Anda perlu memahami bahwa hari ini studi tentang tata surya, studi tentang materi luar angkasa, struktur kimia bulan dan planet, pencarian bentuk kehidupan di luar bumi, memahami fisika alam semesta adalah garis depan ilmu dasar. Penelitian ruang angkasa modern seharusnya tidak dianggap sebagai salah satu arah atau cabang ilmu pengetahuan, tetapi sebagai tahapan dalam perkembangan ilmu pengetahuan. Tanpa hasil yang diperoleh dalam penelitian luar angkasa, baik fisika, biologi, kimia, maupun ilmu geologi tidak ada artinya.
Menyusutnya latar belakang negara dengan pengalaman dan tradisi yang kaya dalam penelitian ruang angkasa tidak bisa tidak menimbulkan kekhawatiran dan keinginan untuk memahami alasannya.
E. M. Galimov
Helium 3 - bahan bakar mitos masa depan
Mungkin beberapa hal di bidang energi termonuklir dikelilingi oleh mitos seperti Helium 3. Pada tahun 80-90-an ia secara aktif dipopulerkan sebagai bahan bakar yang akan menyelesaikan semua masalah fusi termonuklir terkontrol, serta salah satu alasan untuk keluar dari Bumi (karena di bumi secara harfiah beberapa ratus kilogram, dan di bulan satu miliar ton) dan akhirnya mulai menjelajahi tata surya. Semua ini didasarkan pada gagasan yang sangat aneh tentang kemungkinan, masalah, dan kebutuhan energi termonuklir yang tidak ada saat ini, yang akan kita bicarakan.
Ingat, saya menulis bahwa magnet medan toroidal ITER, yang menciptakan tekanan balik pada plasma, benar-benar merupakan produk yang memecahkan rekor, satu-satunya di dunia dalam hal parameter? Jadi, penggemar He3 menyarankan untuk membuat magnet 500 kali lebih kuat.
Ekstraksi helium-3 di bulan akan memberikan energi bagi penduduk bumi selama 5 ribu tahun
Cadangan helium-3 yang tersedia di Bulan dapat menyediakan energi bagi penduduk bumi selama lima ribu tahun sebelumnya, kata pada hari Rabu di kuliah multimedia di RIA Novosti, Doktor Ilmu Fisika dan Matematika, Kepala Departemen Penelitian di Bulan dan Planet di Institut Astronomi Negara Universitas Negeri Moskow. Lomonosov Vladislav Shevchenko.
Kemungkinan menyediakan penduduk Bumi dengan pembawa energi tidak terbatas, cadangan mereka di planet kita akan habis di abad-abad mendatang. Pada saat yang sama, Amerika Serikat telah menghitung bahwa cadangan helium-3 yang tersedia di Bulan dapat menyediakan energi bagi penduduk bumi setidaknya selama lima ribu tahun ke depan, kata Shevchenko.
Ya, biaya satu ton helium-3 akan menjadi sekitar satu miliar dolar, mengingat infrastruktur yang diperlukan untuk produksi dan pengiriman dari Bulan akan dibuat. Tetapi pada saat yang sama, 25 ton - dan ini hanya 25 miliar dolar, yang tidak begitu banyak dalam skala keadaan planet kita - akan cukup untuk menyediakan energi bagi manusia di bumi selama setahun. Saat ini, Amerika Serikat sendiri menghabiskan sekitar $40 miliar per tahun untuk energi. Manfaatnya jelas, - Shevchenko mencatat.
Menurutnya, dalam waktu dekat, mitra di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) harus secara bertahap beralih dari pengoperasiannya ke pembuatan Stasiun Bulan Internasional (ILS). Jalan kita sekarang adalah dari ISS ke MLS. Kami akan mendapatkan manfaat praktis yang besar, - ilmuwan menyimpulkan.
Saat ini, isotop helium-3 ditambang di Bumi dalam jumlah yang sangat kecil, diperkirakan beberapa puluh gram per tahun.
Di Bulan, cadangan isotop berharga ini, menurut perkiraan minimal, sekitar 500 ribu ton. Dalam fusi termonuklir, ketika 1 ton helium-3 bereaksi dengan 0,67 ton deuterium, energi dilepaskan yang setara dengan membakar sekitar 15 juta ton minyak.
Dalam sebuah wawancara dengan surat kabar Trud, Akademisi Roald Zinnurovich Sagdeev menyebut sensasi yang muncul di sekitar produksi helium-3 di bulan. tidak berdiri dan memakan telur.
Akademisi Sagdeev mengatakan bahwa pada Bacaan Kerajaan ke-30 baru-baru ini, nada ditetapkan oleh para pendukung proyek bulan, yang membuktikan bahwa ekstraksi helium-3 di Bulan adalah tugas yang menguntungkan dan menjanjikan. Hal ini diyakini bahwa reaktor termonuklir. didukung oleh helium-3 akan memberi manusia energi selama ribuan tahun.
Rencana untuk membangun pangkalan di Bulan pada tahun 2015 dan ekstraksi dan transportasi helium-3, yang dipresentasikan pada pembacaan, sama sekali tidak realistis. Ya, dan helium-3 akan dibutuhkan tidak lebih awal dari 80-100 tahun.
Akademisi Sagdeev mengatakan bahwa masih belum ada reaktor yang beroperasi pada deuterium dan tritium. Padahal, cadangan deuterium di air laut praktis tidak terbatas. Dibutuhkan 100 tahun lagi untuk membuat reaktor fusi yang menggunakan helium-3. “Singkatnya, pembangunan reaktor helium bahkan bukan tugas abad ke-21, tetapi abad ke-22,” kata Sagdeev.
Oleh karena itu, rencana untuk membuat pangkalan di Bulan dan mengekstrak helium-3 ada ilusi: "Faktanya, semua hype yang terkait dengan proposal untuk mengekstrak helium-3 di Bulan tidak ada artinya."
Kata-kata Sagdeev dari sebuah wawancara: “Ketika, misalnya, kepala RSC Energia, Nikolai Sevastyanov, berbicara tentang produksi helium-3 di Bulan, saya tersenyum ke dalam dan bahkan di suatu tempat saya bersimpati dengan orang yang begitu antusias yang, cukup mengejutkan , menemukan dirinya dalam perangkap ilusi”.
Helium-3 ditemukan oleh ilmuwan Australia Mark Oliphant saat bekerja di Universitas Cambridge.
Penerapan 3 He
Helium-3 digunakan dalam studi fusi termonuklir. Ini adalah produk sampingan dari reaksi yang terjadi di Matahari. Di Bumi, itu ditambang dalam jumlah yang sangat kecil, diperkirakan beberapa puluh gram per tahun. Alasan untuk ini adalah atmosfer kita. berkontribusi pada proses reaksi Helium-3 dengan zat lain. Selama sintesis termonuklir 1 ton helium-3, energi yang setara dengan 15 juta ton minyak dilepaskan.
Cadangan 3 He di Bumi
Di Bumi, cadangannya diperkirakan sekitar 500 -1000 kilogram dan sangat tersebar di atmosfer dan bebatuan.
Stok 3 He on the Moon
Sumber daya bulan Helium-3 sangat besar dan harus cukup untuk setidaknya milenium berikutnya. Masalah utama tetap bahwa fusi termonuklir terkendali belum terwujud, dan menurut perkiraan paling optimis, kemungkinan penggunaan komersial akan datang tidak lebih awal dari tahun 2050.
Sumber: znaniya-sila.narod.ru, hodar.ru, ria.ru, ru.wikinews.org, traditio-ru.org
Kota Tak Terlihat Kitezho
Prosesor baru dari IBM akan menganalisis otak manusia secara real time
Tempat misterius di bumi - fakta dan legenda
Ica Stones - Misteri Tak Terjawab
Jalan ke mana-mana
Cara belajar membaca pikiran orang lain
Mata disebut cermin jiwa. Melihat ke dalamnya, kita dapat memahami banyak hal tentang seseorang dan bahkan mengetahui tentang dia ...
Prediksi Edgar Cayce
Prediksi Edgar Cayce untuk tahun 2016 untuk mengetahui masa depan menarik dan menakutkan, karena Anda dapat melihat apa yang tidak Anda sukai. Namun, jika Anda melakukannya dengan benar, ...
rombongan Hitler
Saat ini ada banyak informasi tentang kecintaan Adolf Hitler terhadap ilmu gaib. Hampir seluruh sejarah keberadaan Third Reich terkait erat dengan ...
Ras anjing paling ganas
Jika Anda membeli hewan peliharaan untuk disimpan di apartemen, maka Anda harus membiasakan diri terlebih dahulu dengan fitur apa yang dapat ...
Anjing terbesar di dunia
Sejak zaman kuno, anjing telah hidup dekat dengan manusia, setia melayani pemiliknya, menjaga rumah mereka, membantu berburu dan menggembalakan ternak, ...
Atraksi Oslo
Oslo adalah ibu kota Norwegia dan tanpa diragukan lagi kotanya yang paling menarik. Dia adalah cermin negara, baik sejarah maupun modernitasnya. ...
Mig 29ubt
Sejalan dengan pembuatan MiG-29SMT yang ditingkatkan, pekerjaan dimulai pada versi MiG-29UB yang ditingkatkan, yang desainnya ditingkatkan. bekerja untuk...
Bencana laut
Kita semua tahu tentang sejarah naas Titanic, tetapi hanya sedikit yang tahu bahwa tragedi ini hanya yang terbesar ketiga ...
Pemrograman rumah pintar
Program rumah pintar dibuat untuk menjadi lingkungan pusat untuk mengendalikan sistem cerdas Anda melalui ponsel, layar sentuh, laptop, ...
Slavia kuno, seperti banyak orang pada waktu itu, percaya bahwa banyak ...
Cara membuat oak rawa di rumah
Bog oak adalah bahan bangunan yang sangat baik. Warnanya yang tidak biasa sangat...
Pertanda rakyat tentang mutiara
Pertama-tama, mutiara adalah batu yang sangat indah yang telah...
Ekor orang
Ini lucu, tetapi seorang pria memiliki ekor. Sampai jangka waktu tertentu. Yang diketahui...
Ketebalan es di Antartika
Meski berkurangnya luas es benua di Antartika, ketebalannya semakin bertambah. Terakhir...
Baru-baru ini, terutama setelah Amerika Serikat meningkatkan kecepatan kerja pada program bulannya, topik helium-3 sebagai dasar energi nuklir masa depan menjadi semakin dibesar-besarkan. Film fantasi bahkan dibuat tentang elemen ini. Apa itu helium-3, di mana mendapatkannya dan manfaat apa yang dijanjikannya bagi umat manusia!
REAKTOR TANPA RADIASI
Helium-3 (³He) adalah salah satu isotop helium yang memiliki satu neutron dalam intinya, bukan dua. Di Bumi, cadangan helium-3 berjumlah 0,000137% dari total jumlah elemen dan diperkirakan mencapai 35 ribu ton. Hampir semua helium-3 yang tersedia telah diawetkan sejak pembentukan planet kita.
Ketertarikan pada isotop helium ini meningkat setelah menjadi jelas bahwa umat manusia sangat dekat dengan krisis energi yang serius. Cadangan hidrokarbon akan segera berakhir, dan dalam beberapa dekade kita akan benar-benar menghabiskannya. Sumber energi alternatif seperti angin, matahari, pasang surut, aktivitas panas bumi tidak dapat menutupi semua kebutuhan umat manusia. Masih ada cadangan batu bara, yang akan bertahan sekitar 200-300 tahun. Namun, karena pangsa batubara dalam energi modern meningkat, periode ini dapat berkurang secara signifikan. Selain itu, proses pembakaran dan penambangan batu bara sangat mempengaruhi ekosistem planet ini.
Dengan demikian, satu-satunya sumber energi yang dapat bertahan lama adalah energi berbasis fisi inti uranium. Sudah hari ini, energi nuklir menyumbang hampir 7% dari keseimbangan energi global. Dan setiap tahun porsi partisipasinya meningkat. Namun seiring dengan itu, pertanyaan tentang masalah utama semua pembangkit listrik tenaga nuklir - pembuangan dan penyimpanan limbah radioaktif, yang meningkat setiap tahun, menjadi semakin serius. Dan di sini solusi ideal adalah menggunakan bahan bakar berdasarkan reaksi fusi termonuklir dengan helium-3.
Intinya adalah bahwa reaksi nuklir yang melibatkan helium-3, tidak seperti reaksi nuklir lainnya, tidak melepaskan neutron, tetapi proton. Neutron adalah partikel yang sangat aktif, mereka mampu menembus jauh ke dalam bahan struktural reaktor nuklir, menghancurkan strukturnya dan menjadikannya radioaktif. Ini mengarah pada fakta bahwa bagian dan rakitan individu harus diganti setiap beberapa tahun sehingga reaktor dapat beroperasi secara normal. Selain itu, ada masalah pembuangan dan pembuangan limbah nuklir.
Proton, tidak seperti neutron, tidak menginduksi radioaktivitas dan tidak dapat menembus ke dalam struktur. Aliran proton sebenarnya adalah aliran hidrogen. Dan bahan dari mana komponen reaktor helium-3 dibuat dapat berfungsi selama beberapa dekade. Secara umum, reaksi yang melibatkan He adalah 50 kali lebih sedikit radioaktif daripada reaksi biasa dari interaksi deuterium dengan tritium (D + T).
Dengan demikian, keunggulan utama helium-3 bukanlah pada nilai energinya, tetapi pada keamanan lingkungannya yang hampir lengkap.
DEPOSIT BULAN
Di mana helium-3 dapat ditambang pada skala yang diperlukan? Di Bumi, isotop ini terkandung dalam jumlah yang sangat kecil sehingga tidak ada pembicaraan tentang ekstraksi industrinya. Jawaban atas pertanyaan ini telah diketahui sejak lama - di bulan.
Fakta bahwa Bulan memiliki cadangan helium-3 yang sangat besar diketahui ketika sampel pertama dari tanah bulan dibawa ke Bumi oleh kendaraan Luna otomatis Soviet dan astronot Amerika selama program Apollo.
Konsentrasi relatif isotop di tanah bulan ternyata 1000 kali lebih tinggi daripada di bagian dalam bumi. Alasan untuk fenomena ini terletak pada penyinaran reguler permukaan Bulan oleh radiasi sel-sel Matahari. Faktanya adalah bahwa, tanpa perlindungan dalam bentuk medan magnet yang kuat, lapisan debu permukaan (regolit) Bulan secara teratur menerima radiasi dalam dosis besar. Selama proses ini, sejumlah besar elemen dimasukkan ke dalamnya, terutama isotop hidrogen dan helium.
Menurut perkiraan awal, total cadangan helium-3 di Bulan adalah sekitar satu juta ton. Jumlah isotop ini akan cukup bagi umat manusia selama seribu tahun. Efisiensi energinya sedemikian rupa sehingga 1 ton helium-3 dapat menggantikan 20 juta ton minyak, yang akan memungkinkan untuk menyediakan daya keluaran 10 GW pembangkit listrik tenaga nuklir sepanjang tahun. Satu ton tanah bulan mengandung 10 mg helium-3, yang sesuai dengan pelepasan energi 1 m³ minyak. Kita dapat mengatakan bahwa permukaan bulan adalah lautan minyak yang terus menerus. Manusia membutuhkan 200 ton He per tahun, permintaan industri energi Rusia diperkirakan 20-30 ton helium-3 per tahun.
Namun, tidak peduli seberapa besar total cadangan He, kandungan isotop di tanah bulan masih sangat kecil (sekitar 10 mg per ton batuan). Dengan demikian, untuk memenuhi kebutuhan umat manusia, perlu dibuka 20 miliar ton regolith per tahun. Mempertimbangkan ketebalan rata-rata lapisan regolith 3 m, total area penambangan akan menjadi 30 per 100 km.
Saat ini, ketika pengiriman beberapa ratus kilogram kargo ke Bulan dianggap sebagai pencapaian besar, pemrosesan miliaran ton tanah bulan dianggap sebagai proyek yang benar-benar fantastis. Oleh karena itu, keputusan yang tepat bukanlah untuk mengangkut tanah bulan ke Bumi, tetapi untuk mengatur di Bulan itu sendiri siklus lengkap untuk mendapatkan isotop helium-3 yang sudah jadi - dari penambangan batu hingga pengayaannya.
KESULITAN LOOT
Namun, 20 miliar ton overburdening tanah bulan hanya tampak seperti pekerjaan yang fantastis. Sekitar 5 miliar ton batubara per tahun sekarang ditambang di Bumi. Volume overburdening tanah bumi adalah sekitar 50 miliar ton. Artinya, laju perkembangan interior bumi saat ini cukup sebanding dalam skala dengan apa yang dapat kita harapkan di bulan. Pada saat yang sama, tidak akan ada masalah di Bulan yang terkait dengan konsekuensi lingkungan dari pengupasan, sehingga efisiensi keseluruhan penambangan tanah bulan bisa beberapa kali lebih tinggi daripada di Bumi. Jangan lupa bahwa gaya gravitasi di Bulan enam kali lebih kecil daripada di Bumi. Ini, pada gilirannya, akan secara signifikan meningkatkan kecepatan perkembangan tanah.
Adapun dari sisi teknis, ilmu pengetahuan dan teknologi kebumian cukup berkembang untuk mulai mengatur proses pemindahan sebagian industri pertambangan dan pengolahan dan ekstraktif ke Bulan. Tentu saja proses ini akan memakan waktu lebih dari belasan tahun, jadi semakin cepat kita memulainya, semakin cepat pula kita mendapatkan hasil yang diinginkan.
Sudah sekarang perlu untuk memulai tahap persiapan, yang mencakup pekerjaan eksplorasi dan pengujian geologis, yang harus dilakukan sebagai bagian dari pekerjaan penelitian umum di Bulan. Salah satu yang pertama harus bekerja pada studi struktur internal Bulan, yang direncanakan dalam program Luna-Glob. Selama pelaksanaan program ini, direncanakan untuk memperoleh data tentang struktur kimia mantel bawah Bulan, serta untuk menentukan ukuran inti bulan, menggunakan interpretasi kimia-mineralogi dari data seismik.
Tahap pekerjaan selanjutnya adalah pengiriman satu pon dari Bulan ke Bumi. Penekanan utama di sini harus pada kendaraan tak berawak yang akan mengumpulkan sampel tanah bulan dan mengirimkannya ke modul pendaratan. Selain itu, penjelajah bulan dapat ditugaskan untuk membuat jaringan sensor seismik jangka panjang, yang pulsanya akan memberikan gambaran komprehensif tentang apa yang terjadi di perut bulan. Pada saat yang sama, perlu untuk memetakan permukaan bulan untuk kandungan helium-3.
Helium 3 - energi masa depan
Kita semua tahu bahwa minyak kita tidak ada habisnya, dan penelitian juga telah membuktikan asal organiknya, yang berarti bahwa minyak adalah sumber daya yang tidak dapat diperbarui. Minyak adalah cairan berminyak yang mudah terbakar, yang merupakan campuran hidrokarbon, merah-coklat, kadang-kadang berwarna hampir hitam, meskipun kadang-kadang juga sedikit berwarna kuning-hijau dan bahkan minyak tidak berwarna, memiliki bau tertentu, umum di cangkang sedimen di bumi; salah satu mineral terpenting. Minyak adalah campuran dari sekitar 1000 zat individu, yang sebagian besar adalah hidrokarbon cair. Minyak menempati posisi terdepan dalam keseimbangan bahan bakar dan energi global: bagiannya dalam konsumsi total sumber daya energi adalah 48%.Itulah sebabnya minyak, sebagai sumber energi, sangat penting bagi umat manusia.
Saat ini, sumber energi utama adalah: pembangkit listrik termal, pembangkit listrik termal, pembangkit listrik tenaga nuklir.
Grafik tersebut dengan jelas menunjukkan bahwa hanya pembangkit listrik termal yang menggunakan sumber daya tidak terbarukan seperti minyak (semua jenis bahan bakar yang berasal dari minyak), batu bara, dan gas yang dapat membanggakan posisi terdepan.
Pembangkit listrik tenaga air hanya menyumbang 20%, dan bahkan jika dunia mulai menggunakan jumlah sungai maksimum untuk pembangkit listrik tenaga air, total energi yang dikeluarkan oleh semua pembangkit listrik tenaga air tidak akan dapat memenuhi kebutuhan umat manusia.
Pembangkit listrik tenaga nuklir hanya menempati 17% dari produksi energi dunia, penggunaan reaksi fisi atom membawa konsekuensi serius dalam bentuk radiasi.
Saat ini gas, batu bara, gambut, energi fisi atom (energi nuklir) secara aktif digunakan sebagai bahan baku alternatif, namun kita sangat menyadari bahwa mereka tidak dapat sepenuhnya menggantikan minyak sebagai bahan baku produksi energi. Dan cadangan gas alam yang sama tidak ada habisnya, dengan menggunakan bahan baku alternatif ini kita hanya akan menunda krisis energi.
Para ilmuwan sangat menyadari masalah yang akan datang, dan menciptakan serta mempelajari sumber energi alternatif. Saat ini, para ilmuwan sedang mengerjakan proyek yang melibatkan penggunaan:
• Biogas
• Biodiesel
• Bioetanol
• Tenaga angin
• Energi hidrogen
• Energi panas bumi
• Sel surya
• Daya nuklir
• Energi termonuklir (berdasarkan penggunaan Helium 3)
Bagian utama
Jadi, mari kita pertimbangkan setiap alternatif secara terpisah.
2.1 Biogas
Biometana adalah gas yang diperoleh dari fermentasi sampah organik (biogas). Area aplikasi biogas yang paling tepat adalah pemanasan peternakan, tempat tinggal dan area teknologi. Biogas juga dapat digunakan sebagai bahan bakar motor. Kelebihan bahan bakar yang dihasilkan dapat diolah menjadi listrik dengan menggunakan genset diesel.
Biometana memiliki konsentrasi energi volumetrik yang rendah. Dalam kondisi normal, nilai kalor adalah 1 liter. biometana adalah 33 - 36 kJ.
Biometana memiliki ketahanan detonasi yang tinggi, yang mengurangi konsentrasi zat berbahaya dalam gas buang dan mengurangi jumlah endapan di mesin.
Biometana sebagai bahan bakar motor harus digunakan dalam mesin transportasi baik dalam keadaan terkompresi atau cair. Namun, penghalang utama untuk meluasnya penggunaan biometana terkompresi sebagai bahan bakar motor, seperti dalam kasus gas alam terkompresi, adalah pengangkutan sejumlah besar silinder bahan bakar.
Di luar negeri, masalah memperoleh dan menggunakan biogas mendapat perhatian besar. Dalam waktu singkat, seluruh industri biogas muncul di banyak negara di dunia: jika pada tahun 1980 ada sekitar 8 juta pabrik biogas di dunia dengan total kapasitas 1,7-2 miliar meter kubik. m per tahun, maka saat ini angka-angka ini sesuai dengan produktivitas biogas hanya satu negara - Cina.
Kelebihan biogas antara lain:
• Menerima energi tanpa tambahan emisi CO 2 .
• Sistem tertutup tidak atau sedikit mengeluarkan bau.
• Memperbaiki situasi perdagangan dan mengurangi ketergantungan pada importir energi.
• Listrik biogas dapat dihasilkan 24 jam sehari.
• Tidak bergantung pada angin/air/listrik.
• Perbaikan pemupukan tanah.
2.2 Biodiesel
Biodiesel adalah bahan bakar berbasis lemak nabati atau hewani (minyak), serta produk esterifikasinya. Itu diterapkan pada transportasi motor dalam bentuk berbagai campuran dengan bahan bakar diesel.
Aspek lingkungan aplikasi:
Biodiesel, seperti yang telah ditunjukkan oleh eksperimen, tidak membahayakan tanaman dan hewan ketika memasuki air. Selain itu, ia mengalami pembusukan biologis yang hampir lengkap: di tanah atau di air, mikroorganisme memproses 99% biodiesel dalam 28 hari, yang memungkinkan kita berbicara tentang meminimalkan polusi sungai dan danau.
Manfaat biodiesel antara lain:
• peningkatan angka setana dan pelumasan, yang memperpanjang umur mesin;
• pengurangan signifikan emisi berbahaya (termasuk CO, CO2, SO2, partikel halus dan senyawa organik yang mudah menguap);
• Mempromosikan pembersihan injektor, pompa bahan bakar dan saluran pasokan bahan bakar.
kekurangan
Di musim dingin, perlu memanaskan bahan bakar yang berasal dari tangki bahan bakar ke pompa bahan bakar atau menggunakan campuran bahan bakar solar 20% BIODIESEL 80%.
2.3 Bioetanol
Bioetanol adalah bahan bakar alkohol cair yang uapnya lebih berat dari udara. Ini dihasilkan dari produk pertanian yang mengandung pati atau gula, seperti jagung, sereal atau tebu. Tidak seperti alkohol dari mana minuman beralkohol dibuat, bahan bakar etanol tidak mengandung air dan diproduksi dengan distilasi yang diperpendek (dua kolom distilasi, bukan lima), oleh karena itu mengandung metanol dan minyak fusel, serta bensin, yang membuatnya tidak dapat diminum.
Bioetanol berbasis bahan bakar diproduksi dengan cara yang hampir sama seperti alkohol makanan konvensional untuk produksi minuman beralkohol, tetapi ada beberapa perbedaan yang signifikan.
Etanol dapat diproduksi dari bahan baku yang mengandung gula dan pati: tebu dan bit, kentang, artichoke Yerusalem, jagung, gandum, barley, gandum hitam, dll.
Keunggulan bioetanol antara lain:
Etanol memiliki angka oktan yang tinggi
Bioetanol dapat terdegradasi dan tidak mencemari alam
sistem air
10% etanol dalam bensin mengurangi toksisitas knalpot
mengurangi emisi CO sebesar 26%, emisi oksida nitrogen
sebesar 5%, partikel aerosol sebesar 40%.
Etanol adalah satu-satunya yang terbarukan
bahan bakar cair yang penggunaannya dalam
sebagai aditif untuk bensin tidak memerlukan modifikasi
desain mesin
Itu tidak memiliki kekurangan yang menonjol.
2.4. Tenaga angin
Tenaga angin adalah sumber energi yang tidak diatur. Output dari ladang angin tergantung pada kekuatan angin, faktor yang sangat bervariasi. Dengan demikian, keluaran listrik dari generator angin ke sistem tenaga sangat tidak merata baik dalam jangka waktu harian dan mingguan, bulanan, tahunan dan jangka panjang. Mengingat bahwa sistem energi itu sendiri memiliki beban energi yang heterogen (puncak dan penurunan konsumsi energi), yang, tentu saja, tidak dapat diatur oleh energi angin, masuknya sebagian besar energi angin ke dalam sistem energi berkontribusi pada destabilisasinya. Jelas bahwa energi angin membutuhkan cadangan daya dalam sistem energi (misalnya, dalam bentuk pembangkit listrik turbin gas), serta mekanisme untuk menghaluskan heterogenitas pembangkitnya (dalam bentuk pembangkit listrik tenaga air atau pompa. pembangkit listrik penyimpanan). Fitur energi angin ini secara signifikan meningkatkan biaya listrik yang diterima dari mereka. Grid enggan untuk menghubungkan turbin angin ke grid, yang telah menyebabkan undang-undang yang mengharuskan mereka untuk melakukannya.
Turbin angin kecil yang berdiri sendiri mungkin memiliki masalah dengan infrastruktur jaringan, karena biaya saluran transmisi dan switchgear untuk menyambung ke jaringan listrik mungkin terlalu tinggi.
Turbin angin besar mengalami masalah perbaikan yang signifikan, karena penggantian sebagian besar (blade, rotor, dll.) pada ketinggian lebih dari 100 m adalah pekerjaan yang rumit dan mahal.
Keuntungan:
• Ramah lingkungan.
• Aman bagi manusia (tanpa radiasi, tanpa limbah).
Kerugian utama:
Kepadatan energi rendah per satuan luas roda angin; perubahan tak terduga dalam kecepatan angin di siang hari dan musim, membutuhkan reservasi ladang angin atau akumulasi energi yang dihasilkan; dampak negatif pada habitat manusia dan hewan, pada komunikasi televisi dan rute migrasi burung musiman.
2.5. Energi hidrogen
Energi hidrogen adalah arah dalam produksi dan konsumsi energi oleh umat manusia, berdasarkan penggunaan hidrogen sebagai sarana untuk mengumpulkan, mengangkut dan mengkonsumsi energi oleh manusia, infrastruktur transportasi dan berbagai area produksi. Hidrogen dipilih sebagai elemen yang paling umum di permukaan bumi dan di luar angkasa, panas pembakaran hidrogen adalah yang tertinggi, dan produk pembakaran dalam oksigen adalah air (yang sekali lagi dimasukkan ke dalam siklus energi hidrogen). Ada beberapa cara untuk menghasilkan hidrogen:
• Dari gas alam
• Gasifikasi batubara:
• Elektrolisis air (*reaksi terbalik)
• Hidrogen dari biomassa
Keuntungan:
• kemurnian ekologi bahan bakar hidrogen.
• pembaruan.
• Efisiensi yang sangat tinggi - 75%, yang hampir 2,5 kali lebih tinggi dari instalasi minyak dan gas paling modern.
Hidrogen juga memiliki kerugian yang lebih serius. Pertama, dalam keadaan gas bebas, itu tidak ada di alam, yaitu harus ditambang. Kedua, hidrogen, sebagai gas, cukup berbahaya. Campurannya dengan udara pada awalnya "terbakar", yaitu, melepaskan panas, dan kemudian dengan mudah meledak dari percikan sekecil apa pun. Contoh klasik dari ledakan hidrogen adalah kecelakaan Chernobyl, ketika hidrogen terbentuk sebagai akibat dari zirkonium yang terlalu panas dan air yang jatuh di atasnya, yang kemudian diledakkan. Ketiga, hidrogen perlu disimpan di suatu tempat, dan dalam wadah besar, karena memiliki kerapatan yang rendah. Dan itu hanya dapat dikompresi di bawah tekanan yang sangat tinggi, sekitar 300 atmosfer.
2.6. energi panas bumi
Letusan gunung berapi adalah bukti nyata dari panas yang sangat besar di dalam planet ini. Para ilmuwan memperkirakan suhu inti bumi pada ribuan derajat Celcius. Suhu ini berangsur-angsur menurun dari inti bagian dalam yang panas, di mana para ilmuwan percaya bahwa logam dan batu hanya bisa ada dalam keadaan cair, ke permukaan bumi. Energi panas bumi dapat 
digunakan dalam dua cara utama - untuk menghasilkan listrik dan untuk memanaskan rumah, institusi dan perusahaan industri. Untuk tujuan mana ini akan digunakan tergantung pada bentuknya yang kita miliki. Terkadang air menyembur keluar dari tanah dalam bentuk "uap kering" murni, mis. uap tanpa campuran tetesan air. Uap kering ini dapat langsung digunakan untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik. Air kondensasi dapat dikembalikan ke tanah dan, jika kualitasnya cukup baik, dibuang ke badan air terdekat.
Transformasi energi panas laut.
Ide memanfaatkan perbedaan suhu air laut untuk menghasilkan listrik muncul sekitar 100 tahun yang lalu, yaitu pada tahun 1981. Fisikawan Prancis Jacques D. Arsonval menerbitkan sebuah karya tentang energi surya laut. Pada saat itu, banyak yang telah diketahui tentang kemampuan laut untuk menerima dan menyimpan energi panas. Mekanisme kelahiran arus laut dan keteraturan utama dalam pembentukan perbedaan suhu antara permukaan dan lapisan dalam air juga diketahui.
Penggunaan perbedaan suhu dimungkinkan dalam tiga bidang utama: konversi langsung berdasarkan elemen termo, konversi panas menjadi energi mekanik dalam mesin termal dan konversi menjadi energi mekanik dalam mesin hidrolik menggunakan perbedaan densitas air hangat dan dingin.
Keuntungan:
• mereka hampir bebas perawatan.
• Salah satu keuntungan dari pembangkit listrik tenaga panas bumi adalah, dibandingkan dengan pembangkit listrik berbahan bakar fosil, pembangkit tersebut mengeluarkan karbon dioksida sekitar dua puluh kali lebih sedikit untuk jumlah listrik yang sama, sehingga mengurangi dampaknya terhadap lingkungan global.
• Keuntungan utama dari energi panas bumi adalah praktis tidak habis-habisnya dan kemandirian penuh dari kondisi lingkungan, waktu hari dan tahun.
Masalah apa yang muncul saat menggunakan air panas bawah tanah? Yang utama adalah kebutuhan untuk menyuntikkan kembali air limbah ke akuifer bawah tanah. Air panas mengandung sejumlah besar garam dari berbagai logam beracun (misalnya, boron, timbal, seng, kadmium, arsenik) dan senyawa kimia (amonia, fenol), yang mengecualikan pembuangan air ini ke sistem air alami yang terletak di permukaan. .
2.7. Sel surya
Cara kerja sel surya:
tenaga surya 
Sel (SC) terbuat dari bahan yang secara langsung mengubah sinar matahari menjadi listrik. Sebagian besar sel surya yang diproduksi secara komersial saat ini terbuat dari silikon.
Dalam beberapa tahun terakhir, jenis bahan baru untuk sel surya telah dikembangkan. Misalnya sel surya film tipis yang terbuat dari tembaga-indium-diselenida dan CdTe (kadmium tellurida). SC ini juga baru-baru ini digunakan secara komersial.
Keuntungan:
• Energi matahari hampir tak terbatas
• Ramah lingkungan
• Aman bagi manusia dan alam
Kekurangan : Pembangkit listrik tenaga surya tidak bekerja pada malam hari dan tidak bekerja efektif pada waktu senja pagi dan sore hari. Pada saat yang sama, puncak konsumsi daya jatuh pada malam hari. Selain itu, kapasitas pembangkit listrik dapat berfluktuasi secara drastis dan tidak terduga akibat perubahan cuaca. Karena nilai konstanta matahari yang relatif kecil, energi matahari membutuhkan penggunaan lahan yang luas untuk pembangkit listrik (misalnya, untuk pembangkit listrik 1 GW, ini bisa beberapa puluh kilometer persegi). Terlepas dari kebersihan lingkungan dari energi yang diterima, sel surya itu sendiri mengandung zat beracun, seperti timbal, kadmium, galium, arsenik, dll., Dan produksinya mengkonsumsi banyak zat berbahaya lainnya. Fotosel modern memiliki masa pakai terbatas (30-50 tahun), dan penggunaan massal akan segera mengangkat masalah sulit pembuangannya, yang juga belum memiliki solusi yang dapat diterima lingkungan.
2.8.Energi nuklir
Energi nuklir (energi atom), energi internal inti atom yang dilepaskan selama transformasi nuklir (reaksi nuklir). Penggunaan energi nuklir didasarkan pada penerapan reaksi berantai fisi inti berat dan reaksi fusi termonuklir - fusi inti ringan; keduanya dan reaksi lainnya disertai dengan pelepasan energi.Misalnya, selama fisi satu inti, sekitar 200 MeV dilepaskan. Dengan fisi lengkap inti yang terletak di 1 g uranium, energi dilepaskan 2,3 * 104 kWh. Ini setara dengan energi yang diperoleh dengan membakar 3 ton batu bara atau 2,5 ton minyak. Reaksi fisi nuklir terkendali digunakan dalam reaktor nuklir.
Keuntungan:
• harga listrik yang rendah dan berkelanjutan (relatif terhadap biaya bahan bakar);
• dampak rata-rata terhadap lingkungan ekologis.
Kerugian dari pembangkit listrik tenaga nuklir:
• Bahan bakar yang diiradiasi berbahaya, membutuhkan pemrosesan ulang dan tindakan penyimpanan yang rumit dan mahal;
• Operasi daya variabel tidak diinginkan untuk reaktor neutron termal;
• Dengan kemungkinan insiden yang rendah, konsekuensinya sangat parah
• Investasi modal besar, baik spesifik, per 1 MW kapasitas terpasang untuk unit dengan kapasitas kurang dari 700-800 MW, dan umum, yang diperlukan untuk pembangunan stasiun, infrastrukturnya, serta dalam hal kemungkinan likuidasi.
Semua alternatif minyak di atas memiliki satu, tetapi kelemahan yang sangat signifikan, mereka TIDAK dapat SEPENUHNYA menggantikan minyak sebagai sumber energi. Hanya penggunaan energi termonuklir yang dapat membantu dalam situasi ini.
2.9 Energi termonuklir
Energi termonuklir dengan partisipasi helium 3 adalah energi yang aman dan berkualitas tinggi.
reaksi termonuklir. Pelepasan energi selama fusi inti atom ringan deuterium, tritium atau lithium dengan pembentukan helium terjadi selama reaksi termonuklir. Reaksi ini disebut termonuklir karena hanya dapat berlangsung pada suhu yang sangat tinggi. Jika tidak, gaya tolak-menolak listrik tidak memungkinkan inti untuk saling mendekat sehingga gaya tarik inti mulai bekerja. Reaksi fusi nuklir adalah sumber energi bintang. Reaksi yang sama terjadi selama ledakan bom hidrogen. Implementasi fusi termonuklir terkendali di Bumi menjanjikan umat manusia sumber energi baru yang praktis tidak ada habisnya. Yang paling menjanjikan dalam hal ini adalah reaksi fusi deuterium dan tritium.
Jika Anda menggunakan deuterium dengan isotop helium-3 dalam reaktor fusi, bukan bahan yang digunakan dalam tenaga nuklir. Intensitas fluks neutron turun dengan faktor 30 - oleh karena itu, dimungkinkan untuk dengan mudah memastikan masa pakai reaktor selama 30-40 tahun (jumlah radiasi yang dipancarkan berkurang). Setelah akhir pengoperasian reaktor helium, limbah tingkat tinggi tidak dihasilkan, dan radioaktivitas elemen struktural akan sangat rendah sehingga dapat dikubur secara harfiah di tempat pembuangan kota, ditaburi sedikit dengan tanah.
Jadi apa masalahnya? Mengapa kita masih belum menggunakan bahan bakar fusi yang begitu menguntungkan?
Pertama-tama, karena isotop ini sangat kecil di planet kita. Ia lahir di Matahari, itulah sebabnya ia kadang-kadang disebut "isotop matahari". Massa totalnya di sana melebihi berat planet kita. Helium-3 dibawa ke ruang sekitarnya oleh angin matahari. Medan magnet Bumi membelokkan sebagian besar angin ini, dan oleh karena itu helium-3 hanya membentuk sepertriliun atmosfer Bumi - sekitar 4000 ton, di Bumi sendiri, bahkan lebih sedikit - sekitar 500 kg.
Ada lebih banyak isotop ini di Bulan. Di sana diselingi "regolit" tanah bulan, yang dalam komposisinya menyerupai terak biasa. Ini tentang tentang cadangan besar - hampir tidak ada habisnya!
Analisis terhadap enam sampel tanah yang dibawa oleh ekspedisi Apollo, dan dua sampel yang dikirim oleh stasiun otomatis Soviet Luna, menunjukkan bahwa regolith yang menutupi semua lautan dan dataran tinggi Bulan mengandung hingga 106 ton helium-3, yang akan memenuhi kebutuhan energi bumi , bahkan meningkat dibandingkan dengan yang modern beberapa kali lipat, selama satu milenium! Menurut perkiraan modern, cadangan helium-3 di Bulan tiga kali lipat lebih besar - 109 ton.
Selain Bulan, helium-3 dapat ditemukan di atmosfer padat planet-planet raksasa, dan, menurut perkiraan teoretis, cadangannya di Jupiter saja adalah 1020 ton, yang akan cukup untuk memberi daya pada Bumi hingga akhir zaman. .
Proyek produksi Helium-3
Regolith menutupi Bulan dengan lapisan setebal beberapa meter. Regolit laut bulan lebih kaya helium daripada regolit dataran tinggi. 1 kg helium-3 terkandung dalam sekitar 100.000 ton regolith.
Oleh karena itu, untuk mengekstraksi isotop yang berharga, perlu untuk memproses sejumlah besar tanah bulan yang rapuh.
Dengan mempertimbangkan semua fitur, teknologi produksi helium-3 harus mencakup proses berikut:
1. Ekstraksi regolit.
"Pemanen" khusus akan mengumpulkan regolith dari lapisan permukaan setebal sekitar 2 m dan mengirimkannya ke titik pemrosesan atau memprosesnya langsung dalam proses penambangan.
2. Pelepasan helium dari regolith.
Ketika regolith dipanaskan hingga 600 ° C, 75% helium yang terkandung dalam regolith dilepaskan (terdesorbsi); ketika dipanaskan hingga 800 ° C, hampir semua helium dilepaskan. Pemanasan debu diusulkan untuk dilakukan di tungku khusus, memfokuskan sinar matahari baik dengan lensa plastik atau cermin.
3. Pengiriman ke Bumi dengan pesawat ruang angkasa yang dapat digunakan kembali.
Selama ekstraksi helium-3, banyak zat juga diekstraksi dari regolith: hidrogen, air, nitrogen, karbon dioksida, nitrogen, metana, karbon monoksida, yang dapat berguna untuk mempertahankan kompleks industri bulan.
Proyek penggabungan bulan pertama, yang dirancang untuk memproses regolit dan mengekstraksi isotop helium-3 darinya, diusulkan oleh kelompok J. Kulchinski. Saat ini, perusahaan swasta Amerika sedang mengembangkan beberapa prototipe, yang tampaknya akan diajukan ke kompetisi setelah NASA memutuskan fitur ekspedisi ke bulan di masa depan.
Jelas bahwa, selain mengirimkan gabungan ke Bulan, mereka harus membangun fasilitas penyimpanan, pangkalan yang dapat dihuni (untuk melayani seluruh kompleks peralatan), pelabuhan antariksa, dan banyak lagi. Namun, diyakini bahwa biaya tinggi untuk menciptakan infrastruktur yang dikembangkan di Bulan akan terbayar dengan baik dalam hal fakta bahwa krisis energi global akan datang, ketika jenis pembawa energi tradisional (batubara, minyak, gas alam) akan harus ditinggalkan.
Mengingat minyak akan habis dalam 35-40 tahun, kami memiliki cukup waktu untuk melaksanakan proyek semacam itu. Dan negara yang akan mampu menerapkannya akan menjadi pemimpin di masa depan, dan jika kita menggabungkan upaya, kita dapat mencapai hasil yang lebih besar dan dalam kerangka waktu yang lebih cepat.
Jadi, mengapa energi termonuklir? Karena itu:
Sumber energi skala besar dengan bahan bakar yang melimpah dan tersedia di mana-mana.
Dampak lingkungan global yang sangat rendah - Tidak ada emisi CO2.
- "Operasi sehari-hari" pembangkit listrik tidak memerlukan pengangkutan bahan radioaktif.
Pembangkit listrik aman, tanpa kemungkinan "meltdown" atau "reaksi tak terkendali".
Tidak ada limbah radioaktif, yang tidak menimbulkan masalah bagi generasi mendatang.
Menguntungkan: Dibutuhkan sekitar 100 kg deuterium untuk menghasilkan 1 GW energi dan 3 ton lithium alami untuk digunakan sepanjang tahun, menghasilkan sekitar 7 miliar kWh
3.Kesimpulan
Jadi, energi adalah sumber daya penting yang diperlukan untuk kehidupan umat manusia yang nyaman. Dan ekstraksi energi adalah salah satu masalah utama umat manusia. Saat ini minyak bumi aktif digunakan sebagai sumber energi listrik dan bahan bakar, tetapi tidak terbatas, dan cadangannya hanya berkurang setiap tahun. Dan alternatif yang dikembangkan saat ini tidak memungkinkan untuk mengganti oli sepenuhnya atau memiliki kelemahan serius.
Saat ini, satu-satunya sumber energi yang mampu menyediakan jumlah energi yang diperlukan bagi seluruh umat manusia dan tidak memiliki kekurangan yang serius adalah energi termonuklir berdasarkan penggunaan helium 3. Teknologi untuk memperoleh energi dari reaksi ini melelahkan dan membutuhkan investasi besar, tetapi energi yang diperoleh dengan demikian ramah lingkungan dan dihitung dalam miliaran kilowatt.
Jika Anda mendapatkan energi yang murah dan ramah lingkungan, Anda dapat mengganti oli sebanyak mungkin, misalnya meninggalkan mesin bensin dan beralih ke listrik, menghasilkan panas menggunakan listrik, dll. Dengan demikian, minyak, sebagai bahan baku untuk produksi kimia, akan cukup bagi umat manusia selama berabad-abad yang akan datang.
Oleh karena itu, di bulan (yang merupakan sumber utama helium 3) perlu dibuat industri. Untuk menciptakan sebuah industri, Anda perlu memiliki rencana pengembangan, dan ini adalah masalah beberapa tahun, dan semakin cepat Anda memulai, semakin baik. Karena jika Anda harus melakukannya dalam situasi putus asa (saat krisis energi, misalnya), mendesak, itu akan menghasilkan pengeluaran yang sama sekali berbeda.
Dan negara yang berkembang lebih cepat ke arah ini akan menjadi pemimpin di masa depan. Karena energi adalah masa depan.
4. Daftar literatur yang digunakan
1. http://ru.wikipedia.org/ - ensiklopedia dunia
2. http://www.zlev.ru/61_59.htm - Majalah "Singa Emas" No. 61-62 - publikasi pemikiran konservatif Rusia, Kapan minyak akan habis?
3. http://www.vz.ru/society/2007/11/25/127214.html - LIHAT / Saat minyak habis
4. http://vz.ru/economy/2007/11/1/121681.html - LIHAT / Dunia kehabisan minyak
5. http://bio.fizteh.ru/departments/physchemplasm/topl_element.html ->Alternatif untuk minyak?. Fakultas Fisika Molekuler dan Biologi, Institut Fisika dan Teknologi Moskow. "Phystech-Portal", "Pusat Phystech"
6. http://encycl.accoona.ru/?id=74848 - ENERGI NUKLIR - ensiklopedia internet, kamus penjelasan.
7. http://www.vepr.ru/show.html?id=7 - Dari mana listrik berasal (riwayat kejadian)
8. http://www.bioenergy.by/mejdu_1.htm - Energi biomassa. Proyek UNDP/GEF BYE/03/G31 di Belarus
9. http://bibliotekar.ru/alterEnergy/37.htm - Kelebihan dan kekurangan energi angin. Prinsip konversi energi angin. Tenaga angin
10. http://www.smenergo.ru/hydrogen_enegry/ - Energi hidrogen. Energi dan energik.
11. http://works.tarefer.ru/89/100323/index.html Sumber daya utama dan energi fusi
12. http://tw.org.ua/board/index.php?showtopic=162 - Energi termonuklir
13. http://www.helium3.ru/main.php?video=yes - Helium-3, Helium-3
14. http://razrabotka.ucoz.ru/publ/4-1-0-16 - HELIUM-TIGA - ENERGI MASA DEPAN - program bulan - Katalog artikel - Pengembangan
15. http://www.fp7-bio.ru/presentations/fisheries/bioetanol.pdf/at_download/file - energi masa depan
16. http://www.scienmet.net/ - Generator angin, energi angin
17. http://oil-resources.info - sumber bahan bakar
18.http://ru.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_energy.
19.http://www.ruscourier.ru/archive/2593 - kerugian hidrogen
20. http://www.intersolar.ru/geothermal/pressa/rbsgeo.html - Energi dari kedalaman - www.intersolar.ru
21.http://web-japan.org/nipponia/nipponia28/en/feature/feature09.html - NIPPONIA No.28 15 Maret 2004
22. http://www.kti.ru/forum/img/usersf/pic_41.doc - sumber energi alternatif
23. http://www.rosnpp.org.ru/aes_preimush.shtml - pembangkit listrik tenaga nuklir
24. http://www.atomstroyexport.ru/nuclear_market/advantage/ - energi nuklir
25. http://solar-battery.narod.ru/termoyad.htm - energi termonuklir beraksi
26.http://business.km.ru/magazin/view.asp?id=7B07CB0288D54DC0AC68C60AF246D693 - Bisnis KM.RU. Masa depan industri energi Rusia terletak pada biofuel dan energi termonuklir
Mungkin beberapa hal di bidang energi termonuklir dikelilingi oleh mitos seperti Helium 3. Pada tahun 80-90-an ia secara aktif dipopulerkan sebagai bahan bakar yang akan menyelesaikan semua masalah fusi termonuklir terkontrol, serta salah satu alasan untuk keluar dari Bumi (karena di bumi secara harfiah beberapa ratus kilogram, dan di bulan satu miliar ton) dan akhirnya mulai menjelajahi tata surya. Semua ini didasarkan pada gagasan yang sangat aneh tentang kemungkinan, masalah, dan kebutuhan energi termonuklir yang tidak ada saat ini, yang akan kita bicarakan.
Mesin untuk menambang helium3 di bulan sudah siap, satu-satunya yang harus dilakukan adalah menemukan kegunaannya.
Ketika mereka berbicara tentang helium3, yang mereka maksud adalah reaksi fusi termonuklir He3 + D -> He4 + H atau He3 + He3 -> 2He4 + 2H. Dibandingkan dengan klasik D + T -> He4 +n tidak ada neutron dalam produk reaksi, yang berarti bahwa tidak ada aktivasi desain reaktor termonuklir oleh neutron superenergi. Selain itu, fakta bahwa neutron dari "klasik" membawa 80% energi dari plasma dianggap sebagai masalah, sehingga keseimbangan pemanasan sendiri terjadi pada suhu yang lebih tinggi. Keuntungan lain yang patut dicatat dari versi helium adalah bahwa listrik dapat dihilangkan langsung dari partikel bermuatan reaksi, dan bukan dengan memanaskan air dengan neutron - seperti pada pembangkit listrik tenaga batu bara tua.
Jadi, semua ini tidak benar, atau lebih tepatnya sebagian kecil dari kebenaran.
Mari kita mulai dengan fakta bahwa pada kepadatan plasma dan suhu optimal yang sama, reaksi He3 + D akan menghasilkan 40 kali lebih sedikit pelepasan energi per meter kubik plasma kerja. Dalam hal ini, suhu yang diperlukan untuk pecahnya setidaknya 40 kali lipat akan menjadi 10 kali lebih tinggi - 100 keV (atau satu miliar derajat) versus 10 untuk D +T. Dengan sendirinya, suhu seperti itu cukup dapat dicapai (rekor tokamaks saat ini adalah 50 keV, hanya dua kali lebih buruk), tetapi untuk membangun keseimbangan energi (laju pendinginan VS laju pemanasan, termasuk pemanasan sendiri), kita perlu meningkatkan pelepasan energi sebesar 50 kali dari meter kubik reaksi He3 + D, yang hanya dapat dilakukan dengan menaikkan densitas sebanyak 50 kali. Dalam kombinasi dengan peningkatan suhu sepuluh kali lipat, ini memberikan peningkatan tekanan plasma sebesar 500 kali- dari 3-5 atm menjadi 1500-2500 atm, dan peningkatan tekanan balik yang sama untuk menjaga plasma ini.
Tapi gambarnya menginspirasi.
Ingat, saya menulis bahwa magnet medan toroidal ITER, yang menciptakan tekanan balik pada plasma, benar-benar merupakan produk yang memecahkan rekor, satu-satunya di dunia dalam hal parameter? Jadi, penggemar He3 menyarankan untuk membuat magnet 500 kali lebih kuat.
Oke, lupakan kesulitannya, mungkin keuntungan dari reaksi ini melunasinya?
Berbagai reaksi termonuklir yang berlaku untuk CTS. He3 + D memberikan sedikit lebih banyak energi daripada D + T, tetapi banyak energi yang dihabiskan untuk mengatasi tolakan Coulomb (muatan 3 dan bukan 2), sehingga reaksinya lambat.
Mari kita mulai dengan neutron. Neutron dalam reaktor industri akan menjadi masalah serius, merusak bahan bejana, memanaskan semua elemen yang menghadap plasma sedemikian rupa sehingga harus didinginkan dengan jumlah air yang layak. Dan yang paling penting, aktivasi bahan oleh neutron akan mengarah pada fakta bahwa bahkan 10 tahun setelah penutupan reaktor termonuklir, ia akan memiliki ribuan ton struktur radioaktif yang tidak dapat dibongkar dengan tangan, dan yang akan disimpan lama. selama ratusan dan ribuan tahun. Menyingkirkan neutron jelas akan mempermudah pembuatan pembangkit listrik termonuklir.
Fraksi energi yang dibawa oleh neutron. Jika Anda menambahkan lebih banyak He3 ke reaktor, maka Anda dapat menguranginya menjadi 1%, tetapi ini akan semakin memperketat kondisi pengapian.
Oke, tapi bagaimana dengan konversi langsung energi partikel bermuatan menjadi listrik? Eksperimen menunjukkan bahwa aliran ion dengan energi 100 keV dapat diubah menjadi listrik dengan efisiensi 80%. Kami tidak memiliki neutron di sini ... Maksud saya, mereka tidak mengambil semua energi yang hanya bisa kita dapatkan dalam bentuk panas - mari kita singkirkan turbin uap dan masukkan pengumpul ion?
Ya, ada teknologi untuk konversi langsung energi plasma menjadi listrik, mereka dipelajari secara aktif pada tahun 60-an-70-an, dan menunjukkan efisiensi di wilayah 50-60% (bukan 80, perlu dicatat). Namun, ide ini kurang dapat diterapkan baik di reaktor D + T dan di He3 + D. Mengapa demikian, gambar ini membantu untuk memahami.
Ini menunjukkan kehilangan panas plasma melalui saluran yang berbeda. Bandingkan D+T dan D + He3. Transportasi inilah yang dapat digunakan untuk secara langsung mengubah energi plasma menjadi listrik. Jika dalam varian D + T, semuanya diambil dari kita oleh neutron jahat, maka dalam kasus He3 + D, semuanya diambil oleh radiasi elektromagnetik plasma, terutama sinkrotron dan bremsstrahlung sinar-X (dalam gambar Bremsstrahlung). Situasinya hampir simetris, sama saja, perlu untuk menghilangkan panas dari dinding dan masih dengan konversi langsung kita tidak bisa menarik lebih dari 10-15% energi pembakaran termonuklir, dan sisanya - cara kuno, melalui mesin uap.
Ilustrasi dalam studi konversi energi plasma langsung pada perangkap terbuka terbesar Gamma-10 di Jepang.
Selain keterbatasan teoretis, ada juga yang rekayasa - di dunia (termasuk di Uni Soviet) upaya besar dihabiskan untuk membuat instalasi untuk konversi langsung energi plasma menjadi listrik untuk pembangkit listrik konvensional, yang memungkinkan untuk meningkatkan efisiensi dari 35% menjadi 55%. Terutama berdasarkan generator MHD. 30 tahun kerja tim besar berakhir dengan nihil - sumber daya instalasi adalah ratusan jam, ketika insinyur listrik membutuhkan ribuan dan puluhan ribu. Jumlah besar sumber daya yang dihabiskan untuk teknologi ini telah menyebabkan, khususnya, pada fakta bahwa negara kita telah tertinggal dalam produksi turbin gas listrik dan pembangkit siklus turbin uap-gas (yang memberikan peningkatan efisiensi yang sama persis - dari 35 hingga 55%!).
Omong-omong, magnet superkonduktor yang kuat juga dibutuhkan untuk generator MHD. Ditampilkan di sini adalah magnet SP untuk generator MHD 30 MW.
“Kita sekarang berbicara tentang energi termonuklir masa depan dan jenis bahan bakar ekologis baru yang tidak dapat diperoleh di Bumi. Kita berbicara tentang pengembangan industri bulan untuk ekstraksi helium-3. Pernyataan kepala perusahaan roket dan ruang angkasa Energia ini, Nikolai Sevastyanov, jika tidak mengejutkan imajinasi orang-orang Rusia yang taat hukum (mereka sekarang, menjelang musim pemanasan baru, hanya berurusan dengan helium-3) , maka imajinasi spesialis dan orang yang tertarik tidak meninggalkan acuh tak acuh.
Ini dapat dimengerti: meskipun, secara halus, keadaan industri kedirgantaraan domestik tidak cemerlang (anggaran luar angkasa Rusia 30 kali lebih kecil daripada di Amerika Serikat dan 2 kali lebih sedikit daripada di India; dari 1989 hingga 2004, kami meluncurkan hanya 3 pesawat ruang angkasa penelitian), tiba-tiba, seperti ini, tidak lebih, tidak kurang - Rusia akan menghasilkan helium-3 di bulan! Biarkan saya mengingatkan Anda bahwa, secara teoritis, isotop ringan helium ini mampu masuk ke dalam reaksi termonuklir dengan deuterium. Oleh karena itu, fusi dianggap oleh banyak ilmuwan sebagai sumber energi murah yang berpotensi tak terbatas. Namun, ada masalah: helium-3 kurang dari sepersejuta jumlah total helium di Bumi. Tetapi di tanah bulan, isotop ringan ini ditemukan berlimpah: menurut akademisi Eric Galimov, sekitar 500 juta ton ...
Mereka mengatakan bahwa pada suatu waktu di Amerika Serikat, di depan pintu masuk Disneyland, sebuah poster besar digantung: "Kami dan negara kami dapat melakukan segalanya, satu-satunya hal yang membatasi kami adalah batas imajinasi kami." Semua ini tidak jauh dari kebenaran: proyek nuklir yang cepat dan efisien, program bulan yang sangat sukses, inisiatif pertahanan strategis (SDI), yang sepenuhnya menghabisi ekonomi Soviet. ...
Pada hakekatnya, salah satu fungsi utama negara, terutama pada abad ke-20, adalah perumusan tugas bagi komunitas ilmiah di ambang imajinasi. Ini juga berlaku untuk negara Soviet: elektrifikasi, industrialisasi, pembuatan bom atom, satelit pertama, pergantian sungai ... Ngomong-ngomong, kami juga memiliki "poster" kami sendiri di depan Disneyland - "Kami dilahirkan untuk membuat dongeng menjadi kenyataan!”
“Saya hanya berpikir bahwa ada kekurangan dalam beberapa masalah teknologi utama,” kata Alexander Zakharov, Doktor Ilmu Fisika dan Matematika, Sekretaris Ilmiah Institut Penelitian Luar Angkasa dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, dalam sebuah wawancara dengan saya. - Mungkin karena ini, semua pembicaraan tentang produksi helium-3 di Bulan untuk energi termonuklir baru-baru ini muncul. Jika Bulan adalah sumber mineral, dan dari sana membawa helium-3 ini, tetapi tidak ada cukup energi di Bumi ... Semua ini dapat dimengerti, kedengarannya sangat indah. Dan untuk ini, mungkin mudah untuk membujuk orang-orang berpengaruh untuk mengalokasikan uang. Saya kira demikian".
Tetapi intinya adalah bahwa saat ini tidak ada teknologi di Bumi - dan setidaknya dalam 50 tahun ke depan, itu tidak diharapkan muncul - membakar helium-3 dalam reaksi termonuklir. Bahkan tidak ada rancangan rancangan reaktor semacam itu. Reaktor termonuklir internasional ITER, yang saat ini sedang dibangun di Prancis, dirancang untuk "membakar" isotop hidrogen - deuterium dan tritium. Suhu "pengapian" yang dihitung dari reaksi termonuklir adalah 100-200 juta derajat. Untuk menggunakan helium-3, suhu harus satu atau dua derajat lebih tinggi.
Jadi, kepala perusahaan roket dan ruang angkasa terbesar Rusia, Nikolai Sevastyanov, maaf atas ekspresinya, apakah membedaki otak kita dengan helium-3-nya? Tidak terlihat seperti itu. Untuk apa!?
“Industri luar angkasa secara alami tertarik pada proyek yang begitu besar dan mahal,” kata Alexander Zakharov. “Tetapi dalam hal penggunaan praktisnya, sangat jelas bahwa ini terlalu dini.”
Untuk mengimplementasikan proyek helium-3, perlu untuk membuat program khusus untuk eksplorasi bulan tambahan, meluncurkan seluruh skuadron pesawat ruang angkasa, menyelesaikan masalah dengan produksi helium-3, pemrosesannya ... Ini akan menghancurkan negara lebih buruk dari SDI manapun.
"Saya tidak ingin mengatakan bahwa Bulan sepenuhnya tertutup dari sudut pandang ilmiah - ada juga tugas ilmiah yang tersisa," tegas Alexander Zakharov. - Tapi, seperti yang mereka katakan, ini harus dilakukan selangkah demi selangkah, saya tidak melupakan tugas ilmiah lainnya. Dan kemudian kami entah bagaimana menghindar: segera setelah Amerika mengumumkan program penerbangan berawak ke Mars, kami segera menyatakan bahwa kami juga siap untuk melakukan ini. Kami mendengar tentang program bulan - mari kita lakukan ini juga ... Kami tidak memiliki tugas nasional yang disengaja, seimbang, dan strategis.
Di sini kita kembali lagi ke tempat kita memulai, ke tugas strategis nasional. Masalahnya adalah, tidak seperti orang Amerika, kita tidak dibatasi oleh imajinasi kita - dengan ini, seperti yang ditunjukkan oleh pernyataan Nikolai Sevastyanov, semuanya beres dengan kita. Tetapi menurut perkiraan paling sederhana, program helium-3 (sebut saja begitu), menurut perkiraan paling konservatif, akan membutuhkan 5 miliar dolar untuk penelitian lima tahun.
Dari sudut pandang ilmiah murni, dalam masalah fusi berdasarkan TOKAMAKS, meskipun keputusan untuk membangun reaktor eksperimental internasional ITER, ada beberapa stagnasi. (Namun, ini adalah topik untuk diskusi terpisah.) Tampaknya bagi saya bahwa masalah helium-3 untuk beberapa bagian dari lobi termonuklir yang berpengaruh adalah ceruk baru untuk resusitasi dan realisasi ambisi profesional.
Tidak hanya itu - dan ini adalah hal yang cukup sensasional, dan satu-satunya alasan saya tidak memulai artikel saya dengan itu - seperti yang diberitahukan kepada kami oleh seorang ahli dari industri kedirgantaraan, proyek Rusia untuk ekstraksi isotop helium ringan pada Bulan telah dialokasikan 1 miliar dolar! Uang ini, diduga, berasal dari Amerika.
Terlepas dari semua kerumitan kombinasi semacam itu, ujung-ujungnya bertemu di dalamnya dengan cukup sukses. Untuk mengamankan $104 miliar untuk program pangkalan bulan yang baru-baru ini diumumkan, Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional AS harus menunjukkan bahwa "pesaing strategis" juga waspada. Artinya, miliaran "Rusia" itu, di satu sisi, adalah biaya overhead NASA... Oleh karena itu, lonjakan minat dalam produksi helium-3 di Rusia, tidak dapat dijelaskan oleh motif rasional.
Jika ini benar, maka sekali lagi kita semua harus memverifikasi validitas rumus yang diterbitkan sepuluh tahun lalu di jurnal Physics Today. Ini dia: "Ilmuwan bukanlah pencari kebenaran yang tidak tertarik, melainkan peserta dalam persaingan sengit untuk mendapatkan pengaruh ilmiah, yang pemenangnya merusak bank."
