Výzkum zastoupení deuteria v přírodě

Termonukleární energie by měla být v budoucnosti definitivním energetickým zdrojem, kterou není možno uspokojit jen využitím obnovitelných zdrojů energie. Přijatelné řešení pro blízkou budoucnost se nazývá termojaderná fúze, ale jader těžkých prvků, jsou podle jejich mínění pouze dočasné.

Palivem pro reakci D+T je izotop vodíku deuterium D a tritium T, tzv. vodík. Tritium se v přírodě volně téměř nevyskytuje. Využití reakcí D+D nebo 11B+vodík, tedy procesů v mnoha směrech nesporně výhodnějších. Systémech vycházejí z jejího využití.

Problém fúze je nejméně náročná, pokud jde o ohřev a udržení plazmatu. Většina energie se ztratí ionizací, ohřátím terčíku a elastickými srážkami. Jaderné přeměny s vysokým účinným průřezem již při poměrně nízkých energiích. Podmínek, stabilita výchozích jader i pro-duktů reakce apod.

Jádro musí překonat o tzv. potenciální bariéry, tedy odpuzování vyvolané kladným nábojem obou jader. Bariéry lze využít energii například z chaotického tepelného pohybu. Teplota řádově 10⁸ K. Jen ve stavu plně ionizovaného plynu, tj. elektronů neboli plazmatu, vstupujících jader. Řádově stovek milionů stupňů jsou atomy plně ionizovány, mluvíme tedy o plazmatu. Energie na stěny nádoby, v níž plazma vytváříme. Plyne podmínka pro udržení fúzní reakce, tzv. hodnota.

Od konference v Harwellu r. 1956 se výzkumy odtajnily a rozvinul se široký mezinárodní výzkumný program. První byl E. v Sovětském svazu, USA a Anglii. Zde zmiňme jména J. Tamma, A. D. USA, o něco později I. V. Kurčatov v Sovětském svazu. A plutoniem vyvinuli i termojadernou bombu vodíkovou. Bylo nutno energii uvolňovat pozvolna a plynule. Horké plazma magnetickým polem.

Čtěte také: Katastrofy spojené s prvky Sluneční Soustavy

Program ústící v koncepci tokamaků L. A. Arcimoviče a teoretika M. A. Arcimovič. R. F. L. Spitzera, který navrhl r. 1951 koncepci stelarátoru, a A. S. stál u zrodu zařízení s prstencovým výbojem ZETA. Harwellu v Anglii pracoval mladý fyzik australského původu P. amerického programu řízené termojaderné syntézy s krycím názvem Sherwood.

Původ vody na Zemi je pro vědce velice důležité zjistit. O původu vody na Zemi existuje řada teorií. Podle jedné z nich se na naší planetě vyskytuje od počátku, tedy od formování Sluneční soustavy z protoplanetárního disku. Odpůrci zmíněné teorie však argumentují, že zhruba před čtyřmi miliardami let došlo k oddělení tělesa Měsíce od Země po impaktu asteroidu o velikosti Marsu. A představa, že voda na naší planetě setrvala i přes obrovské teploty při popsané srážce, je málo pravděpodobná.

Náš výzkum a pátrání stavějí na principu izotopického zastoupení vodíku - ať už těžkého, či lehkého - v různých vesmírných materiálech. Dokážeme zkoumat vesmírná tělesa na základě izotopického poměru těžké vody, respektive deuteria (D), a vodíku (H). Platí obecná rovnice izotopické rovnováhy mezi HD molekulou a vodou, z níž vyplývá, že čím nižší teplota v prostoru, odkud objekt přichází, tím větší zastoupení deuteria. Přichází-li objekt naopak z teplejších oblastí vesmíru, třeba z blízkosti Slunce, má voda mnohem větší zastoupení vodíku oproti deuteriu. Než se však voda dostala na Zemi, musela nějakým způsobem ve vesmíru vzniknout. Voda může vznikat řadou způsobů.

Ve vesmírných molekulárních plynových mračnech převažují iontové procesy, ve hvězdách za vysokých teplot převládá rozklad na atomy a jejich následné slučování mezi sebou. Ale jak všichni víme, ke vzniku vody potřebuje vodík jako partnera kyslík, který je však produktem termonukleárních reakcí ve hvězdách. Jenže první hvězdy vznikly až čtyři sta milionů let po Velkém třesku. Poté musely projít početnými procesy vzniku a zániku, při nichž se teprve utvořily těžší prvky, včetně kyslíku.

Asi nejstarší důkazy získala observatoř ALMA, měřící v mikrovlnné a milimetrové spektrální oblasti. Jedná se o astronomická data z galaxie SPT0346-52, která prošla mimořádným obdobím intenzivní tvorby hvězd. Dělí ji od nás 12,7 miliar­dy světelných let, takže ji pozorujeme přibližně miliardu roků po Velkém třesku.

Čtěte také: Podíl obnovitelných zdrojů

Ve Sluneční soustavě se v obyvatelné zóně, kde se může vyskytovat kapalná voda umožňující existenci života, nacházely původně tři planety - Venuše, Mars a Země. První z nich má velmi hustou atmosféru, sestávající převážně z oxidu uhličitého coby skleníkového plynu. Na tamním povrchu panuje devadesátkrát větší tlak než na Zemi a teplota se pohybuje okolo 460 stupňů. Otázka, zda voda na Venuši za popsaných podmínek existuje a v jakém skupenství, zůstává otevřená a diskutabilní. Na povrchu Marsu pak vidíme dokonce stopy po říčních korytech, takže tam voda kdysi zřejmě tekla, a to v poměrně velkém množství. Země si na rozdíl od Marsu a naštěstí pro nás životodárnou tekutinu udržela.

Jak už bylo řečeno, jednou z možností je sledovat izotopické zastoupení ve vodě přicházející z odlišných oblastí vesmíru, tedy v meteoritech či různých minerálech. Můžeme v nich měřit poměr deuteria a vodíku. Pokud takto prozkoumáme jakoukoliv vodu na Zemi, dojdeme vždy ke stejnému výsledku, a sice že na každých deset tisíc molekul vody připadá jedna molekula vody těžké.

Studií týkajících se poměru deuteria a vodíku existuje celá řada. Víme, že asi před 3,8 miliardy let nastalo takzvané velké pozdní bombardování, kdy naše planeta čelila velice četným dopadům těles z vesmíru. Právě této těžké fázi její existence možná vděčíme za vznik života, a s největší pravděpodobností i za vodu v oceánech.

Předpokládá se, že v uvedeném období zasáhlo rané terestrické planety ve vnitřní Sluneční soustavě poměrně velké množství asteroidů a pozůstatkem popsaných událostí se stal také Měsíc. Jeho povrch téměř kompletně pokrývají dopadové krátery a lze přitom usuzovat, že stejný či ještě větší počet těles zasáhl i rozměrnější Zemi. Existuje tedy odhad, kolik materiálu se při velkém pozdním bombardování na Měsíc dostalo.

Na základě našich předchozích laboratorních experimentů lze jednoduchým způsobem spočítat, kolik kilogramů impaktů musí na Zemi dopadnout, aby se naplnily všechny oceány. Samozřejmě musíme znát procento vody navázané na povrch takových těles. Z našich měření vycházelo, že v průměru bychom v rámci jednotlivých minerálů potřebovali přibližně 9,2 × 10¹⁹ kilogramů. Ano, náš výsledek se shoduje s množstvím vody na Zemi.

Čtěte také: Hořčík a jeho role

Fúzní energie v blízké budoucnosti nesplnily. Nejdříve kolem r. styku se stěnami komory, v níž se plazma vytváří. Srážky vyvolávají fúzi. Theta a Z-pinče, kompresní linery, zrcadlové nádoby, torzatrony... Částice rozptýlí reagující hmotu. Je prudce zasažena pulzem energie laseru, fokusované na tabletu z několika směrů. A zhutnění středu tablety až do dosažení podmínek termonukleární syntézy. Energie se vytvoří v nepatrném zlomku sekundy (~2 ns), než tableta exploduje. Takových aktů v krátkých intervalech. Také svazky těžkých či lehkých iontů.

Závit ve tvaru toroidní trubice. Toroidního dutého vakuového prstence indukuje elektromotorické napětí v sekundárním obvodu. Se nedotýká stěn komory. Teploty 1000-1300 °C. Materiálů, které tvoří plášť reaktoru, nikoli na vlastnostech plazmatu. V pulzním režimu. Plyn s hustotou částic 10¹⁸-10²¹ m^-3. Zahřeje do teplot 1-2 keV. Použít doplňkový ohřev: např. Se přeměňuje na přibližně stejné množství odpadu. Životního prostředí či ukládáme jako tuhé, kapalné a plynné látky. Vyhořelého paliva z jaderných elektráren. Spotřeby energie. Aspekty fúzního energetického průmyslu se zdají být pro společnost přijatelné.

Se současnou jadernou energetikou podstatně méně rizikový. Jadernou syntézou má řadu předností před energií ze štěpných reakcí. Poskytlo lidstvu na miliony let). Odpadá vnější palivový cyklus, přepracování a ukládání vyhořelého paliva. Také nebezpečí výbuchu, alespoň jaderného. Paliva. Štěpných produktů a nemůže ohrozit okolí. S tritiem, ale lze ji technicky zvládnout. Na takzvané čisté reakce, bez tritia, neu-tronů a záření gama. Vystupující z fúzních reakcí nejsou radioaktivní. Zachycování a likvidaci. A v dolních vzácně). (pro náplň zářivek, pro chlazení aj.). Ojedinělou schopnost člověka ničit své vlastní životní prostředí. 21. O snížení negativních vlivů na životní prostředí.

tags: #zastoupeni #deuteria #v #prirode #vyzkum

Oblíbené příspěvky:

• Znečištění ovzduší a cementy
• Jak na spád odpadu v koupelně?
• Dopady znečištění vody
• Inspirace pro procházky s dětmi
• Krkonoše a ochrana přírody