Termobranduolinė reakcija – ateities energija?

Gargždų „Vaivorykštės“ gimnazijos IIC klasės mokiniai : Edvinas Pakamorė;Ernestas Šeinius;Dovydas Šatkus;Martynas Jonušas;Simas Kovšovas;Vytautas Kasparavičius.

Turinys:

• Kas yra termobranduolinė reakcija;• Termobranduolinė bomba – galingiausia

pasaulyje?• Termobranduolinis energijos gavimo būdas vis

arčiau mūsų;

Termobranduolinė reakcija

Termobranduolinė reakcija – lengvųjų branduolių susijungimas į sunkesnius branduolius, vykstanti labai aukštoje temperatūroje. Pavyzdžiui, jungiantis deuteriui ir tričiui, atsiranda helio branduolys ir išsiskiria energija.

Jei išlaisvintųjų neutronų greitį pavyktų sumažinti, jų energiją galima saugiai panaudoti, pavyzdžiui, garų turbinoje, kuri švariai ir efektyviai gamintų elektrą. Taigi, deuterio ir tričio termobranduolinė sintezė yra labai perspektyvi ateities energetikos rūšis. Tuo labiau, jog reakcijos metu išsiskiria ne tik didžiuliai energijos kiekiai ir praktiškai nesusidaro radioaktyvių atliekų, bet ir pačių reakcijoje dalyvaujančių medžiagų gamtoje yra labai daug - deuterį galima lengvai atskirti nuo paprasto vandenilio - pavyzdžiui, vandenynai yra milžiniškas deuterio rezervuaras (mokslininkų skaičiavimais, 6000 vandenilio atomų tenka vidutiniškai 1 deuterio atomas). Tiesa, reakcijai reikalingas tritis gamtoje nerandamas, bet jį galima gauti branduoliniuose reaktoriuose, apšvitinant ličio branduolius neutronais.

Šios reakcijos metu išsiskiria apytiksliai 3,5 (Mega elektronvoltų) energijos vienam nukleonui, t.y. beveik 4 kartus daugiau, negu urano branduolių dalijimosi reakcijos metu. Jungiantis deuteriui ir tričiui, iš viso išsiskiria 17,6 (Mega elektronvoltų) energijos. Tai paaiškinama savitųjų ryšio energijų skirtumu.

Termobranduolinė bomba

Galingiausia kada nors susprogdinta termobranduolinė bomba – tai Caro Bomba, kurią 1961 išbandė Sovietų Sąjunga. Tai buvo apie 50 megatonų, kitaip tariant kokius 2000 kartų daugiau galios, nei buvo numesta ant Hirošimos. Pagal skaičiavimus, jau 200 megatonų (vos 4 kartus galingesnė) bomba būtų suteikusi branduolinės plazmos debesiui antrą kosminį greitį, kitaip tariant, į kosmosą būtų nunešusi didelę dalį Žemės atmosferos. Bet ir 50 megatonų pakako tam, kad būtų atrasti efektai, kai dėl atmosferinių linzių smūgio banga išdaužo langus pastatuose, esančiuose už 1000 kilometrų. Toks atstumas – tai vos 1/40 visos Žemės apskritimo ilgio dalis.

Termobranduolinės bombos, kurių galia buvo dešimtis, šimtus ir net tūkstančius kartų didesnė, nei bombų, kurios buvo numestos ant Hirošimos bei Nagasakio, išties ir tapo tuo ginklu, kuris pakeitė pasaulį. Atominės bombos buvo klaikiai brangios, o jų galios pakakdavo tik kokiam nors miestui nugriauti, bet ne tam, kad sunaikintų požeminius įtvirtinimus. Termobranduolinės bombos buvo tik kažkiek brangesnės už atomines, tačiau kariškiams suteikė praktiškai neribotą energijos kiekį.

Termobranduolinis energijos gavimo būdas vis arčiau mūsų

Termobranduolinės reakcijos yra žvaigždžių varomasis variklis, taip pat ir Saulės. Tačiau žemėje idėja kontroliuojamai vykdyti termobranduolines reakcijas bei iš jų išgauti elektros energiją niekada nebuvo įgyvendinta. Vis dėlto, tyrėjai vis dar bando sukurti kontroliuojamą termobranduolinę reakciją žemėje, nes tai išlieka pačiu žaliausiu energijos šaltiniu.

Termobranduolinės poveikis aplinkai

Termobranduolinės sintezės energija bus naudojama tiems patiems tikslams, kaip ir šiandien, pavyzdžiui, elektros arba vandenilio gamybai, kaip šiluma pramoniniam vartojimui ir pan. Termobranduolinėje jėgainėje kuro sunaudota bus ypač mažai. 1 GW (gigavalvalendės) elektrinės galios termobranduolinei jėgainei reiktų apie 100 kg deuterio ir 3 tonų gryno ličio, kad galėtų veikti ištisus metus ir generuoti apie 7 mln. kWh elektros. Norint, kad anglimi kūrenama elektrinė pagamintų tokį patį energijos kiekį, reiktų iškasti apie 1,5 mln. Tonų nevalytos nuo nedegių priemaišų anglies! Termobranduolinės sintezės reaktoriai neišskiria dujų, sukeliančių šiltnamio efektą, ir kitų teršalų, kurie gali pakenkti aplinkai arba sukelti klimato pasikeitimus. Beto nustojus veikti elektrinei po 100 metų bus galima perdirbti atliekas, todėl ateityje nebus problemų dėl atliekų.

Ačiū už dėmesį!

Informacija imta iš šių šaltinių : http://www.technologijos.lt;http://www.su.lt;http://www.efda.org;http://www.popo.lt.