Nükleer füzyonun kirliliği yok, neden onu elektrik üretmek için kullanmıyorsunuz?
Nükleer fisyon olarak da bilinen nükleer fisyon, ağır bir atom çekirdeğinin (esas olarak bir uranyum çekirdeği veya plütonyum çekirdeği) daha küçük kütleli iki veya daha fazla atoma bölündüğü bir nükleer reaksiyon biçimini ifade eder. Şu anda bu çok büyük atom, kütlesini kaybeder ve ikiye bölündüğünde enerji açığa çıkarır.Nükleus füzyonda, çekirdek başta döteryum olmak üzere küçük kütleli atomları ifade eder.Belirli koşullar altında (ultra yüksek sıcaklık ve yüksek basınç gibi), Sadece aşırı yüksek sıcaklık ve basınç altında, çekirdeksiz elektronlar çekirdeğin bağından kurtulabilir, böylece iki çekirdek birbirine çekilebilir ve çarpışabilir ve çekirdekler yeni daha ağır bir çekirdek (helyum gibi) oluşturmak için birbirleriyle toplanır. Atom, kütlesini kaybettiğinde ve enerji açığa çıkardığında, ikincisi öncekinden çok daha fazla enerji açığa çıkarır ve nükleer kirlilik olmaz.
Nükleer füzyon
Nükleer füzyonu ilk öneren Amerikalı Sovyet fizikçisi George Gamow'du ve o sırada iki nükleon yeterince yakın olduğunda, çekirdeğin güçlü kuvvetinin elektrostatik kuvvetin üstesinden gelip birleşebileceğini öne sürdü. Daha sonra Gamow'un teorisine dayanan İngiliz ve Alman fizikçiler, iki hafif çekirdek orta ila yüksek hızlarda çarpıştığında, daha ağır bir çekirdeğin oluşabileceğini ve çok fazla enerji açığa çıkarabileceğini öngördüler.
1927'de İngiliz bilim adamı Mark Olivent, Cambridge Üniversitesi'ndeki Cavendish Laboratuvarı'nda parçacık hızlanması üzerine araştırma yaptı. Dünyanın ilk nükleer füzyon deneyi haline gelen trityum (T, süper ağır hidrojen) üretmek için döteronları (D, ağır hidrojen) bombardıman etmek için bir parçacık hızlandırıcı (parçacık hızlandırıcı) kullandı. II.Dünya Savaşı'nın arifesine kadar insanlar bir Alman laboratuvarında nükleer fisyon keşfetti, bu da deneysel bir bakış açısından nükleer fisyon ve nükleer füzyonun neredeyse aynı anda keşfedildiği anlamına geliyordu.
Gamow ve Macar-Amerikalı bilim adamı Edward Taylor, nükleer füzyon reaksiyonları için gerekli koşulların o dönemde ulaşılamayan 15 milyon santigrat dereceye ulaşması için son derece yüksek sıcaklıklar gerektirdiği sonucuna vardı, bu nedenle nükleer füzyon beklemeye alınmış ve herkes bakıyor.
Bu sıcaklığa ancak atom bombası patladığında ulaşılabilir ... Bu da ülkemizin, nükleer silah testinin patlamasından 3 yıl sonra hidrojen bombası testini başardığını anlayabilir. Dahası, bir hidrojen bombasının patlama enerjisi bir atom bombasınınkinin binlerce katıdır, bu nedenle nükleer füzyonun nükleer fisyona göre çok fazla avantajı vardır.
Nükleer füzyonun daha büyük bir avantajı vardır ve bu da hammaddedir. Nükleer füzyon için gerekli malzemeler olan döteryum ve trityum, deniz suyunda büyük miktarlarda bulunur.Her litre deniz suyu 30 miligram döteryum içerir. 30 miligram döteryum füzyonunun ürettiği enerji 300 litre benzine eşdeğerdir, bu nedenle hammaddelerin tükenmez olduğu söylenebilir. Tükenmez. Atom bombasının ihtiyaç duyduğu nükleer fisyon radyoaktif elementleri uranyum ve plütonyum çok acınası, Kuzey Korenin nükleer silah geliştirmesinin de bununla sınırlı olduğunu görüyoruz.
Nükleer füzyonun pek çok avantajı olduğuna göre, neden büyük miktarlarda nükleer füzyon uygulamıyoruz?
Bunun ana nedeni, hidrojen bombası patlamasının nükleer füzyonunun kontrol edilemez olmasıdır, bu da Birleşik Devletler'deki ilk hidrojen bombası patlamasından bu yana geçen 60 yılda nükleer füzyonda önemli bir ilerleme olmadığı anlamına gelir. Bunun ana nedeni, nükleer füzyon sıcaklığının çok yüksek olması ve bu tür kuantum malzemeyi tutabilecek hiçbir kap bulunmamasıdır.
İngiliz Nobel fizikçisi Thomson ve eski Sovyet fizikçi Tam ve Sakharov, plazma maddesinin belirli bir alanda kontrol edilebilmesi için dairesel bir manyetik alan oluşturmak için dairesel plazma akımı kullanmayı önerdi. Bu yüzden bilim adamları tokamak adı verilen kontrollü bir nükleer füzyon cihazı icat ettiler.
Tokamak cihazı
Tokamak cihazı, kendisine güçlü bir manyetik alan eklenmiş çörek benzeri bir kafes gibidir ve manyetik alan onları sınırlamak için kullanılır. Hem döteryum hem de trityum, yüksek sıcaklıklarda yüklü "iyonlar" haline gelir ve iyonlar, manyetik kuvvet çizgileri boyunca hareket eder. Bu şekilde, manyetik alan çizgilerini bir daireye çevirdiğimiz sürece, döteryum ve trityum, kısıtlamaya eşdeğer olan cihazın içindeki havada daire çizecektir.
Ancak sorun tekrar ortaya çıkıyor ... tokamak cihazının bakımını yapabilmek için gereken enerji, kayıp yaratan bir iş olduğu söylenebilecek nükleer füzyon tarafından üretilen enerjiyi çok aşıyor, bu nedenle nükleer füzyon kontrolüne hala bir çözüm yok.
Ancak iyi haberler var, ancak çok fazla deney gerekli. Şu anda kullanımda olan deneysel cihazlar nispeten küçüktür ve daha büyütülmeleri gerekir. Çeşitli ülkeler arasında bir işbirliği olan ITER adında büyük bir cihaz var.Toplam yatırım, büyük hadron etkisinden daha büyük, ancak uzun yıllardır üretilmedi. Çin hükümeti, Çin'in hızıyla ilerlemek için kendi büyük ölçekli cihazını yapmayı planlıyor.
Yani açıkça söylerseniz, para harcamaya istekli olduğunuz sürece kesinlikle kazanabilirsiniz. Soru, mevcut enerji ihtiyaçlarının nükleer füzyona bu kadar çok para harcamaya istekli olacak kadar acil olup olmadığıdır.
Şu anda bilinen petrol rezervi 1 trilyon varildir.Bu rezervler yıllık tüketim artışına göre 38 yıl kullanılabilir.Bu 38 yılda yeni rezervler keşfedeceğiz.Yeni rezervleri ispat edersek teknoloji hala 20031 yıllık teknoloji ile 38 yıl daha 1 trilyon varil petrol kaynağı daha keşfedilecek. Ancak kaç yıl olursa olsun, en fazla petrol 100 yıldan fazla tükenmeyecek.
Şu anda, güneş sisteminde, insanların kullanabileceği en bol ve en yoğun enerji, nükleer füzyon ve güneş enerjisi olmalıdır (nükleer füzyondaki enerji bedeni) Belki de yakın gelecekte aciliyet duygumuz Nükleer füzyon kullanalım.
