Ядерный сплав

Сначала ядерная энергия производит немного больше энергии, чем нормальная электростанция на органическом топливе, но без вредных вызывающих парниковый эффект газов (CO2). Однако реакции ядерного деления производят отходы в форме очень радиоактивных топливных стержней (Pu 239), которые должны быть в специальных местах сохранения и ждать несколько тысяч или миллионов лет, перед тем как они станут безвредными.

Так, энергия от этих растений привлекательна, но отходы входят в полное противоположное направление, которого человек желал бы. Как мы решаем это? Легко! Устраните вредное отработанное ядерное топливо, и прямо сейчас - это точно текущая тенденция в ядерном сплаве.

Возможен ли вообще ядерный сплав? Это походит на научную фантастику! Мало того, что это возможно, но ядерный сплав уже произошел в экспериментальных реакторах за морями, и новые экспериментальные реакторы строятся во время написания этой статьи, что проложит тропу к коммерческим реакторам сплава.

Ядерный сплав был успешен в нескольких реакторах стиля Токамака, которые используют магнитные поля, чтобы ограничить и управлять плазмой (высокотемпературный ионизированный газ), чтобы в основном создать миниатюрное солнце в контейнере. В течение многих лет, сплав считали непрактичным, потому, что энергия, необходимая выдерживать магнитное поле, так же как нагреть плазму способной к сплаву степени, была решительно больше, чем количество энергии, произведенной от маленьких реакций сплава. Это может фактически быть измерено тем, что называют фактором "Q".

Такие успешные эксперименты произошли в Объединенном европейском Торусе (торус, означает кольцевой) экспериментальном ядерном реакторе сплава в Оксфордшире, Англии. JET начал эксперименты в 1983 году и работал со сплавом материалов под названием Дейтерий и Тритий (оба изотопа водорода), который мог быть соединен или в безопасный гелий, или в радиоактивный изотоп гелия, который будет иметь полужизнь нескольких минут, по сравнению с несколькими тысячами лет текущих ядерных отходов.

JET проложил путь к ITER, Международному термоядерному экспериментальному реактору, который разработан, чтобы соединить промежуток между плазменными исследованиями и коммерческим сплавом. Реактор находится в строительной фазе за границей, и будет официально операционным в 2018 году. Этот ядерный реактор сделает следующий шаг в ядерное будущее, производящее ожидаемую мощность 500 Мегаватт в течение длительных 1000 секунд по сравнению с 16 MWs JET в течение приблизительно секунды. Окончательная цель ITER состоит в том, чтобы производить Q-уровней 10. Или 10 кратного количества энергии, чтобы начать реакцию.

Но действительно ли ядерный сплав зелен? Ответ - и да, и нет. Ядерный сплав - реалистическая выработка большого количества энергии без вредных, вызывающих парниковый эффект, газов и радиоактивных отходов. Но есть другие экологические проблемы со сплавом. Ядерный сплав производит тепловые нейтроны, которые бомбардируют внутреннюю металлизацию Токамака, который может иметь радиоактивный эффект в течение времени. Результат - производство материалов, которые не в таком же в изобилии как потраченное на расщепление топливо, но все же требующие избавления, тем же самым способом.

Однако мы должны помнить, что ядерный сплав находится все еще в экспериментальных стадиях. Одна из целей ITER состоит в том, чтобы проектировать и проверять специальные магниты суперпроведения и компоненты, способные противостоять этим тепловым нейтронам и чрезвычайно высоким температурам.

Когда дело касается ядерной энергии и зелёности, есть также другие области для исследования. Сплав может произвести высокие уровни энергии в будущем, что могло бы заменить все наши заводы расщепления ископаемых растений через 50-100 лет. Но, что, если они никогда не решат проблему радиоактивных отходов? Что же с отходами, которые уже произведены? Хорошо, что так случилось, что ученые и физики в Университете Техаса в Остине, спроектировали машину и процесс, который комбинирует ядерный сплав и расщепление, который расщепляет радиоактивные отходы в ядерную энергию.

Красивая часть этого - то, что эта машина уничтожает отходы и в то же самое время создаёт энергию. Она основана на проекте Токамака и использует концепции сплава, обернутого в одеяло расщепления, чтобы стабилизировать реакцию. Ядерные отходы тогда питаются реактором и "сжигаются" при чрезвычайно высоких температурах. Отходы тогда становятся топливом, которое увековечивает реакцию. Согласно Майку Коченреутэру, старшему исследователю в Институте Исследований Сплава (IFS) и Отдела физики, "Мы создали способ использования сплава для относительно недорого разрушения отходов от ядерного деления.