Научная статья на тему 'Термоядерный синтез как экологически безопасный способ получения энергии'

Термоядерный синтез как экологически безопасный способ получения энергии Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
1785
173
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Королёв Е.В., Тасейко О.В.

Рассмотрены возможности использования реакции управляемого термоядерного синтеза как альтернативного способа получения энергии. Проанализированы технические особенности реализации этого процесса и мировой опыт в создании экспериментального термоядерного реактора.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Термоядерный синтез как экологически безопасный способ получения энергии»

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки

Рис. 2. Сравнительная оценка количества погибших в ЧС и пожаров

• В задымлённом помещении необходимо передвигаться на четвереньках (внизу меньше дыма) и дышать через влажную ткань (мокрое одеяло, пальто).

• Если пожар возник в одной из комнат, не забудьте плотно закрыть двери горящей комнаты.

• Если вы видите, что ликвидировать возгорание своими силами не удается, немедленно уходите.

Таким образом, ради себя и ближних, для сведения к минимуму опасности возникновения пожара по вине человека необходимо, чтобы правила безопасного поведения людей переросли в общую культуру, на это и должна быть направлена постоянная и целенаправленная работа по вопросам пожарной безопасности

Библиографические ссылки

1. URL: http://civil_protection.academic.ru/585/Личная_ безопасность (дата обращения: 18.03.2014).

2. URL: http://www.sec4all.net/ (дата обращения: 18.03.2014).

3. URL: http://forum.detective-agency.info/ (дата обращения: 18.03.2014).

4. URL: www.nast.md (дата обращения: 18.03.2014).

5.URL: http://pozhproekt.ru/stat/mchs/pozhstat-polo-vina-2013.pdf (дата обращения: 18.03.2014).

© Корнев А. С., Илькив И. В., 2014

УДК 504.062.2

Е. В. Королёв Руководитель - О. В. Тасейко Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫЙ СПОСОБ

ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ

Рассмотрены возможности использования реакции управляемого термоядерного синтеза как альтернативного способа получения энергии. Проанализированы технические особенности реализации этого процесса и мировой опыт в создании экспериментального термоядерного реактора.

В настоящее время во всем мире принимаются стратегические решения по освоению, развитию и добычи новых источников дешевой и экологически безопасной энергии. Необходимость разработки таких источников связана с ожидаемым дефицитом производства энергии, ограниченностью топливных ресурсов и экологии.

Одним из наиболее перспективных инновационных источников энергии является управляемый термоядерный синтез (УТС). Термоядерный синтез - это дешевый и экологически безопасный способ добычи энергии. На Солнце уже миллиарды лет происходит неуправляемый термоядерный синтез - энергия синтеза выделяется при слиянии ядер тяжелых изотопов водорода, образуется гелий. При этом выделяется колоссальное количество энергии.

По разным прогнозам, основные источники электроэнергии на планете закончатся через 50-100 лет. Запасы нефти человечество исчерпает лет через 40, газа - максимум через 80, а урана - через 80-100 лет. Запасов угля может хватить лет на 400. Но использование этого органического топлива, причем в качестве основного, ставит планету за грань экологической катастрофы. Страны-участницы Киотского протокола, обсуждая проблемы выживания человечества, «угольные» выбросы поставили в разряд самых опасных факторов. Если сегодня не остановить столь нещадное загрязнение атмосферы, а именно угольные станции служат главным источником ее загрязнения: выбрасывают радиоактивных веществ в десятки раз больше, чем АЭС; образовывают С02 при сжигании угля (лю-

Секция «Экологияпромышленности»

бого топлива), что приводит к «парниковому эффекту». Поэтому ни о каких столетиях не может быть и речи. А значит, альтернативный источник энергии нам необходим уже в обозримом будущем.

Управляемый термоядерный синтез (УТС) -процесс слияния лёгких атомных ядер, происходящий с выделением энергии при высоких температурах в регулируемых, управляемых условиях. В природных условиях термоядерные реакции между ядрами водорода протекают в недрах звёзд. Сгорание водорода в звёздах идёт с малой скоростью, но гигантские размеры и плотности звёзд обеспечивают непрерывное испускание огромных потоков энергии в течение миллиардов лет. С несравненно большей скоростью идет реакция между тяжёлыми изотопами водорода дейтерием (2Н) и тритием (3Н) с образованием сильно связанного ядра гелия (см. рисунок):

2Н + 3Н ^ 4Не + п + 17,6 Мэв. (1)

Эта реакция (формула (1)) представляет наибольший интерес для проблемы управляемого термоядерного синтеза, так как сопровождается большим энерговыделением и протекает со значительной скоростью.

центерии

Si

тритии

нейтрон

Реакция синтеза между дейтерием 2Н и тритием 3Н

Сооружение реактора предполагает: 1) получение плазмы, нагретой до температур в сотни миллионов градусов; 2) сохранение плазменной конфигурации в течение времени, необходимого для протекания ядерных реакций. Исследования по управляемому термоядерному синтезу ведутся в двух направлениях - по разработке квазистационарных систем, с одной стороны, и устройств, предельно быстродействующих, с другой.

Международный экспериментальный термоядерный реактор. Проблема управляемого термоядерного синтеза настолько сложна, что самостоятельно с ней не справится ни одна страна. Поэтому мировое сообщество избрало самый оптимальный путь - создание проекта Международного термоядерного экспериментального реактора - ITER, в котором на сегодня участвуют, Россия, США, Евросоюз, Япония, Индия, Китай и Республика Корея.

Цель проекта: долгожданный переход от экспериментальных установок по удержанию плазмы к полномасштабному источнику электроэнергии на основе термоядерной реакции.

Задача проекта: заключается в демонстрации возможности коммерческого использования термоядерного реактора и решении физических и технологических проблем, которые могут встретиться на этом пути.

Таким образом, в настоящее время человечество удовлетворяет свои потребности в энергии, главным образом сжигая нефть, газ и уголь. Однако легкодоступные и дешевые их запасы ограничены: с учетом роста потребления энергии они могут быть в значительной мере исчерпаны уже в обозримом будущем.

Исчерпание не возобновляемых ресурсов, в том числе и урана для АЭС на тепловых нейтронах, рано или поздно вынудит обратиться к термоядерным электростанциям как экологичным и безопасным. Термоядерная энергетика в первую очередь могла бы развиваться там, где в силу разных причин нельзя строить АЭС.

Доступность топлива для термоядерной электростанции - важный фактор для большинства стран мира. Равнораспределенность топлива смягчит многие мировые конфликты, возникающие из-за крайне неоднородного распределения на земном шаре природных запасов нефти, газа и даже угля.

Экологичность термоядерной энергетики основана, в частности, на отсутствии выбросов СО2. Нарастающее поступление СО2 в атмосферу от традиционной энергетики - важная проблема в связи с возможным потеплением климата.

Термоядерная энергетика представляет собой экологически чистый и практически неисчерпаемый источник энергии.

© Королёв Е. В., 2014

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.