Реактор за нуклеарну фузију. Рад нуклеарног фузионог реактора

Реакције нуклеарне фузије су оне које се одвијају унутар звезда, попут наше. сунца, у којем се два мања атомска језгра уједињују да би се створило веће, атомско језгро. стабилно. Испод имамо механизам за ову врсту реакције која се јавља на Сунцу, између водоника, који дају хелијум:

Могућа реакција фузије водоника која се одвија на Сунцу

Али најважнији аспект ове врсте нуклеарне реакције је количина ослобођене енергије. Да бисте добили идеју, фузија само 2. 10^-9% деутерија (водоник са неутроном и протоном у језгру)обезбедило би количину енергије која би била довољна да одржи целокупну светску потражњу за енергијом годину дана!

Због тога је сан многих научника да могу да искористе енергију која се ослобађа у фузионим реакцијама. Реактори који се тренутно користе у нуклеарним електранама су нуклеарна фисија, која је поступак против фузије и која производи мању количину енергије.

Неконтролисана фузија је већ коришћена у водонична бомба или термонуклеарни, 1952. године, коју су Сједињене Државе покренуле на атолу на Тихом океану. Ова бомба названа је „Мике“ и имала је 700 пута већу моћ од бомбе у Хирошими.

Поред велике количине ослобођене енергије и други Предности коришћења нуклеарне фузије за генерисање енергије су то материјали који се користе у овим реакцијама су лако доступни., јер се деутериј налази у молекулима воде, трицијум (изотоп водоника који има протон и два неутрона у језгру) могу се добити из литијума, а литијум је природни метал.

Други фактор је тај што, за разлику од нуклеарне фисије, фузиони производи нису радиоактивни и стога се сматрају „чистом“ врстом енергије која не изазива промене у животној средини.

Али да би се користила за генерисање енергије, то мора бити контролисана реакција и за то још увек постоји сметње:

• Да би фузија била ефикасна, потребне су високе температуре, као на Сунцу, које има регионе са температурама од око 100 милиона степени Целзијуса! Ова велика количина енергије потребна је за превазилажење силе одбијања која произлази из позитивних наелектрисања језгара која ће се ујединити.

  Не заустављај се сада... После оглашавања има још;)

Тренутно се то постиже енергијом која се ослобађа у контролисаној реакцији цепања атомске бомбе, која служи као окидач за реакцију нуклеарне фузије.

• Још један проблем који се јавља је: како контролисано радити са материјалима на хиљадама степени Целзијуса? Који би се материјали могли користити за изградњу реактора који би поднео тако високе температуре?

• Такође постоји потреба за брзим протоком енергије која се ослобађа у реакцији фузије.

Истраживања у овој области довела су до врсте реактора тзв Токамак, која се данас користи само за истраживање. Најпознатији је онај у Принцетону, у Сједињеним Државама, који ради на температури од 100 милиона степени Целзијуса. Испод је Токамак ЦОМПАСС на ИПП-у представљеном у Прагу, Чешка, током Недеље Наука и технологија у организацији Академије наука Чешке Републике 2. новембра, 2012:

Токамак ЦОМПАСС на ИПП представљен у Прагу^[2]

У тим реакторима се ствара изузетно јако магнетно поље. Деутеријум и тритијум се убризгавају и загревају на хиљаде степени Целзијуса да би реаговали. Пошто долази до проласка електричне струје и стварања јаких магнетних поља, формира се плазма која се налази у цеви унутар реактора и не долази у контакт са његовим зидовима.

Горња марка, штампана у СССР-у, приказује уређај за термонуклеарну фузију токамака око 1987^[3]

Међутим, до данас још увек није откривено средство за добијање корисне енергије из таквог реактора. енергија потрошена за активирање магнетног поља у којем је плазма ограничена и даље је већа од енергије добијене фузијом унутар реактора.

_{* Кредити за слике:}

_{[1] Аутор: Мике Гарретт/Викимедиа Цоммонс
[2] Наталииа Хоур/ Схуттерстоцк.цом
[3] Јим Пруитт/Схуттерстоцк.цом}

Јеннифер Фогаца
Дипломирао хемију

Да ли бисте желели да се на овај текст упутите у школи или академском раду? Погледајте:

ФОГАЊА, Јеннифер Роцха Варгас. „Реактор за нуклеарну фузију“; Бразил Сцхоол. Може се наћи у: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reator-fusao-nuclear.htm. Приступљено 27. јуна 2021.