Дали ядреният синтез е ужасно, неконтролируемо състояние или обещаващ източник на енергия?Учени
Учените в САЩ и Европа постигнаха напредък къмсъздаване на самовъзобновяема енергия от ядрен синтез. Ядреният синтез е това, което се случва в Слънцето и други звезди. По време на този процес две атомни ядра се комбинират, за да образуват едно голямо ядро.
Ядрената енергия може да осигури почти неизчерпаем източник на енергия за бъдещите поколения, но предстои още много работа.
Какво са направили авторите на новото изследване?
Изследователите казаха, че през февруари 2022 гте получиха 59 мегаджаула устойчива термоядрена енергия - те възпроизведоха същия процес, който захранва звездите, по-специално Слънцето. Предишният рекорд беше малко под 22 мегаджаула. Монтиран е през 1997г.
Иън Чапман, ръководител на Агенцията за атомна енергияОбединеното кралство, го нарече забележително събитие, което доближава изследователите до решаването на един от най-големите въпроси в науката: как да се създаде безкрайна енергия чрез ядрен синтез.
„Натрупваме знания и разработваме новитехнологии, необходими за създаване на нисковъглероден, устойчив източник на базова енергия, който ще ни помогне да използваме по-малко от ресурсите на Земята", каза Чапман. "Нашият свят се нуждае от термоядрена енергия."
Как беше експериментът?
В края на януари 2022 г. американски изследователиизползваха най-големия в света лазер и гориво за принудителен синтез, за да нагреят до състояние на горяща плазма. Това беше опит за създаване на самоподдържаща се енергия от ядрен синтез.
Плазмата е нагрятите газове, в които протичат реакциите на синтез. Те съдържат заредени частици, които задържат мощни магнитни полета.
Учените предупредиха, че в тази посокаНеобходими са години работа, а нивото на енергия, постигнато досега, е ниско. За сравнение, 59 мегаджаула са достатъчни за кипене на около 60 чайника вода.
Как работи ядреният синтез?
Атомните електроцентрали днес използват ядрена енергияделенето всъщност е разделянето на ядрото на атома, а ядреният синтез е процесът на комбиниране на две атомни ядра. И двете реакции освобождават много енергия, но ядреният синтез произвежда повече енергия и генерира малко ядрени отпадъци.
Сливането възниква, когато два леки атомасе сливат заедно или се сливат, за да образуват по-тежка. Общата маса на новия атом е по-малка от тази на двата, които са го образували. Липсващата маса се освобождава като енергия, както се потвърждава от известното уравнение на Алберт Айнщайн: E = mc².
Има няколко начина за играядрен синтез: всички те се основават на различни атомни комбинации. Най-популярният е сливането на атом на деутерий с атом на тритий. Този процес изисква температура от приблизително 39 милиона °C. В резултат на това се произвеждат 17,6 милиона електронволта енергия.
Деутерият е обещаващ компонент, тъй като е изотоп на водорода. Водородът е компонент на водата и 3,8 литра вода могат да произведат толкова енергия, колкото 1136 литра бензин.
Какъв е проблемът с ядрения синтез?
Мощността на ядрения синтез може да стане почтинеизчерпаем източник на енергия за бъдещите поколения, но също така създава много научни и инженерни предизвикателства. Слънцето има необходимите условия за ядрен синтез, те се образуват поради мощни гравитационни сили. Но е много по-трудно да се повтори това на Земята.
Гориво за синтез - например различниводородни изотопи - трябва да се нагреят до екстремни температури: приблизително 50 милиона ° C. И такова състояние трябва да се поддържа под силен натиск достатъчно дълго, за да се слеят ядрата.
В последния експеримент с ядрен синтезучените са получили 59 мегаджаула енергия за 5 секунди. Изразявайки това по отношение на мощността, тя достига до малко над 11 MW средно за пет секунди. Предишният рекорд от 22 мегаджаула е 4,4 MW за 5 секунди.
Тони Дон, програмен мениджър на групата EUROfusion, отговорен за проучването, каза, че учените са на прав път.
„Ако можем да поддържаме ядрен синтез за пет секунди, можем да го направим пет минути и след това пет часа. Всичко това, докато разширяваме нашите възможности“, каза Дон.
Професор Дон каза, че ядреният синтез можестане ключов чист и устойчив източник на енергия в бъдеще. Той има ключови предимства, като липса на радиоактивни отпадъци, а материалите от реактора могат да бъдат рециклирани или използвани повторно в рамките на 100–300 години.
Прочетете още:
Една черна дупка в галактиката доказа, че Айнщайн е прав. Основното нещо
Космосът разрушава костите и променя структурата им: учените не знаят как хората ще летят до Марс
Астрономите са открили планети, които са различни от Земята, но подходящи за живот