La Nuklearna energija ima velik pomen v svetovnem energetskem sistemu. Sposoben je ustvariti veliko količino energije za ceno, da nekaj zapusti jedrski odpadki da se zdravi. Jedrska fuzija To je eden največjih izzivov, ki ga mora človeštvo še razviti. To je neizmerna priložnost, ki bi lahko odpravila težave z primanjkljaji energije in oskrbe. Po vsem svetu obstajajo številni znanstveniki, ki na tem področju vodijo velike raziskave.
V tem članku vam bomo povedali, kaj je jedrska fuzija in katere prednosti in priložnosti bi prinesla človeštvu, če bi mu uspelo postati komercialno. Ali želite vedeti več o tem? Samo nadaljevati moraš z branjem.
Kar je jedrska fuzija
V prejšnjem članku smo to videli jedrska cepitev Šlo je za lomljenje težkih atomov, kot sta plutonij in uran, da bi dobili energijo. V tem primeru jedrska fuzija signalizira povsem nasproten proces. To je reakcija sposoben spojiti dve lažji jedri in tako oblikovati težjo.
Združevanje dveh lažjih atomov, da postane težji, sprošča energijo, saj je težko jedro manjše od vsote teže obeh jeder posebej. Če to izkoristite, se lahko pri tem sprosti energija za kar koli. Glede na to, da je energija tega procesa zelo koncentrirana, je v samo enem gramu snovi prisotnih na milijone atomov, zato bi z malo goriva lahko ustvaril ogromne količine energije, če jo primerjamo s sedanjimi gorivi.
Glede na jedra, ki sodelujejo v tem jedrskem fuzijskem procesu, bo nastala večja ali manjša količina energije. Najlažji odziv je zveza med devterijem in tritijem, da dobimo helij. V tej reakciji bi se sprostilo 17,6 MeV. Je praktično neizčrpen vir energije, saj lahko v morski vodi najdemo devterij, tritij pa lahko dobimo zahvaljujoč nevtronu, ki se oddaja v reakciji.
Kako poteka jedrska fuzija?
Čeprav bi ta svetovna proizvodnja energije rešila probleme z energijo in onesnaženjem, to ni enostavno. Zagotovo veste, da deluje in veste, kako to storiti. Vendar pogoji, ki so potrebni za popolno natančnost nadzora vseh zahtev, ki jih ima postopek, še niso povsem znani. Misliti morate, da je ta jedrska fuzija proces, ki poteka v naši največji zvezdi Soncu. za izvedbo morate imeti zelo visoke temperature.
Delce v obliki oblakov lahko uporabimo v jedrskih fuzijskih reaktorjih, ki so izpostavljeni dvesto milijonom stopinj toplote. Zamislite si le sekundo pri teh temperaturah; to bi pomenilo popoln razpad skoraj vseh predmetov. Te temperature so nujne, če želimo, da postopek poteka. Že samo spopadanje s temi visokimi temperaturami je za znanstvenike že izziv, saj ni materiala, ki bi jim zdržal, ne da bi se sam uničil.
Za ublažitev tega položaja norih temperatur se uporablja plazma. Njegov učinek magnetnega zapiranja je desetkrat bolj vroč kot sončevo jedro. Pošastna temperatura, ki ji morajo biti izpostavljeni ti atomi, je edina pot, ki jo lahko dobijo. kinetična energija potrebno, da bi premagali svojo naravno odpornost in se združili.
Dve jedri Imajo enak električni in pozitivni naboj, zato se odbijajo. S tako visokimi temperaturami bomo lahko ustvarili tako močno kinetično energijo, da lahko prenese sposobnost vezanja. Delo s temi temperaturami in nadzor nad vsemi dejavniki in pogoji, ki posegajo v to, je nekaj povsem zapletenega.
Znanstvene strategije zadrževanja
Iz zgoraj navedenih razlogov so znanstvene skupine, ki preiskujejo jedrsko fuzijo, oblikovale dve različni stopnji in strategiji: magnetno zaprtje in inercialno zaprtje.
Magnetno omejevanje je tisto, ki se osredotoča na to, da plazma znotraj magnetnega polja prepreči, da bi se jedra atomov z XNUMX milijoni stopinj Celzija dotaknila sten reaktorja. Na ta način, nprZaščitili bomo tisto, kar se uporablja za združitev.
Pomemben vidik, ki ga je treba upoštevati, je, da čeprav so vsi delci izpostavljeni tem temperaturam, vsi ne morejo biti vezani. To je parameter, na katerega so znanstveniki opozorili kot omejevanje donosnosti jedrske fuzije z energetskega vidika. Na tak način, da mora biti število združitev tako ekonomsko izvedljivo, da je proizvedena energija večja od vložene v njeno proizvodnjo.
Sonce, čeprav ima 10-krat nižjo temperaturo od tiste, ki je potrebna za jedrsko fuzijo, mu zaradi svoje ogromne mase omogoča, da poveča tlak, ki so mu jedra izpostavljena in pride do fuzije z gravitacijskim omejevanjem. Tega pritiska ni mogoče obnoviti na našem planetu, zato je treba te temperature doseči.
Po drugi strani pa vztrajnostno zaprtje ne uporablja magnetnega polja, da bi preprečilo, da bi se plazma dotaknila sten reaktorja, temveč predlaga uporabo goriva, da se majhen del devterija in tricija implodira. Tako se ves material na silovit način kondenzira in ima za posledico združitev jeder devterija in tricija.
Kdaj bo komercialno izvedljiv?
Da bi bil ta postopek pridobivanja energije v celoti komercialno dober, še vedno obstajajo najmanj tri desetletja raziskav in testiranj. Ohranjanje trenutne stopnje raziskav in naložb na to temo, možno je, da je tehnika, s katero je dokončno komercialna, magnetno zaprta.
Če želimo do sredine tega stoletja pridobiti energijo iz jedrske fuzije, potrebujemo znanstvenike, ki bodo imeli potreben material in vire za izvedbo vseh ustreznih raziskav. Če temu ni tako, bomo imeli le laboratorije, polne znanstvenikov, ki bodo zabavani in brez napredka.