Este fuziunea termonucleară o stare teribilă de necontrolat sau o sursă promițătoare de energie? Oamenii de știință
Oamenii de știință din SUA și Europa au făcut progrese în acest senscrearea de energie de fuziune nucleară autoregenerabilă. Fuziunea nucleară este ceea ce se întâmplă în Soare și în alte stele. În timpul acestui proces, două nuclee atomice se combină pentru a forma un nucleu mare.
Puterea de fuziune ar putea oferi o sursă aproape inepuizabilă de energie pentru generațiile viitoare, dar mai rămâne mult de lucru.
Ce au făcut autorii noului studiu?
Cercetătorii au spus că în februarie 2022au primit 59 de megajouli de energie de fuziune durabilă - au reprodus același proces care alimentează stelele, în special Soarele. Recordul anterior a fost de puțin sub 22 de megajouli. A fost instalat în 1997.
Ian Chapman, șeful Autorității pentru Energie AtomicăMarea Britanie, l-a numit un eveniment marcant care aduce cercetătorii mai aproape de rezolvarea uneia dintre cele mai mari întrebări din știință: cum să creați energie infinită prin fuziunea nucleară.
„Acumulăm cunoștințe și dezvoltăm noitehnologiile necesare pentru a crea o sursă durabilă de energie de bază cu emisii scăzute de carbon, care ne va ajuta să folosim mai puține resurse ale Pământului", a spus Chapman. "Lumea noastră are nevoie de energie de fuziune".
Cum a fost experimentul?
La sfârșitul lunii ianuarie 2022, cercetătorii americania folosit cel mai mare laser din lume și combustibil de fuziune forțată pentru a se încălzi până la o stare de ardere a plasmei. A fost o încercare de a crea energie de fuziune nucleară autosusținută.
Plasma este gazele încălzite în care au loc reacțiile de fuziune. Conțin particule încărcate care mențin câmpuri magnetice puternice în loc.
Oamenii de știință au avertizat că în această direcțieeste nevoie de ani de muncă, iar nivelul de energie atins până acum este scăzut. Pentru comparație, 59 de megajouli sunt suficienți pentru a fierbe aproximativ 60 de ibrice de apă.
Cum funcționează fuziunea nucleară?
Centralele nucleare de astăzi folosesc nuclearefisiunea este, de fapt, scindarea nucleului unui atom, iar fuziunea nucleară este procesul de combinare a două nuclee atomice. Ambele reacții eliberează multă energie, dar fuziunea nucleară produce mai multă energie și generează puține deșeuri nucleare.
Fuziunea are loc atunci când doi atomi de luminăfuzionează împreună sau fuzionează pentru a forma unul mai greu. Masa totală a noului atom este mai mică decât cea a celor doi care l-au format. Masa lipsă este eliberată ca energie, așa cum este confirmat de celebra ecuație a lui Albert Einstein: E = mc².
Există mai multe moduri de a jucafuziunea nucleară: toate se bazează pe diferite combinații atomice. Cea mai populară este fuziunea unui atom de deuteriu cu un atom de tritiu. Acest proces necesită o temperatură de aproximativ 39 milioane °C. Ca rezultat, se produc 17,6 milioane de electroni volți de energie.
Deuteriul este o componentă promițătoare, deoarece este un izotop al hidrogenului. Hidrogenul este o componentă a apei, iar 3,8 litri de apă pot produce la fel de multă energie ca 1.136 litri de benzină.
Care este problema fuziunii nucleare?
Puterea de fuziune nucleară poate deveni aproapeo sursă inepuizabilă de energie pentru generațiile viitoare, dar creează și multe provocări științifice și de inginerie. Soarele are condițiile necesare fuziunii nucleare, ele se formează datorită forțelor gravitaționale puternice. Dar este mult mai dificil să repeți acest lucru pe Pământ.
Combustibil de fuziune - de exemplu, diverseizotopi de hidrogen - trebuie încălziți la temperaturi extreme: aproximativ 50 milioane ° C. Și o astfel de stare trebuie menținută sub o presiune puternică suficient de mult pentru ca nucleele să se fuzioneze.
În cel mai recent experiment de fuziune nuclearăoamenii de știință au primit 59 de megajouli de energie în 5 secunde. Exprimând acest lucru în termeni de putere, iese la puțin peste 11 MW în cinci secunde, în medie. Recordul anterior de 22 de megajouli este de 4,4 MW în 5 secunde.
Tony Donne, managerul de program al grupului EUROfusion responsabil de studiu, a spus că oamenii de știință sunt pe drumul cel bun.
„Dacă putem susține fuziunea nucleară timp de cinci secunde, o putem face timp de cinci minute și apoi cinci ore. Toate pe măsură ce ne extindem capacitățile”, a spus Donn.
Profesorul Donne a spus că fuziunea nucleară ar puteasă devină o sursă cheie de energie curată și durabilă în viitor. Are avantaje cheie, cum ar fi lipsa deșeurilor radioactive, iar materialele din reactor pot fi reciclate sau refolosite în decurs de 100-300 de ani.
Citeste mai mult:
O gaură neagră în galaxie i-a dat dreptate lui Einstein. Lucrul principal
Spațiul distruge oasele și le schimbă structura: oamenii de știință nu știu cum vor zbura oamenii pe Marte
Astronomii au descoperit planete care sunt diferite de Pământ, dar potrivite pentru viață