Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ториевая эра наступит через 10 лет

Ториевая эра наступит через 10 лет

Правительство КНР начало разработку ториевого реактора в 2013 г. Изначально на это отводилось 25 лет. Однако на днях стало известно, что китайские власти рассчитывают ввести реактор в эксплуатацию уже через 10 лет. Тем самым они намерены как можно быстрее снизить зависимость экономики от угольных электростанций, чтобы уменьшить выбросы в атмосферу.

“Ранее правительство было заинтересовано в развитии ядерной энергетики из-за нехватки энергии. Сейчас основным стимулом является желание уменьшить смог”, — объяснил гонконгской газете South China Morning Post профессор Ли Чжун, работающий над проектом.

В январе Китайская академия наук создала в Шанхае расширенный научно-исследовательский центр, который будет работать над созданием промышленного реактора на расплавах ториевых солей, сообщает газета. Исследователи, задействованные в проекте, признали, что правительство давит на них, требуя во что бы то ни стало показать результат.

По словам Ли Чжуна, ядерная энергия предоставляет единственное решение для замены угольной генерации и на торий возлагаются большие надежды.

“Проблема использования угля в выработке электричества понятна, — подчеркнул профессор. — Если среднее потребление энергии на человека удвоится, то наша страна будет задушена загрязненным воздухом”.

Участники проекта сообщили South China Morning Post о своих опасениях: их наработки могут быть негативно восприняты в обществе, которое после аварии на японской АЭС “Фукусима-1” в марте 2011 г. настороженно относится к любым проектам в атомной энергетике.

Однако это не станет помехой для китайских властей: администрация по ядерной безопасности КНР уже заявила, что безопасность местных АЭС обеспечена на высоком уровне, после катастрофы в Фукусиме станции начали проверять активнее, чтобы избежать подобной аварии.

Китайские надежды

По данным Всемирной ядерной ассоциации (WNA), Китай по состоянию на февраль 2014 г. эксплуатирует 20 атомных реакторов общей мощностью 17,04 ГВт, еще 28 общей мощностью 31,64 ГВт строятся и 58 общей мощностью 62,63 ГВт планируются.

“КНР имеет амбициозную программу развития ядерной энергетики — почти 60 ГВт мощности АЭС к 2020 году и до 150 ГВт к 2030 году, с тем чтобы значительно нарастить долю ядерной энергетики в энергетическом балансе”, — утверждает старший менеджер WNA по коммуникациям Джонатан Кобб.

Однако, пытаясь уменьшить свою зависимость от ископаемых видов топлива, таких как уголь, газ, нефть, Поднебесная вынуждена импортировать все больше урана. Торий по сравнению с ураном более распространенный (в 3–4 раза).

К тому же 1 т тория может сгенерировать столько же энергии, сколько почти 200 т урана. Но главное, что у КНР, по оценкам местных специалистов, есть достаточный запас тория, чтобы обеспечить электричеством страну в течение 20 тыс. лет.

Приведенные выше данные WNA охватывают только урановые реакторы. Добавятся ли к ним ториевые, зависит от результатов исследований. 2013 г. в Китае был официально назван годом тория.

На разработки в сфере ториевой энергетики Китайской академии наук было выделено $350 млн. Над этими исследованиями в прошлом году работали 140 специалистов, к 2015 г. их число должно увеличиться до 700.

Помимо экономических и экологических соображений, у китайцев есть еще один повод спешить с разработкой реакторов на тории. КНР хочет запатентовать наиболее перспективные ториевые технологии, и судя по объему вкладываемых инвестиций, у нее немалые шансы на успех. Такие патенты могут стать для Пекина своего рода геополитическим оружием. Он будет решать, с кем делиться новыми технологиями, а кому отказывать.

Ториевая гонка

Идея применения тория в качестве топлива для ядерных энергетических реакторов начала разрабатываться параллельно с первыми исследованиями возможности использования урана и утилизации плутония. Торий выгоден не только потому, что довольно распространен и легок в добыче. В ториевых реакторах нет риска неконтролируемой реакции, как в реакторах на уране.

У тория-232 — единственного природного изотопа этого элемента — период полураспада составляет 14 млрд лет, то есть втрое превышает возраст Земли. Поэтому сам по себе торий практически не способен делиться — его необходимо постоянно бомбардировать нейтронами.

Для создания нейтронного потока можно использовать ускоритель протонов. “В таком реакторе ускоритель разгоняет протоны до скорости в три четверти световой. Пучок протонов, попадая на свинцовую мишень, выбивает из нее огромное количество нейтронов, которые и превращают торий в ядерное топливо. При его радиоактивном распаде выделяется тепловая энергия, которую можно использовать для получения электрической”, — объяснил журналистам Deutsche Welle принцип работы ториевого реактора швейцарский инженер, сотрудник Европейского совета по ядерным исследованиям (CERN) Карел Замец.

Читать еще:  Вариаторный двигатель принцип работы

Прекращается нейтронный обстрел — прекращается и цепная реакция. После аварии на “Фукусиме” этот аргумент может оказаться решающим для многих стран, стоящих сейчас перед выбором магистрального пути развития своей энергетики.

Еще один важный аргумент в пользу тория — ториевый реактор не производит радиоактивных отходов с периодами полураспада, измеряемыми десятками или сотнями тысяч, а то и миллионами лет. При захвате нейтрона торий-232 превращается в уран-233, который сам имеет очень короткий период полураспада и его продукты распада тоже.

“Торий имеет важное преимущество в том, что касается продуктов распада. Именно эта его особенность и дает нам основания полагать, что он может играть ключевую роль в решении проблемы радиоактивных отходов”, — подчеркивает Карел Замец.

По его словам, за время от 300 до 1000 лет радиоактивность всех этих отходов снизилась бы до уровня естественного природного фона. Вопрос об устройстве специального могильника для захоронения таких отходов, скорее всего, просто отпал бы.

То, что при всех преимуществах тория ядерная энергетика пошла по пути использования урана, можно считать историческим курьезом. Урановые реакторы в отличие от ториевых в процессе эксплуатации вырабатывают оружейный плутоний. Во время холодной войны это и стало главной причиной предпочтения урановых технологий ториевым — страны ядерного клуба наращивали запасы атомных бомб.

Но сейчас как раз невозможность использовать ториевые реакторы в военных программах становится большим плюсом с точки зрения международной безопасности и нераспространения ядерного оружия.

В 2012 г. Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) обнародовало отчет, в котором признало, что будущее за торием. “Пока еще нет инфраструктуры для коммерческого изготовления и переработки ториевого топлива. В XXI в. рыночные условия могут измениться таким образом, что ториевые варианты станут коммерчески более привлекательными для использования ядерной энергии”, — говорится в отчете.

Помимо Китая, разработку ториевых реакторов в последние годы ведут государственные или частные компании в Бельгии, Индии, Норвегии, Японии. Китайский рывок может подстегнуть как эти, так и другие страны к более масштабным инвестициям в ториевые технологии.

Торий вместо бензина

В отчете МАГАТЭ о роли тория в будущих ядерных энергетических системах, опубликованном в 2012 г., упоминается возможность создания небольших переносных ядерных реакторов.

Ученые из американской компании Laser Power Systems (LPS) заявили, что двигатель, использующий торий в качестве базового топлива, является вполне реализуемой конструкцией и специалисты LPS активно заняты его разработкой.

На данном этапе американцы экспериментируют с небольшим количеством вещества, а их ближайшая цель — создание необходимого для технологического процесса лазера.

Сам же принцип технологии в общих чертах будет схож с работой классической электростанции: лазер должен нагревать емкость с водой, а жидкость под воздействием температуры будет превращаться в пар, который необходим для вращения мини-турбины.

Основной задачей, которая стоит перед LPS, является создание серийного образца двигателя. Однако возникает вопрос: насколько заинтересованы в создании подобного мобильного источника энергии страны, чьи руководители лоббируют интересы нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, регулирующей цены и объемы производства бензина и дизтоплива?

Торий-232 – будущее топливо человечества?

Что будет, если мы скажем, будто избыток выбросов вредных веществ в результате сгорания бензина или обычного дизеля топлива можно решить, используя атомный двигатель? Впечатлит ли вас это? Если нет, то можно даже не начинать читать этот материал, а вот для тех, кому данная тема интересна, милости просим, потому, как речь у нас пойдет об атомном двигателе для автомобиля, который работает на изотопе тория-232.

Удивительно, но именно торий-232 обладает самым большим периодом полураспада среди изотопов тория и при этом является наиболее распространенным. Поразмыслив над этим фактом, ученые американской компании Laser Power Systems заявили о возможности сконструировать двигатель, который использует торий в качестве топлива и при этом является абсолютно реальным проектом на сегодняшний день.

Уже давно было определено, что торий, в случае использования его как топлива, имеет сильные позиции и при «работе» выделяет колоссальное количество энергии. По подсчетам ученых, всего 8 грамм тория-232 позволят работать двигателю в течение 100 лет, а 1 грамм произведет больше энергии, чем 28 тыс. литров бензина. Согласитесь, подобное не может не впечатлять.

Читать еще:  Биполярный шаговый двигатель что это

Как сообщает генеральный директор Laser Power Systems Чарльз Стивенс, команда специалистов уже начала эксперименты, используя небольшое количество тория, однако самая ближайшая цель это создание необходимого для технологического процесса лазера. Описывая принцип работы подобного двигателя, можно привести в пример работу классической электростанции. Так, лазер, по планам ученых, будет нагревать емкость с водой, а полученный пар пойдет на работу мини-турбин.


Расположение двигателя в авто по версии Лорена Кулеусуса

Однако, каким бы прорывным не казалось заявление специалистов LPS, сама идея использовать атомный ториевый двигатель не нова. В 2009 году, Лорен Кулеусус показал мировому сообществу свое видение будущего и продемонстрировал концепт-кар Cadillac World Thorium Fuel Concept Car. И, несмотря на его футуристический внешний вид, главным отличием концепт-кара было наличие источника энергии для автономной работы, который использовал в качестве топлива торий.

«Учёными должен быть найден более дешёвый источник энергии в сравнении с углём, обладающий низким значением выброса диоксида углерода при сгорании или его отсутствием. В противном случае данная идея вовсе не сможет получить своего развития» — Роберт Харгрейв, специалист в области изучения свойств тория


Cadillac World Thorium Fuel Concept Car

На данный момент специалисты Laser Power Systems полностью сосредоточили свои силы на создании серийного образца двигателя для массового производства. Впрочем, не исчезает один из самых важных вопросов, как отреагируют на подобное новшество страны и компании, лоббирующие «нефтяные» интересы. Ответ подскажет только время.

Интересное:

  • Природные запасы тория превышают запасы урана в 3-4 раза
  • Специалисты называют торий и в частности торий -232 «ядерным топливом будущего»

★ Ториевый двигатель

Ториевый топливный цикл

Ториевый топливный цикл — ядерный топливный цикл, который в качестве расщепляющегося материала использует изотоп тория Th-232. В реакторе изотоп Th-232 превращается в расщепляющийся искусственный изотоп урана U-233, который является ядерным топливом. В отличие от природного урана, природный торий содержит только следовые количества расщепляющегося материала, которые недостаточны для инициации цепной ядерной реакции. Для инициализации топливного цикла в этих условиях требуются дополнительные расщепляющиеся материалы или дополнительный источник нейтронов. В ториевом реакторе Th-232 поглощает .

Тристан и Изольда (фильм)

«Тристан и Изольда» — фильм 2006 года, основанный на одноимённой средневековой романтической легенде. Наряду с совпадениями отдельных черт сюжета в фильме присутствуют значительные, по сравнению с оригиналом, изменения общей сюжетной картины, причинно-следственных связей, мотиваций и т. п.

М-40 (двигатель)

М-40 — советский авиационный поршневой 12-цилиндровый V-образный четырёхтактный дизельный двигатель водяного охлаждения. Являлся дальнейшим развитием двигателя АН-1РТК.

М-71 (двигатель)

В 1933 году СССР заключил с фирмой «Райт» США соглашение о производстве 9-цилиндрового американского звездообразного двигателя Райт «Циклон» R-1820. Освоение двигателя поручили новому заводу № 19 в Перми. К 1934 году двигатель «Циклон» уже не являлся новинкой и для усовершенствования двигателя при заводе № 19 был организован конструкторский отдел. Главным конструктором назначили А. Д. Швецова. Двигатель постоянно усовершенствовался, всё больше удаляясь от прототипа. С 1937 года разрабатывался двигатель М-70 — 18-цилиндровый мотор на базе М-25. Дальнейшим развитием М-70, уже на базе узлов М .

М-103 (двигатель)

M-103 — авиационный поршневой четырёхтактный 12-цилиндровый V-образный двигатель жидкостного охлаждения конструкции В. Я. Климова. Является модернизированым вариантом двигателя М-100 — лицензионной версии двигателя Hispano-Suiza 12Y. Двигатель устанавливался на скоростных бомбардировщиках СБ, а также многих серийных и опытных самолетах: Сталь-7, Сталь-11, ПС-41, ВИТ, ЦКБ-19. Основные отличия от базового двигателя М-100А заключались в увеличении характеристик двигателя, при сохранении габаритных характеристик: увеличение мощности на 100 лошадиные силы взлетная мощность 850 лошадиные силы и .

М-105 (двигатель)

M-105 — авиационный поршневой четырёхтактный 12-цилиндровый V-образный двигатель жидкостного охлаждения конструкции В. Я. Климова. Было построено около 91 тысячи двигателей в различных вариантах. В ходе войны двигатели Климова изменили наименование с М на «ВК» — по инициалам создателя.

М-106 (двигатель)

М-106 — советский авиационный поршневой двигатель конструкции В. Я. Климова. Являлся дальнейшим развитием М-105 с форсированием по наддуву. У ПЦН оставлена только одна скорость, расчетная высота — 2000 метров. Разрабатывался с 1938 года. Предполагалось, что двигатель станет основным для истребительной и отчасти бомбардировочной авиации. Двигатель долго доводился, так как не удавалось устранить тряску на переходных режимах, выбросы масла, детонацию и дымление. Снят с производства в мае 1943 года.

Читать еще:  Щелчки при пуске холодного двигателя

М-107 (двигатель)

М-107 — советский авиационный поршневой двигатель конструкции В. Я. Климова. Являлся дальнейшим развитием двигателя М-105 с форсированием по оборотам. Разрабатывался с марта 1940 года. Серийное производство началось в 1942 году. В ряде модификаций двигатель выпускался до конца 1948 года. Всего было выпущено 7902 экземпляра в разных вариантах. Двигатели ВК-107А поставлялись на экспорт в Албанию, Венгрию, Китай, Польшу, Югославию.

Разнос двигателя

Разнос двигателя — нештатный режим работы электродвигателя или дизеля, а также в некоторых случаях газотурбинного двигателя, при котором происходит неуправляемое повышение частоты вращения выше допустимой. Такой режим у дизеля обычно наблюдается после холодного пуска или при резком сбросе нагрузки. Физические принципы работы карбюраторного двигателя не позволяют ему войти в разнос. Из электродвигателей к разносу склонны двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением — двигатели параллельного или независимого возбуждения и асинхронные двигатели имеют жёсткую характеристику, искл .

Thorium: проект автомобиля на ядерной энергии

4 сентября 2011

Чарльз Стивенс, изобретатель, предприниматель и руководитель компании Laser Power Systems на днях представил концепт Thorium – проект автомобиля с двигателем, работающим на ядерной энергии. Попробуем разобраться.

Идея создания автомобиля с использованием ядерной энергии не нова. В 2009 году Cadillac представил концепт (см. фото), использующий в качестве топлива радиоактивный металл. Это был лишь макет, заявленной силовой системы там не было. Никто даже не пытался воплотить в реальность проект ядерного реактора размерами и мощностью сопоставимыми с автомобильными характеристиками. Чарльз Стивенс и группа инженеров разработали такой реактор. В концепте Thorium будет использоваться тяжелый слаборадиоактивный металл торий. По мнению ученых, один грамм этого элемента сможет заменить 7.5 тысяч галлонов бензина (около 30 тысяч литров)!

В середине прошлого века торий рассматривался как альтернатива плутонию и урану. Однако работы с этим элементом были прекращены, из-за невозможности использования его в военных целях. Исследователи из России, Индии, Китая и США все больше обращают внимания на торий. Его сложно использовать для создания ядерного оружия, но он вполне может послужить источником для мирной атомной энергии. Запасы тория в земной коре превышают запасы урана в три раза. Этот элемент содержится в десятках минералов, месторождения которых обнаружены в Индии, Австралии, Норвегии, США, Бразилии, Пакистане и других странах.

Интересно, что ученые из Laser Power Systems хотели создать лазер, а не ядерный ректор. Но в ходе работ они обнаружили, что лазер на основе тория не являет собой направленный луч света, как это случается обычно, а испускает мощные тепловые волны. Эта особенность и послужила основой для создания ядерного двигателя Thorium. Предполагается, что в основе системы будет находиться 250-киловаттный генератор весом около 230 килограмм, способный легко уместиться под капотом автомобиля.

Причем же здесь экологические автомобили? Если по требованиям снижения выбросов углекислого газа будут закрываться тепловые станции, то какая останется альтернатива? ГЭС? Многие специалисты считают, что гидроэнергетика достигла своего пика, и не может дальше развиваться. Кроме того, это не совсем экологичная энергия: плотины мешают миграции рыбы, а из-за того что вода в ГЭС проходит дегазацию, в ней не могут существовать живые организмы. Солнечные батареи и ветрогенераторы также имеют ограниченный потенциал и также не совсем безопасны с точки зрения экологии.

На фоне всего этого ядерная энергетика, несмотря на все свои проблемы, выглядит весьма предпочтительной альтернативой. Технологии, использованные в Thorium, могли бы стать основой для автомобилей будущего, не требующих постоянной зарядки и фактически не выбрасывающих вредные вещества в атмосферу. Отходы ториевого реактора составляют всего 1% от отходов уранового реактора той же мощности, при этом его безопасность намного выше. Может стоит попробовать?

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector