срещу

Sci-fi технология vs. наука: звезда на масата

Колкото по-напреднала е цивилизацията, толкова по-високи са енергийните нужди. Ето защо учените отдавна търсят заместители на неекологичните и неефективни изкопаеми горива. Няколко научни институции се фокусират върху ядрения синтез.

Звезда на Земята

Ядреният синтез е реакция, която кара звездите да блестят. Процесът е обратен на деленето - вместо разпадането на тежки ядра, прости атоми се сливат в по-сложни. Освен това в историята се отделят в пъти повече енергия.

Но енергийно най-изгодната е комбинацията от два изотопа на водорода - деутерий и тритий - за образуване на хелий. Тъй като тези изотопи се намират и във вода, ядреният синтез би бил почти неограничен енергиен източник. Приблизително 500 хектолитра могат да произведат същото количество енергия като 10 милиона кг изкопаеми горива.

Как да осигурим подходящи условия?

Но има една уловка. Ядрата на атомите се отблъскват поради техния заряд. Следователно техният синтез може да се случи само при условията, които преобладават в звездите - тоест при огромно налягане и температури от порядъка на десетки милиони градуса по Целзий. В резултат на това учените все още не са създали енергийно ефективен синтез. Енергията, необходима за индуцирането му, винаги е надвишавала добива.

Има няколко устройства и процедури, предназначени да задействат контролиран ядрен синтез. Настоящите изследвания се фокусират главно върху инерционни и магнитни методи на синтез. И двете техники имат за цел да създадат подходящи условия за започване на тази реакция. 1

При инерционния синтез за това се използва система от мощни лазери, поставени в дълги тунели. Изведнъж те изстрелват лъчи, които се коригират от огледала в края на тунела към малка цел, направена от богати на водород съединения.

Целта не е по-голяма от шпилка и тежи само няколко десетки милиграма. Лазерните лъчи го загряват, докато водородните атоми се комбинират и образуват хелий. В този процес се отделят светкавици на енергийни неутрони.

Те могат да се използват за нагряване на металната обвивка, която я заобикаля. Горещият метал може да изпари водата и получената пара да задвижва турбините. Това би било по-ефективна алтернатива на сегашните атомни електроцентрали. Въпреки това, равномерното концентриране на необходимото количество енергия върху такава малка повърхност е изключително трудно.

При магнитния синтез устройство, наречено токамак, създава подходящи условия за сливането на ядрата. Това е огромен съд, заобиколен от намотки. Те са достатъчно охладени, за да станат свръхпроводящи. 2 Те създават силно магнитно поле, което загрява водорода в съда, докато настъпи синтеза на атоми.

Токамакът обаче консумира повече енергия, отколкото се отделя по време на синтез. И въпреки че учените успешно увеличават добива на енергия, произвеждан всяка година, дори и според най-положителните оценки, не може да се очаква енергийно ефективно ядрено сливане след 40 години.

Бележки:

1 По време на ядрен синтез се образува гореща плазма, която се разширява много бързо. Това явление се използва за направата на термоядрени оръжия, като водородна или неутронна бомба. Условията за започване на синтеза се осигуряват от експлозията на атомната бомба.

2 Свръхпроводимостта е явление, при което материалът не оказва никакво електрическо съпротивление.

Успяхме да ви донесем тази статия благодарение на поддръжката на Patreone. Символичен принос също ще ни помогне да публикуваме повече качествени статии.