Fuzijska energija

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Zajednički evropski eksperiment magnetne fuzije Torus (JET) 1991

Fuzijska energija je predloženi oblik proizvodnje energije koja bi proizvodila električnu energiju korištenjem toplote iz reakcija nuklearne fuzije. U procesu fuzije, dva lakša atomska jezgra spajaju se da tvore teže jezgro, oslobađajući energiju. Uređaji namijenjeni iskorištavanju ove energije poznati su kao fuzijski reaktori.

Fuzijski procesi zahtijevaju gorivo i zatvoreno okruženje s dovoljnom temperaturom, pritiskom i vremenom zatvaranja za stvaranje plazme u kojoj može doći do fuzije. Kombinacija ovih brojki koja rezultira sistemom za proizvodnju energije poznata je kao Lawsonov kriterij. U zvijezdama je najčešće gorivo vodik, a gravitacija osigurava izuzetno dugo vrijeme zatvaranja koje dostiže uslove potrebne za proizvodnju fuzijske energije. Predloženi fuzijski reaktori općenito koriste izotope vodika, kao što su deuterij i tricij (a posebno mješavinu ova dva), koji reaguju lakše od vodika i omogućuju im da ispune zahtjeve Lawsonovog kriterija u manje ekstremnim uslovima. Većina dizajna nastoji zagrijati svoje gorivo na oko 100 miliona stepeni, što predstavlja veliki izazov u stvaranju uspješnog dizajna.

Očekuje se da će nuklearna fuzija kao izvor energije imati mnoge prednosti u odnosu na fisiju. To uključuje smanjenu radioaktivnost u radu i malo nuklearnog otpada visokog nivoa, velike zalihe goriva i povećanu sigurnost. Međutim, pokazalo se da je potrebnu kombinaciju temperature, pritiska i trajanja teško proizvesti na praktičan i ekonomičan način.

Istraživanje fuzijskih reaktora počelo je 1940-ih, samo jedan dizajn, inercijalna zatvorena laserska mašina za fuziju u američkom nacionalnom postrojenju za paljenje, je konačno proizvela pozitivan faktor povećanja energije fuzije, tj. više izlazne snage nego ulazne.[1][2][3]

Drugo pitanje koje utiče na uobičajene reakcije je upravljanje neutronima koji se oslobađaju tokom reakcije, a koji vremenom razgrađuju mnoge uobičajene materijale koji se koriste u reakcijskoj komori.

Istraživači fuzije su istraživali različite koncepte zatvaranja. Rani naglasak je bio na tri glavna sistema: z-pinč, stelarator i magnetno ogledalo. Trenutni vodeći dizajni su tokamak i inercijalno ograničenje (ICF) laserom. Oba dizajna se istražuju u vrlo velikim razmjerima, posebno ITER tokamak u Francuskoj i laser National Ignition Facility (NIF) u Sjedinjenim Državama. Istraživači proučavaju i druge dizajne koji mogu ponuditi jeftinije pristupe. Među ovim alternativama, postoji sve veći interes za magnetiziranu fuziju cilja i inercijsku elektrostatičku konfinaciju, te nove varijacije stelaratora.

Sunce je, kao i druge zvijezde, prirodni fuzijski reaktor, gdje zvjezdana nukleosinteza pretvara lakše elemente u teže elemente uz oslobađanje energije.

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Chang, Kenneth (13. 12. 2022). "Scientists Achieve Nuclear Fusion Breakthrough With Blast of 192 Lasers". The New York Times (jezik: engleski). ISSN 0362-4331. Pristupljeno 14. 12. 2022.
  2. ^ "DOE National Laboratory Makes History by Achieving Fusion Ignition". Energy.gov (jezik: engleski). Pristupljeno 14. 12. 2022.
  3. ^ CNN, By <a href="/profiles/adrienne-vogt">Adrienne Vogt</a>, Mike Hayes, <a href="/profiles/ella-nilsen">Ella Nilsen</a> and <a href="/profiles/elise-hammond">Elise Hammond</a> (13. 12. 2022). "December 13, 2022 US officials announce nuclear fusion breakthrough". CNN (jezik: engleski). Pristupljeno 14. 12. 2022.