Возникает законный вопрос: "Где взять энергию, дабы свет человечества не погас от истощения?" Поэтому вам на суд будет представлены три варианта спасения человечества от энергетического кризиса.
Окончательный ответ ещё не найден, но варианты прорабатываются уже не один десяток лет.
С каждым годом энергетический голод усиливается. Мы строим всё больше автоматизированных цехов, электропечей, металлургических комбинатов и заводов электроники, электромобилей, используем всё больше холодильников, компьютеров, бытовой техники. Всё светлее на улицах ночью, всё ярче среди звёздной тьмы горят города Земли.
Окончательный ответ ещё не найден, но варианты прорабатываются уже не один десяток лет.
Какие-то из них так и останутся на бумаге или в качестве экспериментальных образцов, а какие-то станут основными, а возможно их комбинация спасёт нас от угасания и падения в бездну топливного отчаяния.
Ториевый Реактор
В нем используется не опасный уран, а торий. Его запасов на планете в три-пять раз больше, чем таковых урана. Почти весь торий пригоден к использованию в качестве источника энергии, в отличие от урана, где массовая доля целевого вещества всего лишь 0.7%. В энергетическом выражении одна тонна добываемого тория эквивалентна 200 тоннам урановой руды или 3,5 миллиона тонн угля. Торий дешёвый и его использование экономично. У тория имеется замечательная особенность: отсутствие самоподдерживающегося деления, которая делает данную АЭС абсолютно безопасной. Поскольку реакция с выделением тепла идет только благодаря бомбардировке тория протонами - это позволяет мгновенно остановить процесс в случае неполадки.
«Почему же такие АЭС ещё не построили в каждом городе?» - спросите вы.
Во-первых, в них нельзя нарабатывать оружейный плутоний, а значит строить их раньше 80-х, в принципе, было бессмысленно.
Во-вторых, малая мощность. Ториевые реакторы отстают от своих урановых собратьев на 20-25% при одинаковых объёмах активной зоны реактора.
В-третьих, трудоёмкость извлечения тория из руды. Торий не образует пластов, он равномерно рассеивается в породе.
Однако, уже сегодня работают реакторы в Индии, Франции и КНР, а значит они определённо займут своё место в будущем.
Солнечная Энергия
Ни для кого не секрет как работают СЭС, насколько они экологичны и долговечны. Но также всем известна и другая сторона вопроса — их цена и неэффективность. СЭС используют уже 40 лет. И вот, японцы подумали, что было бы неплохо установить панели не на земле, где энергию света рассеивает атмосфера, а в космосе. Суть в том, что панели могли бы беспрерывно собирать энергию и с помощью миркроволнового лазера переправляют её на Землю.
Проект ожидает реализацию вместе с падением цены на отправку грузов на орбиту.
Термоядерный реактор
Термоядерный реактор. Как много собралось в этих словах! Надежда и разочарование, победа и поражение, чудо. 50 лет мы боремся за осуществление мечты: чистой, дешёвой, бесконечной энергии. Начиная с советских Токамаков и заканчивая современным ИТЭРом, люди стремятся к этой мечте.
Термоядерный реактор — это буквально маленькое солнце, где с помощью перегретой плазмы добывают энергию.
Как же именно он работает ?
Реакция синтеза заключается в следующем: два или более относительно лёгких атомных ядра в результате теплового движения сближаются настолько, что короткодействующее сильное взаимодействие, проявляющееся на таких расстояниях, начинает преобладать над силами кулоновского отталкивания между одинаково заряженными ядрами. В результате образуются ядра других, более тяжёлых элементов. Система нуклонов теряет часть своей массы, равную энергии связи, и, по известной формуле E=mc², при создании нового ядра освобождается значительная энергия сильного взаимодействия. Атомные ядра, имеющие небольшой электрический заряд, легче взаимодействуют на нужном расстоянии. Поэтому тяжелые изотопы водорода являются лучшим видом топлива для управляемой реакции синтеза. Установлено, что смесь двух изотопов, дейтерия и трития, требует меньше энергии для реакции синтеза по сравнению с энергией, выделяемой во время реакции.
У Термоядерного реактора много плюсов:
- Практически неисчерпаемые запасы топлива
- Топливо можно добывать из морской воды на любом побережье мира, что делает невозможным монополизацию топливных ресурсов
- Минимальная вероятность аварии
- Отсутствие продуктов сгорания
Но и минусов предостаточно:
- Дорогая конструкция высокой сложности
- Высокий уровень повреждения внутренних стенок.
- Отдалённость перспектив промышленного использования
Самая близкая дата запуска первой Термоядерной Электростанции 2045 год.
Но в завершение надо сказать, что уже существует положительный коэффициент выработки энергии.
По материалам: Бурхан Массалимов, Термоядерный синтез — проект века // В мире науки, № 2, 2014
Thorium fuel cycle — Potential benefits and challenges // IAEA, May 2005
IEEE Spectrum // Как Япония будет добывать энергию из космосa ?
Никита Емельянов
