11 lantanowce, uran, reaktor

background image

1

Materiały internetowe

http://www.chem.ucsb.edu/coursepages/06fall
/1C-Watts/dl/Lecture_Notes/Lecture18.%2011-
15-06%20Transition%20Metals%201.pdf

http://depts.washington.edu/chemcrs/bulkdis
k/chem162A_sum04/handout_Lecture_15.pdf

http://www.chemistry.mtu.edu/pages/courses/
files/ch1120-srsylves/Chapter%2020.pdf

http://www.sinc.sunysb.edu/Class/che142jl/tra

nsitionmetals.pdf

background image

2

Lantanowce

background image

3

background image

4

Kontrakcja lantanowcowa

background image

5

Kontrakcja lantanowcowa

background image

6

background image

7

background image

8

background image

9

background image

10

background image

11

background image

12

background image

13

background image

14

background image

15

Własności metalicznych lantanowców

miękkie (cięższe bardziej twarde), kowalne, o
metalicznym połysku
Metale elektrododatnie
Ln

3+

+ 3e = Ln

Ln = La -2.52 V; = Lu -2.25 V ( Ba

2+

/Ba, –2.91 V;

K

+

/K, –2.92 V)

miękkie (cięższe bardziej twarde), kowalne, o
metalicznym połysku
Metale elektrododatnie
Ln

3+

+ 3e = Ln

Ln = La -2.52 V; = Lu -2.25 V ( Ba

2+

/Ba, –2.91 V;

K

+

/K, –2.92 V)

background image

16

Własności metalicznych lantanowców

- Ln + H

2

O = M

2

O

3

lub M(OH)

3

+ H

2

(~ powoli zimna, szybko

gorąca),
- Ln + H

+

(rozcieńczony kwas) Ln

3+

+ H

2

(szybko w pokojowej

temperaturze)
- spalają się w powietrzu do M

2

O

3

(ale Ce do CeO

2

, Ce

4+

, 4f

0

)

- reagują powoli z N2 tworząc jonowe ionic azotki LnN
- ulegają egzotermicznej reakcji z H

2

tworząc jonowe

wodorki MH

n

(n = 2,3)

- Ln + H

2

O = M

2

O

3

lub M(OH)

3

+ H

2

(~ powoli zimna, szybko

gorąca),
- Ln + H

+

(rozcieńczony kwas) Ln

3+

+ H

2

(szybko w pokojowej

temperaturze)
- spalają się w powietrzu do M

2

O

3

(ale Ce do CeO

2

, Ce

4+

, 4f

0

)

- reagują powoli z N2 tworząc jonowe ionic azotki LnN
- ulegają egzotermicznej reakcji z H

2

tworząc jonowe

wodorki MH

n

(n = 2,3)

background image

17

background image

18

background image

19

background image

20

background image

21

background image

22

background image

23

background image

24

background image

25

background image

26

background image

27

background image

28

background image

29

background image

30

background image

31

background image

32

background image

33

background image

34

background image

35

background image

36

background image

37

background image

38

background image

39

background image

40

background image

41

REAKCJA ROZSZCZEPIENIA

0

50

100

1.

Kw

3.

Kw

Wsch.

Zach.

Płn.

background image

42

REAKCJA ROZSZCZEPIENIA

W 1938 roku dwaj naukowcy Otto Hahn i
Fritz Strassman zauważyli, że jednym z
produktów reakcji przeprowadzonej przez
Fermiego i Segre jest izotop baru

144

56

Ba.

Rok później Otto Frisch i Lisa Meitner
zaproponowali teorię, zgodnie z którą, jądro
uranu jest rozszczepiane na dwa fragmenty:

144

56

Ba i

89

36

Kr. Wyemitowane zostają też

neutrony i duża ilość energii.

background image

43

REAKCJA ROZSZCZEPIENIA

Istnieją też inne rodzaje rozpadu uranu. Na
przykład

:

Powstałe w wyniku rozszczepienia związki mogą

następnie same ulegać rozpadowi
promieniotwórczemu. To właśnie cząsteczki beta
z takiego rozpadu obserwował Fermi w swoim
doświadczeniu.

background image

44

REAKCJA

ROZSZCZEPIENIA

background image

45

REAKCJA ROZSZCZEPIENIA

W czasie rozszczepiania atomów zostaje
wyemitowana duża porcja energii. Aby
pokazać ile to energii, rozpatrzmy
rozszczepienie uranu -

235

92

U*. Efektem

końcowym w rozpatrywanym przypadku są
jądra

140

58

Ce i

94

40

Zr, sześć cząsteczek beta,

dwa neutrony. Zapiszmy całkowitą masę na
początku i na końcu:

background image

46

REAKCJA ROZSZCZEPIENIA

u = 1,49*10

-10

J = 931 MeV

Tak więc w czasie reakcji ubyło ~0,233 u masy - została
ona zamienione na energię. Zgodnie z równaniem
Einsteina równoważności masy i energii, energia która
się wydzieliła równa jest ~208 MeV.

W czasie

rozszczepiania jąder uranu następuje emisja pewnej
liczby neutronów. Neutrony te mogą wywoływać kolejne
rozszczepienia w próbce uranu. A każde kolejne
rozszczepienie powoduje wyzwolenie energii i emisję
następnych neutronów. Reakcja ta staje się łańcuchową
reakcją samopodtrzymującą.

2 grudnia 1942 roku na University of Chicago został

uruchomiony pierwszy reaktor jądrowy (nazywany
stosem atomowym) zbudowany przez Enrico Fermiego

.

background image

47

REAKCJA ROZSZCZEPIENIA

background image

48

background image

49

background image

50

REAKTOR JĄDROWY

background image

51

Typowy reaktor jądrowy zbudowany jest z:
1. Rdzenia
. Pręty paliwowe zawierają paliwo jądrowe ( zwykle granulowany tlenek
uranu).
. Pręty regulujące i pręty bezpieczeństwa zbudowane są z substancji
pochłaniających neutrony (np. bor, kadm), przy czym pręty regulacyjne służą
do precyzyjnej zmiany strumienia neutronów, podczas gdy pręty
bezpieczeństwa mają za zadanie całkowite przerwanie reakcji łańcuchowej w
sytuacji awaryjnej - oba te rodzaje prętów wsuwa się i wysuwa z rdzenia w
miarę potrzeby.
Pełny wsad paliwa do przeciętnego reaktora składa się z kilkuset takich
prętów. Pręty pozostają w reaktorze 4-5 lat. Po tym czasie wypalone paliwo
jądrowe jest przesyłane do jego dostawcy, który składuje je, odzyskując
zwykle wcześniej wytworzony pluton i nie spalony uran.
. Chłodziwa-reaktory trzeba chłodzić, by odbierać produkowaną w nich
energię. Chłodziwo w wymiennikach ciepła grzeje wodę w drugim obiegu, nie
stykając się bezpośrednio z reaktorem. Chłodziwem może być zarówno
zwykła jaki ciężka woda. Niekiedy buduje się reaktory, w których ciśnienie
wody chłodzącej dobrano w ten sposób, że wrze ona, gdy przechodzi przez
rdzeń reaktora. W innych woda pod ciśnieniem 100-140 atmosfer ogrzewa
się nawet do 3000C , co pozwala na znaczne podniesienie sprawności
urządzenia.

background image

52

. Kanały badawcze służą do kontrolowania poziomu strumienia
neutronów, wykonywania naświetlań itp.
. Moderator- w nowoczesnych reaktorach trzeba go stosować.
Obecnie stosuje się trzy jego rodzaje: grafit, wodę, ciężką wodę.
Jego zadaniem jest spowolnianie neutronów. Jeżeli szybkie
neutrony zderzą się z jądrami lekkich pierwiastków, następuje ich
spowolnienie. Na początku najczęściej stosowano grafit. Obecnie
wykorzystujemy go w niektórych rodzajach reaktorów, w tym w
wysokowydajnych grafitowo-sodowych, chłodzonych ciekłym
sodem. Reaktory w których role moderatora pełni ciężka woda,
charakteryzują się najmniejszymi stratami neutronów.

Chłodziwem może być również powietrze, gazy, tj. wodór czy hel, lub

ciekły metal- sód, potas bądź bizmut

background image

53

2. Reflektor neutronów- celem reflektora neutronów jest
zwiększenie strumienia neutronów w zewnętrznych
częściach rdzenia lub ładunku dzięki rozpraszaniu
neutronów wstecz,
do obszaru zachodzenia reakcji łańcuchowej.
3.Osłony biologiczne- zabezpieczają, żeby promieniowanie
nie wydostało się na zewnątrz.

background image

54

Podstawy działania reaktora

• Jedynym naturalnie występującym jądrem rozszczepialnym jest

235

U (0.72 % )

• Szybkie neutrony będące produktem rozszczepienia nie są efektywne w

podtrzymywaniu reakcji rozszczepienia

należy zwiększyć zawartość

235

U w paliwie lub spowolnić

szybkie neutrony

• Należy podtrzymać reakcję łańcuchową i zapobiec eksplozji

background image

55

Podstawy działania reaktora

• Utrzymanie reakcji łańcuchowej wymaga zastosowania masy

krytycznej uranu (ze względu na straty neutronów)

Zatem masa krytyczna materiału rozszczepialnego, to

minimalna masa, w której reakcja rozszczepienia przebiega

w sposób łańcuchowy, czyli każde jedno rozszczepienie jądra

atomowego inicjuje dokładnie jedno następne

rozszczepienie. W masie mniejszej od masy krytycznej

reakcja zainicjowana rozszczepieniem spontanicznym

zaniknie, w masie większej od masy krytycznej reakcja

będzie przebiegała w sposób lawinowy, tzn. jedno

rozszczepienie wywoła więcej niż jedno rozszczepienie.

Energia wyzwolona w reakcji rozszczepienia = 10

6

x energia

spalenia tej samej masy węgla

background image

56

REAKTOR JĄDROWY

Jeżeli liczba neutronów, które są tracone bądź

absorbowane w innych reakcjach niż rozszczepianie jest
większa niż liczba neutronów wytwarzanych w reakcji
rozszczepienia, wtedy reakcja rozszczepiania nie
podtrzymuje się i ustaje. Reaktor znajduje się w stanie
podkrytycznym.

Odwrotnie, w momencie, gdy za każdym kolejnym

rozszczepieniem zwiększa się liczba neutronów zdolnych
do wywołania rozszczepienia to wtedy ilość rozszczepień
wzrasta, wzrasta energia wytwarzana przez reaktor.
Reaktor jest w stanie nadkrytycznym.

Jeśli utrzymuje się stała liczba rozszczepień (jeden

neutron z każdego rozszczepienia wywołuje jedno kolejne
rozszczepienie) reaktor jądrowy znajduje się w stanie
krytycznym.

background image

57

background image

58

Boiling Water Reactor

Woda jest moderatorem, czynnikiem chłodzącym i
źródłem pary kierowanej na turbinę. Jakikolwiek wyciek
paliwa powoduje skażenie wody a stąd turbiny i reszty
układu

70 atmosfer – woda wrze w 285 C

background image

59

Pressurized Water Reactor

160 atmosfer - 315 C. Wyższa wydajność, ale reaktor bardziej
skomplikowany i droższy. Większość reaktorów w USA jest tego
typu.

background image

60

background image

61

Paliwo reaktorowe

Aktualnie stosuje

się w reaktorach
UO

2

, mniej

reaktywny niż
metaliczny uran

Enrichment is by

fractional
gaseous
centrifugation of
UF6 (easily
sublimed)

background image

62

Znaczne ilości Pu mogą być produkowane w

reaktorach bez moderatora (przeróbka paliwa

bardziej niebezpieczna!)

Reaktory powielające

Powstaje pierwiastek - pluton. Pluton może być następnie
rozszczepiany przy użyciu powolnych neutronów.
Reaktory powielające przeprowadzają właśnie ten proces
wykorzystując izotop uranu

238

92

U, który nie podlega

rozszczepieniu w czasie bombardowania przez neutrony
powolne, do wytworzenia rozszczepialnego plutonu
.

background image

63

background image

64

Liquid-Metal Fast-Breeder Reactor

background image

65

Liquid-Metal Fast-Breeder Reactor

Reaktor wymaga większej zawartości U-235 niż
zwykłe reaktory, ( 15- 30%). Nie ma moderatora
(neutrony szybkie są efektywniejsze dla
przekształcenia U-238 w Pu-239. Przy
podwyższonej zawartościf U-235, przekrój
czynny dla reakcji rozszczepienia jest
wystarczający dla podtrzymania reakcji
łańcuchowej.

Dlaczego sód – woda działałaby jak moderator.

background image

66

Liquid-Metal Fast-Breeder

Reactor

Sód topi się w 98°C, wrze w 892°C. Szeroki
zakres pracy bez konieczności pracy w
podwyższonych ciśnieniach. Jego wysokie
ciepło właściwe powoduje, że jest wydajnym
medium odprowadzającym ciepło z reaktora.

background image

67

spent' fuel = uranium / plutonium / trans-uraniums (small amounts) / ~30 fission

products (inc. 2nd row transition metals / lanthanides as alloys or complex oxide

phases)

background image

68

Stabilizacja lotu
bomby

Ładunek
rozszczepialny

Ładunek
wybuchowy

Ładunek
wybuchowy

Dodatkowe
źródło
neutronów

W bombie atomowej materiał
rozszczepialny (uran, pluton)
podzielony jest na fragmenty
ukształtowane, by powstające w
wyniku rozszczepienia jąder
neutrony uciekały poza jego
obszar. Szybkość reakcji rozpadu
jest mała. Po odpaleniu ładunków
wybuchowych ładunki
rozszczepialne zbijane są w jeden
ładunek o masie większej od tzw.
Masy krytycznej. W tej sytuacji
więcej neutronów powstaje w
trakcie rozpadu, niż wydostaje się
na zewnątrz i szybkość reakcji
gwałtownie się zwiększa,
prowadząc do niekontrolowanego
już wybuchu i uwolnienia
olbrzymiej energii.

background image

69

Zasada działania bomby atomowej opiera się na rozszczepianiu
uranu. Bombardując jądro uranu neutronami doprowadza się do
jego rozszczepienia z emisją energii i kilku neutronów. Neutrony te
mogą albo uciec z próbki uranu, albo spowodować rozszczepienie
kolejnych jąder. Jeżeli mamy za mało uranu, to przeważa pierwszy
przypadek. Mówimy wtedy, że mamy masę podkrytyczną. Przy
pewnej ilości uranu zaczyna przeważać ten drugi przypadek.
Minimalną masa przy, której zaczyna rozwijać się jądrowa reakcja
łańcuchowa nazywamy masę krytyczną. Powyżej masy krytycznej
więcej neutronów powoduje rozpad kolejnych jąder niż ich ucieka z
próbki. Reakcja więc rozwija się lawinowo. Na przykład: najpierw
jedno rozszczepienie, później dwa, cztery, osiem, szesnaście itd.
Każde rozszczepienie wyzwala kolejną dawkę energii. Następuje
wybuch. Na tej właśnie zasadzie działa bomba atomowa.

background image

70

background image

71

1.

Lotki stabilizujące

2.

Stożek ogona

3.

Wloty powietrza (dla
detonatora
ciśnieniowego)

4.

Detonator ciśnieniowy

5.

Ołowiana obudowa
ekranująca

6.

Ramie detonatora

7.

Głowica detonatora

8.

Konwencjonalny materiał
wybuchowy (kordyt)

9.

"Pocisk" z Uranu-235

10.

Prowadnica "pocisku"

11.

"Tarcza" z Uranu-235 (ze
zwierciadłem neutronów)

12.

Czujniki telemetryczne

13.

Zapalniki

(montowane

tuż przed zrzutem)

background image

72

Little Boy miał długość 3 metrów, średnicę, w najgrubszym miejscu, 71 cm i ważył 4035
kg, choć ładunek uranu ważył zaledwie 1 kg. Nazwano go Little Boy (mały chłopiec) lub
Thin Man (chudy człowiek), gdyż pod takim kryptonimem kryły się też duże bomby
zapalające, które masowo zrzucano już wcześniej na Japinię. Little Boy odziedziczył po
tych bombach zewnętrzny pancerz, co upodabniało go do złudzenia do tych bomb.
Bomba posiadała zapalnik ciśnieniowy, który uruchamiał eksplozję automatycznie na
zadanej wysokości.

Little Boy posiadał moc wybuchu równoważną 15 kilotonom trotylu. Jego serce składało
się ze sfery wypełnionej ok. 0.5 kg izotopu uranu 235. Sfera była podzielona na trzy
odseparowane od siebie cienkimi foliami ołowianymi sekcje. W każdej znajdowała się
1/3 całkowitej ilości uranu. Wybuch został inicjowany przez symetrycznie
rozmieszczone wokół tej sfery ładunki trotylu, które wtłoczyły trzy fragmenty uranu do
środka sfery niszcząc przy okazji cienkie przegrody ołowiane i tworząc odpowiednią
masę krytyczną uranu.

Był pierwszą na świecie bombą atomową użytą w czasie wojny. Nigdy więcej nie użyto
bojowo bomby uranowej. Na Nagasaki użyto bomby z

plutonu Fat Man. Jednym z celów bombardowania było porównanie skutków
niszczących obu typów bomb.

background image

73

background image

74

1. bezpiecznik detonujący
AN 219
2. Antena radaru Archie
3. Panel z bateriami (do
detonacji ładunków
wybuchowych)
4. Jednostka X - układ
sterujący detonacją
5. Łącznik mocujący dwie
elipsoidalne połówki bomby
6. Pięciokątne fragmenty
materiału wybuchowego
7. Sześciokątne fragmenty
materiału wybuchowego
(całość tworzyła wzór jak
piłka do piłki nożnej)
8. Ogon bomby (model
California Parachute)
9. Powłoka głowicy (1,4
metra średnicy wewnętrznej)
10. Stożki obudowujące
całość głowicy
11. Materiał wybuchowy
12. Materiał rozszczepialny
13. Panel z przyrządami
sterującymi (radar,
czasomierz, itp.)
14. Panel czujników
barometrycznych

background image

75

"Fat Man" to nazwa Bomby atomowej, która w dniu 9 sierpnia 1945
roku została zdetonowana nad japońskim miastem Nagasaki.

W odróżnieniu od zrzuconej trzy dni wcześniej na Hiroshimę bomby
Little Boy zbudowanej ze wzbogacanego uranu, to urządzenie zawierało
ładunek z plutonu. Bomba miała długość ponad 3m, średnicę 1.5m i
ważyła 4.5 tys. kg. Siła ładunku wynosiła 20 kiloton (84 TJ (teradżule)).
Została zrzucona przez pilota Charlesa Sweeney’a z bombowca o
nazwanego przez załogę Bockscar.

W eksplozji w Nagasaki zginęło 74300 osób.

Było to drugie, i jak do tej pory (2006) ostatnie, militarne użycie broni
jądrowej

.

background image

76

USA: 1030 prób

ZSRR: 715 prób

Francja: 210 prób

Wielka Brytania: 45 prób

Chiny: 45 prób

Indie: 6 prób

Pakistan: 6 prób

Izrael/Republika Południowej Afryki: spekulacje o
przeprowadzeniu jednej próby

Korea Północna: spekulacje o przeprowadzeniu jednej próby

background image

77

The Future of Nuclear Power

Unlike nuclear fission, in which the
nucleus of a heavy atom splits and
releases energy, nuclear fusion
produces energy by "fusing" nuclei
from two light atoms.

The sun and the stars are fueled by
fusion, which releases a tremendous
amount of energy: the fusion of 1
kilogram of hydrogen isotopes equals
the fission of 1 metric ton of uranium
or the combustion of 10,000 metric
tons of oil! Fusion is the subject of
important international research

.

background image

78

Reakcja termojądrowa
zachodzi w czasie wybuchu
bomby atomowej
(termojądrowej). Aby
powstały warunki
wystarczające do
zapoczątkowania reakcji
fuzji, konieczny jest najpierw
wybuch bomby atomowej
(która stanowi zapalnik
bomby wodorowej) w celu
uzyskania temperatury i
ciśnienia. Reakcja
termojądrowa trwa zaledwie
ułamek sekundy, ale w tym
czasie bomba wyemituje tyle
energii, ile powstaje przy
spaleniu wielu tysięcy ton
węgla.

Ładunek
rozszczepialny
(uran)

Mieszanka
deuteru i trytu

Materiał
wybuchowy

background image

79

bomba wodorowa - lub inaczej bomba termojądrowa jest jak na razie
jedynym na Ziemi przejawem reakcji termojądrowej dającym dodatni
bilans energetyczny. Energia uwalniana w czasie wybuchu tej bomby
pochodzi z syntezy jąder lekkich (izotopy wodoru),w wyniku której
powstają jądra cięższe o większej energii wiązania na nukleon.
W dniu 1 listopada 1952 amerykańscy fizycy pod kierunkiem
Edwarda Tellera doprowadzili na atolu Eniwetok do pierwszego
wybuchu bomby termojądrowej. Bomba wykorzystywała deuter i tryt
jako paliwo termojądrowe. Siłę wybuchu oszacowano na 10 megaton
(MT) czyli około 700 bomb jądrowych zrzuconych na Hiroszimę.
Reakcja termojądrowa, to synteza jąder lekkich pierwiastków, w
wyniku której powstają jądra cięższe o większej energii wiązania w
przeliczeniu na jeden nukleon. Jest to zysk energetyczny, który może
być

przekształcony

w

energię,

np.

cieplną.

Warunkami

umożliwiającymi

reakcję

syntezy

jest

silne

rozpędzenie

jąder

atomowych

(wysoka

temperatura)

oraz

duża

koncentracja

odpowiednich jąder. Warunki takie uzyskuje się przez wybuch bomby
jądrowej w

centrum

której

umieszczono

materiał

do

syntezy

termojądrowej

.

background image

80

ITER (International Thermonuclear

Experimental Reactor) (po łacinie droga)

– międzynarodowy projekt badawczy,

którego celem jest zbadanie możliwości

produkowania na wielką skalę energii z

fuzji jądrowej. Głównym zadaniem jest

budowa wielkiego tokamaka (urządzenie

do przeprowadzania kontrolowanej

reakcji termojądrowej) wzorowanego na

wcześniej budowanych mniejszych.

Projekt jest przewidywany na 30 lat (10 lat

budowy i 20 lat pracy reaktora), i ma

kosztować w przybliżeniu 10 mld euro.

background image

81

Tokamak (Toroidalnaja Kamiera s Magnitnymi

Katuszkami, ros. ТОроидальная Кaмера с

МАгнитными Катушками – pierścieniowa

komora z cewkami magnetycznymi) – urządzenie

do przeprowadzania kontrolowanej reakcji

termojądrowej. Główna komora ma kształt torusa.

Dzięki elektromagnesom tworzony jest pierścień

plazmy. Komora wypełniona jest zjonizowanym

gazem (deuterem albo deuterem i trytem). Pole

magnetyczne pochodzące z transformatora

indukuje prąd elektryczny w pierścieniu gazu.

Prąd ten powoduje wyładowania w gazie.

Zachodzi jeszcze większa jego jonizacja i

ogrzewanie. W końcu tworzy się gorąca plazma.

Gorąca plazma jest utrzymywana w zwartym

słupie wewnątrz pierścienia dzięki silnemu polu

magnetycznemu.

background image

82

Plazma w tokamaku jest podgrzewana przez

przepuszczanie przez nią prądu o dużym
natężeniu oraz podgrzewanie mikrofalami.
Docelowa temperatura ma sięgać 100,000,000 K.
W takiej temperaturze cząstki mają dużą
prędkość i łatwo uciekają, powodując utratę
ciepła. Aby reaktor mógł działać konieczne jest
ciągłe utrzymywanie ich ściśniętych w małej
objętości. Uzyskuje się to przez używanie
pułapek magnetycznych. Naładowana cząstka w
takiej pułapce zamiast uciekać, krąży wokół linii
pola. Dodatkowo może poruszać się równolegle
do linii pola, ale jeśli te mają kształt okręgów to
cząstka jest uwięziona. Z tego wynika toroidalny
kształt tokamaków.

background image

83

Tokamak musi dodatkowo zapewniać próżnię
wokół plazmy (aby nie tracić energii na
podgrzewanie otoczenia), oraz ochronę
środowiska zewnętrznego przed silnym
promieniowaniem neutronowym. Neutrony są
pozbawione ładunku, a więc wydostają się z
pułapki magnetycznej, zabierając ze sobą
produkowaną energię. Dla ich absorbowania za
wewnętrzną osłoną tokamaka umieszczonych jest
wiele modułów konstrukcyjnych, przy okazji
produkujących tryt z bombardowanego neutronami
litu. Moduły te oddają ciepło chłodziwu, które z
kolei może napędzać turbiny (w ITER nie jest to
przewidywane, gdyż jest to projekt czysto
naukowy).

background image

84

background image

85

Substraty do reakcji

termojądrowej

Deuterium is abundant

as it can be extracted
from all forms of
water. If all the world's
electricity were to be
provided by fusion
power stations,
present deuterium
supplies from water
would last for millions
of years.

Tritium does not occur

naturally and will be
bred from Lithium
within the machine.
Therefore, once the
reaction is
established, even
though it occurs
between Deuterium
and Tritium, the
external fuels required
are Deuterium and
Lithium.

background image

86

Substraty do reakcji

termojądrowej

Lithium is the lightest

metallic element and is
plentiful in the earth's
crust. If all the world's
electricity were to be
provided by fusion,
known Lithium
reserves would last for
at least one thousand
years.

The energy gained from a

fusion reaction is
enormous. To illustrate, 10
grams of Deuterium (which
can be extracted from 500
litres of water) and 15g of
Tritium (produced from 30g
of Lithium) reacting in a
fusion powerplant would
produce enough energy for
the lifetime electricity
needs of an average
person in an industrialised
country.

background image

87

Reaktory fuzyjne są

projektowane tak aby
produkowały mniej niż jedną
setną odpadów produkowanych
przez tradycyjne elektrownie
atomowe i aby nie wytwarzały
długożyjących radioaktywnych
izotopów.

Nie ma w nich żadnej

możliwości zajścia
niekontrolowanej reakcji, gdyż
ilość paliwa jaka znajduje się w
komorze reaktora (około 0,1
grama deuteru i trytu)
wystarcza na podtrzymanie
reakcji przez najwyżej minutę.

Zastosowanie fuzji na masową

skalę pozwoliłoby uzyskiwać
energię całkowicie bez
zanieczyszczania środowiska.

Projekt ITER spotkał się z

falą krytyki ze strony wielu
organizacji. Greenpeace
wyraził opinię, że energia
fuzyjna jest równie
niebezpieczna jak atomowa,
ponieważ produkuje
radioaktywne odpady i
stwarza ryzyko równie
groźnej katastrofy. Inne
grupy zarzucają projektowi
ITER, że jest o wiele za
drogi, szczególnie na
inwestycję która nie będzie
generować energii, i z której
zysków można spodziewać
się najwcześniej za 30-50 lat.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
11 lantanowce, uran, reaktor
11 lantanowce
11 Lantanowce
Zarz[1] finan przeds 11 analiza wskaz
11 Siłowniki
11 BIOCHEMIA horyzontalny transfer genów
PKM NOWY W T II 11
Reaktor Jądrowy
wyklad 11
R1 11
CALC1 L 11 12 Differenial Equations
Prezentacje, Spostrzeganie ludzi 27 11
zaaw wyk ad5a 11 12
budzet ue 11 12
EP(11)
W 11 Leki działające pobudzająco na ośrodkowy układ
Zawal serca 20 11 2011

więcej podobnych podstron