Co to jest energia fusion?

Energia fuzyjna jest ekstrakcją energii z wiązań między cząsteczkami w jądrach atomów poprzez łączenie tych jąder razem.Aby zyskać największą energię, elementy światła i izotopy, takie jak wodór, deuter, tritium i hel, należy zastosować, chociaż każdy element o liczbie atomowej niższej niż żelazo może wytwarzać energię netto po połączeniu.Fuzja jest sprzeczna z rozszczepieniem, proces, w którym energia jest wytwarzana przez rozbijanie ciężkich jąder, takich jak uran lub pluton.Oba są uważane za energię jądrową, ale rozszczepienie jest łatwiejsze i lepiej rozwinięte.Wszystkie współczesne elektrownie jądrowe działają na podstawie energii rozszczepienia, ale wielu naukowców ma nadzieję, że elektrownia oparta na energii fuzyjnej zostanie opracowana przed 2050 r.

Istnieją bomby jądrowe oparte zarówno na energii rozszczepieniu, jak i energii fuzji.Konwencjonalne bomby A oparte są na rozszczepieniu, podczas gdy bomby H lub bomby wodorowe opierają się na fuzji.Fuzja bardziej wydajnie przekształca materię w energię, wytwarzając więcej ciepła i temperatury, gdy proces jest kierowany do reakcji łańcuchowej.Zatem bomby H mają wyższe plony niż bomby A, w niektórych przypadkach ponad 5000 razy wyższe.Bomby H używają wzmacniacza rozszczepienia, aby osiągnąć wymaganą temperaturę do fuzji jądrowej, która wynosi około 20 milionów stopni Kelvin.W bombie H około 1% masy reakcyjnej przekształca się bezpośrednio w energię.

Energia fuzyjna, a nie rozszczepienie, to energia zasilania słońca i wytwarza całe jego ciepło i światło.W centrum Słońca około 4,26 miliona ton wodoru na sekundę jest przekształcane w energię, wytwarzając 383 yottawatty (3,83 × 10 ²⁶ W) lub 9,15 × 10 ¹⁰ megatony TNT na sekundę.Brzmi to dużo, ale w rzeczywistości jest to dość łagodne, biorąc pod uwagę całkowitą masę i objętość Słońca.Szybkość produkcji energii w rdzeniu Suns wynosi tylko około 0,3 W/m ³ (watów na metr sześcienny), ponad milion razy słabszy niż produkcja energii, która ma miejsce w żarówce.Tylko dlatego, że rdzeń jest tak ogromny, o średnicy równoważnej około 20 Ziemi, czy generuje tak dużo całkowitej energii.

Przez kilka dziesięcioleci naukowcy pracują nad wykorzystaniem energii fuzyjnej dla potrzeb człowieka, ale jest to trudne, ponieważ jest to trudne, ponieważ jest to trudne, ponieważ jest trudne, ponieważ jest trudne, ponieważ jest trudne, ponieważ jest trudne, ponieważ jest trudnez zaangażowanych temperatur i presji.Za pomocą energii fuzyjnej jednostka paliwa wielkość małego łożyska kulowego może wytwarzać tyle energii jak lufa benzyny.Niestety wszystkie próby wytwarzania energii fuzyjnej od 2008 r. Zużyły więcej energii niż wyprodukowały.Istnieją dwa podstawowe podejścia - użyj pola magnetycznego, aby skompresować plazmę do temperatury krytycznej (fuzja ogranicznika magnetycznego) lub lasery ognia w celu tak intensywnego, że ogrzewają go obok krytycznego progu fuzji (fuzja uścisku bezwładności).Oba te podejścia otrzymały znaczne fundusze, a National Facility (NIF) próbował fuzji bezwładności i dostarczania online w 2010 r., Oraz międzynarodowy reaktor eksperymentalny termojądrowego (ITER) próbujący fuzji ogranicznika magnetycznego i dostępu online w 2018 r.