szivar#101
A következő, viszonylag érdekes és a témához szorosan csatlakozó irományt találtam a neten, amitől talán egy kicsit felhomályosul mindenki (én is) a témáról. Bocsánat a copyzásért.
...
A nukleáris energiatermelés alapja abban a tényben rejlik, hogy az atommagokban az
egy-egy nukleonra (protonra vagy neutronra) és kötési energia az 50-es tömegszám (a vas
atommagja) környékén a legnagyobb, ezek tehát a legerősebben kötött atommagok. Az ennél nagyobb atommagok kisebbekre hasításával növekszik a kötés erőssége, és így energia szabadítható fel. Ezt a folyamatot használják a mai nukleáris erőművek.
Másik energiafelszabadítási lehetség, hogy kis atommagokat egyesítünk nagyobbakká, mint ahogy az a Napban is zajlik. Ezt nevezzük magfúziónak. Sajnos ez a folyamat csak akkor következik be, ha az atommagok nagyon közel kerülnek egymáshoz. Az atommagok pozitív elektromos töltéssel rendelkeznek, így egymást taszítják, csak akkor tudnak egymás közelébe férkőzni, ha elég nagy sebességgel ütköznek össze. A részecskék gyors mozgása azt jelenti, hogy magas a közeg hőmérséklete, mégpedig a számítások szerint körülbelül 100 millió Celsius fok. Ilyen forró anyagot nem lehet semmilyen tartályban tárolni, mivel az anyaga elpárologna. Ezen a hőmérsékleten a részecskék intenzív ütközése még az elektronokat is leszakítja az atommagokról, és az atomok szétesnek szabad atommagokra (ionokra) és elektronokra. Ezt az atommag-elektron levest hívjuk plazmának. Emberi szemmel a plazmaállapot nagyon különlegesnek tűnik, pedig valójában a világegyetem nagy része plazmaállapotban van. Napunk is egy hatalmas plazmagömb, amelyben a forró anyag egybentartásáról a hatalmas gravitációs erő gondoskodik.
...
Számítások szerint a legkisebb hőmérséklet a deutérium és a trícium (a hidrogén két izotópja) atommagok egyesüléséhez kell. A reakciókban egy deutérium és egy trícium
atommagból egy neutron és egy hélium atommag ( alpha részecske) keletkezik, ahogy azt az 1. ábra mutatja. Deutérium a természetes vízben szinte korlátlanul rendelkezésre áll. A reakcióban keletkez neutron segítségével a természetben csak nyomokban elforduló tríciumot lítiumból lehet elállítani, így egy elképzelt magfúziós reaktor deutériumot és lítiumot alakítana át héliummá (2. ábra). A lítium szintén a Földön elforduló leggyakoribb elemek közé tartozik. A kiinduló anyagok korlátlanul rendelkezésre állnak, nem radioaktívak és nem keletkeznek radioaktív végtermékek sem. A reakció hatásosságára jellemző, hogy egy mai tipikus méretű erőmű üzemeltetéséhez naponta csak kb. 1 kg üzemagyagra lenne szüksége. Természetesen működése közben egy fúziós reaktor szerkezete is radioaktív lenne, de számítások szerint a leállítása után néhány évtizeddel sugárzása annyira lecsökkenne, hogy szabadon szétszedhetővé és újrafelhasználhatóvá válna.
A deutérium-trícium fúzió további sajátossága, hogy a keletkező hélium atommagok (alfa részecskék) elég könnyen leadják energiájukat a plazmában. Ha ez elegendően nagy
mennyiségben történik meg, akkor bekövetkezik a gyújtás, a „fúziós égés” önfenntartóvá
válik. Természetesen azonnal fel kell tenni a kérdést, hogy ezen a módon nem válik-e a
berendezés szabályozhatatlanná, nem robban-e fel. A válasz egyértelmű: a folyamat egy
hőmérséklet elérése után mindenképpen stabilizálódik, mivel a fúziós reakció hatásfoka csökkenni kezd, a plazma hővesztesége viszont mindig nő a hőmérséklet növekedésével.
Az energiatermelés receptje tehát világos: végy egy deutérium-trícium gázkeveréket,
szigeteld el a környezetétl és hevítsd körülbelül 100 millió Celsius fokra. Vedd körül egy lítium köpennyel és az abban keletkez tríciumot vízből kivont deutériummal keverve használd a gáz pótlására. A köpenyben a neutronok által leadott hővel melegíts vizet és a hagyományos módon használd gázturbinában áramtermelésre.