Од електрични автомобили до центри за податоци за вештачка интелигенција (ВИ), технологиите што луѓето ги користат секојдневно бараат сè повеќе електрична енергија. Во теорија, нуклеарната фузија - процес што ги спојува атомите заедно, ослободувајќи топлина за да ги врти генераторите - би можел да обезбеди огромни резерви на енергија со минимални емисии. Но, нуклеарната фузија е скапа перспектива бидејќи едно од нејзините главни горива е ретка верзија на водород наречен тритиум.
Сега истражувачите развиваат нови системи за користење нуклеарен отпад за производство на тритиум.
Теренс Тарновски, физичар во Националната лабораторија во Лос Аламос, ги презентирал своите резултати на есенскиот состанок на Американското хемиско друштво, кое се одржува од 17 до 21 август.
Денешните нуклеарни централи генерираат енергија преку процес наречен нуклеарна фисија. За време на нуклеарната фисија, атомот на плутониум или ураниум се дели, за да ослободи енергија и честички наречени неутрони, кои потоа делат повеќе атоми. Оваа верижна реакција на фисија обезбедува постојан проток на енергија, но исто така резултира со долготраен нуклеарен отпад.
Предложените електрани со нуклеарна фузија би генерирале енергија со комбинирање на атомски јадра. Со фузија, форми на водород, наречени деутериум и тритиум би се соединиле за да создадат потешки атоми. Овој процес, кој ги напојува ѕвездите во универзумот, ослободува голема количина на енергија и, за разлика од фисијата, произведува многу малку радиоактивен отпад.
Иако деутериумот е лесно достапен, САД моментално немаат безбедно и предвидливо снабдување со тритиум. Тритиумот се јавува природно во горната атмосфера. А моменталниот главен комерцијален извор се фисионите реактори во Канада.
-Вкупниот инвентар на тритиум на планетата е околу 55 плус или минус 31 фунта (25 плус или минус 14 килограми). Правејќи некои претпоставки, 55 фунти (25 килограми) се доволни за напојување на повеќе од 500.000 домови за шест месеци. Ова е повеќе од станбените единици во Вашингтон - вели Тарновски.
За разлика од своите резерви на тритиум, САД имаат илјадници тони нуклеарен отпад произведен од комерцијални нуклеарни централи. Содржи високо радиоактивни материјали кои бараат скапо складирање, за да се чуваат безбедно. Долгорочното складирање предизвикува загриженост за протекување на зрачење во животната средина, со потенцијал да им наштети на растенијата и дивиот свет или да предизвика рак кај луѓето.
Значи, Тарновски видел можност да ја процени изводливоста на користење на сè уште радиоактивен нуклеарен отпад, за генерирање вреден тритиум. Тој спровел повеќе компјутерски симулации на потенцијални тритиумски реактори за да го процени производството и енергетската ефикасност на дизајните.
Симулираните дизајни на реактори користат забрзувач на честички за да ги започнат реакциите на разделување на атоми во нуклеарниот отпад. Како што атомите се делат во симулацијата, тие ослободуваат неутрони и на крајот произведуваат тритиум по серија други нуклеарни транзиции. Функцијата за забрзување би им овозможила на операторите да ги вклучуваат или исклучуваат овие реакции и се смета за побезбедна од верижните реакции што се случуваат во типична нуклеарна централа.
Тарновски проценува дека овој теоретски систем што работи на 1 гигават енергија, или вкупните годишни енергетски потреби на 800.000 американски домови, би можел да произведе околу 4,4 фунти (2 килограми) тритиум годишно. Оваа количина е на исто ниво со вкупното годишно производство од сите реактори во Канада.
Клучна предност на системот на Тарновски би била ефикасноста на производството на тритиум. Тој проектира дека дизајнот би произведувал повеќе од 10 пати повеќе тритиум од фузиски реактор, со иста термичка моќност.
Сето ова може да изгледа сложено, но за Тарновски сето тоа е дел од план за користење на постоечката технологија за намалување на трошоците.
-Енергетските транзиции се скап бизнис и секогаш кога можете да го олесните процесот, треба да се обидете – заклучил тој.
Извор: techxplore.com
Фото: Freepik