Термоядерная энергия океан энергии

Термоядерная энергия океан энергии

Океан энергии.
Как-то руководителя английской термоядерной программы лауреата Нобелевской премии Джона Кокрофта спросили, когда термоядерный реактор даст промышленный ток. Крокрофт ответил: «Через 20 лет». Это же вопрос ему задали через 7 лет. Ответ был прежним: «Через 20 лет». Журналисты не преминули припомнить Кокрофту его слова семилетней давности, но невозмутимы англичанин отрезал: «Вы видите, я не меняю своей точки зрения».

Сегодня все хорошо понимают, что освоенные источники энергии, у сожалению, неизбежно и скоро истощатся. Наиболее обеспеченные топливом атомные электростанции могли бы конечно, еще не одну сотню лет снабжать человечество электроэнергией. Однако наличие радиоактивных отходов «долгожителей», остающихся после их работы, и панический страх человечества последствий гипотетической аварии изрядно ограничивают возможность всеобщего перехода на атомную энергетику. А поэтому поиски альтернативных источников энергии идут особенно интенсивно.

Продолжающиеся уже 50 лет исследования в области управляемого термоядерного синтеза, судя по всему перешли в стадию технически реализуемых изделий. И поэтому в ближайшие 50 лет на земле должны появятся первые термоядерные электростанции, призванные решит проблему безопасного и практически неисчерпаемого источника энергии. Реакция слияния ядер называется термоядерной, потому что она реализуется за счет энергии теплового движения, позволяющим атомным ядрам преодолеть силу кулоновского отталкивания и сблизится настолько, что начинают действовать силы ядерного притяжения. Поэтому для запуска термоядерной реакции надо просто нагреть необходимые компоненты и удержать их вместе, не дав им разлететься из за огромного давления и скорости теплового движения. При 100 милионах градусов, необходимых для начала реакции, электроны отрываются от ядер и вещество переходит в состояние плазмы. При таких температурах испарится любой материал, поэтому плазму в вакууме удерживают внутри реактора с помощью магнитного поля очень высокой напряженности. Поле не дает заряженным частицам вылетать за пределы «плазменного шнура», зато образующиеся вовремя реакции нейтроны магнитным полем не задерживаются и передают свою энергию стенкам установки, которые нагреваются за счет теплового излучения плазмы и охлаждаются, например жидки литием. Получающийся в парогенераторах пар можно направить на турбину, как в обычных электростанциях.
ТОКАМАК — это один из вариантов устройства, способного формировать долгоживущую горячую плазму высокой плотности. При достижении определенных параметров плазмы в ней начинается термоядерная реакция синтеза ядер гелия из исходного сырья — изотопов водорода (дейтерия и трития). При этом в токамак — реакторе должно вырабатываться существенно больше энергии, чем затрачивается на формирование плазмы.

Читайте также:  Растительный животный мир тихого океана кратко
Впервые схема магнитного термоядерного реактора была предложена в 1950 году Андреем Дмитриевичем Сахаровым и Игорем Евгеньевичем Таммом. Токамак представляет по сути полый бублик (тор), на который намотан проводник, образующий магнитное поле. Основное магнитное поле в камере ловушке, содержащей горячую плазму, создается тороидальными магнитными катушками. Существенную роль в удержании плазмы играет плазменный ток, который протекает вдоль кругового плазменного шнура и создает полоидальное магнитное поле. Ток в плазме поддерживается вихревым электрическим полем, создаваемым первичной обмоткой индуктора. При этом плазменный шнур играет роль вторичной обмотки.


На фото один из первых токамаков созданный в институте атомной энергии имени И.В. Курчатова.

16 июля 1945 года состоялся первый испытательный взрыв плутониевой атомной бомбы на полигоне в Нью-Мексико (США). Спустя несколько недель американцы уничтожили японские города Хиросиму (6 авг sста) и Нагасаки (9 августа), сбросив на них урановую и плутониевую бомбы с взрывным эквивалентами 15 000 тон тринитротолуола.
1 ноября 1952 года произведен взрыв специального устройства типа водородной бомбы под кодовым название «Майк», представлявшего собой более чем 50 тонный куб высотой с 2 этажный дом и длинной ре бра 7.5 м. Мощность взрыва, в результате которого был уничтожен остров на атолле Эниветок в Тихом океане, в 1000 раз превосходила мощность атомной бомбы сброшенной на Хиросиму.
12 августа 1953 года произведено первое испытание транспортабелной термоядерной бомбы на Семипалатинском полигоне. Мощность заряда соответствовала 30 «хиросимам».
27 июня 1945 года первая атомная электростанция с реактором АМ-1 (Атом Мирный) мощностью 5МВт дала промышленный ток в подмосковном поселке Обнинске на территории так называемой «Лаборатории В» (ныне Государственный научный центр РФ «Физико-энергетический институт»).
1954 год — в Институте атомной энергии был построен первый токамак. Данная тороидальная камера с магнитной катушкой стала прототипом современных управляемых термоядерных реакторов.
30 октября 1961 года в Советском Союзе на новой земле, была испытана самая мощная в мире водородная боиба с тротиловым эквивалентом 50 млн.т. Взрывная волна оказалась столь сильной, что выбила с текла в поселке Диксон, расположенном в 800 км от Новой Земли. Всего в мире к сегодняшнему дню взорвано более 2 000 ядерных и термоядерных зарядов, из них около 500 — в воздухе.
1991 год — впервые достигнута мощность термоядерной реакции в 1 МВт на современном токомаке — JET (Joint European Torus) в городе Абингдоне, недалеко от Оксфорда, в научном центре Cul ham lab. Сегодня на JET достигнут рубеж в 300 млн градусов и 16 МВт при секундной длительности импульса.
1998 год — закончен инженерный проект токамак-реактора ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Работы проводились совместными усилиями четырех сторон: Европы, России, США и Японии — с целью создания первого экспериментального реактора рассчитанного на достижение долговременного термоядерного горения смеси дейтерия с тритием.
2010-2015 годы планируется завершить строительство токомак-реактора ITER с полной мощьностью термоядерных реакций не менее 1 ГВт при времени непрерывного горения плазмы десятки минут. Происходить оно будет с участием Канады но без США, вышедших из консорциума. Стоимость данного проекта оценивается в 5 млрд долларов.

Читайте также:  Мусорная свалка тихого океана


Наиболее мощный современный токамак JET (конструкция Европейского Сообщества) был создан в городе Абингоне, недалеко от Оксфорда, в научном центре Culham lab. Его функционирование и совершенствование финансирует международная организация Euratom. Огромный высотой 10 м, токамак вырабатывает плазму с температурой до 100 милионов градусов и сохраняет ее при достаточной плотности в течении нескольких секунд.


Схема токамак-реактора ITER. Представление о размерах данной конструкции дает фигура человека, находящаяся в низу картинки. Ее высота более 25 метров, вес — 45 000 тон, внутренний объем — 2000 м3. На разрезе видна тороидальная камера, в которой будет происходить термоядерная реакция.

Топливный цикл разрабатываемых термоядерных реакторов в точности повторяет последовательность ядерных реакций, происходящих при взрыве водородной бомбы. Взрывчатым веществом термоядерной бомбы является дейтерид лития-6 — соединение тяжелого изотопа водорода (дейтерия) и изотопа лития с массовым числом 6. Дейтерид лития-6 — твердое вещество, и это позволяет хранить «сконцентрированный» дейтерий при плюсовых температурах. Второй компонент соединения, литий-б, — это сырье для по лучения самого дефицитного изотопа водорода — трития. При облучении его нейтронами он распадается на необходимый для термоядерной реакции тритий и неиспользуемый гелий. В термоядерной бомбе нейтроны, необходимые для термоядерной реакции, «обеспечивает» взрыв атомного «капсуля», и тот же взрыв создает условия, необходимые для начала реакции термоядерного синтеза, — температуру до 100 миллионов градусов и давление в миллионы атмосфер.
Таким образом, термоядерный реактор будет сжигать дейтерий и литий, а в результате реакций будет образовываться инертный газ гелий.
Для работы необходимо очень небольшое количество лития и дейтерия. Например, реактор с электрической мощностью 1 ГВт сжигает около 100 кг дейтерия и 300 кг лития в год. Если предположить, что все термоядерные электростанции будут производить 10 трлн. кВт ч электроэнергии в год, то есть столько же, сколько сегодня производят все электростанции земли, то потребление дейтерия и лития составят всего 1 500 и 4 500 тонн в год. При таком расходе содержащегося в воде дейтерия (0,015%) хватит на то, чтобы снабжать человечество энергией в течение многих миллионов лет. Но поскольку для производства трития необходим литий, энергетические ресурсы такого типа реакторов ограничены запасами лития. Разведанные рудные запасы лития составляют 10 млн. тонн, и этих запасов должно хватить на многие сотни лет. Кроме того, литий содержится в морской воде в концентрации менее 0,0000002% и количестве, превышающем в тысячи раз разведанные запасы.
Кроме термоядерной энергетики на литий претендует современная радиоэлектронная промышленность. Всем хорошо известны литий-ионные аккумуляторы для сотовых телефонов, видеокамер и фотоаппаратов, в которых используется тот же самый литий. Это самый легкий металл, и поэтому в 30-граммовом Li-юп-аккумуляторе находится существенно больше атомов, способных к электрохимической реакции, чем в 100-граммовом никель-кадмиевом, а следовательно, и запасенная в аккумуляторе энергия оказывается существенно выше. В природной смеси изотопов на долю лития-6 приходится только 7,5%, поэтому рачительные хозяева уже сегодня отделяют его от основного изотопа литий-7 и складируют в качестве стратегических запасов. Правда, тритий можно получать и из лития-7, но данный способ пока не планируется к промышленному применению. В свете предстоящего энергетического кризиса особенно актуальны и понятны требования производителей аккумуляторов не выбрасывать отслужившие свой век батареи на свалку, а сдавать для повторного использования находящихся в них цен- ных и редких металлов. Хотя возможно, что именно городские свалки и будут теми самыми месторождениями по- лезных ископаемых, которые придется «разрабатывать» нашим потомкам.

Подготовка топлива (Li 6 + n = He 4 + T)
Проще всего получать нужный для термоядерной реакции тритий прямо на термоядерной электростанции, облучая изотоп лития с атомной массой 6 нейтронами, образующимися при слиянии трития и дейтерия. При данной реакции к томуже выделяется еще 4.8 МэВ энергии
(т.е. 0.8· 10 -12 Дж на один акт деления).
Основна реакция (D + T = He 4 + n)
В результате столкновения ядер дейтерия и трития образуются ядро гелия и нейтрон, а также выделяется 17,6 МэВ энергии (т.е. 2.8· 10 -12 Дж на один акт деления). Данная термоядерная реакция для своего осуществления требует значительно меньших температур и плотностей плазмы, чем традиционное для звезд слияние двух ядер дейтерия в гелий, да и энергии при таком акте выделяется в 5 раз больше, чем в солнечном. В итоге преобразование исходного сырья лития -6 и детерия в гелий происходит при суммарном выделении 22.4 МэВ тепловой энергии
(т.е. 2.8· 10 -12 Дж).

Кроме слияния трития и дейтерия возможен чисто солнечный термояд, когда соединяются два атома дейтерия. В случае освоения данной реакции энергетические проблемы будут решены сразу и навсегда. Однако осуществить слияние двух ядер дейтерия — дело весьма непростое. В любом из известных вариантов управляемого термоядерного синтеза термоядерные реакции не могут войти в режим неконтролируемого нарастания мощности без последующего срыва плазмы и прекращения реакций. Таким образом, термоядерным реакторам присуща внутренняя безопасность. Исходное топливо, потребляемое термоядерным реактором (дейтерий и литий), как и конечный продукт реакций (гелий), не радиоактивны. Радиоактивными являются промежуточные продукты реакций. В реакторе, использующем реакцию слияния дейтерия и трития, существуют два принципиальных источника радиоактивности. Первый — тритий, который участвует в топливном цикле реактора. Тритий радиоактивен и превращается в гелий-3 с испусканием бета-излучения с периодом полураспада 12,3 года. Второй источник радиоактивности — это активация нейтронами конструкционных материалов внутренней стенки и теплоносителя. В результате облучения нейтронами в них будут образовываться и накапливаться радиоактивные продукты ядерных реакций. Первоначальная сборка термоядерного реактора полностью может производится людьми, поскольку все исходные материалы не радиоактивны. Однако текущий ремонт. И тем более демонтаж отработавшего положенное время реактора должен производится специальными роботами — манипуляторами, поскольку облучение мощнейшим потоком нейтронов на протяжении многих лет не проходит бесследно ни для каких конструкционных материалов и уровень ионизирующего излучения в рабочей камере остановленного токамак-реактора будет немалый.

Специалисты утверждают, что термоядерная электростанция с тепловой мощностью 1 ГВт в плане радиационной опасности эквивалентна урановому реактору деления мощностью 1 КВт (типичный университетский исследовательский реактор). И это обстоятельство во многом является решающим фактором, вызывающим пристальное внимание правительств многих стран к термоядерной энергетике. Почти полное отсутствие радиоактивных отходов и минимальность радиоактивной опасности даже в случае катастрофического разрушения термоядерного реактора в сочетании с огромными запасами топлива для таких электростанций делает термоядерную энергетику крайне перспективной в плане преодоления грядущего энергетического кризиса.

ВЛАДИМИР РЕШЕТОВ, доцент МИФИ, кандидат физико-математических наук
ВОКРУГ СВЕТА

Источник

LiveInternetLiveInternet

Музыка

Рубрики

  • Кино, Кинозвезды (432)
  • 100 Чудес света (33)
  • Аномальные места (63)
  • Археология, раскопки, открытия (501)
  • Архитектура, замок, крепость, форд (1251)
  • Астрология, знаки, планеты (12)
  • Биоэнергетика, энергетика вещей, деревьев (25)
  • Видео (496)
  • Восточная жизнь, интересное (50)
  • Время, календари, измерение времени (107)
  • Выживание в экстремальных условиях (87)
  • Вязание, плетение. (42)
  • Гиперборея, Шамбала, Тибет (91)
  • Декоративно-прикладное искусство (449)
  • Дневник, оформление (382)
  • Рамочки для стихов (91)
  • Дом, Дача, Обустройство, Полезные советы (368)
  • Древние города и страны. Наследие Юнеско (66)
  • Древние цивилизации (166)
  • Духовность, творчество, интуиция, медитация (531)
  • Женщина, красота, мода (975)
  • ЖЗЛ. Жизнь Замечательных Людей (210)
  • Живопись, (и натюрморты разные) (1012)
  • Живопись1 (860)
  • Животные (145)
  • Загадки, гипотезы, НЛО (338)
  • Здоровье, Диета, Очищение (1186)
  • Здоровье, медицина (1316)
  • Интересно!! (4041)
  • История мира, цивилизации, (1515)
  • История от Руси до России.Славяне, язычество (545)
  • Книги, писатели (637)
  • Компьютер (267)
  • Космос, Вселенная (515)
  • Красивые места Мира! (402)
  • Кулинария, Выпечка, Пироги, Торты (905)
  • Кулинария, Из мяса, Из Рыбы, Салаты, и пр. (875)
  • Культура, Культурология, Нравы (1111)
  • Любовь, Семья (575)
  • Мистика, Эзотерика, Шаман, Гадание, Гороскоп, Таро (330)
  • Мифы, легенды, круги на полях, символы, лабиринт. (180)
  • Море, обитатели, тайны. (162)
  • Музыка (1225)
  • Наука, феномены,сверхвозможности человека (993)
  • Парки, Сады (151)
  • Педагогика, воспитание, образование (574)
  • Плейкаст, клипарт (271)
  • Познание мира и себя (450)
  • Политика, экономика (405)
  • Поэзия, лирика, стихи (727)
  • Православие, христианство (158)
  • Притчи, цитаты, афоризмы (386)
  • Психология. (1787)
  • гештальт (27)
  • Психотерапия, практики, упражнения, психогимнастик (496)
  • Птицы (63)
  • Путешествия (442)
  • Религии Мира (73)
  • Скульптура, памятник (175)
  • Спорт (10)
  • Ссылки (80)
  • Стиихийные бедствия (19)
  • Стихи избранные. (158)
  • Страны Мира (487)
  • Тайны века, загадки, непознанное (1138)
  • Танцы, балет (220)
  • Тесты (170)
  • Технологии, изобретения, (658)
  • Тренинг воображения, головоломки, шахматы (253)
  • Философия, мудрость (752)
  • Фото, природа, пейзаж (367)
  • Храмы, Соборы Мира, Монастыри (285)
  • Художники, биография (42)
  • Цветы, растения, деревья (474)
  • Чаепитие. Кофе. Старинная посуда, антиквариат, (109)
  • Чувства (423)
  • Явления природы, экология (413)

Поиск по дневнику

Интересы

Друзья

Постоянные читатели

Статистика

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ — ЭНЕРГИЯ МИРОВОГО ОКЕАНА

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ — ЭНЕРГИЯ МИРОВОГО ОКЕАНА

В Мировом Океане скрыты колоссальные запасы энергии. Так, тепловая (внутренняя) энергия, соответствующая перегреву поверхностных вод океана по сравнению с донными, скажем, на 20 градусов, имеет величину порядка 10^26 Дж. Кинетическая энергия океанских течений оценивается величиной порядка 10^18 Дж. Однако пока что люди умеют использовать лишь ничтожные доли этой энергии, да и то ценой больших и медленно окупающихся капиталовложений, так что такая энергетика до сих пор казалась малоперспективной.

Однако происходящее весьма быстрое истощение запасов ископаемых топлив (прежде всего нефти и газа), использование которых к тому же связано с существенным загрязнением окружающей среды (включая сюда также и тепловое «загрязнение», и грозящее климатическими последствиями повышение уровня атмосферной углекислоты), резкая ограниченность запасов урана (энергетическое использование которых к тому же порождает опасные радиоактивные отходы) и неопределенность как сроков, так и экологических последствий промышленного использования термоядерной энергии заставляет ученых и инженеров уделять все большее внимание поискам возможностей рентабельной утилизации обширных и безвредных источников энергии и не только перепадов уровня воды в реках, но и солнечного тепла, ветра и энергии в Мировом океане.

Широкая общественность, да и многие специалисты еще не знают, что поисковые работы по извлечению энергии из морей и океанов приобрели в последние годы в ряде стран уже довольно большие масштабы и что их перспективы становятся все более обещающими. Океан таит в себе несколько различных видов энергии: энергию приливов и отливов, океанских течений, термальную энергию, и др.

ЭНЕРГИЯ ПРИЛИВОВ

Наиболее очевидным способом использования океанской энергии представляется постройка приливных электростанций (ПЭС). С 1967 г. в устье реки Ранс во Франции на приливах высотой до 13 метров работает ПЭС мощностью 240 тыс. кВт с годовой отдачей 540 тыс. кВт*ч. Советский инженер Бернштейн разработал удобный способ постройки блоков ПЭС, буксируемых на плаву в нужные места, и рассчитал рентабельную процедуру включения ПЭС в энергосети в часы их максимальной нагрузки потребителями. Его идеи проверены на ПЭС, построенной в 1968 году в Кислой Губе около Мурманска; своей очереди ждет ПЭС на 6 млн. кВт в Мезенском заливе на Баренцевом море.

В 70-х годах ситуация в энергетике изменилась. Каждый раз, когда поставщики на Ближнем Востоке, в Африке и Южной Америке поднимали цены на нефть, энергия приливов становилась все более привлекательной, так как она успешно конкурировала в цене с ископаемыми видами топлива. Вскоре за этим в Советском Союзе, Южной Корее и Англии возрос интерес к очертаниям береговых линий и возможностям создания на них энерго- установок. В этих странах стали всерьез подумывать об использовании энергии приливов волн и выделять средства на научные исследования в этой области, планировать их.

Бакены и маяки, использующие энергию волн, уже усеяли прибрежные воды Японии. В течение многих лет бакены — свистки береговой охраны США действуют благодаря волновым колебаниям. Сегодня вряд ли существует прибрежный район, где не было бы своего собственного изобретателя, работающего над созданием устройства, использующего энергию волн Начиная с 1966 года два французских города полностью удовлетворяют свои потребности в электроэнергии за счет энергии приливов и отливов.

ПОЛУЧЕНИЕ ЭНЕРГИИ ЗА СЧЕТ РАЗНОСТИ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ВОДЫ

В океане растворено огромное количество солей. Может ли соленость быть использована, как источник энергии ? Может. Большая концентрация соли в океане навела ряд исследователей Скриппского океанографического института в Ла- Колла (Калифорния) и других центров на мысль о создании таких установок. Они считают, что для получения большого количества энергии вполне возможно сконструировать батареи, в которых происходили бы реакции между соленой и несоленой водой.

ЭНЕРГИЯ БИОМАССЫ ОКЕАНА

В океане существует замечательная среда для поддержания жизни, в состав которой входят питательные вещества, соли и другие минералы. В этой среде растворенный в воде кислород питает всех морских животных от самых маленьких до самых больших, от амебы до акулы. Растворенный углекислый газ точно так же поддерживает жизнь всех морских растений от одноклеточных диатомовых водорослей до достигающих высоты 200-300 футов (60-90 метров) бурых водорослей. Морскому биологу нужно сделать лишь шаг вперед, чтобы перейти от восприятия океана как природной системы поддержания жизни к попытке начать на научной основе извлекать из этой системы энергию. При поддержке военно-морского флота США в середине 70-х годов группа специалистов в области исследования океана, морских инженеров и водолазов создала первую в мире океанскую энергетическую ферму на глубине 40 футов (12 метров) под залитой солнцем гладью Тихого океана вблизи города Сан-Клемент. Ферма была небольша, по сути своей, все это было лишь экспериментом. На ферме выращивались гигантские калифорнийские бурые водоросли. По мнению директора проекта доктора Говарда А. Уилкокса, сотрудника Центра исследования морских и океанских систем в Сан-Диего (Калифорния), «до 50 % энергии этих водорослей может быть превращено в топливо- в природный газ метан(С2Н6). Океанские фермы будущего, выращивающие бурые водоросли на площади примерно 100 000 акров (40 000 га), смогут давать энергию, которой хватит, чтобы полностью удовлетворить потребности американского города с населением в 50 000 человек».

ЭНЕРГИЯ ОКЕАНИЧЕСКИХ ТЕЧЕНИЙ

Не так давно группа ученых океанологов обратила внимание на тот факт, что Гольфстрим несет свои воды вблизи берегов Флориды со скоростью 5 миль в час. Идея использовать этот поток теплой воды была весьма заманчивой. Возможно ли это ? Смогут ли гигантские турбины и подводные пропеллеры, напоминающие ветряные мельницы, генерировать электричество, извлекая энергию из течений и воли ? «Смогут» — таково в 1974 году было заключение Комитета Мак-Артура, находящегося под эгидой Национального управления по исследованию океана и атмосферы в Майами (Флорида).Общее мнение зак- лючалось в том, что имеют место определенные пробле- мы, но все они могут быть решены в случае выделения ассигнований, так как «в этом проекте нет ничего такого, что превышало бы возможности современной инженерной и технологической мысли».

ТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ОКЕАНА

Большое внимание приобрела «океанотермическая энергоконверсия» (ОТЭК), т.е. получение электроэнергии за счет разности температур между поверхностными и засасываемыми насосом глубинными океанскими водами, например при использовании в замкнутом цикле турбины таких легкоиспаряющихся жидкостей как пропан, фреон или аммоний.

Температура воды океана в разных местах различна. Между тропиком Рака и тропиком Козерога поверхность воды нагревается до 82 градусов по Фаренгейту (27 C). На глубине в 2000 футов (600 метров) температура падает до 35,36,37 или 38 градусов по Фаренгейту (2-3.5 С). Возникает вопрос: есть ли возможность использовать разницу температур для получения энергии?

Могла бы тепловая энергоустановка, плывущая под водой, производить электричество ? Да, и это возможно. В далекие 20-е годы нашего столетия Жорж Клод, одаренный, решительный и весьма настойчивый французский физик, решил исследовать такую возможность. Выбрав участок океана вблизи берегов Кубы, он сумел-таки после серии неудачных попыток получить установку мощностью 22 киловатта. Это явилось большим научным достижением и приветствовалось многими учеными. Используя теплую воду на поверхности и холодную на глубине и создав соответствующую технологию, мы располагаем всем необходимым для производства электроэнергии, уверяли сторонники использования тепловой энергии океана.

«Согласно нашим оценкам, в этих поверхностных водах имеются запасы энергии, которые в 10 000 раз превышают общемировую потребность в ней». «Увы, — возражали скептики, — Жорж Клод получил в заливе Матансас всего 22 киловатта электроэнергии. Дало ли это прибыль?» Не дало, так как, чтобы получить эти 22 киловатта, Клоду пришлось затратить 80 киловатт на работу своих насосов.

Сегодня профессор Скриппского института океанографии Джон Исаакс делает вычисления более аккуратно. По его оценкам, современная технология позволит создавать энергоустановки, использующие для производства электричества разницу температур в океане, которые производили бы его в два раза больше, чем общемировое потребление на сегодняшний день. Это будет электроэнергия, производимая электростанцией, преобразующей термальную энергию океана (ОТЕС). Конечно, это — прогноз ободряющий, но даже если он оправдается, результаты не помогут разрешению мировых энергетических проблем.

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ МОЛЕКУЛ ВОДЫ

Конечно, доступ к запасам электроэнергии ОТЕС предоставляет великолепные возможности, но (по крайней мере пока) электричество не поднимает в небо самолеты, не будет двигать легковые и грузовые автомобили и автобусы, не поведет корабли через моря. Однако самолеты и легковые автомобили, автобусы и грузовики могут приводиться в движение газом, который можно извлекать из воды, а уж воды-то в морях достаточно. Этот газ — водород, и он может использоваться в качестве горючего. Водород- один из наиболее распространенных элементов во Вселенной. В океане он содержится в каждой капле воды. Помните формулу воды? Формула HOH значит, что молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Извлеченный из воды водород можно сжигать как топливо и использовать не только для того, чтобы приводить в движение различные транспортные средства, но и для получения электроэнергии.

Все большее число химиков и инженеров с энтузиазмом относится к «водородной энергетике» будущего, так как полученный водород достаточно удобно хранить: в виде сжатого газа в танкерах или в сжиженном виде в криогенных контейнерах при температуре 423 градуса по Фаренгейту (-203 С).

Его можно хранить и в твердом виде после соединения с железо-титановым сплавом или с магнием для образования металлических гидридов. После этого их можно легко транспортировать и использовать по мере необходимости. Еще в 1847 году французский писатель Жюль Верн, опередивший свое время, предвидел возникновение такой водородной экономики. В своей книге «Таинственный остров» он предсказывал, что в будущем люди научатся использовать воду в качестве источника для получения топлива. «Вода, — писал он, — представит неиссякаемые запасы тепла и света». Со времен Жюля Верна были открыты методы извлечения водорода из воды. Один из наиболее перспективных из них — электролиз воды. (Через воду пропускается электрический ток, в результате чего происходит химический распад. Освобождаются водород и кислород, а жидкость исчезает.) В 60-е годы специалистам из НАСА удалось столь успешно осуществить процесс электролиза воды и столь эффективно собирать высвобождающийся водород, что получаемый таким образом водород использовался во время полетов по программе «Аполлон».

ВЫВОДЫ

Таким образом, в океане, который составляет 71 процент поверхности планеты, потенциально имеются различные виды энергии — энергия волн и приливов; энергия химических связей газов, питательных веществ, солей и других минералов; скрытая энергия водорода, находящегося в молекулах воды; энергия течений, спокойно и нескончаемо движущихся в различных частях океана; удивительная по запасам энергия, которую можно получать, используя разницу температур воды океана на поверхности и в глубине, и их можно преобразовать в стандартные виды топлива.

Такие количества энергии, многообразие ее форм гарантируют, что в будущем человечество не будет испытывать в ней недостатка. В то же время не возникает необходимости зависеть от одного — двух основных источников энергии, какими, например, являются давно использующиеся ископаемые виды топлива и ядерного горючего, методы получения которого были разработаны недавно. Более того, в миллионах прибрежных деревень и селений, не имеющих сейчас доступа к энергосистемам, будет тогда возможно улучшить жизненные условия людей. Жители тех мест, где на море бывает сильное волнение, смогут конструировать и использовать установки для преобразования энергии волн. Живущие вблизи узких прибрежных заливов, куда во время приливов с ревом врывается вода, смогут использовать эту энергию.

Для всех остальных людей энергия океана в открытом водном пространстве будет преобразовываться в метан, водород или электричество, а затем передаваться на сушу по кабелю или на кораблях. И вся эта энергия таится в океане испокон веков. Не используя ее, мы тем самым попросту ее расточаем. Разумеется, трудно даже представить себе переход от столь привычных, традиционных видов топлива — угля, нефти и природного газа — к незнакомым, альтернативным методам получения энергии. Разница температур ? Водород, металлические гидриды, энергетические фермы в океане ? Для многих это звучит как научная фантастика. И тем не менее несмотря на то что извлечение энергии океана находятся на стадии экспериментов и процесс ограничен и дорогостоящ, факт остается фактом, что по мере развития научно-технического прогресса энергия в будущем может в значительной степени добываться из моря. Когда — зависит от того, как скоро эти процессы станут достаточно дешевыми.

В конечном итоге дело упирается не в возможность извлечения из океана энергии в различных формах, а в стоимость такого извлечения, которая определит, насколько быстро будет развиваться тот или иной способ добычи. Когда бы это время ни наступило, переход к использованию энергии океана принесет двойную пользу: сэкономит общественные средства и сделает более жизнеспособной третью планету Солнечной системы — нашу Землю.

Впервые удар по общественному карману был нанесен в 1973 году подъемом цен на ископаемые виды топлива. Особенно возросли цены на нефть — основной вид топлива в XX веке, используемый в промышленности, сельском хозяйстве, для отопления. Вслед за этим произошло повышение уровня инфляции, а поскольку научные исследования и эксперименты тоже требуют ассигнований, поиски новых видов топлива подняли цены еще выше. Ископаемые виды топлива истощаются, мы вынуждены их экономить и увеличивать энергообеспечение за счет строительства ядерных реакторов, которые требуют значительных финансовых затрат и вызывают опасения у людей, живущих вблизи. Конечно, энергопотребление снизится, если быть более экономными. В США, население которых составляет 5,3 % от общемирового и где используется 35 % всех видов ископаемого топлива и гидроэлектроэнергии мира, потребление энергии может быть легко снижено до 30 — 32 % , а то и до 25 %.

Существует даже мнение, что по справедливости Соединенные Штаты должны снизить потребление энергии до 5,3 %. Экономика, однако, лишь одна сторона дела. Другая сторона относится к странам развивающимся, которые стараются достичь уровня жизни промышленно развитых стран, определяющегося использованием большого количества энергии. Сегодня народы Азии, Африки и Латинской Америки стремятся перейти от общества, в котором используется в основном физический труд, к обществу с развитой индустрией. Для того чтобы удовлетворить потребность в равноправном распределении дешевой энергии между всеми странами, потребуется такое ее количество, которое, возможно, в тысячи раз превысит сегодняшний уровень потребления, и биосфера уже не справится с загрязнением, вызываемым использованием обычных видов топлива. Тем не менее президент Института исследований в области электроэнергии в Пало Альто (Калифорния) Чонси Старр полагает: «Необходимо признать, что мировое потребление энергии будет развиваться именно в этом направлении и так быстро, как только позволят политические, экономические и технические факторы».

Так как соревнование за обладание истощающимися видами топлива обостряется, расход общественных средств будет расти. Рост этот продолжится, так как необходимо бороться с загрязнением воздуха и воды, теплотой, выделяющейся при сгорании ископаемых видов топлива. Но стоит ли волноваться в поисках новых источников ископаемого топлива ? Зачем дискутировать по вопросу о строительстве ядерных реакторов ? Океан наполнен энергией, чистой, безопасной и неиссякаемой. Она там, в океане, только и ждет высвобождения. И это — преимущество номер один. Второе преимущество заключается в том, что использование энергии океана позволит Земле быть в дальнейшем обитаемой планетой.

Можно воспользоваться другим вариантом, предусматривающим увеличение использования органических и ядерных видов топлива. Это, по- мнению некоторых специалистов, может привести к катастрофе: в атмосферу станет выделяться слишком большое количество углекислого газа и теплоты, что грозит смертельной опасностью человечеству. «Пустяки, — усмехаются скептики. — Мы постоянно совершенствуем воздушные фильтры и очистные сооружения.

Еще год-два и фабричные дымовые трубы будут выпускать практически чистый воздух. Разве мы не очищаем выхлопные газы автомобилей? Скоро вы вообще забудете, что такое пары двуокиси серы.» Тем не менее углекислый газ и теплота, выделяемые в атмосферу дымовыми трубами фабрик и других промышленных предприятий, а иногда и большими многоквартирными комплексами, которые используют ископаемые виды топлива, внушают большое беспокойство. Но кто заметит, что в воздухе стало больше углекислого газа ?

Он бесцветен и не имеет запаха. Он пузырится в прохладительных напитках. А кто заметит постепенное, медленное повышение атмосферной температуры Земли на один, два или три градуса по Фаренгейту ? Заметит планета, когда углекислый газ через некоторое время окутает ее подобно одеялу, которое перестанет пропускать избыточное тепло в космос. Жак Кусто, пионер освоения и исследования океана, считает: «Когда концентрация углекислого газа достигнет определенного уровня, мы окажемся как будто в парнике». Это значит, что теплота, выделяемая Землей, будет задерживаться под слоем стратосферы. Накапливающееся тепло повысит общую температуру. А увеличение ее даже на один, два или три градуса по Фаренгейту приведет к таянию ледников. Миллионы тонн растаявшего льда поднимут уровень морей на 60 метров.

Города на побережье и в долинах больших рек окажутся затопленными. По данному вопросу, как и по многим другим, ученые разделились на два лагеря. В одном лагере считают, что утолщающееся одеяло углекислого газа вызовет повышение температуры и приведет к таянию ледников, то есть, по определению доктора Говарда Уилкокса, превратить Землю в парник. Сторонники другого лагеря полагают, что то же самое одеяло будет преграждать путь теплу, излучаемому солнцем, что станет причиной наступления новой эры оледенения. Итак, что же человечество должно делать ?

Будем ли мы истощать остатки ископаемого топлива, строить все большее число ядерных реакторов, рискуя изменить температуру атмосферы, или же обратимся к океану — кладезю неиссякаемой энергии — и будем искать способ извлечения этой энергии для достижения наших целей — вот в чем заключается вопрос. Накануне вступления в 21 век ученые-океанологи призывают прекратить пустые дискуссии и отказаться от надежды на то, что «технологическое развитие разрешит все проблемы на суше». Они хотят обратить внимание общества на океан, который заряжается энергией внеземного происхождения, энергией доступной, не загрязняющей окружающую среду и возобновляемой.

При современных темпах научно-технического прогресса существенные сдвиги в океанской энергетике должны произойти в ближайшие десятилетия. Океан наполнен внеземной энергией, которая поступает в него из космоса. Она доступна и безопасна, и не загрязняет окружающую среду, неиссякаема и свободна. Из космоса поступает энергия Солнца. Она нагревает воздух и образует ветры, вызывающие волны. Она нагревает океан, который накапливает тепловую энергию. Она приводит в движение течения, которые в то же время меняют свое направление под воздействием вращения Земли. Из космоса же поступает энергия солнечного и лунного притяжения. Она является движущей силой системы Земля — Луна и вызывает приливы и отливы.

Океан — это не плоское, безжизненное водное пространство, а огромная кладовая беспокойной энергии. Здесь плещут волны, рождаются приливы и отливы, пересекаются течения, и все это наполнено энергией. Некоторые из предлагавшихся океанских энергетических установок могут быть реализованы, и стать рентабельными уже в настоящее время. Вместе с тем следует ожидать, что творческий энтузиазм, искусство и изобретательность научно-инженерных работников улучшить существующие и создадут новые перспективы для промышленного использования энергетических ресурсов Мирового океана.

Рубрики: Интересно!!
Море, обитатели, тайны.
Технологии, изобретения,

Метки: океан

Процитировано 1 раз
Понравилось: 1 пользователю

Источник

Оцените статью