Energetyka termojądrowa – nadzieja przyszłości

Dagmara Kalinowska, Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii

Środowiska

Znaczenie energii jądrowej w życiu człowieka• Energia jądrowa ma dla ludzkości niezwykłe znaczenie, może

stać się zarówno wielkim dobrodziejstwem, jak i nieobliczalnym w skutkach złem.

W produkcji energii elektrycznej dominują państwa wysokorozwinięte gospodarczo oraz największe pod względem liczby ludności państwa rozwijające się.

Na drugim miejscu pod względem wielkości produkcji energii znalazły się elektrownie jądrowe (atomowe), dostarczające 17,1% światowej produkcji energii elektrycznej.

Najwięcej energii pochodzącej z elektrowni jądrowych produkowały: Stany Zjednoczone, Francja, Japonia, Niemcy i Rosja, aczkolwiek tylko w przypadku Francji elektrownie atomowe

dostarczają aż 74,3% ogółu produkowanej energii elektrycznej.

• Trzeba już dzisiaj uwzględniać przyszły wpływ tego nowego rodzaju energii na wszelkie przejawy życia społecznego i indywidualnego, a także zastanowić się nad innymi rozwiązaniami w dziedzinie energetyki.

Energia termojądrowa

• Energia jądrowa może się wyzwalać nie tylko w procesach rozszczepienia ciężkich jąder atomowych, ale również w reakcjach syntezy (tj. łączenia) jąder najlżejszych w jądra cięższe.

• W temperaturze wielu milionów stopni, jaka panuje np. we wnętrzu Słońca i innych gwiazd, energia ruchu cieplnego jest tak duża, że wystarcza do pokonania sił kulombowskich między jądrami, co umożliwia połączenie tych jąder.

• Procesy łączenia jąder atomowych, które zachodzą na skutek ruchów termicznych w bardzo wysokich temperaturach, nazywamy reakcjami syntezy termojądrowej, a wydzieloną w tych procesach energię - energią termojądrową.

Sztuczne Słońce we Francji

• ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) (łac. droga) – międzynarodowy projekt badawczy, którego celem jest zbadanie możliwości produkowania na wielką skalę energii z fuzji jądrowej. Głównym zadaniem jest budowa wielkiego tokamaka, wzorowanego na wcześniej budowanych mniejszych. Projekt jest przewidywany na 30 lat (10 lat budowy i 20 lat pracy reaktora), i ma kosztować w przybliżeniu 10 miliardów €.

Położenie ITER (Cadarache, Francja) Wnętrze tzw. torusa, w którym wytwarzana jest plazma

• Pierwszy zapłon przewidywany jest na rok 2016. Według projektów ITER ma każdorazowo podtrzymywać reakcję fuzyjną przez około 1000 sekund, osiągając wydajność 500 MW.

Budowa elektrowni termojądrowej

Wady i zalety projektu ITER

• Wady: Protesty Greenpeace, Olbrzymie koszty realizacji projektu, który i tak nie będzie generowała

energii, Takie rozwiązanie uważa się za niepraktyczne z powodów technicznych.

• Zalety: W reaktorze fuzyjnym nie może zajść żadna niekontrolowana reakcja, W razie awarii reaktor ma tendencję do samowygaszania, Zastosowanie fuzji na masową skalę pozwoliłoby uzyskiwać energię bez

zagrożenia dla środowiska naturalnego, Konsekwencją ww. plusów, byłaby całkowita rezygnacja z elektrowni

zasilanych paliwami kopalnianymi oraz zaprzestanie ich wydobycia, Uniezależnienie ludzkości od ograniczeń związanych z eksploatacją energii.

„Radziecka idea”

• Historia kontrolowanej syntezy jądrowej sięga połowy ubiegłego wieku, kiedy to radzieccy naukowcy – Andriej Sacharow i Igor Tamm – zbudowali tzw. TOKAMAK, czyli urządzenie, w którym potężne pole magnetyczne wytwarza i kontroluje uformowaną w kształt plazmę.

• Zasada tokamaka z pokazanym sznurem plazmowym (rys. oryg.

Forschungszentrum Jülich GmbH)

• Elektrownia termojądrowa jest rozwinięciem idei tokamaka.

„Nadzieja przyszłości”

• Potężne wybuchy termojądrowe można wykorzystywać do wielkich robót ziemnych, do kopania ogromnych kanałów lub drążenia podziemnych zbiorników.

• Istnieją także projekty uzyskiwania energii z podziemnych eksplozji termojądrowych. W warunkach laboratoryjnych i przemysłowych nie można jednak jako zapalnika stosować bomb atomowych.

KONIEC.

Dziękuję13.01.2011r. Politechnika Wrocławska