Термоядерный синтез — это страшное неконтролируемое состояние или перспективный источник энергии? Ученые
Ученые в США и Европе продвинулись на пути к созданию самовозобновляемой энергии ядерного синтеза. Ядерный синтез — это то, что происходит на Солнце и других звездах. Во время этого процесса два атомных ядра соединяются и образуется одно большое ядро.
La energía de fusión podría proporcionar una fuente de energía casi inagotable para las generaciones futuras, pero aún queda mucho trabajo por delante.
¿Qué hicieron los autores del nuevo estudio?
Los investigadores dijeron que en febrero de 2022recibieron 59 megajulios de energía de fusión sostenible: reprodujeron el mismo proceso que alimenta las estrellas, en particular el Sol. El récord anterior fue de poco menos de 22 megajulios. Fue instalado en 1997.
Иэн Чэпмен, глава управления по атомной энергии в Великобритании, назвал это знаковым событием, которое приближает исследователей к решению одного из самых больших вопросов в науке: как получить бесконечную энергию с помощью ядерного синтеза.
«Мы накапливаем знания и разрабатываем новые технологии, необходимые для создания низкоуглеродного, устойчивого источника базовой энергии, который поможет нам использовать меньше ресурсов Земли, — сказал Чепмен, — наш мир нуждается в термоядерной энергии».
¿Cómo fue el experimento?
A finales de enero de 2022, investigadores estadounidensesusó el láser más grande del mundo y combustible de fusión forzada para calentar hasta un estado de plasma ardiente. Fue un intento de crear energía de fusión nuclear autosuficiente.
El plasma son los gases calentados donde tienen lugar las reacciones de fusión. Contienen partículas cargadas que mantienen poderosos campos magnéticos en su lugar.
Los científicos han advertido que en esta direcciónse necesitan años de trabajo, y el nivel de energía alcanzado hasta ahora es bajo. A modo de comparación, 59 megajulios son suficientes para hervir unas 60 teteras de agua.
¿Cómo funciona la fusión nuclear?
Las plantas de energía nuclear hoy en día usan energía nuclearla fisión es, de hecho, la división del núcleo de un átomo, y la fusión nuclear es el proceso de combinación de dos núcleos atómicos. Ambas reacciones liberan mucha energía, pero la fusión nuclear produce más energía y genera pocos desechos nucleares.
La fusión se produce cuando dos átomos ligerosfusionarse o fusionarse para formar uno más pesado. La masa total del nuevo átomo es menor que la de los dos que lo formaron. La masa faltante se libera como energía, como lo confirma la famosa ecuación de Albert Einstein: E = mc².
Hay varias formas de jugarfusión nuclear: todos se basan en diferentes combinaciones atómicas. El más popular es la fusión de un átomo de deuterio con un átomo de tritio. Este proceso requiere una temperatura de aproximadamente 39 millones de °C. Como resultado, se producen 17,6 millones de electronvoltios de energía.
El deuterio es un componente prometedor ya que es un isótopo de hidrógeno. El hidrógeno es un componente del agua, y 3,8 litros de agua pueden producir tanta energía como 1.136 litros de gasolina.
¿Cuál es el problema con la fusión nuclear?
La energía de fusión nuclear puede volverse casiuna fuente inagotable de energía para las generaciones futuras, pero también crea muchos desafíos científicos y de ingeniería. El Sol tiene las condiciones necesarias para la fusión nuclear, se forman debido a poderosas fuerzas gravitatorias. Pero es mucho más difícil repetir esto en la Tierra.
Combustible de fusión - por ejemplo, variosisótopos de hidrógeno - deben calentarse a temperaturas extremas: aproximadamente 50 millones de ° C. Y tal estado debe mantenerse bajo fuerte presión el tiempo suficiente para que los núcleos se fusionen.
En el último experimento de fusión nuclearlos científicos recibieron 59 megajulios de energía en 5 segundos. Expresado en términos de potencia, resulta en poco más de 11 MW en cinco segundos, en promedio. El récord anterior de 22 megajulios es de 4,4 MW en 5 segundos.
Тони Донн, программный менеджер EUROfusion group, ответственный за исследование, сказал, что ученые находятся на правильном пути.
“Si podemos sostener la fusión nuclear durante cinco segundos, podemos hacerlo durante cinco minutos y luego cinco horas. Todo mientras ampliamos nuestras capacidades”, dijo Donn.
El profesor Donne dijo que la fusión nuclear podríaconvertirse en una fuente de energía limpia y sostenible clave en el futuro. Tiene ventajas clave, como la ausencia de residuos radiactivos, y los materiales del reactor se pueden reciclar o reutilizar en un plazo de 100 a 300 años.
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