Termonukleárna energia: stav a vyhliadky

Článok sa zaoberá dôvodmi, prečo doteraz kontrolovaná termonukleárna fúzia nenašla priemyselné využitie.

Keď v päťdesiatych rokoch minulého storočia zemetrasením otriasli silné výbuchy fúzne bombyVyzeralo to ako pred mierovým použitím energia jadrovej fúzie zostáva veľmi málo: jedna alebo dve desaťročia. Existovali dôvody tohto optimizmu: uplynulo iba 10 rokov od okamihu, keď bola použitá atómová bomba, až do vytvorenia reaktora, ktorý vyrába elektrinu.

Ale úloha obmedzovania jadrová fúzia sa ukázalo byť nezvyčajne zložité. Desaťročia prešlo jeden po druhom a nikdy sa nedosiahol prístup k neobmedzeným energetickým rezervám. Počas tejto doby ľudstvo, spaľovanie fosílnych zdrojov, znečistilo atmosféru emisiami a prehrialo ju skleníkovými plynmi. Katastrofa v Černobyle a Fukušime-1 diskreditovala jadrovú energiu.

Čo nám bránilo zvládnuť taký sľubný a bezpečný proces fúzie, ktorý by mohol navždy odstrániť problém poskytovania energie ľudstvu?

Spočiatku bolo jasné, že na uskutočnenie reakcie bolo potrebné spojiť jadrá vodíka tak pevne, aby jadrové sily mohli tvoriť jadro nového prvku - hélia s uvoľňovaním významného množstva energie. Vodíkové jadrá sa však navzájom odpudzujú elektrickými silami. Vyhodnotenie teplôt a tlakov, pri ktorých začína riadená termonukleárna reakcia, ukázalo, že žiadny materiál nemôže odolávať takýmto teplotám.

Z tých istých dôvodov bola zamietnutá čistá deutérium, izotop vodíka. Keď strávili miliardy dolárov a desaťročia, vedci boli konečne schopní zapáliť termonukleárny plameň na veľmi krátku dobu. Zostáva sa naučiť, ako udržať plazmu fúzie po dlhú dobu. Bolo potrebné prejsť od počítačového modelovania k výstavbe skutočného reaktora.

V tejto fáze sa ukázalo, že úsilie a zdroje samostatného štátu by nestačili na výstavbu a prevádzku pilotných a pilotných elektrární. V rámci medzinárodnej spolupráce sa rozhodlo o realizácii projektu experimentálneho termonukleárneho reaktora v hodnote viac ako 14 miliárd dolárov.

V roku 1996 však Spojené štáty ukončili svoju účasť, a teda aj financovanie projektu. Implementácia bola nejakú dobu na úkor Kanady, Japonska a Európy, ale nikdy sa nedostala na výstavbu reaktora.

Druhý projekt, aj medzinárodný, sa realizuje vo Francúzsku. K dlhodobému zadržiavaniu plazmy dochádza v dôsledku špeciálnej formy magnetického poľa - vo forme fľaše. Základ tejto metódy položili sovietski fyzici. prvý inštalácia typu "Tokamak" by mal dať výstupu viac energie, ako sa vynakladá na zapálenie a udržanie plazmy.

Inštalácia reaktora by sa mala do roku 2012 dokončiť, nie sú však k dispozícii informácie o úspešnej prevádzke. Možno, že ekonomický otras posledných rokov upravil plány vedcov.

Ťažkosti pri dosahovaní riadenej fúzie priniesol veľa špekulácií a falošných správ o tzv "Studená" termonukleárna fúzna reakcia. Napriek tomu, že ešte neboli nájdené žiadne fyzické schopnosti alebo zákony, mnohí vedci tvrdia, že existuje. V konečnom dôsledku sú tieto podiely príliš vysoké: od Nobelových cien pre vedcov až po geopolitickú dominanciu štátu, ktorý ovládol túto technológiu a získal prístup k množstvu energie.

Každá takáto správa je však prehnaná alebo úprimne nepravdivá. Vážni vedci súvisia s existenciou podobnej reakcie so skepticizmom.

Skutočné možnosti zvládnutia syntézy a začiatok priemyselnej prevádzky termonukleárnych reaktorov sú posunuté späť do polovice 21. storočia. Do tejto doby bude možné vybrať potrebné materiály a vypracovať ich bezpečnú prevádzku. Pretože takéto reaktory budú pracovať s plazmou s veľmi nízkou hustotou, bezpečnosť energie jadrovej syntézy bude oveľa vyššia ako jadrové elektrárne.

Každé porušenie reakčnej zóny okamžite „uhasí“ termonukleárny plameň. Nemali by sa však zabúdať na bezpečnostné opatrenia: kapacita reaktorov bude tak veľká, že nehoda aj v okruhoch na odvod tepla môže viesť k obetiam a znečisteniu životného prostredia. Jediné, čo zostáva, je malé: počkajte 30-40 rokov a pozrite sa na éru hojnosti energie. Ak prežijeme, samozrejme.

Comments

[#1]

Princíp motora s vnútorným spaľovaním: rozklad vody na vodík - kyslík, výstupom je vodík ako univerzálny nosič energie.