• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Małe bomby wodorowe na Mazowszu

    22.03.2012. 07:25
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Synteza termojądrowa, taka jak odbywa się w Słońcu lub w bombie wodorowej, jest potencjalnym nowym źródłem energii. Nad wywoływaniem tej reakcji pracują uczeni z warszawskiego Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy. Wkrótce zyskają nowy sprzęt.



    Warszawskim uczonym ma pomóc w badaniach modernizacja laboratorium i zakup dodatkowego sprzętu. Instytut uzyskał na ten cel 3,6 mln zł z mazowieckiego regionalnego programu operacyjnego. Nowa aparatura może trafić do instytutu w pierwszym kwartale przyszłego roku. W środę 21 marca modernizowane laboratorium zwiedził marszałek województwa mazowieckiego Adam Struzik.

    Plazma jest nazywana czwartym stanem skupienia - materia rozgrzewa się tak bardzo, że elektrony oddzielają się od atomów - pozostawiając swobodne jony, czyli jądra atomowe. Jeśli temperatura jeszcze wzrośnie, może dojść do połączenia jąder, czyli właśnie syntezy termojądrowej. Wtedy z jąder lekkiego pierwiastka powstaje jądro cięższego i wydziela się energia.

    Najbliższy efektywnie działający termojądrowy reaktor energetyczny to Słońce, w którym dochodzi do syntezy jąder wodoru, z których powstaje hel. Wydzielająca się w tym procesie energia dociera do nas w postaci światła. Taką reakcję wykorzystano też do budowy śmiercionośnej broni - bomby termojądrowej. Teraz ludzkość pracuje nad zaprzęgnięciem tych reakcji do pracy i produkowania elektryczności. Naukowcy liczą, że uda się to podobnie jak udało się z reakcjami rozszczepienia jąder atomów, dzięki którym mamy energetykę jądrową.

    "Możliwości uzyskania energii termojądrowej w sposób kontrolowany są różne. Jedną z nich, najbardziej zaawansowaną, jest technika, wykorzystywana w programie ITER. To jest rodzaj transformatora, gdzie plazma jest podgrzewana prądem, falami elektromagnetycznymi i strumieniami cząstek. Uzyskuje się tam bardzo wysoką temperaturę, w której zachodzą reakcje termojądrowe. Na razie działa to w małej skali, ale planowany reaktor doświadczalny ma wytwarzać więcej energii, niż zostanie włożone do wywołania reakcji" - mówił w środę PAP zastępca dyrektora instytutu ds. naukowych prof. Jerzy Wołowski.

    Warszawscy badacze są członkami międzynarodowego konsorcjum, które realizuje program ITER. Bardziej ich jednak interesuje drugi sposób przeprowadzania reakcji termojądrowych - tzw. laserowa synteza, od której instytut ma część swojej nazwy. Już dawno zauważono bowiem, że odpowiednio skupiony promień lasera jest w stanie podgrzać materię do milionów stopni i wywołać w powstałej w ten sposób plazmie syntezę jąder.

    "Działają już dwie potężne instalacje. Jedna w Stanach Zjednoczonych, a druga we Francji. Są to programy w 80 proc. militarne. Zaniechano realnych prób z bronią termojądrową i postanowiono symulować to za pomocą laserów. Sferycznie oświetla się laserami maleńką kapsułkę, w której zamknięte są izotopy wodoru. Tam uzyskuje się reakcję termojądrową, taką jak w bombie, ale w mikroskali" - wyjaśnił fizyk. Uczeni znaleźli też sposób na to by obniżyć koszty całej procedury i nie oświetlać wodoru wieloma laserami z różnych stron, ale "podpalać" celnie wymierzonym pojedynczym promieniem.

    Idąc tym tropem uczeni starają się sprawdzić czy podpalanie laserami plazmy można wykorzystać do produkcji energii. Powstał międzynarodowy zespół badawczy o nazwie High Power laser Energy Research (HiPER) i trwa projektowanie prototypowej instalacji, która ma powstać gdzieś w Europie do 2030 r.

    Instytut Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy jest członkiem konsorcjum HiPER.

    PAP - Nauka w Polsce

    ula/ tot/bsz



    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Kontrolowana synteza termojądrowa - reakcja termojądrowa, która miałaby podlegać kontrolowanemu przebiegowi. Główną motywacją kontrolowania syntezy termojądrowej jest wykorzystanie jej jako źródła energii. Polywell ("wielostudnia") jest pomysłem na uwięzienie plazmy, który łączy elementy jej magnetycznego i inercyjnego elektrostatycznego uwięzienia, z ostatecznym celem uzyskania energii z reakcji kontrolowanej syntezy termojądrowej. Reaktor fuzyjny – reaktor jądrowy realizujący kontrolowaną syntezę termojądrową lekkich jąder, na przykład jąder trytu z jądrami deuteru (tzw. fuzji), w wyniku której powstaje jądro helu, wolny neutron i uwalnia się duża ilość energii. Do poprawnego działania reaktora potrzebne są potężne elektromagnesy mające na celu utrzymanie plazmy z dala od ścian reaktora.

    Broń jądrowa – rodzaj broni masowego rażenia wykorzystującej wewnątrzjądrową energię wydzielaną podczas niekontrolowanej łańcuchowej reakcji rozszczepienia jąder ciężkich pierwiastków (uranu i plutonu – broń atomowa) lub reakcji termojądrowej syntezy lekkich pierwiastków z wodorubomba wodorowa – o sile wybuchu znacznie większej od broni atomowej. Podobnie do każdego innego rodzaju broni, broń jądrowa jest trudna do jednoznacznego zdefiniowania. Według jednak amerykańskiego Departamentu Obrony, bronią jądrową jest kompletne urządzenie w jego zamierzonej ostatecznej konfiguracji, które po zakończeniu procedur i procesów uzbrojenia, fuzji oraz sekwencji odpalenia, zdolne jest do produkcji zamierzonej reakcji nuklearnej oraz uwolnienia energii. Magnetyczne uwięzienie plazmy, pułapka magnetyczna – podejście do uzyskania kontrolowanej syntezy termojądrowej, które wykorzystuje pole magnetyczne do uwięzienia paliwa dla syntezy jądrowej będącego plazmą.

    Europejskie Wspólne Przedsięwzięcie na rzecz Realizacji Programu ITER i Rozwoju Energii Termojądrowej, Fuzja dla Energii (ang. The European Joint Undertaking for ITER and the Development of Fusion Energy lub Fusion for Energy) – organizacja mająca na celu budowę eksperymentalnego reaktora termojądrowego (ITER) utworzona w ramach Euratomu 19 kwietnia 2007 roku na mocy decyzji Rady Europejskiej. Siedziba organizacji znajduje się w Barcelonie. Fuzja aneutronowa – jakakolwiek forma kontrolowanej syntezy termojądrowej, w której nie więcej niż 1% całkowitej uwolnionej energii jest unoszone przez neutrony. Ponieważ najłatwiejsza do wywołania synteza deuter-tryt (DT) uwalnia aż do 80% energii w postaci promieniowania neutronowego, jej stosowanie wymaga silnego ekranowania, zdalnego manipulowania i zapewnienia wymogów bezpieczeństwa. Udana aneutronowa synteza jądrowa znacznie ograniczyłaby te problemy. Energia unoszona przez naładowane cząstki mogłaby także być łatwiejsza do przetworzenia na prąd elektryczny. Wszystkie znane typy aneutronowej fuzji wymagają jednak znacznie bardziej ekstremalnych warunków (temperatury i ciśnienia) od wymaganych przez syntezę DT. Prowadzone są prace nad uzyskaniem aneutronowej fuzji przy wykorzystaniu metody polywell. Jednym z urządzeń mogącym wywołać w kontrolowany sposób warunki niezbędne do zajścia takiej fuzji jest Maszyna Z (Z machine) w Sandia National Laboratories.

    Dodano: 22.03.2012. 07:25  


    Najnowsze