Reaktor pro jadernou fúzi. Provoz reaktoru pro jadernou fúzi

Reakce jaderné fúze jsou reakce, které probíhají uvnitř hvězd, jako je ta naše. Slunce, ve kterém se spojí dvě menší atomová jádra a vznikne větší a více atomové jádro. stabilní. Níže máme mechanismus pro tento typ reakce, ke které dochází na Slunci, mezi vodíky, což vede k heliu:

Možná reakce fúze vodíku probíhající na Slunci

Ale nejdůležitějším aspektem tohoto typu jaderné reakce je množství uvolněné energie. Chcete-li získat představu, fúze pouze 2. 10^-9% deuteria (vodík s neutronem a protonem v jádře)poskytlo by to množství energie, které by stačilo k udržení energetické poptávky celého světa po dobu jednoho roku!

Proto je snem mnoha vědců být schopen využít energii uvolněnou při fúzních reakcích. Reaktory, které se v současné době používají v jaderných elektrárnách, jsou jaderné štěpení, což je proces fúze a který produkuje menší množství energie.

Nekontrolovaná fúze již byla použita v vodíková bomba nebo termonukleární, v roce 1952, zahájený Spojenými státy na atolu v Pacifiku. Tato bomba byla nazvána „Mike“ a měla 700krát větší sílu než hirošimská bomba.

Kromě velkého množství uvolněné energie další výhody využití jaderné fúze k výrobě energie je toto materiály použité při těchto reakcích lze snadno získat., pro deuterium se nachází v molekulách vody, tritium (izotop vodíku, který má proton a dva neutrony v jádře) lze získat z lithia a lithium je přirozeně se vyskytující kov.

Dalším faktorem je, že na rozdíl od jaderného štěpení fúzní produkty nejsou radioaktivní, a proto jsou považovány za „čistý“ typ energie, který nezpůsobuje změny v životním prostředí.

Aby však bylo možné jej použít k výrobě energie, musí to být řízená reakce, a proto stále existují překážky:

• Aby byla fúze účinná, jsou nutné vysoké teploty, jako na Slunci, které má oblasti s teplotami řádově 100 milionů stupňů Celsia! Toto velké množství energie je potřeba k překonání odpudivé síly vznikající z kladných nábojů jader, které se spojí.

  Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)

V současné době je toho dosaženo pomocí energie uvolněné při řízené štěpné reakci atomové bomby, která slouží jako spouštěč reakce jaderné fúze.

• Další problém, který vyvstává, je: jak pracovat kontrolovaným způsobem s materiály při tisících stupňů Celsia? Jaké materiály by mohly být použity k výrobě reaktoru, který by vydržel takové vysoké teploty?

• Rovněž existuje potřeba rychlého toku energie uvolněné při fúzní reakci.

Výzkum v této oblasti vedl k typu reaktoru zvaného Tokamak, který se dnes používá pouze pro výzkum. Nejznámější je ten v americkém Princetonu, který pracuje při teplotě 100 milionů stupňů Celsia. Níže je uveden Tokamak COMPASS na IPP představený v Praze v České republice během Týdne roku Věda a technika pořádaná Akademií věd České republiky 2. listopadu, 2012:

Tokamak COMPASS na IPP představen v Praze^[2]

V těchto reaktorech vzniká extrémně silné magnetické pole. Plyny deuteria a tritia se vstřikují a zahřívají na tisíce stupňů Celsia, aby reagovaly. Protože dochází k průchodu elektrického proudu a vytváření silných magnetických polí, vytváří se plazma, která je v trubici uvnitř reaktoru a nepřichází do styku s jeho stěnami.

Výše uvedená známka vytištěná v SSSR ukazuje zařízení termonukleární fúze tokamaku kolem roku 1987^[3]

Doposud však nebyl dosud objeven způsob získávání užitečné energie z takového reaktoru. energie vynaložená na aktivaci magnetického pole, kde je plazma omezena, je stále větší než energie získaná fúzí uvnitř reaktoru.

_{* Obrázkové kredity:}

_{[1] Autor: Mike Garrett/Wikimedia Commons
[2] Nataliya Hour/ Shutterstock.com
[3] Jim Pruitt/Shutterstock.com}

Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii

Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Reaktor jaderné fúze“; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reator-fusao-nuclear.htm. Zpřístupněno 27. června 2021.