Добавь сайт в закладки нажми CTRL+D
Дешевая энергия — мечта человечества. Это поможет улучшить уровень жизни человечества, подняв его до небывалых масштабов! Товары будут дешевле, так как стоимость их производства упадет в разы. Да и качество заметно вырастет, так как появятся новые технологии и материалы.
И эта утопия, возможно, не за горами и у нас есть шанс увидеть все при нашей жизни. Помочь в этом может термоядерная энергетика.
Ведь это напоминает пресловутый «вечный двигатель» и нарушение закона сохранения энергии.
Подобными вопросами и задавались физики XIX века. Исходя из знаний современной им науки, на звездах должны проходить тепловые процессы. И срок их жизни никак не может превышать 10 млн лет.
А 10 млн лет — это слишком мало для возникновения и развития жизни. И не то что современной высокоразвитой — а даже на зачаточном одноклеточном уровне.
Нашему Солнцу — 4,6 млрд лет. Оно находится в середине своего жизненного пути. Примерно, как человек, которому исполнилось 35-40 лет. И оно продолжает увеличивать активность! Откуда же Солнце берет энергию для этого?
Все дело — в термоядерном синтезе.
Какую атомную энергию мы используем сейчас
Сейчас мы используем энергию распада тяжелых атомов. Когда они распадаются — выделяется энергия. Которая и используется в генераторах.
Звезды используют энергию синтеза. Они, напротив, не ломают атомы, а созидают новые. Из простых — водорода и гелия — создаются в недрах звезд основные тяжелые элементы таблицы Менделеева. В том числе такой важный и необходимый для жизни элемент, как углерод.
Атомная энергетика и развитие проектов «мирного атома» важны для человечества.
Конечно, сейчас атомная энергетика для человечества — пик развития, весьма продвинутая технология. Но для людей будущего это будет выглядеть, как для нас с вами — период паровозов. Грязные, с кучей дыма, медленные. Так и тут — радиоактивные отходы, опасность аварии на АЭС с токсичной угрозой всему окружающему и т д. Да еще и энергии мало! Эффективность реакций распада заметно уступает реакциям синтеза, которые происходят в недрах звезд.
Ядерные реакции в звездах требуют экстремально высоких температур в миллионы градусов. Также нужно огромное давление, недостижимое в земных условиях. В звездах же подобные условия создаются естественным образом — за счет огромной массы и гравитационного сжатия.
Термоядерный реактор безопасен. При аварии не будет ядерного заражения, так как число радиоактивных элементов мало.
Когда появится термоядерная электростанция
По плану — в 2035 году. Речь идет о проекте ИТЭР — это Международный экспериментальный термоядерный реактор.
Строят его во Франции коалиция из нескольких стран, включая Россию. Это один из немногих мировых проектов, где наша страна еще участвует. Обойтись без России в развитии ядерных технологий.
Ресурсом для термоядерной электростанции будет тяжелый водород — дейтерий и тритий. Продуктом на выходе будет второй номер таблицы Менделеева — гелий, который и будет синтезирован из водорода в ходе реакции. Гелий абсолютно не опасен для природы и человека, в отличие от современных ядерных отходов.
Остается вопрос технической реализации, чтобы запустить и поддерживать процесс термоядерных реакций.
Добиться давления, как в недрах звезд, человечеству не под силу в земных условиях. Но это компенсируется гигантской температурой. Давление и температура — величины связанные. Ведь давление — следствие от воздействия молекул. Чем они более «разогреты», энергичны, тем и давление выше.
Нехватку давления можно компенсировать температурой. В реакторе ИТЭР температура достигнет фантастических 150 млн градусов. Для сравнения — внутри Солнца температура достигает «всего» 15 млн градусов.
Как же реактор не расплавится от такой страшной температуры?
Для этого нужен токамак. Это специальное устройство в форме тора.
Плазма здесь удерживается в центре реактора при помощи мощных магнитных полей. И плазма со стенками не соприкасается.
Основная проблема, над которой бьются сейчас инженеры — нужно удерживать горячую плазмы достаточно долго для того, чтобы запустился устойчивый синтез.
Также нужно создать магнитное поле, по мощности превосходящее земное, как минимум, в 200 раз. Это будет достигнуто с помощью сверхпроводящих магнитов, которые будут охлаждаться до температуры минус 269 градусов. Практически, абсолютный ноль по шкале Кельвина!
Получается, что термоядерный реактор станет, одновременно, и самым жарким и самым холодным местом на нашей планете.
В человеческой истории немало случаев, когда появлялась новая технология и резко меняла качество жизни. Сельское хозяйство позволило появиться первым цивилизациям. Электричество кардинально улучшило быт. А открытие пенициллина в считанные годы увеличила ожидаемую продолжительность жизни людей в полтора раза.
Так что, возможно, мы стоим на пороге нового переворота. И увидим, наконец, перемены к лучшему вместо этого постоянного формата бега, как белка в колесе.