Инструменты и расчеты

Использование управляемой термоядерной реакции в энергетике — дело очень важное, нужное для экономики. Но задача до сих пор остается до конца не решенной. Необходимо продолжать работу. Солнечная энергия. К возобновляемым источникам энергии, т. е. к тем, ресурсы которых не уменьшаются в зависимости от деятельности человека, относятся: солнечная энергия, гидроэнергия, энергия ветра, энергия морских приливов и волн.
Наибольшая неравномерность толщины покрытий образуется в пазах, канавках и глубоких отверстиях, поэтому желательно, чтобы они были широкими и подальше располагались друг от друга. Их поверхность целесообразно делать изогнутой (цилиндрической, сферической), а прямоугольные канавки проектировать так, чтобы их ширина была по крайней мере в 3 раза больше глубины.
Сближению атомов противостоят электростатические силы отталкивания (ядра атомов имеют одинаковый положительный заряд), и, чтобы оно произошло, необходимо, чтобы взаимодействующие частицы обладали большой кинетической энергией. Другими словами, вещество должно иметь в отличие от реакции деления ядер очень высокую температуру, измеряемую многими десятками миллионов градусов. Именно по этой причине реакция синтеза ядер названа термоядерной.
Во многих странах больше всех загрязняют атмосферу автомобили. Отопительные установки жилых зданий также вызывают загрязнение атмосферы. Что касается ТЭС, то в результате хорошо организованного в большинстве котлов процесса горения (практически полного сгорания топлива) содержание СО и сажи в продуктах сгорания невелико.
Как же обстоит дело в настоящее время с достижением необходимых значений температуры плазмы, концентрации ядер атомов и времени удержания? Необходимая для D + T-реакции температура, равная 100 млн. градусов, пока еще не достигнута. Удалось, правда, подойти к ней довольно близко. Возможно, что для достижения требуемой температуры окажется целесообразным вспрыскивать в плазму разогнанные в ускорителе элементарные частицы высокой энергии.
Следует заметить, что тяжелый изотоп водорода тритий — вещество радиоактивное, период его полураспада — около 12 лет. Поэтому тритий на Земле практически не встречается. Но это не создает безвыходного положения. Вспомним, что плутония (239Ри) тоже не было на Земле. Однако теперь 239Ри является одним из самых распространенных ядерных топлив для атомных реакторов.
Проблемы использования атомного реактора на быстрых нейтронах, транспорта энергии и ее аккумулирования, энергетики и охраны окружающей среды уже обсуждались на страницах этой книги. Все они представляют первостепенный интерес для энергетики завтрашнего дня. В этой главе мы хотим рассказать о термоядерной энергетике, возобновляемых источниках энергии, методах прямого преобразования энергии, искусственном жидком топливе.
В гибридном ядерно-термоядерном реакторе бланкет должен содержать исходное ядерное топливо («атомное сырье»), 23U или 232Тп, под действием очень быстрых нейтронов, излучаемых плазмой, оно преобразуется в 23чРи или 233U, атомные ядра которых обладают свойством самопроизвольного деления.
Разумеется, для возникновения термоядерной реакции тоже должны выполняться условия, определяемые критерием Лоусона. Следовательно, для возникновения D + T-реакции произведение плотности плазмы (концентрации ядер атомов дейтерия и трития) и времени удержания должно быть не менее определенной величины, зависящей от температуры и определяемой критерием Лоусона.
Большое значение имеют размеры аккумулятора тепла (вспомним критическую массу для ядерного горючего). Чем больше объем его рабочего тела, тем меньше отношение его поверхности к объему и, следовательно, меньше относительные (удельные) потери тепла (например, отнесенные к единице запасенного тепла или к единице массы рабочего тела). Электрические аккумуляторы. Мы рассмотрели некоторые типы аккумуляторов энергии, которые применяются в настоящее время. А как обстоит дело с аккумуляторами, накапливающими непосредственно электрическую энергию, без преобразования ее на время «хранения» в другие виды энергии? Есть ли в этой области интересные идеи?