Pro Atom web - vyvracení mýtů o jaderné energetice
| Seznam jaderných elektráren | Download |
  Hlavní menu
Úvodní stránka
Odkazy
Ankety
Aktuality
TOP 15

Podpořte nás
Naše ikonka

O nás


  Rubriky


  Reklama

  Reklama



  Pro Atom web
Email: proatom zavináč luksoft.cz
ISSN 1802-5331

(c) 2007-2008
Zásady ochrany osobních údajů






Jaderné elektrárny

* Stane se zdrojem energie lithium?

Vydáno dne 13. 06. 2006 (3436 přečtení)

Jadernou energii lze v principu získávat nejen prostřednictvím štěpných reakcí, ale i syntézními (fúzními) reakcemi nejlehčích jader, především izotopů vodíku. Tyto fúzní procesy jsou jadernými reakcemi nabitých částic a, i když jsou silně exoergické, vyžadují dodání dostatečné aktivační energie na překonání potenciálové bariéry. Reakce tohoto typu byly poprvé uskutečněny začátkem třicátých let pomocí urychlovačů. Dnešní směr řešení jsem nastínil v článku Štěpení a fůze. Nyní bych se chtěl podívat na materiálovou stránku této problematiky.

Vzhledem k obtížnému dosažení aktivační energie, je nutno předpokládat, že tyto reaktory budou pracovat na bázi reakce D + T, která má nejnižší aktivační teplotu 4 keV, což odpovídá asi 20mil.°C. Uvažuje se také o zařízeních bez plazmy, kde by se reagující látky injektovaly do reaktoru v tuhé formě (tabletky D + T) a každá tabletka se ozáří impulsem laseru na teplotu dostatečnou k vyvolání termojaderné reakce.

Pokud bychom chtěli vyrábět energii pouze z (těžké) vody, museli bychom zvládnout reakci D + D, jejíž aktivační energie je ale desetkrát vyšší, tedy i potřebné teploty nám vyskočí o řád.

Jaderná fúze lehkých prvků je považována za perspektivní alternativu jaderných reaktorů na bázi štěpné reakce. Podle současných teoretických poznatků, na nichž mají nezanedbatelný podíl i čeští vědci, můžeme očekávat, že během několika let by se mohlo podařit v rámci projektu ITER dosáhnout prvního stupně na cestě k výrobě „energie z vody“, dlouhodobě udržitelnou jadernou fůzi. To by už znamenalo, že se musíme zabývat problematikou paliva.

Deuterium jako stálý izotop můžeme získat z vody, v množství, které by zajistilo energii odpovídající asi 300 Tichým oceánům plným ropy.

Pro reakci je nutno zajistit ještě dostatek tritia, vodíku s dvěma neutrony. Ten dokážeme vyrobit reakcí lithia s neutronem, Při reakci neutronu s lehčím Li6 dojde ke vzniku helia a tritia, při reakci s Li7 jsou možné dvě reakce, jednak při záchytu dojde ke vzniku Li8, který přejde beta rozpadem na Be8, štěpící se okamžitě na dva atomy helia, případně s vysokoenergetickým neutronem endoergickou reakcí (-2,5 MeV) na tritium, helium a neutron.

Bez problémů je zvládnuta reakce Li 6 s neutrony. To nám zajistí, že na jeden spotřebovaný atom tritia nám jeden vznikne. Navíc tohoto izotopu je v lithiu jen 6%. Vzhledem ke ztrátám a konkurenčním reakcím potřebujeme zajistit rozšířenou produkci tritia. To by mohla zajistit endoergická reakce neutronu s Li 7. Bude asi problém zajistit, aby byla její pravděpodobnost dostatečná tak, aby eliminovala ztráty. To bývá obvyklý problém u reakcí vysokoenergetických neutronů. Další možnost je zmnožení neutronů reakcí (n, 2n), která má pro některé těžké atomy vcelku dobrou účinnost. Její problém je vznik radioaktivních produktů.

Pokud by se nám nepodařilo zajistit dostatečnou reprodukci tritia, byla by nutná jeho výroba v klasických štěpných reaktorech, kde by však konkurovala výrobě nového štěpného materiálu (Pu239 nebo U233). Potom je otázka, zda je výhodnější výroba tritia pro reakci se ziskem 17,6 MeV, nebo štěpného materiálu na reakci se ziskem 200 MeV.

Nyní k těžbě lithia. V současné době se získává především ze silikátových materiálů. Pokud by se mělo stát rozhodujícím zdrojem energie, budeme muset hledat další zdroje, jako lithiové minerální vody nebo moře, zásoby lithia v mořské vodě jsou asi 60 x vyšší než uranu, ale jeho separace je obtížnější, neboť jeho afinita k ionexům není tak příznivá jako u uranu. Z gramu lithia lze získat třikrát více energie než z gramu uranu (obojí při úplném využití v množivém cyklu). Záleží tedy na tom, zda se nám podaří kromě termojaderné fúze zvládnout i reakci s rozšířenou reprodukcí tritia.

Nyní k té čistotě výroby energie ve fúzním reaktoru. Je pravda, že nám nevznikají vysoce aktivní štěpné produkty. Na druhé straně musíme pracovat s tritiem. To bude vznikat přímo v chladivu. Proto bude muset být každá fúzní elektrárna vybavena zařízením na oddělení lithia od tritia. Vzhledem k těkavosti tritia a jeho těžkého oddělování z vody bude toto asi velký problém, obdobně jako je problém s tritiovými vodami u LVR, kde ho vzniká o mnoho řádů méně. Podobně vznik indukované radioaktivity z silného neutronového toku. Teprve provozní zkoušky nám ukážou, zda nebudou problémy větší než u uranových reaktorů.


[Akt. známka: 2,00 / Počet hlasů: 7] 1 2 3 4 5
Celý článek | Autor: Václav Pokorný | Počet komentářů: 128 | Přidat komentář | Informační e-mailVytisknout článek




  Anketa
Co byste zvolili za nejpřijatelnější alternativu?

Prolomení těžebních limitů (zbourání Horního Jiřetína) (335 hl.)
 
Garance ceny pro nové bloky Temelína (70 Eur/MWh) (287 hl.)
 

Celkem hlasovalo: 622

  Výměna odkazů

Přípony souborů

Zkratky

Vlajky států světa

Tapety na plochu PC






  Nejčtenější články
Spotřeba elektrické energie
(04. 03. 2006, 39577x)
Jaderné fóry
(01. 04. 2007, 37507x)

  Kde to vře!
Zajistíme energii bez prolomení limitů?
27. 04. 2012
Počet komentářů: 2282

Regulace obnovitelných zdrojů – scénář S2040
02. 01. 2012
Počet komentářů: 2259

PERMAKULTURA – příběh jedné komunity
16. 02. 2007
Počet komentářů: 1294

Fotovoltaika - kšeft, za který všichni zaplatíme
22. 02. 2009
Počet komentářů: 1063

Potěmkinovské šílenství s obnovitelnými zdroji
02. 04. 2008
Počet komentářů: 731

BIOETANOL - naše naděje nebo past?
07. 04. 2006
Počet komentářů: 719


  Poslední komentáře
  • Jsem pro to, aby se zkoumaly různé možnosti, jak získávat (ale hlavně jak USPOŘIT) energii (u jadern . . . (Obnovitelné zdroje energie neexistují!)
  • U fotovoltaických systémů váhově převažuje beton (pokud nejsou organickou součástí střechy), potom . . . (Stop radioaktivnímu uhlí, start Zwentendorf!)
  • Dokazal to nekdo spocitat kdy JE vyprodukuje tolik energie kolik se do ni ze vsech zdroju vlozilo a . . . (Argumenty proti jaderné energetice)
  • Žiji na farmě, máme cca 100 ha polí a mléčný skot. Téma permakultury mě tedy docela zajímá, protože . . . (PERMAKULTURA – příběh jedné komunity)
  • Žiji na farmě, máme cca 100 ha polí a mléčný skot. Téma permakultury mě tedy docela zajímá, protože . . . (PERMAKULTURA – příběh jedné komunity)

  •   Počítadlo přístupů




    Web site powered by phpRS PHP Scripting Language MySQL Apache Web Server

    Tento web site byl vytvořen prostřednictvím phpRS - redakčního systému napsaného v PHP jazyce.
    Na této stránce použité názvy programových produktů, firem apod. mohou být ochrannými známkami
    nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.