Thermonucleaire energie: toestand en vooruitzichten

Het artikel bespreekt de redenen waarom gecontroleerde thermonucleaire fusie tot nu toe geen industriële toepassing heeft gevonden.

Toen in de jaren vijftig van de vorige eeuw krachtige explosies de aarde schudden fusiebommenhet leek alsof voor vreedzaam gebruik kernfusie-energie er is heel weinig over: een of twee decennia. Er waren redenen voor dergelijk optimisme: slechts 10 jaar verstreken vanaf het moment dat de atoombom werd gebruikt tot de oprichting van de reactor die elektriciteit opwekte.

Maar de taak om te beteugelen kernfusie bleek ongewoon complex te zijn. Decennia verstreken na elkaar en toegang tot onbeperkte energiereserves werd nooit verkregen. Gedurende deze tijd vervuilde de mensheid, door fossiele bronnen te verbranden, de atmosfeer met emissies en oververhit deze met broeikasgassen. De rampen in Tsjernobyl en Fukushima-1 bracht kernenergie in diskrediet.

Wat weerhield ons ervan om zo'n veelbelovend en veilig fusieproces te beheersen, waardoor het probleem van het voorzien van energie voor de mensheid voor altijd kon worden opgelost?

Aanvankelijk was het duidelijk dat het voor de reactie nodig was om de waterstofkernen zo strak samen te brengen dat de nucleaire krachten de kern van een nieuw element konden vormen - helium met de afgifte van een aanzienlijke hoeveelheid energie. Maar waterstofkernen worden van elkaar afgestoten door elektrische krachten. Een beoordeling van de temperaturen en drukken waarbij de gecontroleerde thermonucleaire reactie begint, toonde aan dat geen enkel materiaal dergelijke temperaturen kan weerstaan.

Om dezelfde redenen werd pure deuterium, de isotoop van waterstof, verworpen. Na miljarden dollars en tientallen jaren besteed te hebben, konden wetenschappers eindelijk de thermonucleaire vlam ontsteken voor een zeer korte tijd. Het blijft om te leren hoe je het plasma van fusie lang vasthoudt. Het was nodig om van computermodellering over te gaan naar de bouw van een echte reactor.

In dit stadium werd duidelijk dat de inspanningen en middelen van een afzonderlijke staat niet voldoende zouden zijn voor de bouw en exploitatie van piloot- en pilootinstallaties. In het kader van internationale samenwerking werd besloten een project van een experimentele thermonucleaire reactor te implementeren ter waarde van meer dan $ 14 miljard.

Maar in 1996 stopten de Verenigde Staten met hun deelname en bijgevolg met de financiering van het project. Een tijdlang ging de implementatie ten koste van Canada, Japan en Europa, maar het ging nooit over de bouw van de reactor.

Het tweede, ook internationale, project wordt in Frankrijk uitgevoerd. Langdurige plasmabeperking treedt op als gevolg van een speciale vorm van het magnetische veld - in de vorm van een fles. De basis van deze methode werd gelegd door Sovjetfysici. eerste installatie van het type "Tokamak" zou meer energie aan de output moeten geven dan wordt besteed aan het ontsteken en vasthouden van het plasma.

Tegen 2012 had de installatie van de reactor voltooid moeten zijn, maar er is geen informatie over een succesvolle werking. Misschien heeft de economische omwenteling van de afgelopen jaren de plannen van wetenschappers aangepast.

Moeilijkheden bij het bereiken van gecontroleerde fusie bracht veel speculatie voort en valse rapporten over de zogenaamde "Koude" thermonucleaire fusiereactie. Ondanks het feit dat er nog geen fysieke mogelijkheden of wetten zijn gevonden, beweren veel onderzoekers het bestaan ​​ervan. De inzet is immers te hoog: van Nobelprijzen voor wetenschappers tot de geopolitieke overheersing van de staat, die dergelijke technologie beheerst en toegang heeft gekregen tot overvloed aan energie.

Maar elke dergelijke boodschap is overdreven of eerlijk gezegd vals. Serieuze wetenschappers hebben betrekking op het bestaan ​​van een soortgelijke reactie met scepsis.

De echte mogelijkheden om de synthese en het begin van de industriële werking van thermonucleaire reactoren onder de knie te krijgen, worden teruggedrongen tot het midden van de 21ste eeuw. Tegen die tijd is het mogelijk om de benodigde materialen te selecteren en de veilige werking ervan uit te werken. Aangezien dergelijke reactoren met plasma met zeer lage dichtheid werken, fusion power veiligheid zal veel hoger zijn dan kerncentrales.

Elke overtreding in de reactiezone zal de thermonucleaire vlam onmiddellijk "doven". Maar veiligheidsmaatregelen mogen niet worden verwaarloosd: de eenheidscapaciteit van de reactoren zal zo groot zijn dat een ongeval, zelfs in de warmteafvoercircuits, zowel tot slachtoffers als tot milieuvervuiling kan leiden. Het enige dat nog over is, is klein: wacht 30-40 jaar en zie het tijdperk van energie-overvloed. Als we overleven, natuurlijk.

Comments

[#1]

Het principe van de verbrandingsmotor: de ontleding van water in waterstof-zuurstof, de output is waterstof als een universele energiedrager.