Проблема управляемого термоядерного синтеза

"Технически" суть реакции заключается в  том, что в результате соединения  двух атомов дейтерия образуется  третий — изотоп водорода, известный  как тритий, и нейтрон, характеризующийся  колоссальным количеством энергии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1 Проблемы магнитного удержания плазмы

Трудности, связанные с магнитным удержанием плазмы, можно в принципе обойти, если сжигать ядерное горючее за чрезвычайно малые времена, когда нагретое вещество не успевает разлететься из зоны реакции. Согласно критерию Лоусона, полезная энергия при таком способе сжигания может быть получена лишь при очень высокой плотности рабочего вещества. Чтобы избежать ситуации термоядерного взрыва большой мощности, нужно использовать очень малые порции горючего, исходное термоядерное топливо должно иметь вид небольших крупинок (диаметром 1-2 мм), приготовленных из смеси дейтерия и трития, впрыскиваемых в реактор перед каждым его рабочим тактом. Главная проблема здесь заключается в подведении необходимой энергии для разогрева крупинки горючего. В настоящее время (1976) решение этой проблемы возлагается на применение лазерных лучей

или интенсивных  электронных пучков. Исследования в  области УТС с применением лазерного нагрева были начаты в 1964; использование электронных пучков находится на более ранней стадии изучения - здесь выполнены пока сравнительно немногочисленные эксперименты.

Оценки  показывают, что выражение для  энергии W, которую необходимо подводить к установке для обеспечения работы реактора, имеет вид:

     Дж

Здесь h - выражение  общего вида для кпд устройства и a - коэффициент сжатия мишени. Как показывает написанное равенство, даже при самых оптимистических допущениях относительно возможного значения h величина W при a = 1 получается несоразмерно большой. Поэтому только в сочетании с резким увеличением плотности мишени (примерно в 104 раз) по сравнению с исходной плотностью твёрдой (d, t) мишени можно подойти к приемлемым значениям W. Быстрое нагревание мишени сопровождается испарением её поверхностных слоев и реактивным сжатием внутренних зон. Если подводимая мощность определённым образом программирована во времени, то, как показывают вычисления, можно рассчитывать на достижение указанных коэффициентов сжатия. Другая возможность состоит в программировании радиального распределения плотности мишени. В обоих случаях необходимая энергия снижается до 106 Дж, что лежит в пределах технической осуществимости, учитывая стремительный прогресс лазерных устройств.

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Экономические проблемы

 

При создании УТС предполагается, что это будет  крупная установка, оснащенная мощными компьютерами. Это будет целый маленький город. Но в случае аварии или поломки оборудования, работа станции будет нарушена.

Это не предусмотрено например в современных проектах АЭС. Считается что главное их построить, а что будет потом не важно.

Но в  случае отказа 1 станции много городов  останется без электроэнергии. Это  можно наблюдать на примере АЭС  в Армении. Вывоз радиоактивных  отходов стал очень дорог. По требованию зеленых АЭС была закрыта. Население  осталось без электроэнергии, оборудование электростанции износилось, а деньги выделенные международными организациями на восстановление были растрачены.

Серьезной экономической проблемой является дезактивация заброшенных производств, где производилась переработка  урана. Например "в городе Актау - собственный маленький "чернобыль". Он расположен на территории химико-гидрометаллургического завода (ХГМЗ). Излучение гамма-фона в цехе по переработке урана (ГМЦ) местами достигает 11000 микрорентген в час, средний уровень фона - 200 микрорентген (Обычный естественный фон от 10 до 25 микрорентген в час). После остановки завода здесь вообще не проводилась дезактивация. Значительная часть оборудования, около пятнадцати тысяч тонн, имеет уже неснимаемую радиоактивность. При этом столь опасные предметы хранятся под открытым небом, плохо охраняются и постоянно растаскиваются с территории ХГМЗ.

Поэтому раз не существует вечных производств, в связи с появлением новых  технологий УТС может быть закрыта  и тогда предметы, металлы c предприятия  попадут на рынок и пострадает местное население.

В системе  охлаждения УТС будет использоваться вода. Но по данным экологов, если брать  статистику по АЭС, вода из этих водоемов не пригодна для питья.

По данным экспертов, водоем полон тяжелых  металлов (в частности, тория-232), и  в некоторых местах уровень гамма-излучения  достигает 50 - 60 микрорентген в час.

То есть сейчас, при строительстве АЭС  не предусматриваются средства, которые  бы возвращали местность в первоначальное состояние. И после закрытия предприятия  никто не знает как захоронить накопившиеся отходы и очистить бывшее предприятие.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Медицинские проблемы

 

К вредным  воздействиям УТС относится выработка  мутантов вирусов и бактерий, вырабатывающих вредные вещества. Особенно это касается вирусов и бактерий, находящихся  в теле человека. Появление злокачественных  опухолей и заболевания раком, будет скорее всего распространенным заболеванием жителей поселков, живущих рядом с УТС. Жители всегда больше страдают, так как у них нет никаких средств защиты. Дозиметры дороги, а лекарства недоступны. Отходы от УТС будут сбрасывать в реки, стравливать в воздух или закачивать в подземные пласты, что происходит сейчас на АЭС.

Помимо  повреждений, проявляющихся вскоре после облучения в больших  дозах, ионизирующее излучение вызывает отдаленные последствия. В основном канцерогенез и генетические нарушения, которые могут возникнуть при  любых дозах и характере облучения( разовом, хроническом, локальном).

По сообщениям от врачей, которые регистрировали заболевания работников АЭС, сначала  идут сердечно сосудистые заболевания( инфаркты), затем рак. Сердечная мышца истончается под действием радиации, становиться дряблой, менее прочной. Встречаются совсем непонятные заболевания. Например отказ работы печени. Но почему это происходит, никто из врачей до сих пор не знает. При попадании радиоактивных веществ при аварии в дыхательные пути врачи вырезают поврежденные ткани легкого и трахеи и инвалид ходит с переносным устройством, для дыхания

 

 

 

Заключение

 

Человечеству  нужна энергия, причем потребности  в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Конечны также и  запасы ядерного топлива - урана и  тория, из которого можно получить в  реакторах-размножителях плутоний. Практически неисчерпаемы запасы термоядерного топлива – водорода.

В 1991 году впервые удалось получить существенное количество энергии - приблизительно 1.7 миллион ватт в результате управляемого ядерного синтеза в Объединенной европейской лаборатории (Торус). В  декабре 1993 года, исследователи в  Принстонском университете использовали реактор типа токамак для реакции синтеза, чтобы произвести управляемую ядерную реакцию, выделенная энергия равнялась 5.6 миллионов ватт. Однако, и в реакторе типа токамак и в лаборатории Торус затратили большее количество энергии, чем было получено.

Если  получение энергии ядерного синтеза  станет практически доступным, то это  даст безграничный источник топлива

 

 

Список использованной литературы

 

1. Журнал "Новый взгляд" (Физика; Для будущей элиты).

2. Академия энергетика (аналитика; идеи; проекты).

3. Люди и атомы (Уильям Лоуренс).

4. Элементы вселенной (Сиборг и Вэленс).

5. Советский Энциклопедический Словарь.

6. Энциклопедия Encarta 96.

7. Астрономия- http://www.college.ru./astronomy.