Углеводороды в скором времени закончатся или же стоимость их добычи значительно увеличится. Тогда человечеству придется обратиться к альтернативным источникам энергии. Солнечные станции активно строятся в южных регионах, вся Европа уже сейчас активно использует ветровую энергию, где-то применяют геотермальные источники тепла. Но у всех этих способов есть один существенный недостаток.
Энергия и физика
Так назывался доклад Петра Капицы в 1975 году на научной сессии АН СССР, который был посвящен альтернативным источникам энергии. Смысл послания можно сформулировать следующим образом: максимальная мощность с единицы поверхности для любого вида энергии будет являться произведением плотности потока энергии на скорость ее распространения.
Простой пример. Скорость распространения солнечного света составляет 300 000 км/с, но плотность потока очень мала, поэтому с одного квадратного метра солненчных батарей возможно получение полезной энергии 100-200 Вт. Чтобы заменить все действующие ТЭЦ на планете потребуется пояс фотоэлементов по всему экватору шириной 40-50 км. Это невозможно по техническим и экономическим причинам.
Также обстоит дело и с химическими элементами. В них плотность потока энергии велика, но скорость распространения очень мала, поэтому на выходе получается та же малая полезная мощность. По его словам использование альтернативных источников энергии сможет только отсрочить истощение природных ресурсов, но не предотвратить кризис.
Термоядерная альтернатива
Почему же П. Капица не сделал ставку на атомные электростанции, а будущее видел только за термоядом? Несмотря на то, что АЭС к тому времени уже активно эксплуатировались, проблемы атомной энергетики были хорошо известны и озвучены в докладе:
- большое количество радиоактивных отходов, которые требуют специального обращения и утилизации;
- АЭС представляет опасность в случае ЧП или терракта;
- широкое распространение плутония и обогащенного урана, который может быть использован для создания атомной бомбы.
Термоядерная реакция, которая протекает в водородной бомбе в момент взрыва, может быть искусственно замедлена до стационарного состояния. В этом случае происходит синтез ядер гелия из дейтерия и трития. Эта реакция не дает побочных отходов радиоактивных изотопов, имеет больший энергетический потенциал чем реакция распада, а запасы дейтерия в мировом океане практически неограниченны. Эксперименты с термоядерным синтезом проводятся на токамах уже давно, готовится к пуску ИТЭР, на котором планируется получить и удерживать длительное время плазму.
Осуществить контролируемую термоядерную реакцию и получить нагрев теплоносителя при современном уровне технологии невозможно. Сложность этого проекта настолько высока, что даже совместными усилиями решение не может быть найдено. Поэтому единственной альтернативой ТЭЦ и ГЭС остаются АЭС, которые достигли определенного уровня технического совершенства и безопасности. Зеленая энергетика остается же не более чем популярным трендом и энергетическим довеском к уже существующей энергосети.
Согласны? Подписывайтесь на наш канал и узнавайте много нового из истории атомного проекта СССР.
#термояд #альтернативная энергетика #сергей капица #наука