Jądra energii

Jądra energii

Dodano:   /  Zmieniono: 
Gorąca debata naukowców na temat zimnej fuzji
Wraca pomysł uzyskiwania energii z reakcji termojądrowych. Departament Energetyki USA umieścił tę kwestię na pierwszym miejscu listy najpilniejszych projektów badawczych. Amerykańscy uczeni będą się zajmować nie tylko uznaną przez naukowców "gorącą" syntezą jądrową, ale i najbardziej kontrowersyjną tzw. zimną fuzją, która mogłaby zrewolucjonizować energetykę.
Konwencjonalne paliwa powoli się wyczerpują, alternatywne metody produkcji energii, takie jak baterie słoneczne czy elektrownie wiatrowe, są drogie i mało wydajne. Tymczasem potrzeby energetyczne - zwłaszcza krajów rozwijających się - rosną w błyskawicznym tempie. W 1997 r. zużyliśmy prawie 1300 mld gigawatogodzin energii. Według szacunków Energy Information Administration, w 2020 r. ludzkość będzie potrzebować 63 proc. więcej energii niż dzisiaj.

Sto milionów stopni Celsjusza na nic?
Prace nad syntezą termojądrową, czyli łączeniem się jąder atomowych lekkich pierwiastków, są prowadzone od kilkudziesięciu lat. Na razie jedynym praktycznym jej zastosowaniem były bomby wodorowe. Kontrolowana reakcja, choć możliwa w warunkach laboratoryjnych, trwa bardzo krótko (dotychczasowy rekord to kilka sekund!), a - co najgorsze - pożera więcej energii, niż produkuje. Jest to tzw. synteza gorąca, wymagająca podgrzania gazu takiego jak wodór do dziesiątków milionów stopni Celsjusza. Uczeni twierdzą, że jeśli zbudują odpowiednio duży reaktor, to po rozpoczęciu reakcji powstanie tyle ciepła, że plazma nie będzie wymagała dodatkowego podgrzewania i dzięki temu będzie wytwarzana energia termojądrowa.
Plany zbudowania takiego urządzenia o nazwie ITER powstały w połowie lat 80. Na przeszkodzie stały jednak wysokie koszty budowy (pierwotnie sięgające 10 mld USD!), które sprawiły, że z międzynarodowego konsorcjum wycofały się Stany Zjednoczone. Pozostałe państwa nie mogły ustalić, gdzie zostanie wybudowany reaktor - każde chciało mieć prestiżową inwestycję u siebie. Uczonym udało się zredukować budżet ITER i odzyskać przychylność USA. Pod uwagę brane są dwie lokalizacje - faworyzowany przez UE francuski ośrodek badań jądrowych Tore Supra w Cadarache oraz japoński Rokkasho-Mura (decyzja w tej sprawie ma zapaść w najbliższych tygodniach).
ITER będzie urządzeniem o wysokości 30 m, mieszczącym ponad 800 m3 plazmy wodorowej - gazu rozgrzanego do 100 mln°C. W tej temperaturze reakcja termojądrowa będzie na tyle wydajna, że reaktor ma produkować dziesięć razy więcej energii, niż będzie pobierał. Nie będą to jednak wielkie ilości - projekt przewiduje zaledwie 500 MW mocy (opalana węglem polska elektrownia Kozienice ma moc 2800 MW). Konstrukcja ITER będzie kosztować 5 mld USD i potrwa 8-10 lat. Komercyjne elektrownie termojądrowe pojawią się dopiero w 2050 roku.


Chłodne konstatacje
Piętnaście lat temu profesorowie Martin Fleischmann i Stanley Pons z University of Utah ogłosili, że udało im się przeprowadzić reakcję termojądrową bez ogromnego reaktora, wysokich temperatur i wydawania miliardów dolarów. Twierdzili, że wystarczy umieścić elektrody z metalu zwanego palladem w zbiorniku z ciężką wodą (zamiast wodoru zawiera jego cięższą odmianę - deuter) i przepuścić przez nie prąd. Media ogłosiły nadejście nowej ery zimnej fuzji jądrowej, a naukowcy na całym świecie próbowali uzyskać podobne wyniki.
- My również przeprowadziliśmy takie eksperymenty, ale wynik był negatywny - mówi prof. Marek Sadowski z Instytutu Problemów Jądrowych w Świerku.
"Nasze prace potwierdziły, że zimna fuzja istnieje, ale jej uzyskanie wymaga bardzo starannego zaplanowania eksperymentu" - twierdzi tymczasem Michael McKubre z prywatnego amerykańskiego laboratorium SRI International. Jesienią ubiegłego roku McKubre, prof. Peter Hagelstein z Massachusetts Institute of Technology i prof. David Nagel z George Washington University zwrócili się do amerykańskiego Departamentu Energetyki o ocenę najnowszych wyników badań nad zimną fuzją. "To poważni naukowcy pracujący dla szanowanych instytucji. Uważam, że tym danym należy się przyjrzeć" - przyznał James Decker, zajmujący się programami badawczymi w departamencie. Wyniki analizy będą znane za kilka tygodni. Już teraz wiadomo, że zimna fuzja najprawdopodobniej nie była pomyłką - może się za nią ukrywać nie znana jeszcze reakcja chemiczna.

Fuzja bąbelkowa
Największy rozgłos zyskały badania zespołu prof. Rusiego Taleyarkhana z Purdue University, który ogłosił, że udało mu się uzyskać reakcję termojądrową w pojemniku z acetonem poddanym działaniu ultradźwięków! Wewnątrz gwałtownie ściskanego bąbelka gazu temperatura sięga milionów stopni, co wystarczy do wywołania syntezy termojądrowej na mikroskopijną skalę. Niedawno ta sama ekipa powtórzyła eksperyment, wykorzystując doskonalszą aparaturę pomiarową (badania sponsorował Pentagon). "Potwierdziliśmy wcześniejsze obserwacje i wyjaśniliśmy wątpliwości zgłoszone przez innych uczonych" - mówi zaangażowany w badania prof. Richard Lahey z Rensselear Polytechnic Institute.
- Jeżeli doniesienia o fuzji bąbelkowej zostaną ostatecznie potwierdzone przez inne zespoły naukowe, będzie to początek nowej drogi do kontrolowanej syntezy jądrowej. Trudno jednak obecnie oceniać szanse na praktyczne wykorzystanie tego zjawiska do produkcji energii - mówi prof. Kazimierz Różański z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Podstawowym problemem jest to, że w wyniku reakcji powstaje bardzo mało energii. Niektórzy uczeni widzą jednak konkretne zastosowania fuzji bąbelkowej. "Za dziesięć lat będę produkował przydomowe elektrownie wykorzystujące to zjawisko" - mówi Ross Tessien, właściciel firmy Impulse Devices. Na razie sprzedaje sprzęt do badań nad nowym zjawiskiem - zestaw kosztuje 250 tys. dolarów.

Wodór nadziei
Czysty wodór uważany jest przez wielu uczonych za paliwo przyszłości, które niedługo posłuży m.in. do napędzania samochodów. Spalanie kilograma tego gazu daje 120 megadżuli energii oraz czystą wodę. Ze spalenia kilograma węgla kamiennego uzyskuje się przeciętnie 25 megadżuli przy znacznym zanieczyszczeniu środowiska. Przy spalaniu wodoru powstaje i tak miliony razy mniej energii, niż można uzyskać wskutek łączenia się jąder izotopów wodoru, takich jak deuter (zawiera proton i neutron) i tryt (proton i dwa neutrony). W czasie tego procesu maksymalnie procent materii zamieniany jest w energię. Produktami reakcji termojądrowych są jądra helu, neutrony i promieniowanie. Z naparstka deuteru można uzyskać tyle energii, ile ze spalenia 20 ton węgla. Deuter występuje w naturze sześć tysięcy razy rzadziej niż wodór, ale i tak jego zasoby w ziemskich oceanach oceniane są na 40 bln ton!
Więcej możesz przeczytać w 17/2004 wydaniu tygodnika e-Wprost.

Archiwalne wydania Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App StoreGoogle Play.

 0

Spis treści tygodnika Wprost nr 17/2004 (1117)

  • Ból nieistnienia 25 kwi 2004, 1:00 Przepis na szybkie opanowanie Polski powstał w latach 30. ubiegłego wieku. 3
  • Skaner 25 kwi 2004, 1:00 Polowanie na Rokitę Szef tajnych służb informuje przyszłego premiera, że jego żona była na kursie KGB. Wiadomość o prowokacji publikuje czołowy tygodnik. Polityk chce postawić prowokatorów przed sądem. Film według tego... 6
  • Sawka 25 kwi 2004, 1:00 7
  • Dossier 25 kwi 2004, 1:00 JÓZEF OLEKSY wicepremier Gdy zdecydowałem się na kandydowanie na funkcję marszałka Sejmu, szanse prof. Marka Belki na utworzenie rządu rosną na spotkaniu z dziennikarzami w Wiedniu MAREK BELKA kandydat na premiera Słabo śpiewam...... 7
  • Kadry 25 kwi 2004, 1:00 9
  • Licznik 25 kwi 2004, 1:00 1 tytułem Kawalera Orderu Imperium Brytyjskiego odznaczono Davida Beckhama 2 dzieci (synów Brooklyna i Romeo) ma Beckham; trzecie dziecko w drodze 5 mln funtów kosztowała rezydencja piłkarza w Hertfordshire pod Londynem 6 razy... 9
  • Liber chamorum 25 kwi 2004, 1:00 W kaście polityków honor uwiądł na jałowej glebie prostactwa, za to godność własna rozkwitła pięknie na nawozie egalitaryzmu 11
  • Lepper w czerwieni 25 kwi 2004, 1:00 "Trybuna" wie, dlaczego Miller źle skończył: bo nie słuchał mądrych rad Leppera 12
  • Playback 25 kwi 2004, 1:00 13
  • Niepiękny śpiew 25 kwi 2004, 1:00 NIEPIĘKNY ŚPIEW 13
  • Poczta 25 kwi 2004, 1:00 Listy od czytelników 13
  • Z życia koalicji 25 kwi 2004, 1:00 Nowa koncepcja się w SLD poczęła: Belkę poprzeć, ale w zamian Oleksego marszałkiem Sejmu zrobić. Ten ostatni nadaje się bardziej niż Borowski: bufonem nie jest, a i gadać 45 minut bez jakiegokolwiek sensu potrafi. Pewny swego Belka... 14
  • Z życia opozycji 25 kwi 2004, 1:00 Liga Polskich Rodzin twardo domaga się powołania komisji śledczej, która zbadałaby sprawę Orlenu. W tej intencji Robert Strąk okupował nawet przez chwilę sejmową mównicę. Pewnie Roman Giertych sobie marzy: "Ech,... 15
  • Fotoplastykon 25 kwi 2004, 1:00 16
  • Rosja kontra Orlen 25 kwi 2004, 1:00 "Zagazujemy Polskę, zalejemy ją naftą. Nie dość, że Polacy będą nam za to wdzięczni, to jeszcze na tym fantastycznie zarobimy" - rzekł kilka lat temu Rem Wiachiriew, wówczas szef rosyjskiego Gazpromu. I znalazł dla tego dzieła sojuszników: "Zbyszek, informuję Cię, jeżeli... 18
  • Strażnicy "okrągłego stołu" 25 kwi 2004, 1:00 Generałowie Jaruzelski i Kiszczak wciąż kierują wojskowymi służbami specjalnymi? 24
  • Marian Lepper 25 kwi 2004, 1:00 Andrzej Lepper już rządzi: w Szczecinie - jako Marian Jurczyk 28
  • Grzech Oswalda Rufajzena 25 kwi 2004, 1:00 Kto jest Żydem? Oswald Rufajzen chciał, by naród żydowski był otwarty na ludzi, którzy zmienili swoją wiarę, oraz tych, dla których wiara w ogóle nie jest wyznacznikiem żydostwa 32
  • Giełda 25 kwi 2004, 1:00 HossaŚwiat Sąsiad sułtana Brunei 70 mln funtów to rekordowa cena, jaką kiedykolwiek uzyskano ze sprzedaży domu. Szczęśliwym (?) nabywcą jest Lakshmi Mittal, biznesmen hinduskiego pochodzenia (właściciel koncernu stalowego LNM... 36
  • Brukselka z mózgu 25 kwi 2004, 1:00 Wymogi unii to polski paragraf 22 - wszystko można nim uzasadnić. 38
  • Puszka Schrödera 25 kwi 2004, 1:00 RFN stała się antywzorcem nowoczesnej gospodarki 44
  • Ósmy kłopot świata 25 kwi 2004, 1:00 Jak tunel pod kanałem La Manche podzielił Europę 48
  • Miliard w torbie 25 kwi 2004, 1:00 Im bardziej Louis Vuitton podnosi ceny luksusowych wyrobów skórzanych, tym więcej ma klientów Im bardziej Louis Vuitton podnosi ceny luksusowych wyrobów skórzanych, tym więcej ma klientów 52
  • Dylematy regulacji 25 kwi 2004, 1:00 Administracyjne ingerencje w gospodarkę są domeną państw o niewydolnych sądach 54
  • Antyglobaliści??? 25 kwi 2004, 1:00 Antyglobalizm to maska lewaków, którzy dążą do restytucji totalitaryzmu 55
  • Supersam 25 kwi 2004, 1:00 Muzyka w plikach Najnowszy zestaw piosenek zespołu Perfect został wydany wyłącznie w postaci plików mp3, dostępnych odpłatnie w serwisie internetowym Interia.pl. Kolejne zespoły zapowiadają podobną formę sprzedaży swoich... 56
  • Czuły oprawca 25 kwi 2004, 1:00 Raport specjalny Polsatu, "Rzeczpospolitej" Trójki i "Wprost" Tam, gdzie państwo nie ingeruje w funkcjonowanie rodziny, przemoc zdarza się rzadziej 58
  • Jazda polska 25 kwi 2004, 1:00 Narodowy Test na Prawo Jazdy telewizji tvn i tygodnika "Wprost" 64
  • Śmiertelny zakręt 25 kwi 2004, 1:00 Śmierć staje się środkiem poprawy warunków socjalnych społeczeństwa 66
  • Stawka większa niż życie 25 kwi 2004, 1:00 Nie eutanazja jest w Polsce problemem, lecz uporczywe przedłużanie umierania 66
  • Bikont do Makłowicza, Makłowicz do Bikonta - Uroki belgijskiej kapustki 25 kwi 2004, 1:00 Czy zauważyłeś, że pośród licznych cudów świata są pewne smaki, za którymi trzeba się stęsknić? Pomidory, ser czy pieczywo można jeść codziennie, ale już taka brukselka trzeciego dnia z rzędu, choćby nawet za każdym razem na inny sposób przyrządzona, nie tylko nudzi, ale wręcz... 68
  • Druga płeć - Repertuarowy kompromis 25 kwi 2004, 1:00 Tylko na początku trzymają się za rączki i szczebioczą podczas seansów. Potem ona woli filmy o miłości, a on o waleniu w szczękę 70
  • Czerwony krzyż Banasińskich 25 kwi 2004, 1:00 Tysiące polskich kobiet i dzieci, które wydostały się z piekła Stalina, znalazło schronienie w Indiach 72
  • Know-how 25 kwi 2004, 1:00 Biżuteria praprzodków 75
  • Aerobik umysłu 25 kwi 2004, 1:00 Najlepszym lekiem na coraz większe zmęczenie jest coraz większa aktywność 76
  • Jądra energii 25 kwi 2004, 1:00 Gorąca debata naukowców na temat zimnej fuzji 80
  • Skarb ze ścieków 25 kwi 2004, 1:00 Za 300 dolarów można kupić przez Internet skradzione w Iraku asyryjskie pieczęcie 82
  • Bez granic 25 kwi 2004, 1:00 Huragan demokracji W końcu pogrzebaliśmy ten przeklęty apartheid - rzucił Thabo Mbeki, prezydent Republiki Południowej Afryki i przywódca Afrykańskiego Kongresu Narodowego (ANC), kiedy opublikowano pierwsze wyniki wyborów... 84
  • Koalicja skruszonych 25 kwi 2004, 1:00 Osama bin Laden osiągnął swój pierwszy cel: podzielił Zachód 86
  • Muszkieterowie Allaha 25 kwi 2004, 1:00 15 tysięcy dolarów płaci się w Iraku za uprowadzenie polskiego żołnierza 90
  • Archipelag zapomnienia 25 kwi 2004, 1:00 Dlaczego zbrodnie nazizmu zostały przedstawione nawet w hollywoodzkich filmach, a koszmar gułagów nigdy nie przeniknął do zbiorowej świadomości Zachodu? - pyta Anne Applebaum, tegoroczna zdobywczyni nagrody Pulitzera, autorka książki "Gulag. A History". Dlaczego faszyzm... 93
  • Psy rządów 25 kwi 2004, 1:00 300 mld USD wydano na amerykańską legię antyterrorystyczną 94
  • Talent linoskoczka 25 kwi 2004, 1:00 Premier Indii Vajpayee zaszczepił Hindusom wiarę w siebie 96
  • Menu 25 kwi 2004, 1:00 Świat Moniuszko w Londynie Dwa przedstawienia "Strasznego dworu" i brytyjska premiera płyty z jego nagraniem dla EMI są najważniejszymi punktami wizyty naszej Opery Narodowej w Londynie (20-25 kwietnia). To pierwsza taka wyprawa i... 98
  • Proza oralnego niepokoju 25 kwi 2004, 1:00 Pornografia w feministycznym sosie - to najlepszy pomysł na kobiecą literaturę 100
  • Prawdziwy falsyfikat 25 kwi 2004, 1:00 Mona Liza z Luwru może być fałszerstwem 104
  • Miecz, który mówi 25 kwi 2004, 1:00 W "Kill Bill vol. 2" Tarantino okpił widzów pierwszej części filmu. 106
  • Książę niegrzeczny 25 kwi 2004, 1:00 Prince kontra Michael Jackson 108
  • DVD Kamila Śmiałkowskiego 25 kwi 2004, 1:00 Recenzje 109
  • Perły do lamusa? 25 kwi 2004, 1:00 W "Powrocie" - rodzinnej psychodramie - odżywa duch wielkiej kultury rosyjskiej, z Dostojewskim na czele 110
  • Sława i chała 25 kwi 2004, 1:00 Recenzje - książki, albumy, kino 111
  • Organ Ludu 25 kwi 2004, 1:00 TRYBUNA PRZYMIERZA MIĘDZY DAWNYMI A MŁODYMI Nr 17 (82) Rok wyd. 3 WARSZAWA, wtorek 20 kwietnia 2004 r. Cena + VAT + ZUS + akcyza Prymas Józef Glemp zalecił w przeddzień przyjęcia nas do UE ścisły post. Spotkało się to z powszechnym... 112
  • Skibą w mur - Czapka 25 kwi 2004, 1:00 Do ABW zaczęły spływać podania o pozwolenie na kupno czapki niewidki. Okazało się, że ludzi, którzy chcą zniknąć na jakiś czas, jest bardzo dużo 114