Sci-fi technológia

Sci-fi technológia vs. tudomány: Egy csillag az asztalon

Minél fejlettebb egy civilizáció, annál magasabb az energiaigény. Ezért a tudósok régóta keresik a nem ökológiai és nem hatékony fosszilis üzemanyagok helyettesítőit. Számos tudományos intézmény foglalkozik a magfúzióval.

Csillag a Földön

A magfúzió a csillagok ragyogását okozó reakció. A hasadással ellentétes folyamat - a nehéz magok bomlása helyett az egyszerű atomokat összetettebbé egyesítik. Ezenkívül sokszor több energia szabadul fel a történetben.

De az energetikailag a legjövedelmezőbb a hidrogén két izotópjának - a deutériumnak és a tríciumnak - a héliumké alakítása. Mivel ezek az izotópok a vízben is megtalálhatók, a magfúzió szinte korlátlan energiaforrás lenne. Körülbelül 500 hektoliter képes ugyanannyi energiát előállítani, mint 10 millió kg fosszilis tüzelőanyag.

Hogyan lehet biztosítani a megfelelő körülményeket?

De van egy fogás. Az atomok töltése miatt taszítják. Ezért fúziójuk csak a csillagok belsejében uralkodó körülmények között következhet be - vagyis óriási nyomáson és több tízmillió Celsius fokos hőmérsékleten. Ennek eredményeként a tudósok még nem hoztak létre energiahatékony fúziót. A kiváltásához szükséges energia mindig meghaladta a hozamot.

Számos olyan eszköz és eljárás van kialakítva, amelyek kiváltják az irányított magfúziót. A jelenlegi kutatások főként az inerciális és a mágneses fúziós módszerekre összpontosítanak. Mindkét technika célja, hogy megfelelő feltételeket teremtsen ennek a reakciónak a megkezdéséhez. 1

Az inerciális fúzióban erre nagy alagútba helyezett nagy teljesítményű lézerek rendszerét használják. Hirtelen tüzet gerjesztenek, amelyeket az alagút végén lévő tükrök korrigálnak egy hidrogénben gazdag vegyületekből álló kis célpontig.

A cél nem nagyobb, mint egy tűsfej, és csak néhány tíz milligramm súlyú. A lézersugarak addig melegítik, amíg a hidrogénatomok egyesülnek, héliumot képezve. Ennek során az energetikai neutronok felvillanásai szabadulnak fel.

Ezekkel fel lehet melegíteni a körülvevő fémhéjat. A forró fém elpárologtathatja a vizet, és a keletkező gőz meghajtja a turbinákat. A jelenlegi atomerőművek hatékonyabb alternatívája lenne. A szükséges energiamennyiség egyenletes koncentrálása ilyen kis felületre azonban rendkívül nehéz.

A mágneses fúzióban egy tokamak nevű eszköz megfelelő feltételeket teremt a magok fúziójához. Tekercsekkel körülvett hatalmas edény. Ezek elég hűtöttek ahhoz, hogy szupravezetővé váljanak. 2 Erős mágneses teret hoznak létre, amely addig melegíti az edényben lévő hidrogént, amíg az atomok szintézise meg nem történik.

A tokamak azonban több energiát fogyaszt, mint amennyi a fúzió során felszabadul. És bár a tudósok sikeresen növelik az évente megtermelt energiahozamot, még a legpozitívabb becslések szerint sem várható 40 év alatt energiahatékony magfúzió.

Megjegyzések:

1 A magfúzió során forró plazma képződik, amely nagyon gyorsan tágul. Ezt a jelenséget termonukleáris fegyverek, például hidrogén- vagy neutronbomba készítésére használták fel. A szintézis megkezdésének feltételeit az atombomba robbanása biztosítja.

2 A szupravezetés olyan jelenség, amikor az anyag nem fejt ki semmilyen elektromos ellenállást.

A Patreone támogatásának köszönhetően el tudtuk hozni ezt a cikket. A szimbolikus hozzájárulás további minőségi cikkek közzétételében is segít.