Πυρηνική σύντηξη: Πυρηνική σύντηξη: Μια εύληπτη εισαγωγή

Οι επιστήμονες πραγματοποίησαν μια σημαντική ανακάλυψη στην πυρηνική σύντηξη, η οποία μπορεί να ανοίξει την πόρτα για άφθονη καθαρή ενέργεια στο μέλλον.

Η διαπίστωση αυτή ήταν εφικτή μόνο λόγω της έρευνας πάνω από μισό αιώνα για την πυρηνική σύντηξη.

Ακολουθεί μια εύληπτη εισαγωγή στην Πυρηνική Σύντηξη, ώστε να μπορέσετε να κατανοήσετε σωστά αυτά τα συναρπαστικά νέα.

Τι είναι η πυρηνική σύντηξη;

Η πυρηνική σύντηξη είναι ένα είδος πυρηνικής διαδικασίας που συμβαίνει όταν δύο ή περισσότεροι ατομικοί πυρήνες συνδυάζονται για να δημιουργήσουν έναν ενιαίο, μεγαλύτερο πυρήνα.

Οι αντιδράσεις σύντηξης συμβαίνουν σε μια κατάσταση της ύλης γνωστή ως πλάσμα, το οποίο είναι ένα θερμό, φορτισμένο αέριο που αποτελείται από θετικά ιόντα και ελεύθερα κινούμενα ηλεκτρόνια με χαρακτηριστικά που διαφέρουν από τα στερεά, τα υγρά ή τα αέρια.

Συνοψίζοντας, η πυρηνική σύντηξη είναι ο μηχανισμός μέσω του οποίου η Ο ήλιος και τα άλλα αστέρια αντλούν την ενέργειά τους.

Για παράδειγμα: Τα άτομα του τριτίου και του δευτερίου (ισότοπα υδρογόνου Υδρογόνο-3 και Υδρογόνο-2, αντίστοιχα) συνδυάζονται για να δημιουργήσουν ένα νετρόνιο και ένα ισότοπο ηλίου. Μαζί με αυτό, απελευθερώνεται μια τεράστια ποσότητα ενέργειας.

Η ενέργεια αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία ηλεκτρισμού ή την τροφοδοσία άλλων πραγμάτων. Και θεωρείται ότι είναι μια δυνητικά άπειρη και καθαρή πηγή ενέργειας.

Για να συντηρηθούν, οι πυρήνες πρέπει να έρθουν σε επαφή σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες, ίσως 10 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου. Λόγω της υψηλής θερμοκρασίας, έχουν αρκετή ενέργεια για να ξεπεράσουν την αμοιβαία ηλεκτρική τους αντίσταση. Όταν οι πυρήνες βρίσκονται πολύ κοντά ο ένας στον άλλο, η πυρηνική έλξη μεταξύ τους υπερνικά την ηλεκτρική άπωση και τους επιτρέπει να συγχωνευθούν και, ως αποτέλεσμα, να δημιουργήσουν ενέργεια.

Πυρηνική σύντηξη έναντι πυρηνικής σχάσης

Τόσο η σχάση όσο και η σύντηξη είναι πυρηνικές αντιδράσεις που μετατοπίζουν άτομα για την παραγωγή ενέργειας, αλλά ποια είναι η διαφορά μεταξύ των δύο;

Η σύντηξη είναι η ένωση δύο ελαφρύτερων ατόμων για την παραγωγή ενός μεγαλύτερου ατόμου, ενώ η σχάση είναι η διάσπαση ενός ατόμου στα δύο. Πρόκειται ουσιαστικά για αντίθετες διαδικασίες.

Η πρόβλεψη του Άλμπερτ Αϊνστάιν ότι η μάζα μπορεί να μετατραπεί σε ενέργεια ενέπνευσε την ανακάλυψη της διαίρεσης των πυρήνων. Οι επιστήμονες άρχισαν να πειραματίζονται το 1939 και ο Ενρίκο Φέρμι κατασκεύασε τον πρώτο πυρηνικό αντιδραστήρα ένα χρόνο αργότερα.

Ένα σε μεγάλο βαθμό ασταθές ισότοπο εκτοξεύεται με σωματίδια υψηλής ταχύτητας, γενικά νετρόνια που επιταχύνονται, αναγκάζοντάς τα να συγκρουστούν με το ασταθές ισότοπο, προκαλώντας σχάση και θρυμματισμό σε δύο μικρότερα ισότοπα, τρία νετρόνια υψηλής ταχύτητας και μια τεράστια ποσότητα ενέργειας. Το ουράνιο-235 χρησιμοποιείται ως νετρόνιο στη μεγάλη πλειονότητα των αντιδραστήρων πυρηνικής ενέργειας.

Η παραγόμενη ενέργεια χρησιμοποιείται για τη θέρμανση νερού σε πυρηνικούς αντιδραστήρες, οι οποίοι στη συνέχεια παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Ενώ τα νετρόνια υψηλής ταχύτητας εκτοξεύονται και γίνονται βλήματα, ξεκινούν νέες διαδικασίες σχάσης, γνωστές και ως αλυσιδωτές αντιδράσεις.

Η πυρηνική σχάση παράγει μεγάλη ποσότητα ραδιενεργών αποβλήτων, τα οποία μπορεί να είναι επικίνδυνα και πρέπει να αποθηκεύονται προσεκτικά - ίσως για εκατοντάδες χρόνια. Ενώ η πυρηνική σύντηξη παράγει καθαρή ενέργεια, χωρίς ραδιενεργά απόβλητα.

Αξίζει επίσης να επισημανθεί ότι η πυρηνική σχάση δεν είναι μια φυσική διαδικασία και πρέπει να προκληθεί, ενώ η πυρηνική σύντηξη είναι μια φυσική διαδικασία, π.χ. ο ήλιος παράγει ενέργεια μέσω πυρηνικής σύντηξης.

Γιατί είναι σημαντική η πυρηνική σύντηξη;

Οι αντιδραστήρες σύντηξης έχουν τη δυνατότητα να παρέχουν ενέργεια με ελάχιστες ή καθόλου εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, ραδιενεργά απόβλητα ή άλλες περιβαλλοντικές συνέπειες. Θα μπορούσαν να παρέχουν πρακτικά απεριόριστη παροχή καθαρής ενέργειας, μειώνοντας την εξάρτησή μας από τα ορυκτά καύσιμα και άλλες πεπερασμένες πηγές ενέργειας.

Επειδή οι αντιδραστήρες σύντηξης δεν παράγουν ραδιενεργά απόβλητα υψηλής ραδιενέργειας όπως οι αντιδραστήρες σχάσης, η διάθεσή τους θα είναι ευκολότερη. Επιπλέον, σε αντίθεση με τους αντιδραστήρες σχάσης, τα απόβλητα δεν θα περιλαμβάνουν ραδιενεργά στοιχεία οπλικού βαθμού.

Το επίτευγμα της πυρηνικής σύντηξης

Σύμφωνα με τους Financial Times, οι επιστήμονες κατάφεραν να απελευθερώσουν 2,5 MJ ενέργειας αφού χρησιμοποίησαν μόνο 2,1 MJ για να θερμάνουν το καύσιμο με λέιζερ. Η ανακάλυψη αυτή πρέπει να επικυρωθεί από την Εθνική Εγκατάσταση Ανάφλεξης (NIF) στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore στην Καλιφόρνια, αλλά πρόκειται για φανταστικά νέα.

Πρόκειται για ένα σημαντικό επιστημονικό επίτευγμα στον τομέα της πυρηνικής σύντηξης, κυρίως επειδή είναι η πρώτη φορά που οι επιστήμονες καθιέρωσαν επιτυχώς μια διαδικασία πυρηνικής σύντηξης με θετικό καθαρό ενεργειακό κέρδος.

Φυσικά, πρέπει να γίνει ακόμη περισσότερη δουλειά για να γίνει αυτή η επιλογή εφικτή, αλλά είναι ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός για την επιστήμη το γεγονός ότι οι επιστήμονες κατάφεραν να παράγουν περισσότερη ενέργεια από ό,τι όταν ξεκίνησαν το πείραμα. Αυτό παρέχει το πλαίσιο και το νόημα της έρευνας.

Διάδοση της οπτικής επιστημονικής επικοινωνίας σε όλο τον κόσμο

Διαδώστε το έργο σας σε όλο τον κόσμο χρησιμοποιώντας οπτικές αφίσες. Εκτός από το ότι κάνει το έργο σας πιο κατάλληλο για σύντομη ανάγνωση, μια επιδέξια δημιουργημένη αφίσα μπορεί να βοηθήσει το έργο σας να φτάσει σε ακροατήρια που δεν είχατε φανταστεί ποτέ. Οι αφίσες παραδίδονται και διαδίδονται ευκολότερα και σίγουρα μπορούν να κάνουν τους ανθρώπους να θυμούνται την έρευνά σας.

Χρησιμοποιήστε ένα εύκολο εργαλείο δημιουργίας αφίσας. Χρησιμοποιήστε το Mind The Graph.

Αύξηση της έρευνάς μου με εικονογραφήσεις