Преобразование энергии термоядерного взрыва в электрическую энергию
Характеристика сфер применения управляемого термоядерного синтеза, который позволит получать необходимое количество энергии. Аккумуляция энергии взрыва термоядерного боеприпаса малого калибра и использование накопленной энергии по мере необходимости.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.08.2013 |
| Размер файла | 24,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ТЕРМОЯДЕРНОГО ВЗРЫВА В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ
Управляемый термоядерный синтез позволит получать необходимое количество энергии, но трудности реализации проекта отодвигают практическое использование этого источника энергии в достаточно далёкое будущее. Вместе с тем, уже десятилетия существуют апробированные технологии производства термоядерных боеприпасов, при взрыве которых выделяется рассчитанное количество энергии. В данной статье предлагается аккумулировать энергию взрыва термоядерного боеприпаса малого калибра и использовать накопленную энергию по мере необходимости.
В районе с малой сейсмической активностью, в скальном грунте на большой глубине (до 1км) создаётся цилиндрическая выемка большого объёма (2-3 млн. м3, глубиной порядка 300м; выемка создаётся под уже апробированный термоядерный заряд); выемка частично заполняется водой, частично водяным паром; термоядерный заряд (основная энергия приходится на быстрые нейтроны, убыль массы порядка 10г.) подрывается в водной среде, в центре выемки (предполагается, что на стенки выемки не будет производиться разрушающее воздействие, так как заряд удалён от стенок на десятки метров, вода расширяется в сжимаемую среду (в пространство, занятое паром)); энергия термоядерного взрыва «расходуется» на испарение воды и после наступления равновесного состояния выемка оказывается заполненной водяным паром большого давления и высокой температуры.
То есть создаётся большой «котёл» (в нём примерно 1млн. тонн воды), нижнюю часть «котла» заполняет жидкая вода, верхнюю часть заполняет водяной пар с температурой 310*С; (Тп) и давлением 100атм. (Рп); в центре водной среды «срабатывает» мгновенный источник тепловой энергии и в результате перераспределения энергии «котёл» оказывается заполненным водной средой с параметрами примерно Тп =420*С и Рп = 400атм..
Потери тепловой энергии через поверхности «котла» умеренные (глубина порядка 1000м) и «котёл» служит аккумулятором тепловой энергии, которую расходуют, при необходимости, подавая пар на турбину (при «убыли» массы в 10г выделяется энергия 898800000Мдж, то есть 249,7часов можно подавать на турбину по 1000Мдж тепловой энергии в сек.). В расчётный момент в «котёл» подаётся вода и в «котле» создаётся первоначальный режим (Тп =310*С и Рп =100атм); в «котёл» загружается новый заряд и процесс повторяется.
Радиоактивные отходы (результат ядерного деления) «тормозятся» в среде с малой плотностью (менее 0,5г/см3) и оседают на дно «котла» (если радиус сечения «котла» будет 50м, то площадь сечения равняется 7850м2, объём выемки 2,350 млн. м3 (глубина 300м); примем, что пар первоначально занимает объём в 1млн. м3, его плотность равняется 0,0546г/см3 и общий вес 54600т; вода занимает 1,350 млн. м3 (толщина слоя воды 172м), ее плотность равняется 0,69г/см3 (310*С) и общий вес 931500т; в сумме 986100т.; средняя плотность 0,420г/см3 (это плотность газовой среды после взрыва).
На рис. показана схема данного проекта: 1- скальный грунт; 2- выемка; 3- пространство выемки (2), занятое водяным паром; 4- пространство выемки (2), заполненное водой; 5- термоядерный заряд; 6- канал, по которому заряд (5) подаётся в выемку (2); канал также используется для извлечения водяного пара; 7- трос, на котором подвешивается заряд (5); 8- трубы, по которым в выемку (2) подаётся вода; 9- осевшие на дно выемки (2) радиоактивные отходы; 10- расширение выемки (2) на уровне расположения заряда (5) (увеличивается толщина слоя воды между зарядом (5) и стенками выемки (2)).
Размещено на http://www.allbest.ru/
управляемый термоядерный синтез энергия
Основанием предложения данного проекта к рассмотрению послужили сведения из доступных источников информации.
Возможность создания такой выемки косвенно подтверждается наличием добычи полезных ископаемых шахтным способом на большой глубине (в том числе и угля, а это осадочные породы; во внимание берётся и объём поднимаемого на поверхность вещества). Первоначально создаётся свод выемки (соответствующим образом закрепляется); на следующем этапе производится вертикальная выемка скальной породы (если в боковой поверхности обнаруживаются разрушения, то камень извлекается и полость заливается высокопрочным бетоном). Горное давление примерно 300атм (принимаем равным давлению веса скальной породы над выемкой), диапазон изменения Рп - 100-400атм (видимо, это приемлемые значения); трудности, возможно, будут с быстрым изменением Тп - от 310 до 420*С (из-за теплового расширения возможно растрескивание поверхности стенок котла).
При взрыве термоядерного заряда примерно 25% энергии выделяется при делении ядер тяжёлых элементов и 75% в результате синтеза атомов лёгких элементов; при синтезе 80% выделяемой энергии переносится быстрыми нейтронами, а вода служит хорошим замедлителем быстрых нейтронов (используется с этой целью в некоторых атомных реакторах, взаимодействие быстрых нейтронов и молекул воды хорошо изучено) и поэтому нейтроны будут поглощены в водной среде и не приведут к наведённой радиации на стенках выемки (одной из основных проблем освоения управляемого термоядерного синтеза, помимо создания высокотемпературной плазмы с нужными параметрами, является разрушение корпуса реактора потоком быстрых нейтронов, образование наведённой радиации; в предлагаемом проекте эта проблема, видимо, отсутствует).
Состояние накопителя радиоактивных отходов можно контролировать при установке нового термоядерного заряда и при необходимости, их можно засыпать слоем необходимого реагента.
Стоимость работ очень большая, но проект может быть альтернативой атомной энергетики на земной поверхности, а сколько стоит атомный реактор со всеми контурами защиты?.. Если проект при детальном изучении будет признан перспективным, то будет отработана технология строительства, создано специальное оборудование, что позволит создавать выемки значительно большего объёма (увеличивается мощность разового заряда), то есть уменьшается удельная стоимость.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Необходимость управляемого термоядерного синтеза. Плазма и топливный цикл термоядерного реактора. Высокотемпературный нагрев вещества, лазерный управляемый термоядерный синтез. Характеристика особенностей реализации "лазерного" термоядерного синтеза.
реферат [1,1 M], добавлен 27.05.2012Энергия солнца, ветра, вод, термоядерного синтеза как новые источники энергии. Преобразование солнечной энергии в электрическую посредством использования фотоэлементов. Использование ветродвигателей различной мощности. Спирт, получаемый из биоресурсов.
реферат [20,0 K], добавлен 16.09.2010Изучение современных альтернативных источников энергии. История развития технологии термоядерного синтеза в России и за рубежом. Технология термоядерного синтеза, анализ ее эффективности в будущем, сравнение с другими альтернативными источниками энергии.
презентация [2,2 M], добавлен 10.05.2010Применение энергии термоядерного синтеза. Радиоактивный распад. Получение ядерной энергии. Расщепление атома. Деление ядер тяжелых элементов, получение новых нейронов. Преобразование кинетической энергии в тепло. Открытие новых элементарных частиц.
презентация [877,4 K], добавлен 08.04.2015Рассмотрение гипотез о происхождении энергии на Солнце. Определение необходимости, условий и проблем (экономических и медицинских) осуществления самоподдерживающейся реакции ядерного синтеза. Выдвижение теории о преобразовании энергии в электричество.
реферат [25,6 K], добавлен 05.12.2010История использования человеком источников энергии на протяжении своего исторического развития – от каменного века до нашего времени. Огонь и способы его добывания. Тепловые и реактивные двигатели. Химические источники тока. Энергия термоядерного синтеза.
реферат [3,0 M], добавлен 15.11.2009Количество солнечной энергии, попадающей на Землю, ее использование человеком. Способы пассивного применения солнечной энергии. Солнечные коллекторы. Технологический цикл солнечных тепловых электростанций. Промышленные фотоэлектрические установки.
презентация [3,3 M], добавлен 06.12.2015Характеристика устройств преобразования различных видов энергии в электрическую и для длительного хранения энергии. Использование мускульной силы человека для обеспечения автономного функционирования систем электрического питания при помощи велотренажера.
научная работа [270,6 K], добавлен 23.02.2013Ветер как источник энергии. Выработка энергии ветрогенератором. Скорость ветра как важный фактор, влияющий на количество вырабатываемой энергии. Ветроэнергетические установки. Зависимость использования энергии ветра от быстроходности ветроколеса.
реферат [708,2 K], добавлен 26.12.2011Сущность и краткая характеристика видов энергии. Особенности использования солнечной и водородной энергии. Основные достоинства геотермальной энергии. История изобретения "ошейника" А. Стреляемым, принцип его работы и потребления энергии роста растений.
презентация [911,5 K], добавлен 20.12.2009Научные разработки в сфере холодного термоядерного (ХТС) и холодного ядерного синтеза (ХЯС). Возможность использования реакций ХТС и ХЯС для создания природных ресурсов, дешевой энергии, производства электромобилей и решения экологических проблем.
презентация [2,1 M], добавлен 14.12.2010Изучение свойств термоядерного синтеза. Энергетическая выгодность термоядерных реакций. Их осуществление в земных условиях и, связанные с этим проблемы. Осуществление управляемых реакций в установках типа "ТОКАМАК". Современные исследования плазмы.
курсовая работа [108,0 K], добавлен 09.12.2010Использование солнечного излучения для получения энергии. Преобразование ее в теплоту и холод, движущую силу и электричество. Применение технологий и материалов для обогрева, охлаждения, освещения здания и промышленных предприятий за счет энергии Солнца.
презентация [457,4 K], добавлен 25.02.2015Математическое описание процесса преобразования энергии газообразных веществ (ГОВ) в механическую энергию. Определение мощности энергии топлива с анализом энергии ГОВ, а также скорости движения турбины с максимальным использованием энергии ГОВ.
реферат [46,7 K], добавлен 24.08.2011Энергия связи и состав атомного ядра. Особенности цепной ядерной реакции. Основы термоядерного синтеза. Ядерный реактор как установка, в которой осуществляется управляемая цепная реакция деления тяжелых ядер. Применение этого рода энергии. Определения.
презентация [3,8 M], добавлен 22.12.2013Основы энергосбережения, энергетические ресурсы, выработка, преобразование, передача и использование различных видов энергии. Традиционные способы получения тепловой и электрической энергии. Структура производства и потребления электрической энергии.
реферат [27,7 K], добавлен 16.09.2010Пути и методики непосредственного использования световой энергии Солнца в промышленности и технике. Использование северного холода как источника энергии, его потенциал и возможности. Аккумулирование энергии и повышение коэффициента полезного действия.
реферат [18,0 K], добавлен 20.09.2009Солнечная, ветряная, геотермальная энергия и энергия волн. Использование альтернативной энергии в России. Исследование параметров солнечной батареи и нестандартных источников энергии. Реальность использования альтернативной энергии на практике.
реферат [3,8 M], добавлен 01.01.2015Использование разности температур воды и построение схемы ОТЭС, работающей по замкнутому и открытому циклу. Применение перепада температур океан-атмосфера. Прямое преобразование тепловой энергии. Преобразователи и баланс возобновляемой энергии волн.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 27.10.2011Возрастание интереса к проблеме использования солнечной энергии. Разные факторы, ограничивающие мощность солнечной энергетики. Современная концепция использования солнечной энергии. Использование океанской энергии. Принцип действия всех ветродвигателей.
реферат [57,6 K], добавлен 20.08.2014
