačné obmedzenie nepoužíva magnetické pole na zabránenie dotyku plazmy so stenami reaktora, ale navrhuje použitie paliva na implodovanie malej časti deutéria a trícia. Všetok materiál teda kondenzuje násilným spôsobom a vedie k spojeniu jadier deutéria a trícia.

Kedy bude komerčne životaschopný?

gravitačné obmedzenie na slnku

Aby bol tento proces získavania energie plne komerčne realizovateľný, ešte stále existujú minimálne tri desaťročia výskumu a testovania. Zachovanie súčasnej úrovne výskumu a investícií do tejto oblasti, je možné, že technika, ktorou sa nakoniec stáva komerčnou, je magnetickým obmedzením.

Ak chceme mať výrobu energie z jadrovej fúzie do polovice tohto storočia, potrebujeme, aby vedci mali potrebný materiál a zdroje na vykonanie príslušného výskumu. Ak to tak nie je, budeme mať iba laboratóriá plné vedcov, ktorí sú pobavení a bez pokroku.


Buďte prvý komentár

Zanechajte svoj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Povinné položky sú označené *

*

*

  1. Zodpovedný za údaje: Miguel Ángel Gatón
  2. Účel údajov: Kontrolný SPAM, správa komentárov.
  3. Legitimácia: Váš súhlas
  4. Oznamovanie údajov: Údaje nebudú poskytnuté tretím stranám, iba ak to vyplýva zo zákona.
  5. Ukladanie dát: Databáza hostená spoločnosťou Occentus Networks (EU)
  6. Práva: Svoje údaje môžete kedykoľvek obmedziť, obnoviť a vymazať.