Masa i energia spajają w całość cały wszechświat i chociaż energia występuje w wielu formach, energia elektryczna jest najbardziej sztucznie generowaną energią, która jednoczy nasz technologiczny świat. Naukowcy i inżynierowie starają się znaleźć najbardziej wydajną metodę wytwarzania energii elektrycznej, biorąc pod uwagę zasoby, koszty i zmiany klimatyczne.
Słynny wzór Alberta Einsteina E=MC2 dowodzi, że przy utracie określonej masy uwalniana jest obfita energia. Ta formuła wspiera ogromną energię uwalnianą z Nuclear technologia fuzji co jest kolejnym procesem pozwalającym uzyskać jeszcze więcej energii z mniejszej ilości paliwa jądrowego.
Czy fuzja jądrowa naprawdę jest odpowiedzią na nasze modlitwy o czystą energię? https://t.co/cE5bgs5uN9
— Niezależna premia (@indypremium) 20 maja 2022 r.
Istniejąca technologia energetyki jądrowej
Istniejąca wersja technologii jądrowej wykorzystuje proces rozszczepienia jądrowego, w którym ciężki atom uranu dzieli się na dwa fragmenty rozszczepienia, których łączna masa jest mniejsza niż pierwotny uran. Masa utracona w procesie jest uwalniana do neutronów, które uderzają w inne atomy, powodując reakcję łańcuchową, która prowadzi do uwolnienia dużej ilości energii w procesie rozszczepienia jądra w postaci ciepła.
Ten proces rozszczepienia jądrowego 1 kg uranu uwalnia ogromną energię, bardziej znaczącą niż spalanie 4,500 ton wysokogatunkowego węgla, dlatego nawet po kilku katastrofach reaktorów jądrowych ludzie nadal tak chętnie pracują nad postępem technologii jądrowej.
Przyszłość technologii jądrowej
Technologia syntezy jądrowej pozwala dwóm lekkim atomom połączyć się w inny ciężki atom, którego masa jest mniejsza niż łączna masa obu lekkich atomów, uwalniając ogromną energię cieplną. Istnieje wiele przykładów tworzenia reaktora termojądrowego w przeszłości, ale do tej pory trudno było odpowiedzieć na pytanie o jego komercyjną dostępność ze względu na koszty procesu i wyzwania techniczne.
Zespół w Chinach wykonał reaktor termojądrowy, WSCHÓD, który w kontrolowany sposób wytworzył pięć razy więcej ciepła niż słońce przez prawie 17 i pół minuty przy koszcie 1 biliona dolarów. Tymczasem reaktor termojądrowy w Korei KSTAR uderz 100 milionów stopni przez 30 sekund. Francja jest również w trakcie realizacji projektu reaktora termojądrowego. Jednak wszystkie one wykorzystują złożoną i kosztowną metodę elektromagnesów i laserów do generowania ogromnego ciepła, które wymaga dużego rozwoju technologicznego, aby stały się opłacalne.
Sztuczne słońce Korei #KSTAR nadprzewodnikowe urządzenie tokamakowe do badań nad syntezą jądrową po raz pierwszy odniosło sukces w działaniu plazmy wysokotemperaturowej, podnosząc temperaturę jonów do 100 milionów stopni. Jest to jeden z krytycznych warunków wymaganych w przyszłych reaktorach syntezy jądrowej. pic.twitter.com/7SiMElmob3
— (@zmsit) 20 lutego 2019 r.
Oczywiste jest, że podstawowymi problemami technologii syntezy jądrowej, które należy rozwiązać, są czas trwania, koszt i konserwacja. Koszt był kluczowym czynnikiem, który budzi wątpliwości co do przeznaczenia środków na rozwój reaktora termojądrowego.
Firma z siedzibą w Wielkiej Brytanii o nazwie Pierwsza fuzja światła wpadł na pomysł zbudowania reaktora syntezy jądrowej, który uderza pociskiem w pakiet paliwa jądrowego, ma prędkość 200 razy większą niż prędkość dźwięku i uwalnia ogromne ciepło, które jest pochłaniane przez lit, który przekazuje ciepło do wody przez wymiennik ciepła . Reaktor będzie powtarzał co 30 sekund proces uderzania pociskiem w pakiet paliwowy, w wyniku czego wygeneruje się impuls energii, który może wygenerować 5800kWh energii elektrycznej. Planują zbudować pierwszą komercyjną elektrownię wykorzystującą technologię syntezy jądrowej w budżecie 1 miliarda dolarów, wytwarzającą moc 150 MW.
Kluczowym filarem naszego podejścia jest łatwość i niski koszt dostawy związany z naszą technologią.
Dowiedz się więcej o tym, jak zbudowalibyśmy i eksploatowali obiekt syntezy jądrowej, aby zasilić świat jutra, tutaj: https://t.co/OuOyrCRhzf #połączenie #czysta moc pic.twitter.com/fNdW46guUh
— Pierwsza fuzja światła (@FLFusion) 3 maja 2022 r.
Nadzieja na generowanie czystej energii
Technologia syntezy jądrowej to przyszłość wytwarzania energii, w której niezakłócona energia będzie dostarczana przy mniejszym zagrożeniu dla środowiska. Ponieważ świat planuje zrezygnować z paliw kopalnych, technologia jądrowa odegra ogromną rolę w tym rozwoju.
Obecnie wynosi 10% całkowitej produkcji energii, ale liczba ta musi przekroczyć 50%, ponieważ inne źródła odnawialne są w naturalny sposób zależne, a my nie mamy wystarczającej ilości baterii do przechowywania energii z ogniw fotowoltaicznych czy turbin wiatrowych. Przez wiele lat albo wydawało się to niemożliwe, albo nieopłacalne komercyjnie, ale pomysł First Light Fusion może być pierwszy krok w kierunku tańszego źródła czystej energii.
Kredyty fotograficzne: funkcja obraz został zajęty przez Hala Gatewooda.
Źródła: Xinhua / Phys.org
