Читать Нерешенные проблемы термоядерного синтеза. Надежды и перспективы - Анатолий Цыцаркин

На данной странице вы можете читать онлайн книгу "Нерешенные проблемы термоядерного синтеза. Надежды и перспективы" автора Анатолий Цыцаркин. Общий объем текста составляет эквивалент 15 бумажных страниц. Произведение многоплановое и затрагивает разнообразные темы, однако его жанр наиболее вероятно можно определить как электроэнергетика. Книга была добавлена в библиотеку 01.08.2024, и с этой даты любой желающий может удобно читать ее без регистрации. Наша читалка адаптирована под разные размеры экранов, поэтому текст будет одинаково хорошо смотреться и на маленьком дисплее телефона, и на огромном телевизоре.

Краткое описание

Современная атомная энергетика расточительна, т.к. ориентирована на использование только 235 U, что снижает природный ресурс ядерного топлива в десятки раз.Низкая допустимая концентрация реагентов: дейтерия и трития в рабочей тороидальной камере системы токамак определяет максимальный уровень энерговыделения в 70 Вт/м2,что исключает его применение для получения электричества.Высокая температура плазмы (~100 млн.о К) не дает возможность отводить наработанный гелий, ингибирующей реакцию синтеза и поддерживать на постоянном уровне концентрацию реагентов.Эффективность термоядерного синтеза, при котором 80% выделяемой энергии связана со сверхбыстрыми нейтронами может быть достигнута только при гибридной увязке с атомным реактором для конверсии не делящего 238U в делящийся плутоний (239 Рu).

Книга Нерешенные проблемы термоядерного синтеза. Надежды и перспективы онлайн бесплатно

Введение.

Насущной проблемой человеческой цивилизации является энергетическая. Опора энергетики на углеводородное топливо чревато быстрым истощением практически невозобновляемых ресурсов.

В ближайшем будущем неуклонное снижение концентрации диоксида углерода в атмосфере создаст угрозу наступления ледникового периода и снижения урожайности сельскохозяйственных культур путем фотосинтеза. Это потребует нормированной подачи углекислого газа, который может быть получен сжигание углеводорода или энергозатратным извлечением из холодных океанических бассейнов.

Использование возобновляемых источников энергии, связанных с солнечной радиацией (непосредственный нагрев, ветровые установки и т.д.) только частично обеспечат проблемы энергосбережения.

Ядерная энергетика использует в качестве топлива делящийся изотоп урана с молекулярным весом 235 (^>235U), содержание которого в природном уране составляет всего 0,7 % (остальное-^>238U).

При таком подходе ресурсов урана будет незначительно больше, чем нефти и газа (л.1).

Однако топливная база ядерной энергетики может быть расширена в 30-40 раз применением реакторов на быстрых нейтронах. В них ^>238U перерабатывается в новое делящееся под действием тепловых нейтронов вещество-плутоний (^>239Рu), подобный по свойствам ^>235U.

Практически неисчерпаемым источником энергии мог бы стать термоядерный синтез, исследования в области которого продолжаются уже около 70 лет.

Автор выражает большую признательность генеральному директору НПК «Экология» Арсеньеву Д.В. и коллективу компании за всестороннюю поддержку.

Автор благодарен проф. Чиннову В. Ф. за плодотворное обсуждение некоторых вопросов физики высокотемпературной плазмы.

1.Перспективы управляемого термоядерного синтеза

Источником энергии звезд и Солнца являются реакции соединения ядер водорода (протонов), протекающих в центральной области. Этому способствуют высокая плотность (~100 г/см^>3) и температура порядка 10 млн.К.

Реакции синтеза происходят последовательно: сначала с образованием преимущественно дейтерия, частично-трития, а затем ядер дейтерия с дейтерия, а также дейтериям с тритием. Продуктом синтеза является гелий, являющийся ингибитором реакций и отводимый из активной зоны по мере накопления.

Для образования ядра гелия из ядер дейтерия необходимо преодолеть силы электростатического (кулоновского) отталкивания между ними. Потреления энергия для этого соответствует по расчетным средней энергии частиц при температуре ~400 млн. К.