В последние десятилетия ученые все чаще говорят о грядущем истощении природных ресурсов. Периодически публикуются статьи, предсказывающие скорую «гибель» цивилизации. Действительно, современный мир сильно зависит от нефти, и нашу эпоху можно назвать «углеводородной».
Что произойдет, если запасы нефти закончатся, и как наука может помочь?
Во-первых, нефть — это почти все, что нас окружает. Электричество и тепло в наших домах вырабатываются на теплоэлектростанциях, сжигающих уголь, газ и нефтепродукты. Масло — это бензин в наших машинах, пластик, из которого сделаны наши устройства, и синтетика в нашей одежде. Кроме того, нефть – это еще и еда, ведь современное сельское хозяйство тоже не может обойтись без использования нефтепродуктов. В общем, сферы человеческой деятельности, в которых используется «черное золото», можно перечислять долго».
Однако на этом проблемы не заканчиваются. Около 17% мировой электроэнергии вырабатывается атомными электростанциями, но запасы урана, как и других ископаемых источников энергии, ограничены и могут иссякнуть в обозримом будущем .
Как преодолеть этот кризис?
Вы удивитесь, как много уже сделано. Тень надвигающегося кризиса заставила человечество серьезно заняться альтернативными источниками энергии, набирают обороты «энергосберегающие технологии», ведется добыча сланцевого газа. Наука предлагает множество вариантов решения проблемы, причем каждый вариант дополняет другой. Какие методы решения энергетических проблем предлагают ученые?
Ториевые реакторы
Тор-232 может стать альтернативным топливом в современных ядерных реакторах. Сейчас люди используют уран, запасы которого постепенно истощаются. В отличие от урана, торий не так токсичен, тория на Земле как минимум в 5 раз больше, чем урана. Современные реакторы на основе тория настолько компактны, что их даже предлагают устанавливать в автомобили.
Эксперименты с трассой ведутся давно. В первых экспериментах при его использовании в качестве топлива выделялись изотопы с высокой энергией гамма-излучения, поэтому требовалась дополнительная защита от толстых свинцовых пластин, что значительно увеличивало как стоимость реактора, так и дальнейшую переработку топлива.
Позже была предложена идея «Жидкосолевого реактора», который позволяет управлять ториевым циклом, удаляя из активной зоны ненужные продукты распада. Спроса на новые ядерные реакторы пока нет. Дело в том, что традиционные АЭС дешевле. Тем не менее, в России, США, Китае и других странах уже много лет проводятся эксперименты с ториевым топливом и строятся первые гусеничные электростанции.
Энергия синтеза
Термоядерный реактор — это установка, в которой энергия вырабатывается в результате реакции синтеза. В качестве топлива используются изотопы водорода, дейтерий и тритий. Условия внутри установки аналогичны тем, которые возникают на солнце. Наша звезда представляет собой естественный термоядерный реактор, в котором сливаются легкие ядра водорода. По замыслу ученых, огромная температура в установке превращает вещество в плазму.
Впервые схему термоядерного реактора предложил Игорь Евгеньевич Тамм в 1938 году, но дальше теории дело не пошло. Горячая плазма должна находиться в магнитном поле, потому что ни один материал не может выдержать такие высокие температуры. Для создания сверхсильного магнитного поля проводники будут охлаждаться до -270°С, а внутри реактора температура плазмы будет достигать около 100 000 000°С.
Ученым предстояло решить множество задач и фактически создать новую науку — физику плазмы. В 2007 году началось строительство ИТЭР, международного экспериментального термоядерного реактора, запуск которого запланирован на 2025 год.
Интересно, что развитие термоядерной энергетики станет важным этапом исследования Луны. Дело в том, что помимо изотопов водорода в термоядерном реакторе можно использовать гелий-3. Реакция дейтерия и трития высвобождает опасное нейтронное излучение и тепло, которое затем необходимо преобразовать в электричество. Однако, если мы используем гелий-3, то на выходе получаем протоны, эти частицы легко захватываются и могут быть использованы для получения дополнительной энергии. Теоретически термоядерная реакция с участием 1 тонны гелия-3 и 0,67 тонны дейтерия даст столько же энергии, сколько мы получили бы при сжигании 15 миллионов тонн нефти. Почему здесь луна?
Постоянное космическое излучение производит в лунном грунте большое количество гелия-3, который в будущем может стать основным энергетическим топливом для всего мира.
Водородная революция
Водород может сыграть решающую роль в развитии цивилизации в будущем, ведь это экологически чистое топливо, а при его сгорании образуется обычный водяной пар. В настоящее время получение водорода достаточно дорого, но многие ученые предлагают альтернативные варианты.
Интересную гипотезу о «металлогидридной земле» выдвинул академик В. Н. Ларин.
По его предположениям, на Земле существуют рифтовые зоны, содержащие чистый кремний и магний, которые в соединении с водой окисляются и выделяют тепло и чистый водород.
- Mg + H2O = MgO + H2 + теплота.
- Si + 2H2O = SiO2 + 2H2 + тепло
Теоретически, если в таких зонах пробурить несколько скважин, то, закачивая воду в одни скважины, мы будем получать горячий водород из других. Проблема только в том, что эти зоны имеют глубину не менее 5 км, и пока нет официальной информации о том, что кто-то осмелился вложить большие деньги в проверку этой гипотезы.
Однако даже если гипотеза Ларина не подтвердится, для создания искусственной нефти может понадобиться водород. Даже заменив весь электротранспорт, люди не смогут сразу отказаться от нефти, она будет востребована как сырье для химической промышленности.
После запуска термоядерных реакторов человечество получит огромное количество дешевой электроэнергии. Эту энергию можно использовать не только для зарядки многих электромобилей, но и для производства искусственного водородного масла из угля. Ничего необычного. Немец Карл Бош был удостоен Нобелевской премии в 1931 году за успехи в создании искусственного топлива. Разведанных запасов угля хватит человечеству на 200 лет, при этом разведка новых месторождений практически не ведется, а реальные ресурсы могут быть во много раз больше.
Получается, что энергетическая катастрофа еще толком не началась, а наука уже предлагает варианты выхода из возможной проблемы. На самом деле предлагаемых решений гораздо больше, и здесь кратко описаны лишь некоторые из них. Поэтому, наверное, стоит отбросить мрачные прогнозы и смотреть в будущее с оптимизмом.
Загрузка...
Заказывали у нас доставку топлива, оставьте отзыв о нашей компании:
