Nuklearni reaktor nuklearne energije termonuklearne reakcije. Školska enciklopedija. Kada će se pojaviti termonuklearne elektrane?

Nuklearna lančana reakcija- samoodrživa reakcija fisije teških jezgara, u kojoj se neprekidno stvaraju neutroni koji dijele sve više novih jezgara.Jezgro uranijuma-235 pod utjecajem neutrona dijeli se na dva radioaktivna fragmenta nejednake mase, koji lete velikom brzinom u različitim smjerovima, i dva ili tri neutrona. Kontrolisane lančane reakcije izvode se u nuklearnim reaktorima ili nuklearnim kotlovima. Trenutno kontrolisane lančane reakcije provode se na izotopima uranijuma-235, uranijuma-233 (vještački dobijen iz torijuma-232), plutonijum-239 (veštački dobijen iz urijuma-238), kao i plutonijum-241. Veoma važan zadatak je izolovati njegov izotop, uranijum-235, iz prirodnog uranijuma. Od samih prvih koraka razvoja nuklearne tehnologije, upotreba uranijuma-235 bila je od presudne važnosti, a njegovo dobivanje u čistom obliku bilo je, međutim, tehnički teško, jer su uran-238 i uran-235 kemijski neodvojivi.

50. Nuklearni reaktori. Izgledi za korištenje termonuklearne energije.

Nuklearni reaktor je uređaj u kojem dolazi do kontrolirane nuklearne lančane reakcije, praćene oslobađanjem energije. Prvi nuklearni reaktor izgrađen je i pušten u rad u decembru 1942. u SAD pod vodstvom E. Fermija. Prvi reaktor izgrađen izvan Sjedinjenih Država bio je ZEEP, lansiran u Kanadi 25. decembra 1946. godine. U Evropi je prvi nuklearni reaktor bila instalacija F-1, koja je počela sa radom 25. decembra 1946. u Moskvi pod rukovodstvom I. V. Kurčatova.Do 1978. godine u svijetu je već radilo stotinjak nuklearnih reaktora različitih tipova. Komponente svakog nuklearnog reaktora su: jezgra s nuklearnim gorivom, obično okružena reflektorom neutrona, rashladna tekućina, sistem kontrole lančane reakcije, zaštita od zračenja i sistem daljinskog upravljanja. Posuda reaktora je podložna habanju (posebno pod uticajem jonizujućeg zračenja). Glavna karakteristika nuklearnog reaktora je njegova snaga. Snaga od 1 MW odgovara lančanoj reakciji u kojoj se 3·1016 događaja fisije dešava u 1 sekundi. Istraživanja fizike visokotemperaturne plazme provode se uglavnom u vezi s perspektivom stvaranja termonuklearnog reaktora. Najbliži parametri reaktoru su instalacije tipa tokamak. Godine 1968. objavljeno je da je instalacija T-3 dostigla temperaturu plazme od deset miliona stepeni; upravo na razvoju ovog pravca su naučnici iz mnogih zemalja usredsredili svoje napore proteklih decenija. -održavanje termonuklearne reakcije trebalo bi da se izvede na tokamaku koji se gradi u Francuskoj naporima različitih zemalja ITER. Puno korištenje termonuklearnih reaktora u energetskom sektoru očekuje se u drugoj polovini 21. vijeka.Pored tokamaka, postoje i druge vrste magnetnih zamki za zadržavanje visokotemperaturne plazme, na primjer, takozvane otvorene zamke. Zbog niza svojstava, oni mogu držati plazmu visokog pritiska i stoga imaju dobre izglede kao moćni izvori termonuklearnih neutrona, a u budućnosti i kao termonuklearni reaktori.

Uspesi postignuti poslednjih godina na Institutu za nuklearnu fiziku SB RAN u istraživanju savremenih osimetričnih otvorenih zamki ukazuju na obećanje ovog pristupa. Ove studije su u toku, a u isto vrijeme BINP radi na projektu za postrojenje sljedeće generacije, koje će već moći pokazati parametre plazme bliske onima reaktora.

Reakcija fuzije je sljedeća: dva ili više atomskih jezgara se uzimaju i, koristeći određenu silu, spajaju tako blizu da sile koje djeluju na takvim udaljenostima prevladavaju nad silama Kulonove odbijanja između jednako nabijenih jezgara, što rezultira stvaranjem novo jezgro. Imaće nešto manju masu od zbira masa prvobitnih jezgara, a razlika postaje energija koja se oslobađa tokom reakcije. Količina oslobođene energije opisuje se dobro poznatom formulom E=mc². Lakše atomske jezgre je lakše spojiti na željenu udaljenost, tako da je vodonik - najzastupljeniji element u svemiru - najbolje gorivo za reakciju fuzije.

Utvrđeno je da mješavina dva izotopa vodonika, deuterijuma i tricijuma, zahtijeva najmanju količinu energije za reakciju fuzije u odnosu na energiju oslobođenu tokom reakcije. Međutim, iako je deuterijum-tricijum (D-T) predmet većine istraživanja fuzije, on nikako nije jedino potencijalno gorivo. Druge mješavine mogu biti lakše proizvesti; njihova reakcija se može pouzdanije kontrolisati, ili, što je još važnije, proizvesti manje neutrona. Od posebnog interesa su takozvane reakcije bez neutrona, jer će uspješna industrijska upotreba takvog goriva značiti izostanak dugotrajne radioaktivne kontaminacije materijala i dizajna reaktora, što bi zauzvrat moglo imati pozitivan utjecaj na javnost. mišljenja i ukupnih troškova rada reaktora, čime se značajno smanjuju troškovi njegovog razgradnje. Problem ostaje što je reakcije sinteze korištenjem alternativnih goriva mnogo teže održavati, pa se DT reakcija smatra samo neophodnim prvim korakom.

Shema reakcije deuterijum-tricijum

Kontrolirana fuzija može koristiti različite vrste fuzijskih reakcija ovisno o vrsti goriva koje se koristi.

Deuterijum + tricij reakcija (D-T gorivo)

Najlakše izvodljiva reakcija je deuterijum + tricij:

2 H + 3 H = 4 He + n pri izlaznoj energiji od 17,6 MeV (megaelektronvolt)

Ova reakcija je najlakše izvediva sa stanovišta modernih tehnologija, daje značajan prinos energije, a komponente goriva su jeftine. Njegov nedostatak je oslobađanje neželjenog neutronskog zračenja.

Dva jezgra: deuterijum i tricijum spajaju se u jezgro helija (alfa česticu) i neutron visoke energije.

²H + ³He = 4 He + . sa izlaznom energijom od 18,4 MeV

Uslovi za postizanje toga su mnogo komplikovaniji. Helijum-3 je takođe redak i izuzetno skup izotop. Trenutno se ne proizvodi u industrijskom obimu. Međutim, može se dobiti iz tricija, koji se zauzvrat proizvodi u nuklearnim elektranama.

Složenost izvođenja termonuklearne reakcije može se okarakterizirati trostrukim proizvodom nTt (gustina prema temperaturi prema vremenu zatvaranja). Po ovom parametru, D-3He reakcija je otprilike 100 puta složenija od D-T reakcije.

Reakcija između jezgri deuterijuma (D-D, monopropelant)

Moguće su i reakcije između jezgri deuterijuma, one su malo teže od reakcija koje uključuju helijum-3:

Kao rezultat toga, pored glavne reakcije u DD plazmi, dolazi i do sljedećeg:

Ove reakcije se odvijaju polako paralelno sa reakcijom deuterijum + helijum-3, a tricijum i helijum-3 koji nastaju tokom njih će verovatno odmah reagovati sa deuterijumom.

Druge vrste reakcija

Moguće su i neke druge vrste reakcija. Izbor goriva ovisi o mnogim faktorima - njegovoj dostupnosti i niskoj cijeni, izlaznoj energiji, lakoći postizanja uvjeta potrebnih za reakciju termonuklearne fuzije (prvenstveno temperature), potrebnim projektnim karakteristikama reaktora itd.

Reakcije "bez neutrona".

Najperspektivnije su tzv. Reakcije „bez neutrona“, budući da neutronski tok nastao termonuklearnom fuzijom (na primjer, u reakciji deuterijum-tricijum) odnosi značajan dio snage i stvara induciranu radioaktivnost u dizajnu reaktora. Reakcija deuterijum-helijum-3 obećava zbog nedostatka prinosa neutrona.

Uslovi

Nuklearna reakcija litijuma-6 sa deuterijumom 6 Li(d,α)α

TCB je moguć ako su istovremeno ispunjena dva kriterija:

  • temperatura plazme:
style="max-width: 98%; visina: auto; širina: auto;" src="/pictures/wiki/files/101/ea2cc6cfd93c3d519e815764da74047a.png" border="0">
  • Usklađenost sa Lawsonovim kriterijem:
style="max-width: 98%; visina: auto; širina: auto;" src="/pictures/wiki/files/102/fe017490a33596f30c6fb2ea304c2e15.png" border="0"> (za D-T reakciju)

gdje je gustina visokotemperaturne plazme, vrijeme zadržavanja plazme u sistemu.

Od vrijednosti ova dva kriterija uglavnom ovisi brzina nastanka određene termonuklearne reakcije.

Trenutno, kontrolirana termonuklearna fuzija još nije provedena u industrijskom obimu. Izgradnja međunarodnog istraživačkog reaktora ITER je u ranoj fazi.

Energija fuzije i helijum-3

Rezerve helijuma-3 na Zemlji kreću se od 500 kg do 1 tone, ali na Mjesecu se nalaze u značajnim količinama: do 10 miliona tona (prema minimalnim procjenama - 500 hiljada tona). Trenutno se kontrolirana termonuklearna reakcija provodi sintezom deuterija ²H i tritijuma ³H uz oslobađanje helija-4 4 He i „brzog“ neutrona n:

Međutim, većina (više od 80%) oslobođene kinetičke energije dolazi od neutrona. Kao rezultat sudara fragmenata s drugim atomima, ova energija se pretvara u toplinsku energiju. Osim toga, brzi neutroni stvaraju značajne količine radioaktivnog otpada. Nasuprot tome, sinteza deuterija i helija-3³He ne proizvodi (gotovo) radioaktivne proizvode:

Gdje je p proton

Ovo omogućava upotrebu jednostavnijih i efikasnijih sistema za pretvaranje reakcije kinetičke sinteze, kao što je magnetohidrodinamički generator.

Projekti reaktora

Razmatraju se dvije osnovne sheme za implementaciju kontrolirane termonuklearne fuzije.

Istraživanja na prvom tipu termonuklearnog reaktora znatno su razvijenija nego na drugom. U nuklearnoj fizici, kada se proučava termonuklearna fuzija, koristi se magnetna zamka za zadržavanje plazme u određenom volumenu. Magnetna zamka je dizajnirana da zadrži plazmu od kontakta sa elementima termonuklearnog reaktora, tj. prvenstveno se koristi kao toplotni izolator. Princip zatvaranja zasniva se na interakciji naelektrisanih čestica sa magnetnim poljem, odnosno na rotaciji naelektrisanih čestica oko linija magnetnog polja. Nažalost, magnetizirana plazma je vrlo nestabilna i ima tendenciju da napusti magnetno polje. Stoga se za stvaranje efikasne magnetne zamke koriste najmoćniji elektromagneti koji troše ogromnu količinu energije.

Moguće je smanjiti veličinu fuzijskog reaktora ako istovremeno koristi tri metode stvaranja fuzijske reakcije.

A. Inercijalna sinteza. Ozračite male kapsule deuterijum-tricijum goriva laserom od 500 triliona vati:5. 10^14 W. Ovaj gigantski, vrlo kratak laserski puls od 10^-8 sekundi uzrokuje eksploziju kapsula goriva, što rezultira rođenjem mini zvijezde na djelić sekunde. Ali na njemu se ne može postići termonuklearna reakcija.

B. Istovremeno koristite Z-mašinu sa Tokamakom.

Z-mašina radi drugačije od lasera. Prolazi kroz mrežu sićušnih žica koje okružuju kapsulu goriva naboj snage od pola triliona vati 5,10^11 vati.

Zatim se događa otprilike ista stvar kao i kod lasera: kao rezultat Z-udara, formira se zvijezda. Tokom testova na Z-mašini, već je bilo moguće pokrenuti reakciju fuzije. http://www.sandia.gov/media/z290.htm Kapsule prekrijte srebrom i povežite ih srebrnom ili grafitnom niti. Proces paljenja izgleda ovako: Ubacite filament (prikačen na grupu srebrnih kuglica koje sadrže mješavinu deuterija i tricijuma) u vakuumsku komoru. Prilikom kvara (pražnjenja), formirajte kanal munje kroz njih i dovedite struju kroz plazmu. Istovremeno zračite kapsule i plazmu laserskim zračenjem. I u isto vrijeme ili ranije uključite Tokamak. koristiti tri procesa grijanja plazme istovremeno. To jest, postavite Z-mašinu i lasersko grijanje zajedno unutar Tokamaka. Možda je moguće stvoriti oscilatorno kolo od Tokamak zavojnica i organizirati rezonanciju. Tada bi radio u ekonomičnom oscilatornom modu.

Ciklus goriva

Reaktori prve generacije će najvjerovatnije raditi na mješavini deuterija i tricijuma. Neutrone koji se pojavljuju tokom reakcije apsorbira zaštita reaktora, a generirana toplina će se koristiti za zagrijavanje rashladnog sredstva u izmjenjivaču topline, a ta energija će se, zauzvrat, koristiti za rotaciju generatora.

. .

Reakcija sa Li6 je egzotermna i daje malo energije za reaktor. Reakcija sa Li7 je endotermna - ali ne troši neutrone. Barem neke reakcije Li7 su neophodne da bi se neutroni izgubljeni u reakcijama zamijenili drugim elementima. Većina dizajna reaktora koristi prirodne mješavine izotopa litijuma.

Ovo gorivo ima niz nedostataka:

Reakcija proizvodi značajan broj neutrona, koji aktiviraju (radioaktivno kontaminiraju) reaktor i izmjenjivač topline. Također su potrebne mjere za zaštitu od mogućeg izvora radioaktivnog tricijuma.

Samo oko 20% energije fuzije je u obliku nabijenih čestica (ostatak su neutroni), što ograničava mogućnost direktnog pretvaranja energije fuzije u električnu energiju. Upotreba D-T reakcije ovisi o raspoloživim rezervama litijuma, koje su znatno manje od rezervi deuterija. Izloženost neutronima tokom D-T reakcije je toliko značajna da je nakon prve serije testova u JET-u, najvećem reaktoru do sada koji je koristio ovo gorivo, reaktor postao toliko radioaktivan da je morao biti dodat robotski sistem daljinskog održavanja kako bi se završio godišnji ciklus ispitivanja.

U teoriji postoje alternativne vrste goriva koje nemaju ove nedostatke. Ali njihovu upotrebu ometa fundamentalno fizičko ograničenje. Da bi se dobila dovoljna energija iz reakcije fuzije, potrebno je održavati dovoljno gustu plazmu na temperaturi fuzije (10 8 K) određeno vrijeme. Ovaj fundamentalni aspekt fuzije je opisan umnoškom gustine plazme, n, i vremena zadržavanja zagrijane plazme, τ, potrebnog da se postigne ravnotežna tačka. Proizvod, nτ, ovisi o vrsti goriva i funkcija je temperature plazme. Od svih vrsta goriva, smjesa deuterijum-tricijum zahtijeva najnižu vrijednost nτ za najmanje red veličine, a najnižu temperaturu reakcije najmanje 5 puta. Dakle, D-T reakcija je neophodan prvi korak, ali upotreba drugih goriva ostaje važan cilj istraživanja.

Reakcija fuzije kao industrijski izvor električne energije

Energiju fuzije mnogi istraživači smatraju "prirodnim" izvorom energije na dugi rok. Zagovornici komercijalne upotrebe fuzijskih reaktora za proizvodnju električne energije navode sljedeće argumente u svoju korist:

  • Gotovo neiscrpne rezerve goriva (vodonik)
  • Gorivo se može vaditi iz morske vode na bilo kojoj obali svijeta, što onemogućava monopolizu goriva jednoj ili grupi zemalja
  • Nemogućnost nekontrolisane reakcije fuzije
  • Nema proizvoda sagorevanja
  • Nema potrebe za korištenjem materijala koji se mogu koristiti za proizvodnju nuklearnog oružja, čime se eliminiraju slučajevi sabotaže i terorizma
  • U poređenju s nuklearnim reaktorima, zanemarljive količine radioaktivnog otpada nastaju s kratkim poluraspadom.
  • Procjenjuje se da naprstak ispunjen deuterijumom proizvodi energiju koja je ekvivalentna 20 tona uglja. Jezero srednje veličine može da obezbedi energiju svakoj zemlji stotinama godina. Međutim, treba napomenuti da su postojeći istraživački reaktori dizajnirani da ostvare direktnu deuterijum-tricijsku (DT) reakciju, čiji gorivni ciklus zahtijeva korištenje litijuma za proizvodnju tricijuma, dok se tvrdnje o neiscrpnoj energiji odnose na korištenje deuterijuma- deuterijum (DD) reakcija u drugoj generaciji reaktora.
  • Baš kao i reakcija fisije, reakcija fuzije ne proizvodi atmosferske emisije ugljičnog dioksida, što je glavni doprinos globalnom zagrijavanju. Ovo je značajna prednost, budući da korištenje fosilnih goriva za proizvodnju električne energije rezultira, na primjer, da SAD proizvode 29 kg CO 2 (jedan od glavnih plinova koji se može smatrati uzrokom globalnog zagrijavanja) po stanovniku SAD-a dnevno. .

Cijena električne energije u odnosu na tradicionalne izvore

Kritičari ističu da ekonomska izvodljivost upotrebe nuklearne fuzije za proizvodnju električne energije ostaje otvoreno pitanje. Ista studija koju je naručila Ured za nauku i tehnologiju britanskog parlamenta pokazuje da će cijena proizvodnje električne energije korištenjem fuzijskog reaktora vjerovatno biti na višem kraju spektra troškova konvencionalnih izvora energije. Mnogo će ovisiti o budućoj tehnologiji, strukturi tržišta i regulaciji. Troškovi električne energije direktno zavise od efikasnosti korištenja, trajanja rada i troškova stavljanja reaktora iz pogona. Kritičari komercijalne upotrebe energije nuklearne fuzije poriču da vlada uvelike subvencionira ugljikovodična goriva, i direktno i indirektno, kao što je korištenje vojske za osiguranje neprekidnog snabdijevanja; rat u Iraku se često navodi kao kontroverzan primjer ovu vrstu subvencionisanja. Obračun takvih indirektnih subvencija je veoma složen i čini tačna poređenja troškova gotovo nemogućim.

Posebno pitanje su troškovi istraživanja. Zemlje Evropske zajednice godišnje troše oko 200 miliona evra na istraživanja, a predviđa se da će proći još nekoliko decenija pre nego što bude moguće industrijsko korišćenje nuklearne fuzije. Zagovornici alternativnih izvora električne energije smatraju da bi ova sredstva bilo primjerenije iskoristiti za uvođenje obnovljivih izvora električne energije.

Dostupnost komercijalne fuzijske energije

Nažalost, unatoč raširenom optimizmu (od 1950-ih, kada su započela prva istraživanja), značajne prepreke između današnjeg razumijevanja procesa nuklearne fuzije, tehnoloških mogućnosti i praktične upotrebe nuklearne fuzije još uvijek nisu prevladane, nejasno je čak ni u kojoj mjeri postoje može biti Ekonomski je isplativo proizvoditi električnu energiju pomoću termonuklearne fuzije. Iako je napredak u istraživanju stalan, istraživači se s vremena na vrijeme suočavaju s novim izazovima. Na primjer, izazov je razviti materijal koji može izdržati neutronsko bombardiranje, za koje se procjenjuje da je 100 puta intenzivnije od tradicionalnih nuklearnih reaktora.

U istraživanju se razlikuju sljedeće faze:

1.Ravnotežni ili "prolazni" način(Pauza): kada je ukupna energija oslobođena tokom procesa sinteze jednaka ukupnoj energiji potrošenoj na pokretanje i održavanje reakcije. Ovaj odnos je označen simbolom Q. Reakciona ravnoteža je demonstrirana na JET-u (Joint European Torus) u Velikoj Britaniji 1997. godine. (Potrošivši 52 MW električne energije da bi je zagrejali, naučnici su dobili izlaznu snagu koja je bila 0,2 MW veća od potrošene.)

2.Blazing Plasma(Sagorevanje plazme): Međufaza u kojoj će reakcija biti podržana prvenstveno alfa česticama koje nastaju tokom reakcije, a ne vanjskim zagrijavanjem. Q ≈ 5. Još uvijek nije postignuto.

3. Paljenje(Paljenje): stabilna reakcija koja se održava. Treba da se postigne pri velikim vrednostima Q. Još uvek nije postignuto.

Sljedeći korak u istraživanju trebao bi biti ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), Međunarodni termonuklearni eksperimentalni reaktor. Na ovom reaktoru se planira proučavanje ponašanja visokotemperaturne plazme (plamteće plazme sa Q ~ 30) i konstrukcijskih materijala za industrijski reaktor. Završna faza istraživanja bit će DEMO: prototip industrijskog reaktora u kojem će se postići paljenje i demonstrirati praktična prikladnost novih materijala. Najoptimističnija prognoza za završetak DEMO faze: 30 godina. Uzimajući u obzir procijenjeno vrijeme izgradnje i puštanja u rad industrijskog reaktora, udaljeni smo ~40 godina od industrijske upotrebe termonuklearne energije.

Postojeći tokamaci

Ukupno je u svijetu izgrađeno oko 300 tokamaka. Najveći od njih su navedeni u nastavku.

  • SSSR i Rusija
    • T-3 je prvi funkcionalni uređaj.
    • T-4 - uvećana verzija T-3
    • T-7 je jedinstvena instalacija u kojoj je po prvi put u svijetu implementiran relativno veliki magnetni sistem sa supravodljivim solenoidom na bazi kalajnog niobata hlađen tečnim helijumom. Glavni zadatak T-7 je završen: pripremljena je perspektiva za sljedeću generaciju supravodljivih solenoida za termonuklearnu energiju.
    • T-10 i PLT su sljedeći korak u svjetskom termonuklearnom istraživanju, gotovo su iste veličine, jednake snage, sa istim faktorom zatvaranja. I dobijeni rezultati su identični: oba reaktora su postigla željenu temperaturu termonuklearne fuzije, a zaostajanje prema Lawsonovom kriteriju je samo dvjesto puta.
    • T-15 je današnji reaktor sa supravodljivim solenoidom koji daje jačinu polja od 3,6 Tesla.
  • Libija
    • TM-4A
  • Evropi i Velikoj Britaniji
    • JET (engleski) (Joint Europeus Tor) je najveći svjetski tokamak, kreiran od strane organizacije Euratom u Velikoj Britaniji. Koristi kombinovano grijanje: 20 MW - neutralno ubrizgavanje, 32 MW - jonska ciklotronska rezonancija. Kao rezultat toga, Lawsonov kriterij je samo 4-5 puta niži od razine paljenja.
    • Tore Supra (francuski) (engleski) - tokamak sa supravodljivim zavojnicama, jedan od najvećih na svijetu. Nalazi se u istraživačkom centru Cadarache (Francuska).
  • SAD
    • TFTR (engleski) (Test Fusion Tokamak Reactor) - najveći tokamak u SAD (na Princeton University) sa dodatnim zagrijavanjem brzim neutralnim česticama. Postignut je visok rezultat: Lawsonov kriterij na istinskoj termonuklearnoj temperaturi je samo 5,5 puta niži od praga paljenja. Zatvoren 1997
    • NSTX (engleski) (National Spherical Torus Experiment) je sferni tokamak (sferomak) koji trenutno radi na Univerzitetu Princeton. Prva plazma u reaktoru proizvedena je 1999. godine, dvije godine nakon što je TFTR zatvoren.

Nuklearni reaktor radi glatko i efikasno. U suprotnom, kao što znate, biće problema. Ali šta se dešava unutra? Pokušajmo ukratko, jasno, sa zaustavljanjima, formulirati princip rada nuklearnog (nuklearnog) reaktora.

U suštini, tamo se dešava isti proces kao i prilikom nuklearne eksplozije. Samo se eksplozija dešava vrlo brzo, ali u reaktoru se sve to dugo proteže. Kao rezultat, sve ostaje sigurno i zdravo, a mi primamo energiju. Ne toliko da bi sve okolo bilo uništeno odjednom, ali sasvim dovoljno da se grad opskrbi strujom.

Prije nego što shvatite kako dolazi do kontrolirane nuklearne reakcije, morate znati što je to nuklearna reakcija uopšte.

Nuklearna reakcija je proces transformacije (fisije) atomskih jezgri kada su u interakciji sa elementarnim česticama i gama kvantima.

Nuklearne reakcije se mogu odvijati i sa apsorpcijom i oslobađanjem energije. Reaktor koristi drugu reakciju.

Nuklearni reaktor je uređaj čija je svrha održavanje kontrolirane nuklearne reakcije uz oslobađanje energije.

Često se nuklearni reaktor naziva i atomski reaktor. Napominjemo da ovdje nema fundamentalne razlike, ali sa stanovišta nauke ispravnije je koristiti riječ "nuklearni". Sada postoji mnogo vrsta nuklearnih reaktora. To su ogromni industrijski reaktori dizajnirani za proizvodnju energije u elektranama, nuklearni reaktori podmornica, mali eksperimentalni reaktori koji se koriste u naučnim eksperimentima. Postoje čak i reaktori koji se koriste za desalinizaciju morske vode.

Istorija stvaranja nuklearnog reaktora

Prvi nuklearni reaktor pokrenut je ne tako daleke 1942. godine. To se dogodilo u SAD-u pod vodstvom Fermija. Ovaj reaktor je nazvan "Chicago Woodpile".

Godine 1946. počeo je sa radom prvi sovjetski reaktor, pokrenut pod vodstvom Kurčatova. Tijelo ovog reaktora bila je lopta prečnika sedam metara. Prvi reaktori nisu imali sistem za hlađenje, a snaga im je bila minimalna. Inače, sovjetski reaktor imao je prosječnu snagu od 20 vati, a američki samo 1 vati. Poređenja radi: prosječna snaga modernih energetskih reaktora je 5 gigavata. Manje od deset godina nakon puštanja u rad prvog reaktora, u gradu Obninsku otvorena je prva svjetska industrijska nuklearna elektrana.

Princip rada nuklearnog (nuklearnog) reaktora

Svaki nuklearni reaktor ima nekoliko dijelova: jezgro With gorivo I moderator , reflektor neutrona , rashladna tečnost , sistem kontrole i zaštite . Izotopi se najčešće koriste kao gorivo u reaktorima. uranijum (235, 238, 233), plutonijum (239) i torijum (232). Jezgro je bojler kroz koji teče obična voda (rashladno sredstvo). Među ostalim rashladnim tečnostima, „teška voda“ i tečni grafit se rjeđe koriste. Ako govorimo o radu nuklearnih elektrana, tada se nuklearni reaktor koristi za proizvodnju topline. Sama električna energija se proizvodi istom metodom kao iu drugim tipovima elektrana - para rotira turbinu, a energija kretanja se pretvara u električnu energiju.

Ispod je dijagram rada nuklearnog reaktora.

Kao što smo već rekli, raspad teškog jezgra uranijuma proizvodi lakši elementi i nekoliko neutrona. Nastali neutroni sudaraju se s drugim jezgrima, također uzrokujući njihovu fisiju. Istovremeno, broj neutrona raste poput lavine.

Ovdje treba spomenuti faktor multiplikacije neutrona . Dakle, ako ovaj koeficijent prelazi vrijednost jednaku jedan, dolazi do nuklearne eksplozije. Ako je vrijednost manja od jedan, ima premalo neutrona i reakcija se gasi. Ali ako zadržite vrijednost koeficijenta jednaku jedan, reakcija će teći dugo i stabilno.

Pitanje je kako to učiniti? U reaktoru se gorivo nalazi u tzv gorivi elementi (TVELakh). To su štapići koji sadrže, u obliku malih tableta, nuklearno gorivo . Gorivne šipke su povezane u kasete šestougaonog oblika, kojih u reaktoru može biti na stotine. Kasete sa gorivim šipkama su raspoređene okomito, a svaki gorivni štap ima sistem koji vam omogućava da regulišete dubinu njegovog uranjanja u jezgro. Osim samih kaseta, one uključuju kontrolne šipke I šipke za zaštitu u nuždi . Štapovi su napravljeni od materijala koji dobro upija neutrone. Tako se kontrolne šipke mogu spustiti na različite dubine u jezgru, čime se podešava faktor umnožavanja neutrona. Šipke za hitne slučajeve su dizajnirane da isključe reaktor u slučaju nužde.

Kako se pokreće nuklearni reaktor?

Shvatili smo sam princip rada, ali kako pokrenuti i natjerati reaktor da funkcionira? Grubo rečeno, evo ga - komad uranijuma, ali lančana reakcija u njemu ne počinje sama. Činjenica je da u nuklearnoj fizici postoji koncept kritična masa .

Kritična masa je masa fisionog materijala potrebna za pokretanje nuklearne lančane reakcije.

Uz pomoć gorivnih i kontrolnih šipki u reaktoru se prvo stvara kritična masa nuklearnog goriva, a zatim se reaktor u nekoliko faza dovodi na optimalnu snagu.

U ovom članku pokušali smo vam dati opću predstavu o strukturi i principu rada nuklearnog (nuklearnog) reaktora. Ako imate bilo kakva pitanja o ovoj temi ili vam je postavljen problem iz nuklearne fizike na fakultetu, kontaktirajte stručnjacima naše kompanije. Kao i obično, spremni smo da vam pomognemo da rešite bilo koji hitan problem u vezi sa vašim studiranjem. I dok smo već kod toga, evo još jednog edukativnog videa za vašu pažnju!

A sposobnost upotrebe nuklearne energije, kako u kreativne (nuklearna energija), tako iu destruktivne (atomska bomba) svrhe, postala je, možda, jedan od najznačajnijih izuma prošlog dvadesetog stoljeća. Pa, u srcu sve te strašne moći koja vreba u dubinama sićušnog atoma su nuklearne reakcije.

Šta su nuklearne reakcije

Nuklearne reakcije u fizici označavaju proces interakcije atomskog jezgra sa drugim sličnim jezgrom ili sa različitim elementarnim česticama, što rezultira promjenama u sastavu i strukturi jezgra.

Malo istorije nuklearnih reakcija

Prvu nuklearnu reakciju u istoriji napravio je veliki naučnik Rutherford davne 1919. godine tokom eksperimenata za otkrivanje protona u produktima nuklearnog raspada. Naučnik je bombardovao atome azota alfa česticama, a kada su se čestice sudarile, došlo je do nuklearne reakcije.

A ovako je izgledala jednadžba za ovu nuklearnu reakciju. Rutherford je bio taj koji je bio zaslužan za otkriće nuklearnih reakcija.

Uslijedili su brojni eksperimenti naučnika u izvođenju različitih vrsta nuklearnih reakcija, na primjer, vrlo zanimljiva i značajna za nauku bila je nuklearna reakcija uzrokovana bombardiranjem atomskih jezgara neutronima, koju je izveo istaknuti talijanski fizičar E. Fermi. Konkretno, Fermi je otkrio da nuklearne transformacije mogu uzrokovati ne samo brzi neutroni, već i oni spori, koji se kreću toplinskim brzinama. Inače, nuklearne reakcije uzrokovane izlaganjem temperaturi nazivaju se termonuklearne reakcije. Što se tiče nuklearnih reakcija pod uticajem neutrona, one su vrlo brzo dobile svoj razvoj u nauci, a kakve su to reakcije, čitajte dalje.

Tipična formula za nuklearnu reakciju.

Koje nuklearne reakcije postoje u fizici?

Generalno, danas poznate nuklearne reakcije mogu se podijeliti na:

  • fisije atomskih jezgara
  • termonuklearne reakcije

U nastavku ćemo pisati detaljno o svakom od njih.

Nuklearna fisija

Reakcija fisije atomskih jezgara uključuje dezintegraciju stvarnog jezgra atoma na dva dijela. 1939. godine njemački naučnici O. Hahn i F. Strassmann otkrili su fisiju atomskih jezgara, nastavljajući istraživanja svojih naučnih prethodnika, ustanovili su da kada se uranijum bombarduje neutronima, nastaju elementi srednjeg dijela periodnog sistema, odnosno radioaktivni izotopi barijuma, kriptona i nekih drugih elemenata. Nažalost, ova saznanja su u početku korištena u strašne, destruktivne svrhe, jer je počeo Drugi svjetski rat i njemački, a s druge strane američki i sovjetski naučnici utrkivali su se u razvoju nuklearnog oružja (koje je bilo bazirano na nuklearnoj reakciji uranijuma) koje je završio u zloglasnim "nuklearnim pečurkama" nad japanskim gradovima Hirošimom i Nagasakijem.

Ali da se vratimo na fiziku, nuklearna reakcija uranijuma tokom cijepanja njegovog jezgra jednostavno ima kolosalnu energiju, koju je nauka uspjela staviti u njenu službu. Kako dolazi do takve nuklearne reakcije? Kao što smo gore napisali, nastaje kao rezultat bombardiranja jezgra atoma uranijuma neutronima, što uzrokuje cijepanje jezgra, stvarajući ogromnu kinetičku energiju reda veličine 200 MeV. Ali ono što je najzanimljivije je da se kao produkt reakcije nuklearne fisije jezgre urana iz sudara s neutronom pojavljuje nekoliko novih slobodnih neutrona, koji se, pak, sudaraju s novim jezgrama, cijepaju ih i tako dalje. Kao rezultat toga, ima još više neutrona i još više jezgri urana se razdvaja od sudara s njima - događa se prava nuklearna lančana reakcija.

Ovako to izgleda na dijagramu.

U ovom slučaju faktor umnožavanja neutrona mora biti veći od jedinice; to je neophodan uvjet za nuklearnu reakciju ovog tipa. Drugim riječima, u svakoj narednoj generaciji neutrona nastalih nakon raspada jezgara, trebalo bi ih biti više nego u prethodnoj.

Vrijedi napomenuti da se, po sličnom principu, nuklearne reakcije prilikom bombardiranja mogu odvijati i pri fisiji jezgara atoma nekih drugih elemenata, s nijansama da jezgra mogu biti bombardirana raznim elementarnim česticama, a proizvodi takvih nuklearnih reakcija će varirati, pa ih možemo detaljnije opisati, potrebna nam je cijela naučna monografija

Termonuklearne reakcije

Termonuklearne reakcije temelje se na reakcijama fuzije, odnosno, u stvari, dolazi do procesa suprotnog fisiji, jezgre atoma se ne dijele na dijelove, već se spajaju jedna s drugom. Ovo također oslobađa veliku količinu energije.

Termonuklearne reakcije, kao što samo ime govori (termo - temperatura), mogu se odvijati isključivo na vrlo visokim temperaturama. Na kraju krajeva, da bi se dva atomska jezgra spojila, moraju se približiti na vrlo malu udaljenost jedno od drugog, a pritom prevladati električno odbijanje svojih pozitivnih naboja; to je moguće uz postojanje visoke kinetičke energije, koja je zauzvrat moguće na visokim temperaturama. Treba napomenuti da se termonuklearne reakcije ne događaju, međutim, ne samo na njoj, već i na drugim zvijezdama, čak se može reći da to leži u samoj osnovi njihove prirode bilo koje zvijezde.

Nuklearne reakcije, video

I za kraj, edukativni video na temu našeg članka, nuklearne reakcije.

Naučnici iz Laboratorije za fiziku plazme u Princetonu predložili su ideju o najdugotrajnijem uređaju za nuklearnu fuziju koji može raditi više od 60 godina. U ovom trenutku, ovo je težak zadatak: naučnici se bore da termonuklearni reaktor radi nekoliko minuta - a zatim i godinama. Uprkos složenosti, izgradnja termonuklearnog reaktora jedan je od najperspektivnijih zadataka u nauci, koji može donijeti ogromnu korist. Reći ćemo vam šta trebate znati o termonuklearnoj fuziji.

1. Šta je termonuklearna fuzija?

Nemojte da vas plaši ova glomazna fraza, ona je zapravo prilično jednostavna. Fuzija je vrsta nuklearne reakcije.

Tijekom nuklearne reakcije, jezgro atoma stupa u interakciju ili s elementarnom česticom ili s jezgrom drugog atoma, zbog čega se mijenja sastav i struktura jezgra. Teška atomska jezgra može se raspasti na dva ili tri lakša - to je reakcija fisije. Postoji i reakcija fuzije: to je kada se dva laka atomska jezgra stapaju u jedno teško.

Za razliku od nuklearne fisije, koja se može dogoditi spontano ili prisilno, nuklearna fuzija je nemoguća bez opskrbe vanjskom energijom. Kao što znate, suprotnosti se privlače, ali atomska jezgra su pozitivno nabijena - pa se međusobno odbijaju. Ova situacija se zove Kulonova barijera. Da bi se savladala odbojnost, ove čestice moraju biti ubrzane do ludih brzina. To se može učiniti na vrlo visokim temperaturama - reda veličine nekoliko miliona Kelvina. Upravo se te reakcije nazivaju termonuklearnim.

2. Zašto nam je potrebna termonuklearna fuzija?

Tijekom nuklearnih i termonuklearnih reakcija oslobađa se ogromna količina energije koja se može koristiti u različite svrhe - možete stvoriti moćno oružje, ili možete pretvoriti nuklearnu energiju u električnu i opskrbiti je cijelim svijetom. Energija nuklearnog raspada dugo se koristi u nuklearnim elektranama. Ali termonuklearna energija izgleda obećavajuće. U termonuklearnoj reakciji oslobađa se mnogo više energije za svaki nukleon (tzv. sastavne jezgre, protoni i neutroni) nego u nuklearnoj reakciji. Na primjer, kada cijepanje jezgra uranijuma u jedan nukleon proizvodi 0,9 MeV (megaelektronvolt), a kadaTokom fuzije jezgara helijuma, iz jezgara vodonika oslobađa se energija jednaka 6 MeV. Stoga naučnici uče da provode termonuklearne reakcije.

Istraživanje termonuklearne fuzije i konstrukcija reaktora omogućavaju širenje visokotehnološke proizvodnje, što je korisno u drugim oblastima nauke i visoke tehnologije.

3. Šta su termonuklearne reakcije?

Termonuklearne reakcije se dijele na samoodržive, nekontrolirane (koriste se u hidrogenskim bombama) i kontrolirane (pogodne za miroljubive svrhe).

Samoodržive reakcije se odvijaju u unutrašnjosti zvijezda. Međutim, na Zemlji ne postoje uslovi da se takve reakcije odvijaju.

Ljudi već dugo provode nekontrolisanu ili eksplozivnu termonuklearnu fuziju. 1952. godine, tokom operacije Ivy Mike, Amerikanci su detonirali prvu termonuklearnu eksplozivnu napravu na svijetu, koja nije imala praktičnu vrijednost kao oružje. A u oktobru 1961. godine testirana je prva svjetska termonuklearna (vodonička) bomba ("Car Bomba", "Kuzkina majka"), koju su razvili sovjetski naučnici pod vodstvom Igora Kurčatova. Bila je to najmoćnija eksplozivna naprava u čitavoj istoriji čovječanstva: ukupna energija eksplozije, prema različitim izvorima, kretala se od 57 do 58,6 megatona TNT-a. Za detonaciju hidrogenske bombe potrebno je prvo postići visoku temperaturu tokom konvencionalne nuklearne eksplozije - tek tada će atomska jezgra početi reagirati.

Snaga eksplozije tokom nekontrolirane nuklearne reakcije je vrlo velika, a uz to je visok i udio radioaktivne kontaminacije. Stoga, da bi se termonuklearna energija koristila u miroljubive svrhe, potrebno je naučiti kako je kontrolirati.

4. Šta je potrebno za kontroliranu termonuklearnu reakciju?

Držite plazmu!

Nejasno? Hajde sada da objasnimo.

Prvo, atomska jezgra. U nuklearnoj energiji koriste se izotopi - atomi koji se međusobno razlikuju po broju neutrona i, shodno tome, po atomskoj masi. Izotop vodika deuterijum (D) se dobija iz vode. Superteški vodik ili tricij (T) je radioaktivni izotop vodika koji je nusprodukt reakcija raspadanja koje se provode u konvencionalnim nuklearnim reaktorima. Također u termonuklearnim reakcijama koristi se lagani izotop vodonika - protij: ovo je jedini stabilni element koji nema neutrone u jezgru. Helij-3 se na Zemlji nalazi u zanemarivim količinama, ali ga ima dosta u lunarnom tlu (regolitu): 80-ih godina NASA je razvila plan za hipotetičke instalacije za obradu regolita i oslobađanje vrijednog izotopa. Ali još jedan izotop je široko rasprostranjen na našoj planeti - bor-11. 80% bora na Zemlji je izotop neophodan nuklearnim naučnicima.

Drugo, temperatura je veoma visoka. Tvar koja sudjeluje u termonuklearnoj reakciji mora biti gotovo potpuno ionizirana plazma - to je plin u kojem odvojeno plutaju slobodni elektroni i ioni različitih naboja. Da bi se supstanca pretvorila u plazmu potrebna je temperatura od 10 7 –10 8 K – to su stotine miliona stepeni Celzijusa! Takve ultra visoke temperature mogu se postići stvaranjem električnih pražnjenja velike snage u plazmi.

Međutim, ne možete jednostavno zagrijati potrebne kemijske elemente. Svaki reaktor će trenutno ispariti na takvim temperaturama. Ovo zahtijeva potpuno drugačiji pristup. Danas je moguće sadržati plazmu u ograničenom području pomoću ultra-moćnih električnih magneta. Ali još nije bilo moguće u potpunosti iskoristiti energiju dobivenu kao rezultat termonuklearne reakcije: čak i pod utjecajem magnetskog polja, plazma se širi u svemiru.

5. Koje reakcije najviše obećavaju?

Glavne nuklearne reakcije koje se planiraju koristiti za kontroliranu fuziju koristit će deuterijum (2H) i tricij (3H), a dugoročno helijum-3 (3He) i bor-11 (11B).

Evo kako izgledaju najzanimljivije reakcije.

1) 2 D+ 3 T -> 4 He (3,5 MeV) + n (14,1 MeV) - reakcija deuterijum-tricijum.

2) 2 D+ 2 D -> 3 T (1,01 MeV) + p (3,02 MeV) 50%

2 D+ 2 D -> 3 He (0,82 MeV) + n (2,45 MeV) 50% - ovo je takozvani deuterijum monopropelant.

Reakcije 1 i 2 pune su neutronske radioaktivne kontaminacije. Stoga su reakcije „bez neutrona“ najperspektivnije.

3) 2 D+ 3 He -> 4 He (3,6 MeV) + p (14,7 MeV) - deuterijum reaguje sa helijumom-3. Problem je što je helijum-3 izuzetno rijedak. Međutim, prinos bez neutrona čini ovu reakciju obećavajućom.

4) p+ 11 B -> 3 4 He + 8,7 MeV - bor-11 reaguje sa protiumom, što rezultira alfa česticama koje se mogu apsorbovati aluminijumskom folijom.

6. Gdje izvesti takvu reakciju?

Prirodni termonuklearni reaktor je zvijezda. U njemu se plazma drži pod utjecajem gravitacije, a zračenje se apsorbira - tako se jezgro ne hladi.

Na Zemlji se termonuklearne reakcije mogu izvoditi samo u posebnim instalacijama.

Pulsni sistemi. U takvim sistemima, deuterijum i tricijum se zrače ultra-moćnim laserskim zrakama ili snopovima elektrona/jona. Takvo zračenje uzrokuje niz termonuklearnih mikroeksplozija. Međutim, takvi sustavi su neisplativi za korištenje u industrijskim razmjerima: mnogo više energije se troši na ubrzavanje atoma nego što se dobije kao rezultat fuzije, jer ne reagiraju svi ubrzani atomi. Stoga mnoge zemlje grade kvazistacionarne sisteme.

Kvazistacionarni sistemi. U takvim reaktorima plazma je sadržana u magnetnom polju pri niskom pritisku i visokoj temperaturi. Postoje tri tipa reaktora zasnovanih na različitim konfiguracijama magnetnog polja. To su tokamaci, stelaratori (torsatroni) i zrcalne zamke.

Tokamak znači "toroidalna komora sa magnetnim zavojnicama". Ovo je komora u obliku "krofne" (torus) na koju su namotane zavojnice. Glavna karakteristika tokamaka je korištenje naizmjenične električne struje, koja teče kroz plazmu, zagrijava je i, stvarajući magnetsko polje oko sebe, drži je.

IN stelarator (torsatron) magnetsko polje je u potpunosti obuzdano magnetnim zavojnicama i, za razliku od tokamaka, može raditi kontinuirano.

U z zrcalne (otvorene) zamke Koristi se princip refleksije. Komora je s obje strane zatvorena magnetnim "čepovima" koji reflektiraju plazmu, držeći je u reaktoru.

Dugo su se zrcalne zamke i tokamaci borili za primat. U početku se koncept zamke činio jednostavnijim i stoga jeftinijim. Početkom 60-ih otvorene zamke su obilno financirane, ali nestabilnost plazme i neuspješni pokušaji da se ona obuzda magnetnim poljem natjerali su ove instalacije da postanu složenije - naizgled jednostavne strukture pretvorile su se u paklene mašine, pa je bilo nemoguće postići stabilan rezultat. Stoga su 80-ih godina tokamaci došli do izražaja. Godine 1984. lansiran je evropski JET tokamak, koji je koštao samo 180 miliona dolara i čiji su parametri omogućavali termonuklearnu reakciju. U SSSR-u i Francuskoj su dizajnirani supravodljivi tokamaci, koji gotovo da nisu trošili energiju na rad magnetnog sistema.

7. Ko sada uči da provodi termonuklearne reakcije?

Mnoge zemlje grade svoje termonuklearne reaktore. Kazahstan, Kina, SAD i Japan imaju svoje eksperimentalne reaktore. Institut Kurchatov radi na reaktoru IGNITOR. Njemačka je lansirala Wendelstein 7-X fuzijski stelaratorski reaktor.

Najpoznatiji je međunarodni tokamak projekat ITER (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor) u istraživačkom centru Cadarache (Francuska). Njegova izgradnja je trebalo da bude završena 2016. godine, ali je povećan iznos neophodne finansijske podrške, a rokovi eksperimenata pomereni su na 2025. godinu. U aktivnostima ITER-a učestvuju Evropska unija, SAD, Kina, Indija, Japan, Južna Koreja i Rusija. EU ima glavni udio u finansiranju (45%), dok preostali učesnici isporučuju opremu visoke tehnologije. Konkretno, Rusija proizvodi supravodljive materijale i kablove, radio cijevi za zagrijavanje plazme (žirotrone) i osigurače za supravodljive zavojnice, kao i komponente za najsloženiji dio reaktora - prvi zid, koji mora izdržati elektromagnetne sile, neutronsko zračenje i zračenje plazme.

8. Zašto još uvijek ne koristimo fuzijske reaktore?

Moderne instalacije tokamaka nisu termonuklearni reaktori, već istraživačke instalacije u kojima je postojanje i očuvanje plazme moguće samo neko vrijeme. Činjenica je da naučnici još nisu naučili kako dugo zadržati plazmu u reaktoru.

U ovom trenutku, jedno od najvećih dostignuća u oblasti nuklearne fuzije je uspjeh njemačkih naučnika koji su uspjeli zagrijati vodonik na 80 miliona stepeni Celzijusa i održati oblak vodonične plazme četvrt sekunde. A u Kini je vodonična plazma zagrijana na 49,999 miliona stepeni i držana 102 sekunde. Ruski naučnici sa Instituta za nuklearnu fiziku G.I. Budker u Novosibirsku uspjeli su postići stabilno zagrijavanje plazme na deset miliona stepeni Celzijusa. Međutim, Amerikanci su nedavno predložili način da se plazma zadrži 60 godina – i to je ohrabrujuće.

Osim toga, postoji debata o isplativosti nuklearne fuzije u industriji. Nije poznato da li će koristi od proizvodnje električne energije pokriti troškove nuklearne fuzije. Predlaže se eksperimentirati s reakcijama (na primjer, napustiti tradicionalnu reakciju deuterij-tricij ili monopropelenta u korist drugih reakcija), građevinskim materijalima - ili čak napustiti ideju industrijske termonuklearne fuzije, koristeći samo nju za pojedinačne reakcije u fisiji reakcije. Međutim, naučnici i dalje nastavljaju eksperimente.

9. Jesu li fuzijski reaktori sigurni?

Relativno. Tricij, koji se koristi u reakcijama fuzije, je radioaktivan. Osim toga, neuroni oslobođeni kao rezultat sinteze zrače strukturu reaktora. Sami elementi reaktora postaju prekriveni radioaktivnom prašinom zbog izlaganja plazmi.

Međutim, fuzijski reaktor je mnogo sigurniji od nuklearnog reaktora u smislu zračenja. U reaktoru ima relativno malo radioaktivnih supstanci. Osim toga, sam dizajn reaktora pretpostavlja da ne postoje "rupe" kroz koje može procuriti zračenje. Vakumska komora reaktora mora biti zapečaćena, inače reaktor jednostavno neće moći da radi. Prilikom izgradnje termonuklearnih reaktora koriste se materijali testirani nuklearnom energijom, a u prostorijama se održava sniženi pritisak.

  • Kada će se pojaviti termonuklearne elektrane?

    Naučnici najčešće govore nešto poput “za 20 godina riješit ćemo sva fundamentalna pitanja”. Inženjeri iz nuklearne industrije govore o drugoj polovini 21. veka. Političari pričaju o moru čiste energije za pare, ne zamarajući se datumima.

  • Kako naučnici traže tamnu materiju u dubinama Zemlje

    Prije nekoliko stotina miliona godina, minerali ispod površine zemlje možda su zadržali tragove misteriozne supstance. Ostaje samo doći do njih. Više od dvadesetak podzemnih laboratorija raštrkanih širom svijeta zauzeto je potragom za tamnom materijom.

  • Kako su sibirski naučnici pomogli čovjeku da odleti do zvijezda

    ​12. aprila 1961. godine Jurij Gagarin izveo je prvi let u svemir - dobroćudni osmeh pilota i njegovo veselo "Idemo!" postao trijumf sovjetske kosmonautike. Da bi se ovaj let dogodio, naučnici širom zemlje su mučili glavu kako da naprave raketu koja bi mogla da izdrži sve opasnosti nepoznatog svemira - to nije bilo bez ideja naučnika iz Sibirskog ogranka Akademije nauka.