проти

Науково-фантастична технологія vs. наук: Зірка на столі

Чим більш розвинена цивілізація, тим вищі енергетичні потреби. Тому вчені вже давно шукають замінники неекологічного та неефективного викопного палива. Кілька наукових установ зосереджуються на ядерному синтезі.

Зірка на Землі

Ядерний синтез - це реакція, завдяки якій зірки сяють. Це процес, протилежний поділу - замість розпаду важких ядер прості атоми об’єднуються в більш складні. Крім того, протягом історії вивільняється в рази більше енергії.

Але найбільш енергетично вигідним є поєднання двох ізотопів водню - дейтерію та тритію - з утворенням гелію. Оскільки ці ізотопи містяться також у воді, ядерний синтез був би майже необмеженим джерелом енергії. Приблизно 500 гектолітрів можуть виробляти таку ж кількість енергії, як 10 мільйонів кг викопного палива.

Як забезпечити відповідні умови?

Але є одна уловка. Ядра атомів відштовхуються через їх заряд. Тому їх синтез може відбуватися лише за умов, що панують усередині зірок - тобто при величезному тиску і температурах порядку десятків мільйонів градусів Цельсія. В результаті вчені ще не створили енергоефективний синтез. Енергія, необхідна для її індукції, завжди перевищувала вихід.

Існує декілька пристроїв та процедур, призначених для ініціювання контрольованого ядерного синтезу. Сучасні дослідження зосереджені головним чином на методах інерційного та магнітного синтезу. Обидва методи мають на меті створити відповідні умови для початку цієї реакції. 1

При інерційному синтезі для цього використовується система потужних лазерів, розміщених у довгих тунелях. Раптом вони вистрілюють пучки, які коригуються дзеркалами в кінці тунелю до маленької цілі, складеної з багатих воднем сполук.

Мішень не більша за головку шпильки і важить лише кілька десятків міліграмів. Лазерні промені нагрівають його, поки атоми водню не з’єднаються, утворюючи гелій. У процесі виділяються спалахи енергетичних нейтронів.

Вони можуть бути використані для нагрівання металевої оболонки, яка її оточує. Чорний метал може випаровувати воду, а утворюється пара буде рухати турбіни. Це було б більш ефективною альтернативою нинішнім АЕС. Однак рівномірно сконцентрувати необхідну кількість енергії на такій невеликій поверхні надзвичайно складно.

При магнітному синтезі пристрій під назвою токамак створює відповідні умови для злиття ядер. Це величезна посудина, оточена котушками. Вони досить охолоджуються, щоб стати надпровідними. 2 Вони створюють сильне магнітне поле, яке нагріває водень у посудині, поки не відбудеться синтез атомів.

Однак токамак споживає більше енергії, ніж виділяється під час синтезу. І хоча вчені успішно збільшують вироблення енергії щороку, навіть за найбільш позитивними оцінками, за 40 років не можна очікувати енергоефективного ядерного синтезу.

Примітки:

1 Під час ядерного синтезу утворюється гаряча плазма, яка дуже швидко розширюється. Це явище використовувалося для виготовлення термоядерної зброї, такої як воднева або нейтронна бомба. Умови для запуску синтезу забезпечуються вибухом атомної бомби.

2 Надпровідність - явище, коли матеріал не чинить електричного опору.

Ми змогли представити вам цю статтю завдяки підтримці Patreone. Символічний внесок також допоможе нам публікувати більше якісних статей.