Anonim

NASA 's الطابق السفلي المفاعل النووي

علم

ديفيد سزوندي

21 فبراير 2013

4 صور

بحث ناسا يحمل وعد مفاعل نووي منزلي (الصورة: ناسا)

إذا كان جوزيف زاودني ، وهو عالم بارز في مركز لانغلي للأبحاث التابع لوكالة ناسا ، على صواب ، فإن مستقبل الطاقة قد يكمن في مفاعل نووي صغير بما يكفي وآمن بما فيه الكفاية ليتم تركيبه عندما كان سخان الماء المنزلي يجلس مرة واحدة. باستخدام القوة النووية الضعيفة التي تحول النيكل والهيدروجين إلى مصدر جديد للطاقة الذرية ، تقدم العملية وسيلة خفيفة محمولة لإنتاج كميات هائلة من الطاقة لكمية الوقود المستخدمة. يمكن أن نفترض قوة المنازل ، ثورة في وسائل النقل وحتى تنظيف البيئة.

في الوقت الحالي ، تعني الطاقة النووية أحد مقاربتين. هناك الانشطار ، الذي ينطوي على تقسيم ذرات اليورانيوم أو البلوتونيوم لإطلاق الطاقة ، ويعمل في جميع المنشآت النووية العسكرية والمدنية. ثم هناك الانصهار ، الذي ينطوي على إجبار ذرات الهيدروجين معا لتشكيل الهيليوم وإطلاق المزيد من الطاقة. كانت الأولى مثيرة للجدل منذ عقود ، بينما كانت الأخيرة في مرحلة البحث منذ خمسينيات القرن العشرين ، ولا تزال بعيدة عن التطبيق العملي الآن كما كانت في ذلك الوقت.

شبكة شعرية من النيكل (الصورة: NASA)

تكمن المشكلة في التقنية النووية الحالية في أن الانشطار ينتج نفايات نووية ولديه صورة عامة سيئة ، بينما يتضمن كل من الاندماج والانشطار توليد كميات كبيرة من الإشعاعات المؤينة الخطرة. كما أنه لا يساعد على كلتا العمليتين تتطلب تركيبات كبيرة ومعقدة مع التدريع الثقيلة. وذلك لأن التفاعلات النووية التقليدية تعتمد على ما يسمى قوى نووية قوية ، وهي القوى التي تمسك الذرات معا. إن تكسير الذرات الثقيلة أو إجبار الذرات الضوئية معاً ينشر طاقة تكفي لتشغيل أمة أو تفجير واحدة.

ما يسمى Zawodny والباحثين الآخرين يعملون على يسمى التفاعلات النووية منخفضة الطاقة أو التفاعلات النووية طاقة شعرية (LENR). في أواخر 1980s ، ذهب باسم "الاندماج البارد." مؤيديه كانت خفيفة على النظرية وليس صارمة جدا في التجريب. لقد ظنوا أن الطاقة النووية يتم إطلاقها بواسطة تفاعل كيميائي ، لكن هذه النظرية انتهى بها المطاف إلى أن فقدت مصداقيتها. واليوم ، لم يتغير الاسم فحسب ، بل تغير أيضًا نظرية وأسلوب الباحثين.

وقال زاوودني "هناك الكثير من الناس الذين يحاولون بناء شيء دون فهم أي شيء." "لقد نجحت في إديسون والمصباح الكهربائي ، ولكنه استغرق وقتا طويلا وكان ذلك نظامًا بسيطًا. هذا أمر معقد جدًا. وإذا صنعوا شيئًا بالكاد يعمل ، وبصورة عرضية واحدة من ألف عمل ، حسنا ، انها سوف تنزل منزلا مع طريقة التجربة والخطأ. "

شعرية نيكل تستوعب أيونات الهيدروجين (الصورة: NASA)

وفقا ل Zawodny ، LENR لم يكن يعتقد أن الاندماج البارد وأنها لا تنطوي على القوى النووية القوية. بدلا من ذلك ، تستخدم القوى النووية الضعيفة المسؤولة عن تحلل الجسيمات دون الذرية. تتضمن عملية LENR وضع الشروط المناسبة لتحويل هذه القوى الضعيفة إلى طاقة. بدلاً من استخدام العناصر المشعة مثل اليورانيوم أو البلوتونيوم ، تستخدم LENR شبكية أو إسفنجية من ذرات النيكل ، التي تحتوي على ذرات الهيدروجين المتأينة مثل الإسفنج الذي يحمل الماء.

تصنع الإلكترونات في الشبكة المعدنية للتأرجح بحيث تتركز الطاقة المطبقة على الإلكترونات في عدد قليل منها فقط. عندما تصبح نشطة بما يكفي ، يتم إجبار الإلكترونات على بروتونات الهيدروجين لتشكيل نيوترونات بطيئة. يتم سحبها على الفور في ذرات النيكل ، مما يجعلها غير مستقرة. هذا ينجم عنه تفاعل يتحول فيه أحد النيوترونات في ذرة النيكل إلى بروتون وإلكترون ومضاد للنينورينو. هذا يغير النيكل إلى نحاس ، ويطلق الطاقة بدون إشعاع مؤين خطير.

وتتمثل الخدعة في تكوين العملية بحيث يتم إطلاق المزيد من الطاقة أكثر مما تحتاجه للحصول عليه. وقال زاوودني "تبين أن الترددات التي يتعين علينا العمل بها هي ما أسميه وادي لا يمكن الوصول إليه". "بين ، على سبيل المثال ، 5 أو 7 THz و 30 THz ، نحن لا نملك أي مصادر جيدة حقا لجعل التردد لدينا التي تسيطر عليها. "

LENR هو طريق طويل جدا من اليوم الذي يمكنك فيه الخروج وشراء مفاعل نووي منزلي. في الواقع ، لا يزال يتعين إثبات أن هذه الظاهرة موجودة ، ولكن المئات من التجارب في جميع أنحاء العالم تشير إلى أن الحرارة والانتقال بأدنى قدر من الإشعاع ومدخلات الطاقة المنخفضة تحدث مع عوائد تتراوح من 10 إلى 100 واط.

يجب القيام بالكثير من العمل للتحقق من صحة هذه الادعاءات ، ولكن قد يحدث بالفعل خارج المختبر. ووفقًا لما ذكره مطور النظرية المشارك ، لويس لارسن ، فقد تحدث LENR بشكل طبيعي في البرق أو حتى في السحابة البدائية للغاز والغبار التي شكلت الأرض. إذا كان الأمر كذلك ، فسوف يفسر سبب اختلاف نظائر الأوكسجين في كوكبنا والشمس.

إذا أمكن إجراؤها ، فستكون التطبيقات العملية ثورية مثل ما أنجزه الانشطار ووعده الاندماج. نظريا ، يمكن أن تنتج العملية عدة ملايين من المرات من الطاقة أكثر من التفاعلات الكيميائية. وفقا لدينيس بوشنيل ، كبير العلماء ، في مركز ناسا لانغلي للأبحاث ، فإن واحد بالمائة من النيكل المستخرج سنويا يمكن أن يلبي احتياجات الطاقة في العالم مقابل ربع تكلفة الفحم. في السنوات الماضية ، انفجرت العديد من المختبرات أثناء دراستها LENR والنوافذ قد ذاب - مما يدل على أنه إذا كان يعمل حقا ، يمكن أن تنتج كمية مثيرة للإعجاب من الطاقة.

يقول Zawodny أن التطبيق الأكثر منطقية من LENR هو المفاعل المنزلي ، الذي ينتج الحرارة والكهرباء للمنزل أثناء شحن السيارة الكهربائية للعائلة. وهناك مجال آخر في مجال النقل ، حيث تعمل المفاعلات الخفيفة والمحمولة على تزويد الطائرات الأسرع من الصوت والسيارات الطائرة دون خطر أو إشعاع. ويمكن أن يستخدم حتى في تشغيل طائرة فضائية قادرة على الوصول إلى المدار دون مراحل أو خزانات وقود خارجية.

وأحد المجالات ذات الأهمية الخاصة هو البيئة ، حيث يستخدم مفاعل LENR الكربون لتشغيله ، وتحويل العنصر إلى نيتروجين. وفقا ل Zawodny ، فإن هذا سيكون أفضل بكثير من عزل ثاني أكسيد الكربون للسيطرة على تغير المناخ ، ويمكن أيضا أن تستخدم للقضاء على مركبات الكربون السامة عن طريق تحويل النفايات إلى وقود.

مستقبل LENR هو مسألة اتخاذ خطوة إلى الوراء في الفيزياء النووية. الجيل الأول قفز مباشرة إلى ردود فعل القوة القوية. الآن الهدف هو العودة لدراسة القوى الضعيفة.

وقال زاوودني "من وجهة نظري ، ما زالت هذه تجربة فيزيائية". "أنا مهتم بفهم ما إذا كانت هذه الظاهرة حقيقية ، كل ما يدور حوله. ثم الخطوة التالية هي تطوير القواعد للهندسة. وبمجرد الانتهاء من ذلك ، سوف أسمح للمهندسين كل ما هو ممتع. "وتابع يقول ذلك ، " كل ما نحتاجه حقا هو أن هناك دليل واحد لا يمكن دحضه وقابل للتكرار بأن لدينا نظاما يعمل. وبمجرد حصولك على ذلك ، فإن الجميع سوف يرمي أصوله ثم أريد شراء أحد هذه الأشياء ووضعها في منزلي. "

المصادر: ناسا ، ناسا

بحث ناسا يحمل وعد مفاعل نووي منزلي (الصورة: ناسا)

شعرية نيكل تستوعب أيونات الهيدروجين (الصورة: NASA)

مفهوم الطائرات الفضائية التي تعمل بمفاعلات LENR (الصورة: NASA)

شبكة شعرية من النيكل (الصورة: NASA)

موصى به اختيار المحرر