Экологический портал

Главная страница экологического портала Правила карта сайта Обратная связь
Навигация по сайту
Это интересно!
Присоединяйся!
Наш опрос
Как вы связаны экологией ?
Работаю экологом.
Учусь в институте на эколога.
Изучаю экологию в школе.
Участвую в олимпиаде по экологии.
Просто увлекаюсь экологией.
Никак не связан с экологией.

Сейчас на сайте
Сейчас на сайте:
Пользователей: 0
Отсутствуют.
Роботов: 2
Yandex, Baidu Spider
Гостей: 19
Всех: 21
Именниников сегодня нет

Термоядерная энергетика

 Экологические статьи » Экологическая защита и охрана окружающей среды  18-03-2011, 11:27  Author: BlogDix
В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986— 1990 годы и на период до 2000 года, в Комплексной программе научно-технического прогресса стран-членов СЭВ поста плена задача проведения исследований, целью которых является создание научных основ нового источника энергии — управляемого термоядерного синтеза.
Более 70% электроэнергии вырабатывается за счет сжигания нефти, газа, угля, торфа. При сохранении нынешних тем пои потребления электроэнергии запасов этих невозобновляемых ископаемых может хватить не более чем на 200—300 лет. Сжигание нефти, газа, торфа, угля для выработки электроэнергии — не лучший метод их использования. Эти полезные ископаемые могут принести гораздо большую пользу в качестве сырья для получения жизненно важных продуктов. Еще Д. И. Менделеев говорил: «Нефть не топливо — можно топить и ассигнациями».
Удельный вес атомной энергетики к 2000 г., по-видимому, достигнет почти 40% в общей выработке электроэнергии в мире. Но и в данном случае речь идет о так называемой урановой энергетике, в основе которой лежит использование также невозобновляемых и небеспредельных природных запасов урана.
Поэтому необходимо сделать все для исследования возможностей использования источников энергии, запасы которых практически неисчерпаемы. Следует учесть, что термоядерная реакция протекает при колоссальной температуре — до 100 млн градусов. Ученые сумели достичь таких величин в лабораторных условиях. Однако при этом энергию плазмы можно удержать лишь десятые доли секунды: при выключении средств нагрева плазма быстро остывает, и реакция прекращается. Хотя и это уже успех, поскольку прежде счет велся на сотые доли. Но, чтобы термоядерный синтез стал управляемым, превратился в непрерывный процесс, необходимо продлить время остывания плазмы до 1—2 с, чего можно достичь за счет увеличения ее объема. История почти сорокалетнего сражения с природой за обладание термоядерной энергией — одна из самых значительных в науке. Когда ученые пытались — нет, не решить — только осмыслить проблемы, тормозящие их движение к новому источнику энергии, цель у них была заманчивая, великолепная. И, казалось, простая: превращая водород, океанских запасов которого хватит на миллионы лет, в гелий, освобожденную при этом энергию преподнести человечеству как спасение от энергетического кризиса.
Если бы ученые знали, какие скалы придется им раскрошить, чтобы добраться до цели. Было известно: нужно преодолеть электрическое отталкивание ядер, ведь только тогда они сольются и освободят громадное количество энергии. Знали, что термоядерные реакции происходят только в плазме. Что нужно «упрятать» плазму в какой-то нематериальный сосуд и достичь определенных значений таких ее параметров, как температура, плотность, время существования. Не было известно главное: капризный, своенравный характер плазмы.
На укрощение ее ушли десятилетия. Весной 1956 г. во время поездки в Англию, академик И. В. Курчатов ошеломил ученых, которые собрались в Харуэллском атомном центре послушать лекцию знаменитого академика. В несколько часов он рассекретил многое из того, что до лекции составляло важнейшие государственные тайны, рассказывал о результатах исследований в области термоядерного синтеза так, будто делился рецептом нового блюда, обрадованный тем, что оно получается вкусным. А ведь до этого момента ученые многих стран настороженно молчали. И. В. Курчатов, как видно, первым осознал, что проблемы, которые предстояло решить, слишком велики для одной страны, осознал, быть может, именно потому, что Советский Союз вырвался тогда вперед в этих исследованиях и великость проблемы открывалась по мере ее постижения.
Потрясенные услышанным, американские и английские физики ответили советским ученым тем же — откровенностью, неожиданной, как потом признавались, для них самих. Так состоялся прорыв в доверие. Дальше с плазмой сражались всем миром.
И хотя сейчас произнесены слова о ее покорении, еще десятилетие назад немыслимые, никто из ученых, пожалуй, не решится сказать, что сражение закончено. Позади только первый, хотя и самый тяжелый этап — «физического» подчинения плазмы, выяснения законов, в соответствии с которыми ею можно управлять. Одним из результатов усилий ученых десятков стран стало создание в 1983 г. «Библии термояда» — физического основания интернационального реактора, он получил название ИНТОР. Проектные работы под эгидой МАГАТЭ (главным инициатором которых был академик Е. П. Велихов) велись 8 лет. В проектную группу объединились СССР, США, Япония и Евроатом — атомное объединение ЕЭС. Не обсуждая технических подробностей, группа рассматривала принципиальные пути развития технологий.
А отличились советские термоядерные установки — «Токамаки», которые были безоговорочно положены в основу ИНТОРа. Плазму в них «дисциплинирует» магнитное поле. Чтобы но допускать дрейфа частиц в магнитных клещах, а заодно и основательно — до мил л иол о л градусов — прогревать плазму, скрученную в тугой столп магнитными системами, сквозь нее пропускают электрический ток. Удается к тому же довольно значительно щ сравнению с другими термоядерными устройствами продлевать плазме время жизни.
Поначалу с «Токамаками» соперничали американские стеллараторы, но после того, как в 1968 г. советские ученые нагрели плазму в «Токамаках» до 10 млн градусов решительные американцы с присущим им размахом взяли да и ликвидировали все свои стеллараторы, а самый крупный переоборудовали в «Токамак». Правда, вскоро наши ученые показали, что и стеллараторы — не самое бесперспективное направление в термояде.
Сегодня ученые мира вступили во второй, инженерный, этап термоядерных исследований. Нужно создать реактор, который продемонстрирует возможность разрешения технологических проблем. К тому же на этой, головокружительной для многих ученых, высоте развития термояда придется потрудиться, чтобы создать в реакторе положительный баланс энергии. Пока в расчетах все благополучно: реактор съедает энергии заметно меньше, чем вырабатывает. Но ему по сравнению с будущей промышленной моделью предоставляется поблажка: пускай работает, ни с кем не конкурируя по стоимости киловатт-часа.
Выход в разряд широко распространенных источников энергии — задача третьего этапа. Тут термоядерный реактор должен показать все, на что способен. Не напрасно этот этап называют коммерческим: реактор третьего этапа — дешевый реактор. Это уже по сути электростанция, работающая на воде,— так мечтается ученым; электростанция, которой придется доказывать свои преимущества — с точки зрения безопасности, экологической чистоты и т. д.
Безопасность —один из самых главных плюсов термояда. Безопасность в эксплуатации и отсутствие в топ-ливном цикле долго живущих радиоактивных отходов. Не будет в термоядерной электростанции (ТЯЭС) долго живущих изотопов, кроме трития, который можно в принципе заменить нерадиоактивным гелием-Ш. Правда, его почти нет на Земле, но термоядерщиков, кажется, уже ничем нельзя смутить. Привыкшие к тому, что самые безнадежные проблемы крошатся, если на них навалиться всем миром, они и тут видят выход, который только поначалу кажется авантюрным: возить гелий с Луны — он в больших количествах содержится в лунной пыли. Расчеты показывают, что такие поездки за сырьем будут вполне рентабельны. Самое главное — термоядерный реактор не может взорваться.
Пройдено меньше половины пути. В 1988 г. страны, участвовавшие в проекте ИНТОРа, снова объединились для создания ИТЭРа - Интернационального термоядерного экспериментального реактора. М. С. Горбачев на встречах с Ф. Миттераном в Париже и Р. Рейганом в Женеве и Вашингтоне предложил сообща и спроектировать, и построить, и эксплуатировать реактор, но наши партнеры не решились пойти так далеко. Пока ученые объединяются для создания проекта.
Где же будет построен реактор, на который, по предварительным подсчетам, уйдет 3—4 млрд долларов — беспрецедентная, астрономическая для научно-исследовательской установки сумма? Вопрос о месте строительства дебатировался долго. Обсуждались Австрия, Швеция, Швейцария. Но окончательное решение будет принято позже - если партнеры не разочаруются друг в друге и начнут совместно строить реактор. После завершения работ в 1990 г. каждая страна сможет увезти с собой готовый проект и построить реактор там, где захочет.
ИТЭР - по латыни «шаг» - будет сделан. Для этого есть все основания.




загрузка...

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.