Jadrová syntéza
Z Wikipédie
Jadrová fúzia alebo jadrová syntéza je proces opačný k jadrovému rozpadu.
Dve jadrá sa spoja a dohromady vytvoria jedno väčšie. Principiálne je možné spájať ľubovoľné jadrá. Na získavanie energie z jadrovej fúzie však možno použiť iba jadrá medzi vodíkom a železom.
Obsah |
[úprava] Princíp
Dve jadrá sú kladne nabité a dostať ich k sebe tak blízko, aby sa mohli zlúčiť (aby mohli účinkovať jadrové sily), je možné len ak im udelíme vysokú rýchlosť (tj. ich poriadne zahrejeme = ohrieva sa vysokofrekvenčným rádiovým vlnením). Teplota musí dosiahnuť niekoľko miliónov stupňov celzia (približne 15000000°C). Takúto teplotu neznesie žiaden materiál, preto musí byť "horiace" palivo oddelené od stien zariadenia vákuom. Látky pri týchto teplotách sú už v stave plazmy, to znamená, že sú úplne ionizované, preto je možné na ich izoláciu použiť magnetické pole, ktoré udrží palivo v bezpečnej vzdialenosti od stien. Po naštartovaní reakcie sa palivo zahrieva aj energiou uvoľnenou z fúznej reakcie. Aby sa reakcia udržala, musí byť hustota atómov v reaktore pomerne veľká, o čo sa stará silné magnetické pole.
[úprava] Reakcie
Principiálne môžno zlúčiť dve ľubovoľné jadrá. Ba čo viac, maximalny energetický prínos by mala taká reakcia, pri ktorej sa zlúčia voľné protóny a neutróny do výsledného jadra. Pravdepodobnoť takéhoto javu je však veľmi nízka. Preto sa uvažuje len o zlučovaní dvoch jadier.
d(t,n)4He
d(d,n)3He
[úprava] Syntéza medzi tríciom a deutériom
Na produkciu energie by bola použitá reakcia plynného deutéria a plynného trícia. Deutérium sa nachádza vo vode (v 500 hektolitroch vody je asi 1kg deutéria), trícium by sa muselo vyrábať z lítia. Produktom reakcie je čisté hélium, neutrón a asi 17 MeV energie. Táto energia je vo forme kinetickej energie rozdelená v pomere hmotností vzniknutého hélia a neutrónu.
Časť tejto energie sa použije na udržanie reakcie, väčšia časť ale bude zahrievať výmenníky a tvoriť energetický zisk. Najbližšie k tomuto cieľu sa zatiaľ principiálne dostal TOKAMAK. Ropné krízy urýchlili výskum a stavbu veľkého tokamaku JET v anglickom Culhame, je však prevádzkovaný v pulznom režime. Dokáže na jeden pulz vyrobiť až 22 MJ energie a podarilo sa mu dosiahnuť 65% výťažnosť (pomer vyprodukovanej/vstupnej energie), čiže zatiaľ je stratový.
Budúcnosť tejto technológie sa dnes vkladá do projektu ITER - stavby najväčšieho Tokamaku na svete s nadnárodnou účasťou EU, Japonska, Číny, USA, Ruska a Kórei.
[úprava] Miesto
ITER bude postavený v Cadarache vo Francúzsku.
