Научное обозрение

Забудьте про огромные серые коробки АЭС прошлого века. Будущее атомной энергии – это "энергетические капсулы" для городов, реакторы-переработчики отходов и попытки зажечь на Земле мини-Солнце. Давайте заглянем в лаборатории и строительные площадки, где рождаются атомные технологии завтрашнего дня! Вступление: Почему Нужны Атомные Инновации? Старые добрые АЭС решают две гигантские задачи: дают много чистой энергии (без CO2) и работают стабильно. Но у них есть ахиллесова пята: дорогое и долгое строительство, радиоактивные отходы и (хоть и минимальный) риск аварий...

Представьте, что перед вами клетки с разными удивительными животными. Каждое дает нам драгоценную энергию, но у каждого свой характер, повадки и "след", который оно оставляет. Кто сильнее? Кто чище? Кто надежнее? Давайте знакомиться с нашими "питомцами"! Зачем нам столько "зверей"? Наша планета жаждет энергии как никогда раньше. Но идеального источника, как единорога, пока не нашли. Каждый вариант — компромисс. Наша задача — понять сильные и слабые стороны каждого "зверя", чтобы собрать сбалансированный "энергозоопарк" для будущего...

После Чернобыля и Фукусимы многие представляют АЭС как шаткий карточный домик, который может рухнуть от любого толчка. Но реальность современных атомных станций — это скорее многоуровневая неприступная крепость, спроектированная с мыслью "а что, если...?" и "а вдруг это тоже случится?". Давайте заглянем за высокие стены и посмотрим, как устроена защита. Основной Принцип: "Матрешка Безопасности" (Глубокоэшелонированная Защита) Представьте русскую матрешку. Каждая следующая кукла — это еще один уровень защиты, если предыдущая не сработает...

Представьте, что вы сварили супер-полезный обед (электричество), но после него осталась очень-очень горячая кастрюля (отработанное топливо), которую нельзя просто поставить в раковину. Это и есть радиоактивные отходы – неизбежный "побочный эффект" работы атомных электростанций. "Горячие Огарки": Что Это Такое и Почему Они "Горят"? Почему Это Проблема? Потому что "Огарки" Очень Долго Остаются Горячими! Куда Деть "Горячую Картошку"? Способы "Охлаждения" и Хранения Ученые и инженеры придумали разные...

Представьте огромный чайник. Чтобы вскипятить в нем воду и получить пар, нужен огонь. На обычной электростанции "огнем" служит уголь, газ или мазут — их сжигают, нагревают воду, пар крутит турбину, турбина вращает генератор — и вот вам электричество в розетке. Атомная электростанция (АЭС) работает по тому же принципу, НО вместо огня здесь — атомы! Вот как это устроено: Почему атомная энергетика такая важная? Плюсы: Но не всё так просто. Есть и минусы (вызовы): Что в будущем? Итог: Атомная энергетика — это мощный инструмент для получения огромного количества электроэнергии без выбросов CO2...

Водные аккумуляторы рассматриваются, как альтернатива литий-ионным батареям, благодаря экологичности, безопасности и низкой стоимости. Но из-за низкой энергетической плотности, связанной с узким диапазоном электрохимической стабильности их применение ограничивалось. Но исследовательская группа по руководством Чуншэна Вана, профессора кафедры химической и биомолекулярной инженерии, смогла решить эту проблему. Проблема традиционных водных аккумуляторов Ключевой проблемой водных аккумуляторов был узкий диапазон напряжения...

Ядерная энергетика - это технология генерации электроэнергии путем использования ядерных реакций. Она основана на делении атомных ядер (деление) или слиянии (синтез) атомных ядер. Ядерная энергетика считается одним из наиболее мощных и эффективных источников энергии, так как ее производство не основано на потреблении большого количества углеродных топлив или других не возобновляемых ресурсов. Одним из наиболее распространенных способов производства энергии в ядерных электростанциях является деление ядер атома таких тяжелых элементов, как уран или плутоний...

Проводная передача: это наиболее распространенный способ передачи электроэнергии, в котором электричество передается по проводам или кабелям. Проводная передача может быть низким, средним или высоким напряжением в зависимости от расстояния передачи энергии. Беспроводная передача: это способ передачи энергии без необходимости использования проводов или кабелей. Некоторые из самых известных методов беспроводной передачи включают микроволновую передачу энергии и индуктивную передачу энергии. Трансформаторы:...

Управляемый термоядерный синтез – это процесс слияния ядер атомов легких элементов, таких как дейтерий и триитий, в более тяжелые элементы, сопровождающийся высвобождением огромного количества энергии. Этот процесс является основным источником энергии Солнца и звезд. Научные исследования в области управляемого термоядерного синтеза ведутся уже на протяжении десятилетий. Основной вызов состоит в создании условий, необходимых для поддержания плазменного состояния, при котором температура и давление достаточно высоки для запуска и поддержания термоядерных реакций...

Гидроэлектростанции: наиболее распространенный способ, основанный на использовании потенциальной энергии воды. Гидроэлектростанции используют течение воды для приведения в движение турбин, которые преобразуют механическую энергию в электричество. Тепловые электростанции: используют теплоэнергию, получаемую от сжигания топлива (угля, нефти, газа) или ядерного деления, для преобразования воды в пар. Пар затем приводит в движение турбины, которые генерируют электричество. Ветряные электростанции: основаны на использовании энергии ветра для приведения в движение ветрогенераторов...

Ещё за долго до производства электрической энергии , человечество сталкивалось с электричеством. Ярким проявлением электричества в природе служат молнии, электрическая природа которых была установлена в 18 веке. Молнии издавна вызывали лесные пожары. По одной из версий, именно молнии привели к первоначальному синтезу аминокислот и появлению жизни на Земле. Причиной возникновения молний является Зевс? Конечно же нет, дело в том что атмосфера Земли представляет собой гигантский конденсатор, нижняя...