თქვენ უნდა გესმოდეთ, რომ დღეს მზის სისტემის შესწავლა, არამიწიერი მატერიის შესწავლა, მთვარის და პლანეტების ქიმიური სტრუქტურა, არამიწიერი სიცოცხლის ფორმების ძიება, სამყაროს ფიზიკის გაგება ფუნდამენტური მეცნიერების წინა პლანზეა. თანამედროვე კოსმოსური კვლევა უნდა ჩაითვალოს არა როგორც მეცნიერების ერთ-ერთ მიმართულებად ან დარგად, არამედ მეცნიერების განვითარების საფეხურად. კოსმოსური კვლევების შედეგად მიღებული შედეგების გარეშე არც ფიზიკა, არც ბიოლოგია, არც ქიმია და არც გეოლოგიური მეცნიერებები უსარგებლოა.

კოსმოსური კვლევის მდიდარი გამოცდილებისა და ტრადიციების მქონე ქვეყნის ფონზე გადასვლა არ შეიძლება არ გამოიწვიოს განგაში და მიზეზების გაგების სურვილი.

E. M. გალიმოვი

ჰელიუმი 3 - მომავლის მითიური საწვავი

თერმობირთვული ენერგიის სფეროში ალბათ ცოტა რამ არის გარშემორტყმული მითებით, როგორიცაა ჰელიუმი 3. 80-90-იან წლებში იგი აქტიურად იყო პოპულარული, როგორც საწვავი, რომელიც გადაჭრიდა კონტროლირებადი თერმობირთვული შერწყმის ყველა პრობლემას, ისევე როგორც გასვლის ერთ-ერთ მიზეზს. დედამიწის (რადგან მის დედამიწაზე ფაქტიურად რამდენიმე ასეული კილოგრამია, ხოლო მთვარეზე მილიარდი ტონა) და ბოლოს დაიწყეთ მზის სისტემის შესწავლა. ეს ყველაფერი ეფუძნება ძალიან უცნაურ იდეებს დღეს არარსებული თერმობირთვული ენერგიის შესაძლებლობებზე, პრობლემებსა და საჭიროებებზე, რაზეც ვისაუბრებთ.

გახსოვდეს, დავწერე, რომ ITER-ის ტოროიდული ველის მაგნიტები, რომლებიც ქმნიან კონტრწნევას პლაზმაზე, აბსოლუტურად რეკორდსმენი პროდუქტებია, მსოფლიოში ერთადერთი პარამეტრებით? ასე რომ, He3 თაყვანისმცემლები გვთავაზობენ მაგნიტების 500-ჯერ უფრო მძლავრობას.

მთვარეზე ჰელიუმ-3-ის მოპოვება დედამიწაზე ენერგიით 5 ათასი წლის განმავლობაში უზრუნველყოფს

მთვარეზე არსებული ჰელიუმ-3-ის მარაგს შეუძლია დედამიწაზე ენერგიით უზრუნველყოს ხუთი ათასი წლის განმავლობაში, თქვა ოთხშაბათს რია ნოვოსტიში მულტიმედიური ლექციაზე, ფიზიკა-მათემატიკის მეცნიერებათა დოქტორმა, სახელმწიფოს მთვარისა და პლანეტარული კვლევის დეპარტამენტის ხელმძღვანელმა. მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ასტრონომიული ინსტიტუტი. ლომონოსოვი ვლადისლავ შევჩენკო.

დედამიწის მაცხოვრებლების ენერგიის მატარებლებით უზრუნველყოფის შესაძლებლობები შეუზღუდავი არ არის, მათი რეზერვები ჩვენს პლანეტაზე უახლოეს საუკუნეებში ამოიწურება. ამავდროულად, შეერთებულმა შტატებმა უკვე გამოთვალა, რომ მთვარეზე არსებული ჰელიუმ-3-ის მარაგს შეუძლია მიწიერი ენერგიით უზრუნველყოს სულ მცირე ხუთი ათასი წლის განმავლობაში, თქვა შევჩენკომ.

დიახ, ერთი ტონა ჰელიუმ-3-ის ღირებულება დაახლოებით მილიარდი დოლარი იქნება, იმის გათვალისწინებით, რომ შეიქმნება მთვარედან წარმოებისა და მიწოდების საჭირო ინფრასტრუქტურა. მაგრამ ამავდროულად, 25 ტონა - და ეს მხოლოდ 25 მილიარდი დოლარია, რაც არც თუ ისე ბევრია ჩვენი პლანეტის სახელმწიფოების მასშტაბით - საკმარისი იქნება დედამიწის ხალხის ენერგიით ერთი წლის განმავლობაში. ამჟამად მხოლოდ შეერთებული შტატები ხარჯავს დაახლოებით 40 მილიარდ დოლარს წელიწადში ენერგიაზე. სარგებელი აშკარაა, - აღნიშნა შევჩენკომ.

მისი თქმით, უახლოეს მომავალში საერთაშორისო კოსმოსური სადგურის (ISS) პარტნიორებმა მისი ფუნქციონირებიდან ეტაპობრივად უნდა გადავიდნენ საერთაშორისო მთვარის სადგურის (ILS) შექმნაზე. ჩვენი გზა ახლა არის ISS-დან MLS-მდე. დიდ პრაქტიკულ სარგებელს მივიღებთ, - დაასკვნა მეცნიერმა.

ამჟამად, ჰელიუმ-3-ის იზოტოპი მოიპოვება დედამიწაზე ძალიან მცირე რაოდენობით, რომელიც წელიწადში რამდენიმე ათეულ გრამს შეადგენს.

მთვარეზე, ამ ღირებული იზოტოპის მარაგი, მინიმალური შეფასებით, დაახლოებით 500 ათასი ტონაა. თერმობირთვული შერწყმისას, როდესაც 1 ტონა ჰელიუმ-3 რეაგირებს 0,67 ტონა დეიტერიუმთან, გამოიყოფა ენერგია, რომელიც დაახლოებით 15 მილიონი ტონა ნავთობის დაწვის ტოლფასია.

გაზეთ Trud-თან ინტერვიუში აკადემიკოსმა როალდ ზინუროვიჩ საგდეევმა მთვარეზე ჰელიუმ-3-ის წარმოების გარშემო წარმოქმნილი სენსაცია უწოდა. არ იდგა და კვერცხს ჭამდა.

აკადემიკოსმა საგდეევმა თქვა, რომ ბოლო 30-ე სამეფო კითხვებზე ტონი დაადგინეს მთვარის პროექტების მომხრეებმა, რომლებმაც დაამტკიცეს, რომ მთვარეზე ჰელიუმ-3-ის მოპოვება მომგებიანი და პერსპექტიული ამოცანა იყო. ითვლება, რომ თერმობირთვული რეაქტორები. ჰელიუმ-3 ენერგიას კაცობრიობას ათასწლეულების განმავლობაში უზრუნველყოფს.

2015 წლისთვის მთვარეზე ბაზის დამყარების გეგმები და ჰელიუმ-3-ის მოპოვება და ტრანსპორტირება, რაც კითხვაზე იყო წარმოდგენილი, სრულიად არარეალურია. დიახ, და ჰელიუმ-3 საჭირო იქნება არა უადრეს 80-100 წლისა.

აკადემიკოსი საგდეევის თქმით, დეიტერიუმზე და ტრიტიუმზე რეაქტორები ჯერ კიდევ არ მუშაობს. თუმცა, ზღვის წყალში დეიტერიუმის მარაგი პრაქტიკულად შეუზღუდავია. კიდევ 100 წელი დასჭირდება შერწყმის რეაქტორის შექმნას, რომელიც მუშაობს ჰელიუმ-3-ზე. „ერთი სიტყვით, ჰელიუმის რეაქტორის მშენებლობა 21-ე, 22-ე საუკუნის ამოცანა კი არ არის“, - ამბობს საგდეევი.

მაშასადამე, მთვარეზე ბაზის შექმნისა და ჰელიუმ-3-ის მოპოვების გეგმები არის ილუზია: „სინამდვილეში, მთელი ეს აჟიოტაჟი, რომელიც დაკავშირებულია მთვარეზე ჰელიუმ-3-ის მოპოვების წინადადებასთან, არ ღირს ღირდეს“.

საგდეევის სიტყვები ინტერვიუდან: „როდესაც, მაგალითად, RSC Energia-ს ხელმძღვანელი ნიკოლაი სევასტიანოვი საუბრობს მთვარეზე ჰელიუმ-3-ის წარმოებაზე, შინაგანად მეღიმება და სადღაც თანაუგრძნობს ასეთ ენთუზიაზმს, რომელიც, გასაკვირია, , ილუზიების ტყვეობაში აღმოჩნდება“ .

ჰელიუმი-3 ავსტრალიელმა მეცნიერმა მარკ ოლიფანტმა კემბრიჯის უნივერსიტეტში მუშაობისას აღმოაჩინა.

განაცხადი 3 He

ჰელიუმ-3 გამოიყენება თერმობირთვული შერწყმის შესასწავლად. ეს არის მზეზე მიმდინარე რეაქციების გვერდითი პროდუქტი. დედამიწაზე, იგი მოიპოვება ძალიან მცირე რაოდენობით, წელიწადში რამდენიმე ათეული გრამი. ამის მიზეზი ჩვენი ატმოსფეროა. ხელს უწყობს ჰელიუმ-3-ის რეაქციის პროცესებს სხვა ნივთიერებებთან. 1 ტონა ჰელიუმ-3-ის თერმობირთვული სინთეზის დროს გამოიყოფა 15 მილიონი ტონა ნავთობის ტოლი ენერგია.

3 He-ის რეზერვები დედამიწაზე

დედამიწაზე მისი მარაგი დაახლოებით 500-1000 კილოგრამს შეადგენს და უკიდურესად გაფანტულია ატმოსფეროში და კლდეებში.

აქციები 3 He on the Moon

ჰელიუმ-3-ის მთვარის რესურსები ძალიან დიდია და საკმარისი უნდა იყოს მინიმუმ მომდევნო ათასწლეულისთვის. მთავარი პრობლემა რჩება ის, რომ კონტროლირებადი თერმობირთვული შერწყმა ჯერ არ განხორციელებულა და ყველაზე ოპტიმისტური პროგნოზების მიხედვით, კომერციული გამოყენების შესაძლებლობა დადგება არაუადრეს 2050 წელს.

წყაროები: znaniya-sila.narod.ru, hodar.ru, ria.ru, ru.wikinews.org, traditio-ru.org

უხილავი ქალაქი კიტეჟი

IBM-ის ახალი პროცესორები რეალურ დროში აანალიზებენ ადამიანის ტვინს

იდუმალი ადგილები დედამიწაზე - ფაქტები და ლეგენდები

Ica Stones - საიდუმლო უპასუხო

Გზა არსაითკენ

როგორ ვისწავლოთ სხვისი აზრების კითხვა

თვალებს სულის სარკეს უწოდებენ. მათი შეხედვით, ჩვენ შეგვიძლია ბევრი რამ გავიგოთ ადამიანის შესახებ და გავარკვიოთ კიდეც, თუ რას ეხება ის ...

ედგარ კეისის პროგნოზები

ედგარ კეისის 2016 წლის პროგნოზები მომავლის შესაცნობად საინტერესო და საშინელია, რადგან ხედავთ იმას, რაც არ მოგწონთ. თუმცა, თუ ამას სწორად აკეთებთ,...

ჰიტლერის გარემოცვა

დღეს ბევრი ინფორმაციაა ადოლფ ჰიტლერის გატაცების შესახებ ოკულტური მეცნიერებებით. მესამე რაიხის არსებობის თითქმის მთელი ისტორია მჭიდროდ არის დაკავშირებული ასეთ ...

ყველაზე ბოროტი ძაღლების ჯიშები

თუ შინაურ ცხოველს ყიდულობთ მის ბინაში შესანახად, მაშინ წინასწარ უნდა გაეცნოთ რა თვისებებს შეუძლია ...

მსოფლიოში ყველაზე დიდი ძაღლი

უძველესი დროიდან ძაღლები ადამიანებთან ახლოს ცხოვრობდნენ, ერთგულად ემსახურებიან პატრონებს, იცავენ მათ სახლებს, ეხმარებიან ნადირობასა და პირუტყვის ძოვებაში, ...

ატრაქციონები ოსლოს

ოსლო არის ნორვეგიის დედაქალაქი და უდავოდ მისი ყველაზე მიმზიდველი ქალაქი. ის ქვეყნის ისტორიისა და თანამედროვეობის სარკეა. ...

Mig 29ubt

განახლებული MiG-29SMT თვითმფრინავის შექმნის პარალელურად დაიწყო მუშაობა MiG-29UB-ის განახლებულ ვერსიაზე, რომლის დიზაინიც გაუმჯობესდა. მუშაობა რაგაცის გამო ან ვიგაცის გამო...

საზღვაო კატასტროფები

ჩვენ ყველამ ვიცით ტიტანიკის უბედური ისტორიის შესახებ, მაგრამ ცოტამ თუ იცის, რომ ეს ტრაგედია სიდიდით მხოლოდ მესამე იყო...

ჭკვიანი სახლის პროგრამირება

ჭკვიანი სახლის პროგრამა შექმნილია იმისთვის, რომ გახდეს თქვენი ინტელექტუალური სისტემის კონტროლის ცენტრალური გარემო მობილური ტელეფონის, სენსორული ეკრანების, ლეპტოპების, ...

ძველ სლავებს, ისევე როგორც იმდროინდელ ბევრ ხალხს, სჯეროდათ, რომ ბევრი ...

როგორ გააკეთოთ ჭაობის მუხა სახლში

ჭაობის მუხა შესანიშნავი სამშენებლო მასალაა. მისი უჩვეულო ფერი ძალიან...

ხალხური ნიშნები მარგალიტების შესახებ

პირველ რიგში, მარგალიტი წარმოუდგენლად ლამაზი ქვაა, რომელიც უკვე...

ხალხის კუდი

სასაცილოა, მაგრამ კაცს კუდი აქვს. გარკვეულ პერიოდამდე. Ცნობილია...

ყინულის სისქე ანტარქტიდაში

ანტარქტიდაში კონტინენტური ყინულის ფართობის შემცირების მიუხედავად, მისი სისქე იზრდება. ბოლო...

ბოლო დროს, განსაკუთრებით მას შემდეგ, რაც შეერთებულმა შტატებმა გააძლიერა მთვარის პროგრამაზე მუშაობის ტემპი, თემა ჰელიუმ-3, როგორც მომავლის ბირთვული ენერგიის საფუძველი, სულ უფრო და უფრო გაზვიადებულია. ამ ელემენტის შესახებ ფანტასტიკური ფილმებიც კი იდგმება. რა არის ჰელიუმ-3, სად მივიღოთ და რა სარგებელს ჰპირდება კაცობრიობას!

რეაქტორი რადიაციის გარეშე

ჰელიუმი-3 (³He) არის ჰელიუმის ერთ-ერთი იზოტოპი, რომელსაც აქვს ერთი ნეიტრონი ბირთვში და არა ორი. დედამიწაზე ჰელიუმ-3-ის მარაგი შეადგენს ელემენტების მთლიანი რაოდენობის 0,000137%-ს და შეფასებულია 35 ათას ტონად. თითქმის ყველა არსებული ჰელიუმ-3 შენარჩუნებულია ჩვენი პლანეტის ჩამოყალიბების დღიდან.

ამ ჰელიუმის იზოტოპის მიმართ ინტერესი მას შემდეგ გაძლიერდა, რაც გაირკვა, რომ კაცობრიობა ძალიან ახლოს იყო სერიოზულ ენერგეტიკულ კრიზისთან. ნახშირწყალბადების მარაგი დასასრულს უახლოვდება და რამდენიმე ათწლეულში ჩვენ მათ სრულად გამოვწურავთ. ენერგიის ალტერნატიული წყაროები, როგორიცაა ქარი, მზე, მოქცევა, გეოთერმული აქტივობა, ვერ დაფარავს კაცობრიობის ყველა საჭიროებას. ჯერ კიდევ არის ნახშირის მარაგი, რომელიც დაახლოებით 200-300 წელი გაგრძელდება. თუმცა, რამდენადაც იზრდება ქვანახშირის წილი თანამედროვე ენერგიაში, ეს პერიოდი შესაძლოა მნიშვნელოვნად შემცირდეს. გარდა ამისა, ნახშირის წვის და მოპოვების პროცესები სერიოზულად მოქმედებს პლანეტის ეკოსისტემაზე.

ამრიგად, ენერგიის ერთადერთი წყარო, რომელიც დიდხანს გაგრძელდება, არის ენერგია, რომელიც დაფუძნებულია ურანის ბირთვების დაშლაზე. უკვე დღეს ბირთვული ენერგია გლობალური ენერგეტიკული ბალანსის თითქმის 7%-ს შეადგენს. და ყოველწლიურად იზრდება მისი მონაწილეობის წილი. მაგრამ ამასთან ერთად, ყველა ატომური ელექტროსადგურის მთავარი პრობლემის - რადიოაქტიური ნარჩენების განკარგვა და შენახვა, რომელიც ყოველწლიურად იზრდება, სულ უფრო სერიოზული ხდება. და აქ იდეალური გადაწყვეტა იქნება საწვავის გამოყენება ჰელიუმ-3-თან თერმობირთვული შერწყმის რეაქციების საფუძველზე.

საქმე იმაშია, რომ ბირთვული რეაქციები, რომლებიც მოიცავს ჰელიუმ-3-ს, სხვა ბირთვული რეაქციებისგან განსხვავებით, არ ათავისუფლებს ნეიტრონებს, არამედ პროტონებს. ნეიტრონები უკიდურესად აქტიური ნაწილაკებია, მათ შეუძლიათ ღრმად შეაღწიონ ბირთვული რეაქტორის სტრუქტურულ მასალებში, გაანადგურონ მათი სტრუქტურა და გახადონ ისინი რადიოაქტიური. ეს იწვევს იმ ფაქტს, რომ ცალკეული ნაწილები და შეკრებები უნდა შეიცვალოს ყოველ რამდენიმე წელიწადში ერთხელ, რათა რეაქტორმა ნორმალურად იმუშაოს. გარდა ამისა, არსებობს ბირთვული ნარჩენების განკარგვისა და განკარგვის პრობლემა.

პროტონები, ნეიტრონებისგან განსხვავებით, არ იწვევენ რადიოაქტიურობას და არ შეუძლიათ შეაღწიონ სტრუქტურებში. პროტონების ნაკადი, ფაქტობრივად, წყალბადის ნაკადია. და მასალები, საიდანაც მზადდება ჰელიუმ-3 რეაქტორის კომპონენტები, შეიძლება ემსახურებოდეს ათწლეულების განმავლობაში. ზოგადად, რეაქცია, რომელშიც შედის ³He, 50-ჯერ ნაკლები რადიოაქტიურია, ვიდრე დეიტერიუმის ტრიტიუმთან (D + T) ურთიერთქმედების ჩვეულებრივი რეაქცია.

ამრიგად, ჰელიუმ-3-ის მთავარი უპირატესობა არის არა იმდენად მისი ენერგეტიკული ღირებულება, არამედ მისი თითქმის სრული გარემოსდაცვითი უსაფრთხოება.

მთვარის საბადოები

სად შეიძლება ჰელიუმ-3-ის მოპოვება საჭირო მასშტაბით? დედამიწაზე ეს იზოტოპი ისეთი უმნიშვნელო რაოდენობითაა, რომ მის სამრეწველო მოპოვებაზე საუბარი არ შეიძლება. ამ კითხვაზე პასუხი დიდი ხანია ცნობილია - მთვარეზე.

ის ფაქტი, რომ მთვარეს ჰელიუმ-3-ის უზარმაზარი მარაგი აქვს, ცნობილი გახდა, როდესაც მთვარის ნიადაგის პირველი ნიმუშები დედამიწაზე საბჭოთა ავტომატური Luna-ს მანქანებით და ამერიკელი ასტრონავტებით ჩამოიტანეს აპოლონის პროგრამის ფარგლებში.

იზოტოპის ფარდობითი კონცენტრაცია მთვარის ნიადაგში 1000-ჯერ მეტი აღმოჩნდა, ვიდრე დედამიწის შიგნით. ამ ფენომენის მიზეზი მდგომარეობს მთვარის ზედაპირის რეგულარულ ზემოქმედებაში მზის კორპუსკულური გამოსხივების მიმართ. ფაქტია, რომ ძლიერი მაგნიტური ველის სახით დაცვის გარეშე, მთვარის ზედაპირული მტვრიანი ფენა (რეგოლიტი) რეგულარულად იღებს რადიაციის უზარმაზარ დოზას. ამ პროცესის დროს მასში შედის ელემენტების დიდი რაოდენობა, პირველ რიგში წყალბადის და ჰელიუმის იზოტოპები.

წინასწარი შეფასებით, ჰელიუმ-3-ის მთლიანი მარაგი მთვარეზე დაახლოებით მილიონი ტონაა. იზოტოპის ეს რაოდენობა საკმარისი იქნებოდა კაცობრიობისთვის ათასი წლის განმავლობაში. მისი ენერგოეფექტურობა ისეთია, რომ 1 ტონა ჰელიუმ-3-ს შეუძლია 20 მილიონი ტონა ნავთობის ჩანაცვლება, რაც შესაძლებელს გახდის ატომური ელექტროსადგურების გამომავალი სიმძლავრე წლის განმავლობაში უზრუნველყოს 10 გვტ. ერთი ტონა მთვარის ნიადაგი შეიცავს 10 მგ ჰელიუმ-3-ს, რაც შეესაბამება 1 მ³ ნავთობის ენერგიის გამოყოფას. შეგვიძლია ვთქვათ, რომ მთვარის ზედაპირი ნავთობის უწყვეტი ოკეანეა. კაცობრიობას ყოველწლიურად სჭირდება 200 ტონა ჰელი, რუსეთის ენერგეტიკული ინდუსტრიის მოთხოვნა წელიწადში 20-30 ტონა ჰელიუმ-3-ს შეადგენს.

თუმცა, რაც არ უნდა დიდი იყოს ³He-ს მთლიანი მარაგი, იზოტოპის შემცველობა მთვარის ნიადაგში მაინც ძალიან მცირეა (დაახლოებით 10 მგ ტონა კლდეზე). ამრიგად, კაცობრიობის მოთხოვნილებების დასაკმაყოფილებლად საჭიროა წელიწადში 20 მილიარდი ტონა რეგოლითის გახსნა. თუ გავითვალისწინებთ რეგოლითური ფენის საშუალო სისქეს 3 მ, სამთო საერთო ფართობი იქნება 30 100 კმ-ზე.

დღეს, როცა მთვარეზე თუნდაც რამდენიმე ასეული კილოგრამი ტვირთის გადაზიდვა დიდ მიღწევად ითვლება, მილიარდობით ტონა მთვარის ნიადაგის დამუშავება აბსოლუტურად ფანტასტიკურ პროექტად აღიქმება. აქედან გამომდინარე, სწორი გადაწყვეტილება იქნება არა მთვარის ნიადაგის დედამიწაზე ტრანსპორტირება, არამედ თავად მთვარეზე სრული ციკლის ორგანიზება მზა ჰელიუმ-3 იზოტოპის მისაღებად - ქანების მოპოვებიდან მის გამდიდრებამდე.

ნაძარცვის სირთულეები

თუმცა, მთვარის ნიადაგის 20 მილიარდი ტონა გადატვირთვა მხოლოდ ფანტასტიკურ წამოწყებად გამოიყურება. დედამიწაზე ახლა დაახლოებით 5 მილიარდი ტონა ნახშირი მოიპოვება წელიწადში. დედამიწის ნიადაგის გადატვირთვის მოცულობა დაახლოებით 50 მილიარდი ტონაა. ანუ, დედამიწის ინტერიერის განვითარების ამჟამინდელი ტემპი მასშტაბით საკმაოდ შედარებულია იმასთან, რასაც მთვარეზე შეიძლება ველოდოთ. ამავდროულად, მთვარეზე არ იქნება პრობლემები, რომლებიც დაკავშირებულია გაშიშვლების ეკოლოგიურ შედეგებთან, ამიტომ მთვარის ნიადაგის მოპოვების საერთო ეფექტურობა შეიძლება რამდენჯერმე იყოს უფრო მაღალი ვიდრე დედამიწაზე. არ დაგავიწყდეთ, რომ მთვარეზე მიზიდულობის ძალა ექვსჯერ ნაკლებია, ვიდრე დედამიწაზე. ეს, თავის მხრივ, მნიშვნელოვნად გაზრდის ნიადაგის განვითარების სიჩქარეს.

რაც შეეხება საკითხის ტექნიკურ მხარეს, დედამიწის მეცნიერება და ტექნოლოგია საკმარისად არის განვითარებული, რათა დაიწყოს სამთო და გადამამუშავებელი და მოპოვების მრეწველობის ნაწილის მთვარეზე გადატანის პროცესის ორგანიზება. რა თქმა უნდა, ამ პროცესს ათზე მეტი წელი დასჭირდება, ამიტომ რაც უფრო ადრე დავიწყებთ, მით უფრო მალე მივიღებთ სასურველ შედეგს.

უკვე ახლა აუცილებელია მოსამზადებელი ეტაპის დაწყება, რომელიც მოიცავს გეოლოგიურ საძიებო და საგამოცდო სამუშაოებს, რომელიც უნდა ჩატარდეს მთვარეზე ზოგადი კვლევითი სამუშაოების ფარგლებში. ერთ-ერთი პირველი უნდა იყოს მთვარის შიდა სტრუქტურის შესწავლაზე მუშაობა, რომელიც დაგეგმილია Luna-Glob-ის პროგრამაში. ამ პროგრამის განხორციელებისას იგეგმება მონაცემების მოპოვება მთვარის ქვედა მანტიის ქიმიური სტრუქტურის შესახებ, ასევე მთვარის ბირთვის ზომის დადგენა სეისმური მონაცემების ქიმიურ-მინერალოგიური ინტერპრეტაციის გამოყენებით.

სამუშაოების შემდეგი ეტაპი მთვარედან დედამიწაზე ფუნტის მიწოდება იქნება. აქ მთავარი აქცენტი უნდა გაკეთდეს უპილოტო მანქანებზე, რომლებიც შეაგროვებენ მთვარის ნიადაგის ნიმუშებს და მიაწოდებენ მათ სადესანტო მოდულებს. გარდა ამისა, მთვარის როვერებს შეიძლება დაევალათ სეისმური სენსორების გრძელვადიანი ქსელის შექმნა, რომლის იმპულსები წარმოადგენენ ყოვლისმომცველ სურათს იმის შესახებ, თუ რა ხდება მთვარის ნაწლავებში. ამავდროულად, საჭირო იქნება მთვარის ზედაპირის რუკა ჰელიუმ-3-ის შემცველობაზე.

ჰელიუმი 3 - მომავლის ენერგია

ჩვენ ყველამ ვიცით, რომ ჩვენი ზეთი არ არის უსასრულო და კვლევებმა ასევე დაადასტურა მისი ორგანული წარმოშობა, რაც იმას ნიშნავს, რომ ნავთობი არის არაგანახლებადი რესურსი. ზეთი აალებადი ზეთოვანი სითხეა, რომელიც ნახშირწყალბადების ნაზავია, წითელ-ყავისფერი, ზოგჯერ თითქმის შავი ფერის, თუმცა ხანდახან ასევე ოდნავ შეღებილია მოყვითალო-მწვანე და თუნდაც უფერო ზეთი, აქვს სპეციფიკური სუნი, გავრცელებულია დანალექ გარსში. დედამიწის; ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მინერალი. ზეთი არის დაახლოებით 1000 ინდივიდუალური ნივთიერების ნარევი, რომელთა უმეტესობა თხევადი ნახშირწყალბადებია. ნავთობი გლობალურ საწვავ-ენერგეტიკულ ბალანსში წამყვან პოზიციას იკავებს: მისი წილი ენერგორესურსების მთლიან მოხმარებაში 48%-ია, ამიტომ ნავთობი, როგორც ენერგიის წყარო, ასე მნიშვნელოვანია კაცობრიობისთვის.

ამ დროისთვის ენერგიის ძირითადი წყაროებია: თბოელექტროსადგური, თბოელექტროსადგური, ატომური ელექტროსადგური.

გრაფიკიდან ნათლად ჩანს, რომ წამყვანი პოზიციით მხოლოდ თბოელექტროსადგურებს შეუძლიათ დაიკვეხნონ, რომლებიც საწვავად იყენებენ არა განახლებად რესურსებს, როგორიცაა: ნავთობი (ნავთობისაგან მიღებული ყველა სახის საწვავი), ქვანახშირი, გაზი.

ჰიდროელექტროსადგურები მხოლოდ 20%-ს შეადგენს და მაშინაც კი, თუ მსოფლიო ჰიდროელექტროსადგურებისთვის მდინარეების მაქსიმალური რაოდენობის გამოყენებას დაიწყებს, ყველა ჰიდროელექტროსადგურის მიერ გამოთავისუფლებული მთლიანი ენერგია ვერ დააკმაყოფილებს კაცობრიობის საჭიროებებს.

ატომური ელექტროსადგურები იკავებენ მსოფლიო ენერგიის წარმოების მხოლოდ 17%-ს, ატომის დაშლის რეაქციის გამოყენება იწვევს სერიოზულ შედეგებს რადიაციის სახით.

ახლა გაზი, ქვანახშირი, ტორფი, ატომური დაშლის ენერგია (ბირთვული ენერგია) აქტიურად გამოიყენება როგორც ალტერნატიული ნედლეული, მაგრამ ჩვენ კარგად ვიცით, რომ მათ არ შეუძლიათ მთლიანად შეცვალონ ნავთობი, როგორც ენერგიის წარმოების ნედლეული. და იგივე ბუნებრივი აირის მარაგი უსასრულო არ არის, ამ ალტერნატიული ნედლეულის გამოყენებით მხოლოდ ენერგეტიკულ კრიზისს დავაგვიანებთ.

მეცნიერებმა კარგად იციან ქუსლებთან დაკავშირებული პრობლემის შესახებ და ქმნიან და სწავლობენ ენერგიის ალტერნატიულ წყაროებს. ამ დროისთვის მეცნიერები მუშაობენ პროექტებზე, რომლებიც მოიცავს:

• ბიოგაზი

• ბიოდიზელი

• ბიოეთანოლი

• ქარის ენერგია

• წყალბადის ენერგია

• Გეოთერმული ენერგია

• მზის უჯრედები

• ბირთვული ენერგია

• თერმობირთვული ენერგია (ჰელიუმ 3-ის გამოყენებაზე დაყრდნობით)

Მთავარი ნაწილი

ასე რომ, მოდით განვიხილოთ თითოეული ალტერნატივა ცალკე.

2.1 ბიოგაზი

ბიომეთანი არის გაზი, რომელიც მიიღება ორგანული ნარჩენების (ბიოგაზის) ფერმენტაციის შედეგად. ბიოგაზის გამოყენების ყველაზე მიზანშეწონილი სფეროა მეცხოველეობის ფერმების, საცხოვრებელი ფართების და ტექნოლოგიური ტერიტორიების გათბობა. ბიოგაზი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ძრავის საწვავი. ჭარბი წარმოებული საწვავი შეიძლება გადამუშავდეს ელექტროენერგიად დიზელის გენერატორების გამოყენებით.

ბიომეთანს აქვს დაბალი მოცულობითი ენერგიის კონცენტრაცია. ნორმალურ პირობებში კალორიულობა 1 ლიტრია. ბიომეთანი არის 33 - 36 კჯ.

ბიომეთანს აქვს მაღალი დეტონაციის წინააღმდეგობა, რაც ამცირებს მავნე ნივთიერებების კონცენტრაციას გამონაბოლქვი აირებში და ამცირებს ძრავში დეპოზიტების რაოდენობას.

ბიომეთანი, როგორც ძრავის საწვავი, უნდა იქნას გამოყენებული სატრანსპორტო ძრავებში შეკუმშულ ან თხევად მდგომარეობაში. თუმცა, შეკუმშული ბიომეთანის, როგორც საავტომობილო საწვავის, როგორც შეკუმშული ბუნებრივი აირის შემთხვევაში, ფართოდ გამოყენების მთავარი შემაკავებელი ფაქტორია საწვავის ცილინდრების მნიშვნელოვანი მასის ტრანსპორტირება.

საზღვარგარეთ დიდი ყურადღება ექცევა ბიოგაზის მოპოვებისა და გამოყენების პრობლემას. მოკლე დროში მსოფლიოს მრავალ ქვეყანაში წარმოიქმნა ბიოგაზის წარმოების მთელი ინდუსტრია: თუ 1980 წელს მსოფლიოში არსებობდა დაახლოებით 8 მილიონი ბიოგაზის ქარხანა, საერთო სიმძლავრით 1,7-2 მილიარდი კუბური მეტრი. მ წელიწადში, მაშინ ამჟამად ეს მაჩვენებლები შეესაბამება მხოლოდ ერთი ქვეყნის - ჩინეთის ბიოგაზის პროდუქტიულობას.

ბიოგაზის უპირატესობებში შედის:

• ენერგიის მიღება CO 2 დამატებითი ემისიის გარეშე.

• დახურულ სისტემებს არ ან ოდნავ გაჟონავს სუნი.

• გაუმჯობესდა სავაჭრო მდგომარეობა და შემცირდა დამოკიდებულება ენერგიის იმპორტიორებზე.

• ბიოგაზის ელექტროენერგიის გამომუშავება შესაძლებელია 24 საათის განმავლობაში.

• არ არის დამოკიდებული ქარზე/წყალზე/ელექტროენერგიაზე.

• ნიადაგის განაყოფიერების გაუმჯობესება.

2.2 ბიოდიზელი

ბიოდიზელი არის საწვავი, რომელიც დაფუძნებულია მცენარეულ ან ცხოველურ ცხიმებზე (ზეთებზე), ასევე მათ ესტერიფიკაციის პროდუქტებზე. იგი გამოიყენება საავტომობილო ტრანსპორტზე დიზელის საწვავთან სხვადასხვა ნარევების სახით.

გამოყენების გარემოსდაცვითი ასპექტები:

ბიოდიზელი, როგორც ექსპერიმენტებმა აჩვენა, წყალში მოხვედრისას მცენარეებსა და ცხოველებს არ აზიანებს. გარდა ამისა, იგი განიცდის თითქმის სრულ ბიოლოგიურ დაშლას: ნიადაგში ან წყალში მიკროორგანიზმები 28 დღეში ამუშავებენ ბიოდიზელის 99%-ს, რაც საშუალებას გვაძლევს ვისაუბროთ მდინარეების და ტბების დაბინძურების მინიმუმამდე შემცირებაზე.

ბიოდიზელის სარგებელი მოიცავს:

• ცეტანის რაოდენობისა და ლუბრიანობის გაზრდა, რაც ახანგრძლივებს ძრავის სიცოცხლეს;

• მავნე ემისიების მნიშვნელოვანი შემცირება (CO, CO2, SO2, წვრილი ნაწილაკების და აქროლადი ორგანული ნაერთების ჩათვლით);

• ინჟექტორების, საწვავის ტუმბოების და საწვავის მიწოდების არხების გაწმენდის ხელშეწყობა.

ხარვეზები

ცივ სეზონში აუცილებელია საწვავის ავზიდან საწვავის ტუმბოსკენ მიმავალი საწვავის გაცხელება ან 20% BIODIESEL 80% დიზელის საწვავის ნარევის გამოყენება.

2.3 ბიოეთანოლი

ბიოეთანოლი არის თხევადი ალკოჰოლური საწვავი, რომლის ორთქლი უფრო მძიმეა ვიდრე ჰაერი. იგი იწარმოება სახამებლის ან შაქრის შემცველი სასოფლო-სამეურნეო პროდუქტებისგან, როგორიცაა სიმინდი, მარცვლეული ან შაქრის ლერწამი. ალკოჰოლისგან განსხვავებით, რომლიდანაც მზადდება ალკოჰოლური სასმელები, საწვავის ეთანოლი არ შეიცავს წყალს და წარმოიქმნება შემცირებული დისტილაციით (ორი დისტილაციური სვეტი ხუთის ნაცვლად), ამიტომ შეიცავს მეთანოლს და ფუზელის ზეთებს, ასევე ბენზინს, რაც მას დაულევად ხდის.

საწვავზე დაფუძნებული ბიოეთანოლი იწარმოება ისევე, როგორც ჩვეულებრივი საკვები ალკოჰოლი ალკოჰოლური სასმელების წარმოებისთვის, მაგრამ არსებობს რამდენიმე მნიშვნელოვანი განსხვავება.

ეთანოლი შეიძლება დამზადდეს ნებისმიერი შაქრისა და სახამებლის შემცველი ნედლეულისგან: შაქრის ლერწამი და ჭარხალი, კარტოფილი, იერუსალიმის არტიშოკი, სიმინდი, ხორბალი, ქერი, ჭვავი და ა.შ.

ბიოეთანოლის უპირატესობებში შედის:

ეთანოლს აქვს მაღალი ოქტანური რიცხვი

ბიოეთანოლი დეგრადირებადია და არ აბინძურებს ბუნებრივ ბუნებას

წყლის სისტემები

ბენზინში 10% ეთანოლი ამცირებს გამონაბოლქვის ტოქსიკურობას

შეამციროს CO ემისიები 26%-ით, აზოტის ოქსიდის ემისიები

5%-ით, აეროზოლური ნაწილაკები 40%-ით.

ეთანოლი არის ერთადერთი განახლებადი

თხევადი საწვავი, რომლის გამოყენებაც

როგორც ბენზინის დანამატი არ საჭიროებს მოდიფიკაციას

ძრავის დიზაინები

მას არ აქვს განსაკუთრებით გამოხატული ნაკლოვანებები.

2.4. ქარის ენერგია

ქარის ენერგია ენერგიის დაურეგულირებელი წყაროა. ქარის ელექტროსადგურის გამომუშავება დამოკიდებულია ქარის სიძლიერეზე, რომელიც ძალიან ცვალებადი ფაქტორია. შესაბამისად, ქარის გენერატორიდან ენერგოსისტემამდე ელექტროენერგიის გამომავალი უაღრესად არათანაბარია როგორც ყოველდღიური, ისე ყოველკვირეული, ყოველთვიური, წლიური და გრძელვადიანი თვალსაზრისით. იმის გათვალისწინებით, რომ ენერგოსისტემას აქვს ჰეტეროგენული ენერგეტიკული დატვირთვები (ენერგიის მოხმარების მწვერვალები და ვარდნა), რაც, რა თქმა უნდა, ვერ რეგულირდება ქარის ენერგიით, ენერგოსისტემაში ქარის ენერგიის მნიშვნელოვანი წილის შეყვანა ხელს უწყობს მის დესტაბილიზაციას. ნათელია, რომ ქარის ენერგია მოითხოვს ენერგიის რეზერვს ენერგოსისტემაში (მაგალითად, გაზის ტურბინის ელექტროსადგურების სახით), აგრეთვე მექანიზმებს მათი წარმოების ჰეტეროგენურობის დასამშვიდებლად (ჰიდროელექტროსადგურების სახით ან ტუმბოს სახით). შესანახი ელექტროსადგურები). ქარის ენერგიის ეს თვისება საგრძნობლად ზრდის მათგან მიღებული ელექტროენერგიის ღირებულებას. ბადეებს არ სურთ ქარის ტურბინების ქსელთან დაკავშირება, რამაც გამოიწვია კანონმდებლობა, რომელიც მათ ამის გაკეთებას ავალდებულებს.

მცირე დამოუკიდებელ ქარის ტურბინებს შეიძლება ჰქონდეთ პრობლემები ქსელის ინფრასტრუქტურასთან, რადგან ელექტროგადამცემი ხაზისა და ელექტროგადამცემი მოწყობილობების ღირებულება შეიძლება იყოს ძალიან მაღალი.

დიდი ქარის ტურბინები განიცდიან მნიშვნელოვან სარემონტო პრობლემებს, რადგან დიდი ნაწილის (პირი, როტორი და ა.შ.) შეცვლა 100 მ-ზე მეტ სიმაღლეზე რთული და ძვირადღირებული საქმეა.

უპირატესობები:

• Ეკოლოგიურად სუფთა.

• უსაფრთხოა ადამიანისთვის (არ არის რადიაცია, არ არის ნარჩენები).

ძირითადი ნაკლოვანებები:

დაბალი ენერგიის სიმკვრივე ქარის ბორბლის ფართობის ერთეულზე; ქარის სიჩქარის არაპროგნოზირებადი ცვლილებები დღისა და სეზონის განმავლობაში, რაც მოითხოვს ქარის ელექტროსადგურის დაჯავშნას ან გამომუშავებული ენერგიის დაგროვებას; ნეგატიური გავლენა ადამიანებისა და ცხოველების ჰაბიტატზე, სატელევიზიო კომუნიკაციებზე და ფრინველების სეზონური მიგრაციის მარშრუტებზე.

2.5. წყალბადის ენერგია

წყალბადის ენერგია არის მიმართულება კაცობრიობის მიერ ენერგიის წარმოებასა და მოხმარებაში, რომელიც დაფუძნებულია წყალბადის გამოყენებაზე, როგორც ხალხის მიერ ენერგიის დაგროვების, ტრანსპორტირებისა და მოხმარებისთვის, სატრანსპორტო ინფრასტრუქტურისა და სხვადასხვა წარმოების სფეროებში. წყალბადი არჩეულია დედამიწის ზედაპირზე და სივრცეში ყველაზე გავრცელებულ ელემენტად, წყალბადის წვის სითბო ყველაზე მაღალია, ხოლო ჟანგბადში წვის პროდუქტი წყალია (რომელიც კვლავ შედის წყალბადის ენერგიის ციკლში). წყალბადის წარმოების რამდენიმე გზა არსებობს:

• ბუნებრივი აირისგან

• ქვანახშირის გაზიფიკაცია:

• წყლის ელექტროლიზი (*საპირისპირო რეაქცია)

• წყალბადი ბიომასიდან

უპირატესობები:

• წყალბადის საწვავის ეკოლოგიური სისუფთავე.

• განახლებადობა.

• უკიდურესად მაღალი ეფექტურობა - 75%, რაც თითქმის 2,5-ჯერ აღემატება ყველაზე თანამედროვე ნავთობისა და გაზის დანადგარებს.

წყალბადს ასევე აქვს უფრო სერიოზული უარყოფითი მხარეები. ჯერ ერთი, თავისუფალ აირისებრ მდგომარეობაში, ის ბუნებაში არ არსებობს, ანუ უნდა იყოს დანაღმული. მეორეც, წყალბადი, როგორც აირი, საკმაოდ საშიშია. ჰაერთან მისი შერევა ჯერ უხილავად „იწვის“, ანუ გამოყოფს სითბოს, შემდეგ კი ოდნავი ნაპერწკლისგან ადვილად აფეთქდება. წყალბადის აფეთქების კლასიკური მაგალითია ჩერნობილის ავარია, როდესაც წყალბადი წარმოიქმნა ცირკონიუმის გადახურების და მასზე ჩამოვარდნილი წყლის შედეგად, რომელიც შემდეგ აფეთქდა. მესამე, წყალბადი უნდა ინახებოდეს სადმე და დიდ კონტეინერებში, რადგან მას აქვს დაბალი სიმკვრივე. და მისი შეკუმშვა შესაძლებელია მხოლოდ ძალიან მაღალი წნევის ქვეშ, დაახლოებით 300 ატმოსფეროში.

2.6. გეოთერმული ენერგია

ვულკანების ამოფრქვევა პლანეტის შიგნით უზარმაზარი სითბოს აშკარა მტკიცებულებაა. მეცნიერები დედამიწის ბირთვის ტემპერატურას ათასობით გრადუს ცელსიუსზე აფასებენ. ეს ტემპერატურა თანდათან მცირდება ცხელი შიდა ბირთვიდან, სადაც მეცნიერები თვლიან, რომ ლითონები და ქანები შეიძლება არსებობდნენ მხოლოდ გამდნარ მდგომარეობაში, დედამიწის ზედაპირზე. გეოთერმული ენერგია შეუძლია გამოიყენება ორი ძირითადი გზით - ელექტროენერგიის გამომუშავებისთვის და სახლების, დაწესებულებებისა და სამრეწველო საწარმოების გასათბობად. ამ მიზნებიდან რომელი იქნება გამოყენებული, ეს დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა ფორმით მოდის იგი ჩვენს მფლობელობაში. ზოგჯერ წყალი იფეთქებს მიწიდან სუფთა „მშრალი ორთქლის“ სახით, ე.ი. ორთქლი წყლის წვეთების შერევის გარეშე. ეს მშრალი ორთქლი შეიძლება გამოყენებულ იქნას უშუალოდ ტურბინის დასაბრუნებლად და ელექტროენერგიის გამოსამუშავებლად. კონდენსაციის წყალი შეიძლება დაბრუნდეს მიწაში და, თუ ის საკმარისად კარგი ხარისხისაა, ჩაედინება ახლომდებარე წყალში.

ოკეანის თერმული ენერგიის ტრანსფორმაცია.

ოკეანის წყლების ტემპერატურის სხვაობის გამოყენების იდეა ელექტროენერგიის გამომუშავებისთვის გაჩნდა დაახლოებით 100 წლის წინ, კერძოდ 1981 წელს. ფრანგმა ფიზიკოსმა ჟაკ დ.არსონვალმა გამოაქვეყნა ნაშრომი ზღვების მზის ენერგიის შესახებ. იმ დროს უკვე ბევრი იყო ცნობილი ოკეანის თერმული ენერგიის მიღებისა და შენახვის შესაძლებლობის შესახებ. ასევე ცნობილი იყო ოკეანის დინების წარმოშობის მექანიზმი და წყლის ზედაპირულ და ღრმა ფენებს შორის ტემპერატურის სხვაობების ფორმირების ძირითადი კანონზომიერებები.

ტემპერატურის სხვაობის გამოყენება შესაძლებელია სამ ძირითად სფეროში: პირდაპირი კონვერტაცია თერმოელემენტებზე დაფუძნებული, სითბოს გადაქცევა მექანიკურ ენერგიად თერმო მანქანებში და მექანიკურ ენერგიად გადაქცევა ჰიდრავლიკურ მანქანებში თბილი და ცივი წყლის სიმკვრივის სხვაობის გამოყენებით.

უპირატესობები:

• ისინი პრაქტიკულად ტექნიკური უფასოა.

• გეოთერმული ელექტროსადგურის ერთ-ერთი უპირატესობა ის არის, რომ წიაღისეული საწვავის ელექტროსადგურთან შედარებით, იგი გამოყოფს დაახლოებით ოცჯერ ნაკლებ ნახშირორჟანგს იმავე რაოდენობის ელექტროენერგიისთვის, რაც ამცირებს მის გავლენას გლობალურ გარემოზე.

• გეოთერმული ენერგიის მთავარი უპირატესობა არის მისი პრაქტიკული ამოუწურვა და სრული დამოუკიდებლობა გარემო პირობების, დღისა და წლის დროისგან.

რა პრობლემები წარმოიქმნება მიწისქვეშა თერმული წყლების გამოყენებისას? მთავარია ჩამდინარე წყლების ხელახალი შეყვანა მიწისქვეშა წყალსაცავში. თერმული წყლები შეიცავს დიდი რაოდენობით სხვადასხვა ტოქსიკური ლითონის მარილებს (მაგალითად, ბორი, ტყვია, თუთია, კადმიუმი, დარიშხანი) და ქიმიურ ნაერთებს (ამიაკი, ფენოლი), რაც გამორიცხავს ამ წყლების ჩაშვებას ზედაპირზე მდებარე ბუნებრივ წყლის სისტემებში. .

2.7. მზის უჯრედები

როგორ მუშაობს მზის უჯრედები:

მზის უჯრედები (SC) დამზადებულია მასალებისგან, რომლებიც პირდაპირ გარდაქმნიან მზის შუქს ელექტროენერგიად. ამჟამად კომერციულად წარმოებული მზის უჯრედების უმეტესობა დამზადებულია სილიკონისგან.

ბოლო წლებში შეიქმნა ახალი ტიპის მასალები მზის უჯრედებისთვის. მაგალითად, სპილენძ-ინდიუმ-დიზელენიდისა და CdTe-სგან (კადმიუმის ტელურიდი) დამზადებული თხელი ფირის მზის უჯრედები. ეს SC-ები ასევე ახლახან იქნა გამოყენებული კომერციულად.

უპირატესობები:

• მზის ენერგია თითქმის უსასრულოა

• Ეკოლოგიურად სუფთა

• უსაფრთხოა ადამიანებისა და ბუნებისთვის

ნაკლოვანებები: მზის ელექტროსადგური არ მუშაობს ღამით და არ მუშაობს ეფექტურად დილა-საღამოს ბინდი. ამავდროულად, ენერგიის მოხმარების პიკი მოდის საღამოს საათებში. გარდა ამისა, ელექტროსადგურის სიმძლავრე შეიძლება მკვეთრად და მოულოდნელად მერყეობდეს ამინდის ცვლილების გამო. მზის მუდმივის შედარებით მცირე მნიშვნელობის გამო, მზის ენერგია მოითხოვს ელექტროსადგურებისთვის მიწის დიდი ფართობის გამოყენებას (მაგალითად, 1 გვტ სიმძლავრის ელექტროსადგურისთვის, ეს შეიძლება იყოს რამდენიმე ათეული კვადრატული კილომეტრი). მიღებული ენერგიის გარემოსდაცვითი სისუფთავის მიუხედავად, თავად მზის უჯრედები შეიცავს ტოქსიკურ ნივთიერებებს, როგორიცაა ტყვია, კადმიუმი, გალიუმი, დარიშხანი და ა.შ. და მათი წარმოება მოიხმარს უამრავ სხვა საშიშ ნივთიერებას. თანამედროვე მზის ბატარეებს აქვთ შეზღუდული ექსპლუატაციის ვადა (30-50 წელი) და მასობრივი გამოყენება მალე დააყენებს მათი განკარგვის რთულ საკითხს, რომელსაც ასევე ჯერ არ აქვს ეკოლოგიურად მისაღები გადაწყვეტა.

2.8.ბირთვული ენერგია

ბირთვული ენერგია (ატომური ენერგია), ბირთვული გარდაქმნების დროს გამოთავისუფლებული ატომური ბირთვების შინაგანი ენერგია (ბირთვული რეაქციები). ბირთვული ენერგიის გამოყენება ეფუძნება მძიმე ბირთვების დაშლის ჯაჭვური რეაქციების განხორციელებას და თერმობირთვული შერწყმის რეაქციების - მსუბუქი ბირთვების შერწყმას; როგორც ამ, ასევე სხვა რეაქციებს თან ახლავს ენერგიის გამოყოფა, მაგალითად, ერთი ბირთვის დაშლის დროს გამოიყოფა დაახლოებით 200 მევ. 1 გ ურანში განლაგებული ბირთვების სრული დაშლით, ენერგია გამოიყოფა 2,3 * 104 კვტ.სთ. ეს უდრის 3 ტონა ნახშირის ან 2,5 ტონა ნავთობის დაწვით მიღებულ ენერგიას. ბირთვული დაშლის კონტროლირებადი რეაქცია გამოიყენება ბირთვულ რეაქტორებში.

უპირატესობები:

• ელექტროენერგიის დაბალი და მდგრადი (საწვავის ხარჯებთან შედარებით) ფასები;

• საშუალო გავლენა ეკოლოგიურ გარემოზე.

ატომური ელექტროსადგურების უარყოფითი მხარეები:

• დასხივებული საწვავი საშიშია, საჭიროებს რთულ და ძვირადღირებულ გადამუშავებას და შენახვას;

• ცვლადი სიმძლავრის მუშაობა არასასურველია თერმული ნეიტრონული რეაქტორებისთვის;

• ინციდენტების დაბალი ალბათობით, მათი შედეგები უკიდურესად მძიმეა

• მსხვილი კაპიტალური ინვესტიციები, როგორც სპეციფიკური, 700-800 მგვტ-ზე ნაკლები სიმძლავრის ბლოკების დადგმულ სიმძლავრეზე 1 მეგავატზე, ასევე ზოგადად, სადგურის, მისი ინფრასტრუქტურის მშენებლობისთვის, ასევე შესაძლო ლიკვიდაციის შემთხვევაში.

ნავთობის ყველა ზემოხსენებულ ალტერნატივას აქვს ერთი, მაგრამ ძალიან მნიშვნელოვანი ნაკლი, მათ არ შეუძლიათ მთლიანად შეცვალონ ზეთი, როგორც ენერგიის წყარო. ამ სიტუაციაში მხოლოდ თერმობირთვული ენერგიის გამოყენება დაგეხმარებათ.

2.9 თერმობირთვული ენერგია

თერმობირთვული ენერგია ჰელიუმ 3-ის მონაწილეობით არის უსაფრთხო და მაღალი ხარისხის ენერგია.

თერმობირთვული რეაქციები. ენერგიის განთავისუფლება დეიტერიუმის, ტრიტიუმის ან ლითიუმის მსუბუქი ატომების ბირთვების შერწყმის დროს ჰელიუმის წარმოქმნით ხდება თერმობირთვული რეაქციების დროს. ამ რეაქციებს თერმობირთვული ეწოდება, რადგან ისინი შეიძლება მოხდეს მხოლოდ ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ელექტრული მოგერიების ძალები არ აძლევს ბირთვებს ერთმანეთთან მიახლოების საშუალებას ისე, რომ მიზიდულობის ბირთვული ძალები იწყებენ მოქმედებას. ბირთვული შერწყმის რეაქციები ვარსკვლავური ენერგიის წყაროა. იგივე რეაქციები ხდება წყალბადის ბომბის აფეთქებისას. დედამიწაზე კონტროლირებადი თერმობირთვული შერწყმის განხორციელება კაცობრიობას ენერგიის ახალ, პრაქტიკულად ამოუწურავ წყაროს ჰპირდება. ამ მხრივ ყველაზე პერსპექტიული არის დეიტერიუმის და ტრიტიუმის შერწყმის რეაქცია.

თუ იყენებთ დეიტერიუმს ჰელიუმ-3-ის იზოტოპთან ერთად შერწყმის რეაქტორში, ბირთვულ ენერგიაში გამოყენებული მასალების ნაცვლად. ნეიტრონული ნაკადის ინტენსივობა იკლებს 30-ჯერ - შესაბამისად, შესაძლებელია ადვილად უზრუნველყოს რეაქტორის 30-40 წლის ექსპლუატაციის ვადა (გამოსხივებული გამოსხივების რაოდენობა შესაბამისად მცირდება). ჰელიუმის რეაქტორის მუშაობის დასრულების შემდეგ, მაღალი დონის ნარჩენები არ წარმოიქმნება და სტრუქტურული ელემენტების რადიოაქტიურობა იმდენად დაბალი იქნება, რომ ისინი შეიძლება დამარხონ ფაქტიურად ქალაქის ნაგავსაყრელში, მსუბუქად გაჟღენთილი მიწით.

მერე რა პრობლემაა? რატომ ჯერ კიდევ არ ვიყენებთ ასეთ მომგებიან fusion საწვავს?

პირველ რიგში იმიტომ, რომ ეს იზოტოპი ძალიან მცირეა ჩვენს პლანეტაზე. ის მზეზე იბადება, რის გამოც მას ზოგჯერ „მზის იზოტოპსაც“ უწოდებენ. იქ მისი მთლიანი მასა აღემატება ჩვენი პლანეტის წონას. ჰელიუმ-3 მიმდებარე სივრცეში მზის ქარით გადადის. დედამიწის მაგნიტური ველი ამხნევებს ამ ქარის მნიშვნელოვან ნაწილს და ამიტომ ჰელიუმ-3 შეადგენს დედამიწის ატმოსფეროს მხოლოდ ტრილიონედის - დაახლოებით 4000 ტონას.თვით დედამიწაზე ეს კიდევ უფრო ნაკლებია - დაახლოებით 500 კგ.

მთვარეზე ამ იზოტოპის ბევრად მეტია. იქ ის იკვეთება მთვარის ნიადაგში „რეგოლითში“, რომელიც შემადგენლობით ჩვეულებრივ წიდას წააგავს. ეს დაახლოებითუზარმაზარი - თითქმის ამოუწურავი რეზერვების შესახებ!

აპოლონის ექსპედიციების მიერ მოტანილი ნიადაგის ექვსი ნიმუშის და საბჭოთა ავტომატური ლუნას სადგურების მიერ მიწოდებული ორი ნიმუშის ანალიზმა აჩვენა, რომ მთვარის ყველა ზღვასა და პლატოზე დაფარული რეგოლითი შეიცავს 106 ტონა ჰელიუმ-3-ს, რომელიც დააკმაყოფილებს დედამიწის ენერგეტიკული მოთხოვნილებები, თანამედროვესთან შედარებით კი რამდენჯერმე გაიზარდა ათასწლეულის მანძილზე! თანამედროვე შეფასებით, მთვარეზე ჰელიუმ-3-ის მარაგი სამი რიგით მეტია - 109 ტონა.

მთვარის გარდა, ჰელიუმ-3 შეიძლება მოიძებნოს გიგანტური პლანეტების მკვრივ ატმოსფეროში და, თეორიული შეფასებით, მხოლოდ იუპიტერზე მისი მარაგი 1020 ტონაა, რაც საკმარისი იქნება დედამიწის დასასრულამდე ენერგიისთვის. .

ჰელიუმ-3 წარმოების პროექტები

რეგოლითი ფარავს მთვარეს რამდენიმე მეტრის სისქის ფენით. მთვარის ზღვების რეგოლითი უფრო მდიდარია ჰელიუმით, ვიდრე პლატოების რეგოლითი. 1 კგ ჰელიუმ-3 შეიცავს დაახლოებით 100000 ტონა რეგოლითს.

ამიტომ, ძვირფასი იზოტოპის მოსაპოვებლად, აუცილებელია მთვარის დამსხვრეული ნიადაგის უზარმაზარი რაოდენობის დამუშავება.

ყველა მახასიათებლის გათვალისწინებით, ჰელიუმ-3 წარმოების ტექნოლოგია უნდა მოიცავდეს შემდეგ პროცესებს:

1. რეგოლითის მოპოვება.

სპეციალური „ჰავერსტერები“ აგროვებენ რეგოლითს ზედაპირული ფენიდან დაახლოებით 2 მ სისქის და მიაწვდიან გადამამუშავებელ პუნქტებს ან დაამუშავებენ უშუალოდ მაინინგის პროცესში.

2. ჰელიუმის გათავისუფლება რეგოლითიდან.

როდესაც რეგოლიტი თბება 600°C-მდე, რეგოლითში შემავალი ჰელიუმის 75% გამოიყოფა (შეწოვება); 800°C-მდე გაცხელებისას თითქმის მთელი ჰელიუმი გამოიყოფა. მტვრის გათბობა შემოთავაზებულია განხორციელდეს სპეციალურ ღუმელებში, მზის შუქის ფოკუსირება პლასტმასის ლინზებით ან სარკეებით.

3. დედამიწაზე მიწოდება მრავალჯერადი გამოყენების კოსმოსური ხომალდით.

ჰელიუმ-3-ის მოპოვებისას რეგოლითიდან ასევე გამოიყოფა მრავალი ნივთიერება: წყალბადი, წყალი, აზოტი, ნახშირორჟანგი, აზოტი, მეთანი, ნახშირბადის მონოქსიდი, რაც შეიძლება სასარგებლო იყოს მთვარის ინდუსტრიული კომპლექსის შესანარჩუნებლად.

პირველი მთვარის კომბაინის პროექტი, რომელიც შექმნილია რეგოლითის დასამუშავებლად და მისგან ჰელიუმ-3 იზოტოპის გამოსაყვანად, შემოთავაზებული იყო ჯ. კულჩინსკის ჯგუფმა. ამჟამად, კერძო ამერიკული კომპანიები ავითარებენ რამდენიმე პროტოტიპს, რომლებიც, როგორც ჩანს, კონკურსზე წარდგენილი იქნება მას შემდეგ, რაც NASA გადაწყვეტს მთვარეზე მომავალი ექსპედიციის თავისებურებებს.

ნათელია, რომ მთვარეზე კომბაინების მიტანის გარდა, მათ მოუწევთ ააშენონ სათავსოები, საცხოვრებლი ბაზის (მთელი ტექნიკის კომპლექსის მომსახურებისთვის), კოსმოსური პორტი და მრავალი სხვა. თუმცა, მიჩნეულია, რომ მთვარეზე განვითარებული ინფრასტრუქტურის შექმნის მაღალი ხარჯები სერიოზულად გადაიხდის იმ ფაქტს, რომ მოდის გლობალური ენერგეტიკული კრიზისი, როდესაც ენერგორესურსების ტრადიციული ტიპები (ქვანახშირი, ნავთობი, ბუნებრივი აირი) იქნება. უნდა მიტოვებული.

იმის გათვალისწინებით, რომ ნავთობი 35-40 წელიწადში ამოიწურება, საკმარისი დრო გვაქვს ასეთი პროექტის განსახორციელებლად. და ის ქვეყანა, რომელიც შეძლებს მის განხორციელებას, იქნება ლიდერი მომავალში და თუ ძალისხმევის გაერთიანებას შევძლებთ უფრო დიდ შედეგებს და სწრაფ ვადებში მივაღწიოთ.

და მაშ, რატომ თერმობირთვული ენერგია? Იმიტომ, რომ ეს:

ფართომასშტაბიანი ენერგიის წყარო უხვი და ყველგან ხელმისაწვდომი საწვავით.

ძალიან დაბალი გლობალური ზემოქმედება გარემოზე - არ არის CO2 ემისია.

- ელექტროსადგურის „ყოველდღიური მუშაობა“ არ საჭიროებს რადიოაქტიური მასალების ტრანსპორტირებას.

ელექტროსადგური უსაფრთხოა, „დნობის“ ან „უკონტროლო რეაქციის“ შესაძლებლობის გარეშე.

არ არსებობს რადიოაქტიური ნარჩენები, რაც პრობლემას არ უქმნის მომავალ თაობებს.

ეს მომგებიანია: დაახლოებით 100 კგ დეიტერიუმი სჭირდება 1 გვატ ენერგიის წარმოებისთვის და 3 ტონა ბუნებრივი ლითიუმის გამოყენებას მთელი წლის განმავლობაში, დაახლოებით 7 მილიარდი კვტ/სთ.

3.დასკვნა

ასე რომ, ენერგია არის მნიშვნელოვანი რესურსი, რომელიც აუცილებელია კაცობრიობის კომფორტული არსებობისთვის. ენერგიის მოპოვება კი კაცობრიობის ერთ-ერთი მთავარი პრობლემაა. ახლა ნავთობი აქტიურად გამოიყენება როგორც ელექტრო და საწვავის ენერგიის წყარო, მაგრამ ის არ არის უსასრულო და მისი მარაგი მხოლოდ ყოველწლიურად მცირდება. და ამჟამინდელი შემუშავებული ალტერნატივები არ იძლევა საშუალებას მთლიანად შეცვალოს ზეთი ან ჰქონდეს სერიოზული ნაკლოვანებები.

დღეს ენერგიის ერთადერთი წყარო, რომელსაც შეუძლია უზრუნველყოს მთელი კაცობრიობის საჭირო რაოდენობის ენერგია და არ გააჩნია სერიოზული ნაკლოვანებები, არის თერმობირთვული ენერგია, რომელიც დაფუძნებულია ჰელიუმ 3-ის გამოყენებაზე. ამ რეაქციის შედეგად ენერგიის მიღების ტექნოლოგია შრომატევადია და მოითხოვს დიდ ინვესტიციებს, მაგრამ ამგვარად მიღებული ენერგია ეკოლოგიურად სუფთაა და გამოითვლება მილიარდობით კილოვატში.

თუ თქვენ მიიღებთ იაფ და ეკოლოგიურად სუფთა ენერგიას, შეგიძლიათ შეცვალოთ ზეთი შეძლებისდაგვარად, მაგალითად, მიატოვოთ ბენზინის ძრავები ელექტრულის სასარგებლოდ, გამოიმუშავოთ სითბო ელექტროენერგიის გამოყენებით და ა.შ. ამგვარად, ნავთობი, როგორც ნედლეული ქიმიური წარმოებისთვის. საკმარისი იქნება კაცობრიობისთვის მრავალი საუკუნის განმავლობაში.

ამიტომ მთვარეზე (რომელიც ჰელიუმ 3-ის მთავარი წყაროა) აუცილებელია ინდუსტრიის შექმნა. ინდუსტრიის შესაქმნელად საჭიროა გქონდეთ განვითარების გეგმა და ეს რამდენიმე წლის საქმეა და რაც უფრო ადრე დაიწყებთ, მით უკეთესი. იმის გამო, რომ თუ ეს უკვე გამოუვალ სიტუაციაში მოგიწევთ (მაგალითად, ენერგეტიკული კრიზისის დროს), სასწრაფოდ, ეს გამოიწვევს სრულიად განსხვავებულ ხარჯებს.

და ქვეყანა, რომელიც ამ მიმართულებით უფრო სწრაფად ვითარდება, მომავალში ლიდერი გახდება. რადგან ენერგია არის მომავალი.

4. გამოყენებული ლიტერატურის სია

1. http://ru.wikipedia.org/ - მსოფლიო ენციკლოპედია

2. http://www.zlev.ru/61_59.htm - ჟურნალი "ოქროს ლომი" No61-62 - რუსული კონსერვატიული აზრის გამოცემა როდის ამოიწურება ზეთი?

3. http://www.vz.ru/society/2007/11/25/127214.html - VIEW / როცა ზეთი ამოიწურება

4. http://vz.ru/economy/2007/11/1/121681.html - VIEW / მსოფლიოში ნავთობი იწურება

5. http://bio.fizteh.ru/departments/physchemplasm/topl_element.html ->ზეთის ალტერნატივა?. მოსკოვის ფიზიკა-ტექნიკური ინსტიტუტის მოლეკულური და ბიოლოგიური ფიზიკის ფაკულტეტი. "Phystech-Portal", "Phystech-Center"

6. http://encycl.accoona.ru/?id=74848 - ბირთვული ენერგია - ინტერნეტ ენციკლოპედია, განმარტებითი ლექსიკონი.

7. http://www.vepr.ru/show.html?id=7 - საიდან მოდის ელექტროენერგია (არსებობის ისტორია)

8. http://www.bioenergy.by/mejdu_1.htm - ბიომასის ენერგია. UNDP/GEF პროექტი BYE/03/G31 ბელორუსიაში

9. http://bibliotekar.ru/alterEnergy/37.htm - ქარის ენერგიის უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები. ქარის ენერგიის გარდაქმნის პრინციპები. ქარის ენერგია

10. http://www.smenergo.ru/hydrogen_enegry/ - წყალბადის ენერგია. ენერგია და ენერგეტიკა.

11. http://works.tarefer.ru/89/100323/index.html ენერგიის პირველადი წყაროები და შერწყმის ენერგია

12. http://tw.org.ua/board/index.php?showtopic=162 - თერმობირთვული ენერგია

13. http://www.helium3.ru/main.php?video=yes - ჰელიუმ-3, ჰელიუმ-3

14. http://razrabotka.ucoz.ru/publ/4-1-0-16 - ჰელიუმი-სამი - მომავლის ენერგია - მთვარის პროგრამა - სტატიების კატალოგი - განვითარება

15. http://www.fp7-bio.ru/presentations/fisheries/bioetanol.pdf/at_download/file - მომავლის ენერგია

16. http://www.scienmet.net/ - ქარის გენერატორი, ქარის ენერგია

17. http://oil-resources.info - საწვავის რესურსები

18.http://ru.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_energy.

19.http://www.ruscourier.ru/archive/2593 - წყალბადის უარყოფითი მხარეები

20. http://www.intersolar.ru/geothermal/pressa/rbsgeo.html - ენერგია სიღრმიდან - www.intersolar.ru

21.http://web-japan.org/nipponia/nipponia28/en/feature/feature09.html - NIPPONIA No.28 15 მარტი, 2004 წ.

22. http://www.kti.ru/forum/img/usersf/pic_41.doc - ენერგიის ალტერნატიული წყაროები

23. http://www.rosnpp.org.ru/aes_preimush.shtml - ატომური ელექტროსადგურები

24. http://www.atomstroyexport.ru/nuclear_market/advantage/ - ბირთვული ენერგია

25. http://solar-battery.narod.ru/termoyad.htm - თერმობირთვული ენერგია მოქმედებაში

26.http://business.km.ru/magazin/view.asp?id=7B07CB0288D54DC0AC68C60AF246D693 - ბიზნეს KM.RU. რუსული ენერგეტიკული ინდუსტრიის მომავალი ბიოსაწვავი და თერმობირთვული ენერგიაა

თერმობირთვული ენერგიის სფეროში ალბათ ცოტა რამ არის გარშემორტყმული მითებით, როგორიცაა ჰელიუმი 3. 80-90-იან წლებში იგი აქტიურად იყო პოპულარული, როგორც საწვავი, რომელიც გადაჭრიდა კონტროლირებადი თერმობირთვული შერწყმის ყველა პრობლემას, ისევე როგორც გასვლის ერთ-ერთ მიზეზს. დედამიწის (რადგან მის დედამიწაზე ფაქტიურად რამდენიმე ასეული კილოგრამია, ხოლო მთვარეზე მილიარდი ტონა) და ბოლოს დაიწყეთ მზის სისტემის შესწავლა. ეს ყველაფერი ეფუძნება ძალიან უცნაურ იდეებს დღეს არარსებული თერმობირთვული ენერგიის შესაძლებლობებზე, პრობლემებსა და საჭიროებებზე, რაზეც ვისაუბრებთ.

მთვარეზე ჰელიუმის 3-ის მოპოვების მანქანა უკვე მზადაა, ერთადერთი რაც უნდა გავაკეთოთ არის მისი გამოყენების პოვნა.

როდესაც ისინი საუბრობენ ჰელიუმ3-ზე, გულისხმობენ თერმობირთვული შერწყმის რეაქციებს He3 + D -> He4 + Hან He3 + He3 -> 2He4 + 2H. კლასიკურთან შედარებით D + T -> He4 +nრეაქციის პროდუქტებში არ არის ნეიტრონები, რაც ნიშნავს, რომ არ ხდება თერმობირთვული რეაქტორის დიზაინის გააქტიურება სუპერენერგეტიკული ნეიტრონების მიერ. გარდა ამისა, ის ფაქტი, რომ ნეიტრონები "კლასიკებიდან" ატარებენ პლაზმიდან ენერგიის 80% -ს, პრობლემად ითვლება, ამიტომ თვითგათბობის ბალანსი ხდება უფრო მაღალ ტემპერატურაზე. ჰელიუმის ვერსიის კიდევ ერთი საყურადღებო უპირატესობა ის არის, რომ ელექტროენერგია შეიძლება ამოღებულ იქნეს უშუალოდ რეაქციის დამუხტული ნაწილაკებიდან და არა წყლის გაცხელებით ნეიტრონებით - როგორც ძველ ნახშირზე მომუშავე ელექტროსადგურებში.

ასე რომ, ეს ყველაფერი სიმართლეს არ შეესაბამება, უფრო სწორად, სიმართლის ძალიან მცირე ნაწილი.

დავიწყოთ იმით, რომ პლაზმის ერთსა და იმავე სიმკვრივესა და ოპტიმალურ ტემპერატურაზე, რეაქცია He3 + D დათმობს. 40-ჯერ ნაკლებიენერგიის გამოყოფა სამუშაო პლაზმის კუბურ მეტრზე. ამ შემთხვევაში, მინიმუმ 40-ჯერადი რღვევისთვის საჭირო ტემპერატურა იქნება 10-ჯერ მეტი - 100 კევ (ან ერთი მილიარდი გრადუსი) 10-ის წინააღმდეგ D +T-სთვის. თავისთავად, ასეთი ტემპერატურა საკმაოდ მიღწევადია (ტოკამაკების ამჟამინდელი რეკორდი არის 50 კევ, მხოლოდ ორჯერ უარესი), მაგრამ ენერგეტიკული ბალანსის დასამყარებლად (გაციების სიჩქარე VS გათბობის სიჩქარე, თვითგათბობის ჩათვლით), უნდა გავზარდოთ. ენერგიის გამოყოფა 50-ჯერ კუბური მეტრიდან He3 + D რეაქციისგან, რაც შეიძლება გაკეთდეს მხოლოდ სიმკვრივის იგივე 50-ჯერ გაზრდით. ტემპერატურის ათჯერ მატებასთან ერთად, ეს იძლევა პლაზმური წნევის გაზრდა 500-ჯერ- 3-5 ატმ-დან 1500-2500 ატმ-მდე და იგივე მატება უკანა წნევაზე ამ პლაზმის შესანარჩუნებლად.

მაგრამ სურათები შთამაგონებელია.

გახსოვდეს, დავწერე, რომ ITER-ის ტოროიდული ველის მაგნიტები, რომლებიც ქმნიან კონტრწნევას პლაზმაზე, აბსოლუტურად რეკორდსმენი პროდუქტებია, მსოფლიოში ერთადერთი პარამეტრებით? ასე რომ, He3 თაყვანისმცემლები გვთავაზობენ მაგნიტების 500-ჯერ უფრო მძლავრობას.

კარგი, დაივიწყე სირთულეები, იქნებ ამ რეაქციის უპირატესობებმა გაამართლოს ისინი?

სხვადასხვა თერმობირთვული რეაქციები, რომლებიც გამოიყენება CTS-სთვის. He3 + D იძლევა ოდნავ მეტ ენერგიას ვიდრე D + T, მაგრამ დიდი ენერგია იხარჯება კულონის მოგერიების დასაძლევად (მუხტი 3 და არა 2), ამიტომ რეაქცია ნელია.

დავიწყოთ ნეიტრონებით. ნეიტრონები სამრეწველო რეაქტორში იქნება სერიოზული პრობლემა, ზიანს აყენებს გემის მასალებს, ათბობს პლაზმისკენ მიმავალ ყველა ელემენტს იმდენად, რომ ისინი უნდა გაცივდეს საკმარისი რაოდენობით წყლით. და რაც მთავარია, ნეიტრონების მიერ მასალების გააქტიურება გამოიწვევს იმ ფაქტს, რომ თერმობირთვული რეაქტორის გათიშვიდან 10 წლის შემდეგაც კი მას ექნება ათასობით ტონა რადიოაქტიური სტრუქტურა, რომელთა დაშლა შეუძლებელია ხელით და რომელიც დაძველდება შესანახად. ასობით და ათასობით წლის განმავლობაში. ნეიტრონების მოშორება აშკარად გააადვილებს თერმობირთვული ელექტროსადგურის შექმნას.

ნეიტრონების მიერ გადატანილი ენერგიის ფრაქცია. თუ რეაქტორს დაამატებთ მეტ He3-ს, შეგიძლიათ მისი შემცირება 1%-მდე, მაგრამ ეს კიდევ უფრო გაამკაცრებს აალების პირობებს.

კარგი, მაგრამ რაც შეეხება დამუხტული ნაწილაკების ენერგიის პირდაპირ გადაქცევას ელექტროენერგიად? ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ 100 კევ ენერგიის მქონე იონების ნაკადი შეიძლება გარდაიქმნას ელექტროენერგიად 80% ეფექტურობით. აქ ნეიტრონები არ გვაქვს... ანუ არ ართმევენ მთელ ენერგიას, რომელიც მხოლოდ სითბოს სახით შეგვიძლია მივიღოთ - მოდი, ორთქლის ტურბინები მოვიშოროთ და იონ კოლექტორები ჩავდოთ?

დიახ, არსებობს პლაზმური ენერგიის ელექტროენერგიად პირდაპირი გადაქცევის ტექნოლოგიები, ისინი აქტიურად იქნა შესწავლილი 60-70-იან წლებში და აჩვენეს ეფექტურობა რეგიონში 50-60% (და არა 80, უნდა აღინიშნოს). თუმცა, ეს იდეა ცუდად გამოიყენება როგორც D + T რეაქტორებში, ასევე He3 + D-ში. რატომ არის ასე, ეს სურათი გვეხმარება იმის გაგებაში.

ის აჩვენებს პლაზმის სითბოს დაკარგვას სხვადასხვა არხებით. შეადარეთ D+T და D + He3. ტრანსპორტი არის ის, რაც შეიძლება გამოყენებულ იქნას პლაზმის ენერგიის პირდაპირ ელექტროენერგიად გადაქცევისთვის. თუ D + T ვარიანტში ყველაფერს გვაშორებს საზიზღარი ნეიტრონები, მაშინ He3 + D-ის შემთხვევაში ყველაფერს ართმევს პლაზმის ელექტრომაგნიტური გამოსხივება, ძირითადად სინქროტრონი და რენტგენის ბრემსტრაჰლუნგი (სურათზე ბრემსტრაჰლუნგი). სიტუაცია თითქმის სიმეტრიულია, ერთი და იგივე, აუცილებელია კედლებიდან სითბოს მოცილება და მაინც პირდაპირი კონვერტაციით 10-15%-ზე მეტს ვერ გამოვიყვანთთერმობირთვული წვის ენერგია, დანარჩენი კი - ძველმოდური გზით, ორთქლის ძრავის მეშვეობით.

ილუსტრაცია კვლევაში პლაზმური ენერგიის პირდაპირი კონვერტაციის შესახებ იაპონიაში ყველაზე დიდ ღია ხაფანგში გამა-10-ზე.

თეორიული შეზღუდვების გარდა, არსებობს ასევე საინჟინრო - მსოფლიოში (მათ შორის სსრკ-ში) გიგანტური ძალისხმევა დაიხარჯა პლაზმური ენერგიის პირდაპირი გადაქცევის ელექტროენერგიად გადაქცევის დანადგარების შესაქმნელად ჩვეულებრივი ელექტროსადგურებისთვის, რამაც შესაძლებელი გახადა ეფექტურობის გაზრდა. 35%-დან 55%-მდე. ძირითადად დაფუძნებულია MHD გენერატორებზე. მსხვილი გუნდების 30 წლიანი მუშაობა ზილში დასრულდა - ინსტალაციის რესურსი იყო ასობით საათი, როდესაც ენერგეტიკოსებს სჭირდებათ ათასობით და ათი ათასი. ამ ტექნოლოგიაზე დახარჯულმა რესურსების გიგანტურმა რაოდენობამ გამოიწვია, კერძოდ, ის, რომ ჩვენი ქვეყანა ჩამორჩა ელექტროგაზის ტურბინების და ორთქლის გაზის ტურბინის ციკლის ქარხნების წარმოებაში (რაც ზუსტად იგივე ზრდის ეფექტურობას - 35-დან. 55%-მდე!).

სხვათა შორის, ძლიერი სუპერგამტარი მაგნიტები ასევე საჭიროა MHD გენერატორებისთვის. აქ ნაჩვენებია SP მაგნიტები 30 MW MHD გენერატორისთვის.

„ჩვენ ახლა ვსაუბრობთ მომავლის თერმობირთვულ ენერგიაზე და საწვავის ახალ ეკოლოგიურ ტიპზე, რომლის წარმოება შეუძლებელია დედამიწაზე. საუბარია მთვარის ინდუსტრიულ განვითარებაზე ჰელიუმ-3-ის მოპოვებისთვის. სარაკეტო და კოსმოსური კორპორაციის Energia-ს ხელმძღვანელის, ნიკოლაი სევასტიანოვის ეს განცხადება, თუ ამან არ გააოცა კანონმორჩილი რუსების წარმოსახვა (ისინი ახლა, მხოლოდ ახალი გათბობის სეზონის წინა დღეს, მხოლოდ ჰელიუმ-3-ს ეხება) , მაშინ სპეციალისტებისა და დაინტერესებული ადამიანების ფანტაზიამ არ დატოვა გულგრილი.

ეს გასაგებია: თუ გავითვალისწინებთ, რბილად რომ ვთქვათ, არა ბრწყინვალე მდგომარეობას შიდა საჰაერო კოსმოსურ ინდუსტრიაში (რუსეთის კოსმოსური ბიუჯეტი 30-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე შეერთებულ შტატებში და 2-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე ინდოეთში; 1989 წლიდან 2004 წლამდე, ჩვენ გავუშვით მხოლოდ 3 კვლევითი ხომალდი), უცებ, ასე, არც მეტი, არც ნაკლები - რუსები მთვარეზე ჰელიუმ-3-ს გამოიმუშავებენ! შეგახსენებთ, რომ თეორიულად, ჰელიუმის ამ მსუბუქ იზოტოპს შეუძლია დეიტერიუმთან თერმობირთვულ რეაქციაში შესვლა. შესაბამისად, სინთეზს ბევრი მეცნიერი მიიჩნევს იაფი ენერგიის პოტენციურად უსაზღვრო წყაროდ. თუმცა, არსებობს პრობლემა: ჰელიუმ-3 დედამიწაზე ჰელიუმის მთლიანი რაოდენობის მემილიონედზე ნაკლებია. მაგრამ მთვარის ნიადაგში, ეს მსუბუქი იზოტოპი უხვად გვხვდება: აკადემიკოს ერიკ გალიმოვის თქმით, დაახლოებით 500 მილიონი ტონა ...

ამბობენ, რომ ერთ დროს შეერთებულ შტატებში, დისნეილენდის შესასვლელთან, უზარმაზარი პლაკატი ეკიდა: „ჩვენ და ჩვენს ქვეყანას ყველაფერი შეგვიძლია, ერთადერთი, რაც გვზღუდავს, ჩვენი ფანტაზიის საზღვრებია“. ეს ყველაფერი შორს არ იყო სიმართლისგან: სწრაფი და ეფექტური ბირთვული პროექტი, ფანტასტიკურად წარმატებული მთვარის პროგრამა, სტრატეგიული თავდაცვის ინიციატივა (SDI), რომელმაც მთლიანად დაასრულა საბჭოთა ეკონომიკა. ...

არსებითად, სახელმწიფოს ერთ-ერთი მთავარი ფუნქცია, განსაკუთრებით მე-20 საუკუნეში, სწორედ წარმოსახვის ზღვარზე მყოფი სამეცნიერო საზოგადოებისთვის ამოცანების ჩამოყალიბება იყო. ეს ეხება საბჭოთა სახელმწიფოსაც: ელექტრიფიკაცია, ინდუსტრიალიზაცია, ატომური ბომბის შექმნა, პირველი თანამგზავრი, მდინარეების შემობრუნება... სხვათა შორის, დისნეილენდის წინ გვქონდა საკუთარი „აფიშაც“ - „ჩვენ დაიბადნენ იმისთვის, რომ ზღაპარი ახდეს!”

„უბრალოდ ვფიქრობ, რომ რაღაც ძირითად ტექნოლოგიურ პრობლემაში არის დეფიციტი“, - თქვა ალექსანდრე ზახაროვმა, ფიზიკურ და მათემატიკურ მეცნიერებათა დოქტორმა, რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის კოსმოსური კვლევის ინსტიტუტის სამეცნიერო მდივანმა, ჩემთან ინტერვიუში. - შესაძლოა, ამის გამო სულ ახლახან გაჩნდა მთელი ეს საუბარი თერმობირთვული ენერგიისთვის მთვარეზე ჰელიუმ-3-ის მოპოვებაზე. თუ მთვარე არის მინერალების წყარო და იქიდან ამ ჰელიუმ-3-ის გადატანა, მაგრამ დედამიწაზე საკმარისი ენერგია არ არის... ეს ყველაფერი გასაგებია, ძალიან ლამაზად ჟღერს. და ამისთვის ადვილია, ალბათ, გავლენიანი ადამიანების დარწმუნება ფულის გამოყოფაში. Ასე ვფიქრობ".

მაგრამ საქმე ის არის, რომ დედამიწაზე ამჟამად არ არსებობს ტექნოლოგია - და უახლოეს 50 წელიწადში მაინც არ არის მოსალოდნელი, რომ გამოჩნდეს - ჰელიუმ-3-ის დაწვა თერმობირთვულ რეაქციაში. ასეთი რეაქტორის პროექტიც კი არ არსებობს. საერთაშორისო თერმობირთვული რეაქტორი ITER, რომელიც ამჟამად საფრანგეთში მშენებარეა, შექმნილია წყალბადის იზოტოპების - დეიტერიუმის და ტრიტიუმის "დაწვისთვის". თერმობირთვული რეაქციის "ანთების" გამოთვლილი ტემპერატურაა 100-200 მილიონი გრადუსი. ჰელიუმ-3-ის გამოსაყენებლად, ტემპერატურა უნდა იყოს სიდიდის ბრძანებით ან ორით მაღალი.

ასე რომ, რუსეთის უმსხვილესი სარაკეტო და კოსმოსური კორპორაციის ხელმძღვანელი, ნიკოლაი სევასტიანოვი, ბოდიში გამოთქმისთვის, ჩვენი ტვინს ჰელიუმ-3-ით აფუვრებს? არ ჰგავს. რატომ!?

"კოსმოსური ინდუსტრია ბუნებრივად დაინტერესებულია ასეთი დიდი და ძვირადღირებული პროექტით", - ამბობს ალექსანდრე ზახაროვი. ”მაგრამ მისი პრაქტიკული გამოყენების თვალსაზრისით, აბსოლუტურად ნათელია, რომ ეს ნაადრევია.”

ჰელიუმ-3-ის პროექტის განსახორციელებლად საჭიროა შეიქმნას სპეციალური პროგრამა მთვარის დამატებითი გამოკვლევისთვის, კოსმოსური ხომალდების მთელი ესკადრის გაშვება, ჰელიუმ-3-ის წარმოების, მისი დამუშავების საკითხების მოგვარება... ეს ქვეყანას დაანგრევს. უარესი, ვიდრე ნებისმიერი SDI.

”არ მინდა ვთქვა, რომ მთვარე მთლიანად დახურულია სამეცნიერო თვალსაზრისით - ასევე დარჩა სამეცნიერო ამოცანები”, - ხაზს უსვამს ალექსანდრე ზახაროვი. - მაგრამ, როგორც ამბობენ, ეს ეტაპობრივად უნდა გაკეთდეს, სხვა სამეცნიერო ამოცანები არ მავიწყდება. შემდეგ კი ჩვენ როგორღაც გავურბივართ: როგორც კი ამერიკელებმა გამოაცხადეს მარსზე პილოტირებული ფრენის პროგრამა, მაშინვე ვაცხადებთ, რომ ჩვენც მზად ვართ ამის გაკეთება. ჩვენ გავიგეთ მთვარის პროგრამების შესახებ - მოდით ესეც გავაკეთოთ... ჩვენ არ გვაქვს გამიზნული, გაწონასწორებული, სტრატეგიული ეროვნული ამოცანა.

აქ ჩვენ ისევ დავუბრუნდით იქ, სადაც დავიწყეთ, სტრატეგიულ ეროვნულ ამოცანას. უბედურება ის არის, რომ ამერიკელებისგან განსხვავებით, ჩვენ არც თუ ისე შეზღუდული ფანტაზიით ვართ - ამით, როგორც ნიკოლაი სევასტიანოვის განცხადება აჩვენებს, ჩვენთან ყველაფერი რიგზეა. მაგრამ ყველაზე მოკრძალებული შეფასებით, ჰელიუმ-3 პროგრამას (მოდით ასე ვუწოდოთ), ყველაზე კონსერვატიული შეფასებით, ხუთი წლის კვლევისთვის 5 მილიარდი დოლარი დასჭირდება.

წმინდა მეცნიერული თვალსაზრისით, TOKAMAKS-ზე დაფუძნებული შერწყმის პრობლემაში, საერთაშორისო ექსპერიმენტული რეაქტორის ITER-ის აშენების გადაწყვეტილების მიუხედავად, გარკვეული სტაგნაცია იყო. (თუმცა ეს ცალკე განხილვის თემაა.) მეჩვენება, რომ ჰელიუმ-3-ის პრობლემა გავლენიანი თერმობირთვული ლობის გარკვეული ნაწილისთვის არის ახალი ნიშა რეანიმაციისა და პროფესიული ამბიციების რეალიზაციისთვის.

არა მხოლოდ ეს - და ეს საკმაოდ სენსაციური რამ არის და ერთადერთი მიზეზი, რის გამოც ჩემი სტატია ამით არ დავიწყე - როგორც კოსმოსური ინდუსტრიის ექსპერტმა გვითხრა, რუსული პროექტი მსუბუქი ჰელიუმის იზოტოპის მოპოვებაზე. მთვარე გამოყოფილია ┘ 1 მილიარდი დოლარი! ეს ფული, სავარაუდოდ, ამერიკული წარმოშობისაა.

მიუხედავად ასეთი კომბინაციის მთელი სირთულისა, ბოლოები მასში საკმაოდ წარმატებით ხვდება. ახლახან გამოცხადებული მთვარის ბაზის პროგრამისთვის 104 მილიარდი დოლარის უზრუნველსაყოფად, აშშ-ის აერონავტიკისა და კოსმოსური სააგენტოს უნდა ეჩვენებინა, რომ "სტრატეგიული კონკურენტებიც" მზადყოფნაში იყვნენ. ანუ, „რუსული“ მილიარდი, გარკვეულწილად, ნასას ზედნადები ხარჯებია... აქედან გამომდინარე, რუსეთში ჰელიუმ-3-ის წარმოებისადმი ინტერესის ზრდა, რაციონალური მოტივებით აუხსნელი.

თუ ეს მართალია, მაშინ კიდევ ერთხელ ჩვენ ყველას მოგვიწევს გადავამოწმოთ ათი წლის წინ ჟურნალში Physics Today-ში გამოქვეყნებული ფორმულის მართებულობა. აი: „მეცნიერები არ არიან ჭეშმარიტების უინტერესო მაძიებლები, არამედ მონაწილეები არიან მეცნიერული გავლენისთვის სასტიკ კონკურენციაში, რომლის გამარჯვებულები არღვევენ ბანკს“.