Je termonukleární fúze strašlivý nekontrolovatelný stav nebo perspektivní zdroj energie? Vědci
Vědci v USA a Evropě dosáhli pokrokuvytvoření samoobnovitelné energie jaderné fúze. K jaderné fúzi dochází ve Slunci a dalších hvězdách. Během tohoto procesu se dvě atomová jádra spojí a vytvoří jedno velké jádro.
Energie z jaderné syntézy by mohla poskytnout téměř nevyčerpatelný zdroj energie pro budoucí generace, ale stále je před námi spousta práce.
Co udělali autoři nové studie?
Vědci uvedli, že v únoru 2022obdrželi 59 megajoulů udržitelné fúzní energie - reprodukovali stejný proces, který pohání hvězdy, zejména Slunce. Předchozí rekord byl těsně pod 22 megajoulů. Byl instalován v roce 1997.
Ian Chapman, šéf Úřadu pro atomovou energiiSpojené království to označilo za přelomovou událost, která přibližuje výzkumníky k řešení jedné z největších vědeckých otázek: jak vytvořit nekonečnou energii pomocí jaderné fúze.
„Shromažďujeme znalosti a vyvíjíme novétechnologie potřebné k vytvoření nízkouhlíkového udržitelného zdroje základní energie, který nám pomůže využívat méně zdrojů Země," řekl Chapman. "Náš svět potřebuje energii z jaderné syntézy."
Jaký byl experiment?
Na konci ledna 2022 američtí vědcipoužil největší laser na světě a palivo z nucené fúze k zahřátí do stavu hořícího plazmatu. Byl to pokus o vytvoření soběstačné jaderné fúzní energie.
Plazma je zahřátý plyn, kde probíhají fúzní reakce. Obsahují nabité částice, které drží silná magnetická pole na místě.
Vědci varovali, že v tomto směrujsou zapotřebí roky práce a dosud dosažená úroveň energie je nízká. Pro srovnání, 59 megajoulů stačí k uvaření asi 60 konvic vody.
Jak funguje jaderná fúze?
Jaderné elektrárny dnes využívají jadernou energiištěpení je ve skutečnosti štěpení jádra atomu a jaderná fúze je proces spojování dvou atomových jader. Obě reakce uvolňují velké množství energie, ale jaderná fúze produkuje více energie a vytváří málo jaderného odpadu.
Fúze nastane, když dva lehké atomysloučit dohromady nebo sloučit a vytvořit těžší. Celková hmotnost nového atomu je menší než hmotnost dvou, které jej vytvořily. Chybějící hmota se uvolní jako energie, jak potvrzuje slavná rovnice Alberta Einsteina: E = mc².
Existuje několik způsobů, jak hrátjaderná fúze: všechny jsou založeny na různých atomových kombinacích. Nejoblíbenější je fúze atomu deuteria s atomem tritia. Tento proces vyžaduje teplotu přibližně 39 milionů °C. Výsledkem je, že se vyrobí 17,6 milionů elektronvoltů energie.
Deuterium je slibná složka, protože je izotopem vodíku. Vodík je součástí vody a 3,8 litru vody dokáže vyrobit tolik energie jako 1 136 litrů benzínu.
Jaký je problém jaderné fúze?
Energie z jaderné fúze se může stát téměřnevyčerpatelný zdroj energie pro budoucí generace, ale také vytváří mnoho vědeckých a technických výzev. Slunce má potřebné podmínky pro jadernou fúzi, vznikají díky mocným gravitačním silám. Ale zopakovat to na Zemi je mnohem obtížnější.
Fusion palivo - například různéizotopy vodíku – musí být zahřáté na extrémní teploty: přibližně 50 milionů °C. A takový stav musí být udržován pod silným tlakem dostatečně dlouho, aby se jádra spojila.
V nejnovějším experimentu jaderné fúzevědci obdrželi 59 megajoulů energie za 5 sekund. Vyjádřeno výkonem, vychází to v průměru na něco málo přes 11 MW za pět sekund. Předchozí rekord 22 megajoulů je 4,4 MW za 5 sekund.
Tony Donne, programový manažer skupiny EUROfusion zodpovědný za studii, řekl, že vědci jsou na správné cestě.
"Pokud dokážeme udržet jadernou fúzi po dobu pěti sekund, můžeme to udělat pět minut a pak pět hodin." To vše při rozšiřování našich schopností,“ řekl Donn.
Profesor Donne řekl, že jaderná fúze můžese v budoucnu stanou klíčovým čistým a udržitelným zdrojem energie. Má klíčové výhody, jako je žádný radioaktivní odpad a materiály reaktoru lze recyklovat nebo znovu použít během 100–300 let.
Přečtěte si více:
Černá díra v galaxii dala Einsteinovi za pravdu. Hlavní věc
Vesmír ničí kosti a mění jejich strukturu: vědci nevědí, jak lidé poletí na Mars
Astronomové našli planety, které jsou odlišné od Země, ale vhodné pro život