Zbirke

Jedrska fuzijska energija v 21. stoletju

Jedrska fuzijska energija v 21. stoletju


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Eden od načinov, kako lahko ustvarimo ogromno energije, je jedrska reakcija. Jedrske elektrarne uporabljajo jedrsko reakcijo za ogrevanje vode v paro, ki nato vrti turbine, ki proizvajajo elektriko.

ZDA proizvedejo več jedrske energije kot katera koli druga država na svetu in skoraj 20% celotnih energetskih potreb ZDA se zadovolji z jedrsko energijo.

POVEZANE: GOOGLE RAZVIJ NOV ALGORITEM ZA POSPEŠEVANJE RAZISKAVE JEDRSKE FUSIJE

Obstajata dve vrsti jedrskih reakcij, s katerimi lahko ustvarjamo energijo - jedrska fisija in jedrska fuzija.

Mnogi verjamejo, da se v jedrskih elektrarnah za pridobivanje energije uporabljata tako jedrska cepitev kot jedrska fuzija. Vendar uporabljamo samo jedrsko cepitev, tudi če vemo, da je jedrska fuzija veliko boljša alternativa glede razpoložljivosti goriva in proizvodnje energije.

Zakaj smo torej odvisni od bolj nevarne možnosti jedrske cepitve? Pogovorimo se.

Preden se lotimo posebnosti fisije in fuzije, morate razumeti razliko med njima.

Jedrska fisija: Postopek pridobivanja toplote s cepljenjem težkih atomov. Cepitev atomov se doseže z udarcem težkega atoma s hitrimi delci, običajno nevtroni.

Jedrska fuzija: Postopek pridobivanja toplote s povezovanjem dveh lahkih atomov, da se tvori težji atom.

Jedrski generatorji, ki jih imamo danes, uporabljajo jedrsko cepitev za proizvodnjo toplote. Jedrski cepitveni reaktor za jedra uporablja keramične pelete uranovega oksida.

Atomi urana se nato razcepijo z bombardiranjem z nevtroni. Razcep povzroči ogromno toplote in v procesu sprosti več nevtronov.

Ti novi nevtroni nato zadenejo druge atome urana, ki še naprej ustvarjajo več toplote in nevtronov. To se imenuje verižna reakcija in hitrost reakcije nadzorujemo z moderatorji, kot sta grafit ali voda.

Hladilno sredstvo kroži, da absorbira toploto in prepreči, da bi se reaktor preveč segrel. To je toplota, ki hladilno tekočino (vodo) spremeni v paro in nato v koristno energijo.

Toplotna moč je zelo velika za uranove pelete, ki jih uporabljamo v jedrskih reaktorjih, zaradi česar je reaktor v določenem smislu ekonomičen. Samo 20 gramov uranovega goriva lahko proizvede toliko energije kot 400 kilogramov premoga.

Samo osem uranovih peletov lahko eno leto napaja hišo.

Ko primerjamo jedrsko energijo z drugimi oblikami fosilnih goriv glede proizvodnje toplote, je jedrska energija bistveno bolj čista, saj CO2 ne nastaja.

Čeprav za svojo moč uporabljamo jedrsko cepitev, je v primerjavi z jedrsko fuzijo dejansko bolj onesnažujoče in nevarno za delo. Naše sonce žari močno in vroče od energije, ki nastane pri jedrski fuziji.

Teoretično lahko jedrsko fuzijo vodi združevanje dveh lahkih atomov in imamo popolne kandidate za postopek, kot sta Tritij in Devterij. Prednost uporabe jedrske fuzije je, da imamo za razliko od urana obilico tritija in devterija, saj sta izotopa vodika.

Nastali jedrski odpadki so manj radioaktivni, kot jih dobimo pri jedrski cepitvi. Prav tako ni nobene možnosti, da bi prišlo do taljenja, zaradi česar je jedrska fuzija veliko varnejša za delo v primerjavi s cepitvijo.

Zakaj je jedrska fuzija, ki kaže velik potencial kot cepitev, ne uporabljamo? Odgovor je, da je pogoje za lažjo jedrsko fuzijo težko ustvariti.

Razpravljali smo o tem, da sonce deluje na jedrsko fuzijo, in to zato, ker sta temperatura in tlak v jedru sonca veliko večja od tiste, ki jo lahko ustvarimo v jedrskih reaktorjih. Če bi posnemali takšne nastavitve, moramo temperaturo reaktorja pripeljati do 6-krat nad temperaturo v jedru sonca, kar je približno 100 milijonov stopinj Celzija.

Sonce lahko olajša fuzijo s samo 15 milijoni stopinj Celzija zaradi visokega tlaka, ki ga vzdržuje njegovo jedro.

Izjemna energetska potreba je posledica dejstva, da jedrska fuzija združuje dva pozitivna atoma, ki se stapljata. Ker se podobni naboji odbijajo, moramo atomom dati ogromno energije.

Vendar pa znanstveniki poskušajo razbiti kodo o tem, kako olajšati fuzijsko reakcijo na zemlji.

Poskus ustvarjanja takšne nastavitve je bil prvič omogočen z napravo, imenovano Tokamak. To je komora v obliki krofa, ki z elektriko polni plin v cevi.

Ko plin dobi velike količine naboja, spremeni stanje v plazmo.

Ker je komora v stanju vakuuma, preden se črpa plin, lahko znanstveniki posnemajo visok tlak in še dodatno zvišajo temperaturo, da vzdržijo fuzijsko reakcijo. Za nadaljevanje reakcije pa potrebujemo tono električne energije in komoro, ki lahko nekaj časa zadrži plazmo, ne da bi se vsi deli stopili.

Najvišja vrednost, ki jo dobimo z visokotemperaturno plazmo, je 102 sekunde, kar omogoča reaktor EAST s Kitajske.

Znanstveniki se pogosto šalijo, da je fuzijska energija v zadnjih šestih desetletjih oddaljena 20 let.

To zdaj ne pomeni, da se odpovedujemo sanjam o veliko čistejši in varnejši energiji. Namesto tega se je združilo 35 držav, ki so združile sredstva v višini 25 milijard dolarjev, da bi ustvarile največji raziskovalni projekt v zgodovini, imenovan ITER (mednarodni termonuklearni eksperimentalni reaktor).

Cilj projekta je ustvariti trajnostno fuzijsko energijo do leta 2035. ITER je v bistvu zmogljiva različica reaktorja Tokamak, ki lahko vzdržuje plazmo več kot eno uro in zadostuje za napajanje 50.000 gospodinjstev.

ITER je zdaj v gradnji v Saint-Paul-lez-Duranceu na jugu Francije.

Lani je bila skupina raziskovalcev iz Laboratorija za fiziko plazme v Princetonu uspešna pri stabilizaciji plazme v fuzijskih reaktorjih, da bi preprečila nihanja temperatur in gostote. Ta preboj bo pomagal preprečiti zaustavitev jedrskih reakcij.

POVEZANE: MEDNARODNA OBJEKT ZA JEDRSKO FUSIJO OBJAVLJA, DA SO NA "POLOVIČNI MESTI

Opažamo tudi porast številnih startupov, ki želijo fuzijsko energijo spraviti v pogon pred letom 2035. Tak primer je Commonwealth Fusion Systems, podjetje, ki namerava do leta 2025 imeti delujoč fuzijski reaktor.

Lahko rečemo, da je napredek v zvezi s fuzijskimi tehnologijami zagotovo dosežen. Zagotovo ni na dosegu roke, zagotovo pa se bo splačalo počakati.


Poglej si posnetek: Da li Je Ovo Moguce? (Julij 2022).


Komentarji:

  1. Aristotle

    tvoj stavek je briljanten

  2. Dontaye

    It is a good idea.

  3. Ercole

    Odlično vprašanje

  4. Ruben

    Hmm ... Pravkar sem razmišljal o tej temi, ampak tukaj je tako čudovita objava, hvala!



Napišite sporočilo