Fuziunea nucleară - sursa durabilă şi curată de energie a viitorului

Contextul energetic actual

Civilizaţia s-a dezvoltat pe măsură ce omenirea a fost capabilă să valorifice tot mai eficient diferitele surse de energie. Este ştiut că energia nu poate fi creată sau distrusă ci numai transformată dintr-o forma în alta. Deşi termenul de consum de energie este un termen deja clasic şi utilizat în mod frecvent, în fapt, când îl folosim, el exprimă mai degrabă energia transformată decât pe cea consumată. La fel de bine este ştiut că nicio tehnologie de conversie a energiei nu este lipsită de riscuri, de dezavantaje şi de producere a deşeurilor. În contextul actual, puternic „stigmatizat" de accidentele de la Cernobîl şi Fukushima, utilizarea energiei nucleare ramâne un subiect sensibil şi controversat. Contextul istoric a făcut ca primele aplicaţii ale energiei atomice să fie cele militare, care au generat moarte şi suferinţe prin bombele lansate la Hiroshima şi Nagasaki.

Au trecut ani buni până când oamenii de ştiinţa, într-un efort complementar şi conjugat cu al politicienilor au reusit să convingă şi să pună energia nucleară în slujba umanităţii, pentru a contribui la progresul economic şi social. Stau mărturie în acest sens multiplele aplicaţii paşnice ale energeticii nucleare în medicină, agricultură, industrie. Centralele nuclearo-electrice nu sunt bombe atomice. Programul lansat, dezvoltat şi susţinut de către Agenţia Internaţională de Energie Atomică (AIEA), intitulat „Atomii pentru Pace", precum şi programele naâionale nucleare, dezvoltate în cele peste 30 de ţări din lume, stau mărturie în acest sens. În acelaşi timp, o anumită secretomanie în informarea publicului, moştenită se pare din era aplicaţiilor militare, a făcut ca energia nucleară să fie privită intru-câtva ca „masoneria", (daca este permisă o astfel de comparaţie), respectiv credinţa ca ceva „neobisnuit publicului" se-ntamplă în spatele usilor închise.

Securitatea nucleara şi dezvoltarea durabilă

Energia nucleară? Sunt mulţi pentru, dar şi unii împotriva ei. De când a fost îmblânzită, energia nucleară a constituit subiect de controverse şi dispute, care continuă şi astăzi. Dincolo de pericolul real al proliferării armelor nucleare, dincolo de unele riscuri recunoscute, energia nucleara rămâne o formidabilă sursă de energie care pe lânga avantajele economice prezintă şi foarte mari avantaje ecologice. Acest lucru este puţin cunoscut. Câţi oameni ştiu cum funcţioneaza o centrală nucleară? Câţi oameni ştiu ca radioactivitatea a existat pretutindeni în natura, din timpuri imemoriale şi că noi trăim şi cu radiaţii (naturale sau artificale)?

Hiroshima, 1945, dupa explozie

Nicio sursă de energie nu este absolut sigură, nici chiar morile de vânt nu sunt lipsite de accidente. Nu întâmplător - pe masura acumulării experienţei - încă de la exploatarea primelor instalaţii nucleare s-a elaborat şi dezvoltat conceptul de securitate nucleară. Securitatea nucleară reprezintă ansamblul dispoziţiilor tehnice şi al măsurilor organizatorice care trebuiesc luate pentru ca funcţionarea unei instalaţii nucleare să nu antreneze nicio consecinţă periculoasă pentru personalul de exploatare, pentru sănătatea publică şi/sau pentru mediul înconjurător. În aceste condiţii, securitatea nucleară garantează ca:
- funcţionarea normală a instalaţiilor nucleare nu implică nicio expunere excesivă la radiaţii ionizante asupra lucratorilor şi nicio împrăştiere excesivă a efluenţilor radioactivi;
- s-au luat toate măsurile pentru prevenirea accidentelor şi respectiv pentru limitatrea consecinţelor acestora dacă cu toate masurile luate - accidentul totuşi s-a produs.
Poluarea atmosferei cu bioxid de carbon şi alte gaze de seră nu are efecte imediate directe, dar continuarea poluării va conduce la schimbări climatice ce vor deveni vizibile când va fi prea târziu pentru a mai putea lua măsuri eficiente. Ciuma bubonică din evul mediu a fost un pericol direct. A ucis 30 % din populaţia Europei, dar a constituit o ameninţare minoră pentru civilizaţie fără consecinţe ulterioare majore pentru planeta noastră. Arderea combustibililor fosili şi conversia sistemelor naturale în terenuri agricole nu sunt pericole imediate pentru oameni dar afecteaza lent şi ireversibil capacitatea de autoreglare şi de menţinere a vieţii pe pămant. Prin urmare, nu numai găsirea surselor de energie inepuizabilă focalizează intregul efort al cercetării ştiinţifice, ci mai ales găsirea unei surse de energie curată, prietenoasă faţă de om şi mediul înconjurător.

Este energia nucleara o sursa durabilă?

Răspunsul la aceasta intrebare se găseşte în următoarea întrebare: poate contribui energetica nucleară la acoperirea nevoilor de energie ale societăţii noastre, fără a compromite şansa generaţiilor viitoare de a-şi acoperi propriile nevoi? Ca vechi truditor şi cercetator pe tărâmul energeticii nucleare, am fost adesea frământat de aceste două întrebări, iar răspunsul argumentat nu poate fi decât DA! Dezvoltarea durabilă a fost definită, pentru prima dată, în raportul Brundtland, astfel: „Dezvoltarea care satisface cerinţele prezentului fără a compromite capacitatea generaţiilor viitoare de a-şi satisface propriile nevoi". Dezvoltarea durabilă trebuie privită mai degrabă ca direcţie a unui drum, decât ca destinaţie a acestuia. Prin urmare, obiectivul imediat al dezvoltării durabile îl constituie poziţionarea pe direcţia corectă, pe parcurs putând interveni mai multe opţiuni sau compromisuri. Pornind de la convingerea că numai printr-o corectă informare şi prin totala transparenţă se poate câştiga încrederea oamenilor în tehnologiile nucleare, prezentul articol îşi propune să aducă o modestă contribuţie la înţelegerea mecanismului şi a etapelor ce trebuiesc parcurse de la atom la kilowat, pe calea fuziunii nucleare. Sper că în acest fel cititorul să poată judeca singur şi obiectiv, dacă energia nucleară este şi poate deveni, şi în viitor, o alternativă durabilă de producere a energiei electrice şi termice, atât de necesare dezvoltării armonioase şi independente a unei ţări.

Fuziunea nucleară, sursa durabile de energie

Fuziunea poate produce cantităţi nelimitate de energie „curată" cu ajutorul unor resurse disponibile în mari cantităţi precum apa de mare. Din aceste cauze, fuziunea nucleară, care nu lasă în urma decât o cantitate infimă de deşeuri radioactive, produse de centralele pe bază de fisiune nucleară, este privită ca sursă de energie a viitorului şi ca una dintre cele mai sigure modalităţi de a reduce dependenţa de combustibilii fosili. Materiile prime pentru fuziune: litiul şi deuteriul (uşor obtenabile din apa de mare) sunt practic inepuizabile. În plus fuziunea prezintă avantaje certe faţă de fisiunea nucleară:
- energia eliberată se ridică la 94 x 103 kWh(t)/gram de nuclee reactante, ceea ce reprezintă de 1800 de ori

energia ce terbuie asigurată reactanţilor pentru a iniţia fuziunea;
- expunerea publicului în caz de accident este de 100 de ori mai mică decât în cazul fisiunii nucleare;
- volumul de deşeuri radioactive este foarte mic iar pericolul asociat acestora va fi de 10-100 000 ori mai mic decât în cazul fisiunii;
- posibilitatea proliferării armelor nucleare este mult mai mică.
În plus, energia rezultată prin fuziune este produsă fără a elimina în atmosferă gazele de seră aşa cum se întâmpla în cazul termocentralelor convenţionale.

O extrapolare a instalaţiei J.E.T. o reprezintă proiectul International Thermonuclear Experimental Reactor (I.T.E.R.), al cărui obiectiv global îl reprezintă demonstrarea fezabilitatii ştiinţifice şi tehnologice a producerii în scopuri paşnice de energie pe calea fuziunii termonucleare. I.T.E.R.-ul constituie următorul pas important în dezvoltarea reactorului de fuziune nucleară şi se bazeaza pe cea mai largă colaborare ştiinţifică internaţionala, desfăşurată sub auspiciile Agentiei Internaţionale de Energie Atomică. ITER-ul va fi capabil să genereze 400 MW energie de fuziune pentru o durată de şase minute, pentru ca mai târziu să fie extins pentru o funcţionare continuă. De menţionat însă că prima centrala termonucleara din lume pe baza de fuziune nucleară a fost testată cu succes, în China. Giganticul proiect poreclit „Soare artificial", demarat de autorităţile unui stat mereu avid de resurse energetice, imită modalitatea în care Soarele genereaza energie.

Corpul uman va deveni bateria viitorului

    Deoarece corpul uman produce mai multa energie decat foloseste, un concept revolutionar vizeaza transformarea corpului uman in bateria viitorului.

Corpul uman produce aproximativ 100W in momentele de repaus si pana la 300-400W in momentele de activitate fizica intensa. Pentru un interval scurt, ca in timpul unui sprint, corpul poate produce pana la 2000W. Cum este utilizata energia produsa? Flexarea muschilor, inclusiv a celor cardiaci, este consumatorul principal, dar o mare din energie este irosita, precum cea pentru mentinerea temperaturii corpului.

   Mai multi cercetatori analizeaza moduri prin care energia irosita de corpul uman ar putea fi folosita pentru diverse procese. Tehnologiile pentru utilizarea energiei corpului uman exista deja, insa perfectionarea lor este necesara pentru a folosi cu adevarat eficient energia produsa de corpul uman.

   Bateriile cilindrice si acumulatorii paralelipipedici ar putea disparea chiar inainte de transformarea corpului uman intr-o baterie pentru gadgeturile utilizate zilnic, datorita bateriei flexibile dezvoltate in Coreea de Sud. Este insa corpul uman cel mai bun inlocuitor al bateriilor?

Energia umana la scara larga

Corpul uman este deja folosit pentru energia sa in Suedia, unde caldura emanata de corpul navetistilor din gara centrala din Stockholm este utilizata pentru incalzirea apei dintr-o cladire apropiata.

Aceeasi tehnologie ar putea fi extinsa si in alte zone urbane aglomerate, unde caldura emanata de corpul uman ar putea fi folosita pentru a scadea consumul de combustibili fosili sau alte forme de combustibili ce nu sunt regenerabili.

Dispozitivele piezoelectrice sunt o alta solutie ce ar putea fi utilizata si la scara larga. Deocamdata acestea sunt cercetate pentru alimentarea unui laptop prin simpla folosire a tastaturii. Oare cat de multa energie ar produce o astfel de tehnologie implementata in pietele cele mai circulate din marile orase?

Energia umana la purtator

Pana acum, mersul pare cea mai sigura cale de a produce energie ce poate fi stocata intr-o baterie. La Universitatea din Wisconsin a fost dezvoltat un pantof sport ce utilizeaza un amestec de apa si ulei, in miscare la fiecare pas, ce incarca electrozii inclusi la fiecare pas.

Deocamdata, prototipul de pantofi ce utilizeaza energia corpului uman nu este pregatit pentru productia la scara larga si ar putea fi doar primul mod in care corpul uman este folosit pentru a alimenta diverse gadgeturi.

In medicina, energia produsa de corp ar putea fi folosita pentru alimentarea implanturilor interne, ca pacemakerul, dar utilitatea tehnologiei va fi cu siguranta aplicabila si in alte activitati de zi cu zi.

Cercetarile in domeniu urmeaza sa elucideze care este surplusul de energie de care se poate lipsi corpul uman, iar daca folosirea energiei in exces duce la arderea grasimilor, atunci corpul uman ca baterie pentru gadgeturile folosite zi de zi va avea si cea mai simpla cale de scadere in greutate, fara restrictii alimentare si diete neplacute.

Macheta proiect

Macheta orasului viitorului realizata de colegii nostri

Mai multe metode de economisire a energiei

Nu am considerat de ajuns metodele deja gasite asa ca am cautat atat informatii in plus despre cele deja gasite, cat si metode noi de economisire a energiei.

                                                       Panouri solare în loc de asfalt

• Este o tehnologie care înlocuiește toate drumurile, locurile de parcare, trotuarele, parcurile de recreație și multe altele cu panouri solare..
• Nu sunt ca simplele panouri solare puse pe acoperiș. Sunt panouri inteligente, putând fi înlocuite unul câte unul în caz de deteriorare, acoperite de un nou material de sticlă făcut și testat pentru a susține greutăți foarte mari. Pe lângă toate acestea.. sunt totuși panouri solare.

      

•       Ele generează energie care, la rândul ei, generează bani. Acestea se întrețin singure pentru că soarele nu va dispărea dintr-o dată de pe cer, deci lucrul acesta ar reduce costul energiei . 

•       Vă puteți imagina cât de sănătos vom trăi?

•       Va reduce consumul de energie și, implicit, poluarea.

                                                           Energia Eoliană   

   Energia eoliana este energia continuta de forta vantului ce batepe suprafata pamantului, folosita pentru a suplini sursele traditionale de energieelectrica, precum caldura degajata de arderea carbunilor. 

•          Aceasta e o sursă de putere electrică promițătoare în viitor datorită ecologității și infinității sale, chiar   dacă, din cauza variației vântului pe parcursul anului,  turbinele acționează în jur de 60% din perioada acestuia.

                                        

                                                                                                                                                

Energia solara

            V-ați întrebat vreodată de ce energia solară este o bună alternativă la rețeaua electrică standard?

•            Energia solară este o sursă regenerabilă de energie. Soarele este tot timpul prezent și chiar și în cea mai innorată zi exista lumină pe care panourile o pot absorbi.
•         Nu elimină gaze dăunatoare pentru mediu.

             Un panou solar fotovoltaic, spre deosebire de un panou solar termic transformă energia luminoasă din razele solare direct în energie electrică.
      Panourile fotovoltaice vă ajută să economisiți deoarece nu trebuie să plătiți pentru electricitate.

                            Alte modalitati prin care si TU poți economisi energia:

  Înlocuind becurile convenționale cu cele de economisire a energiei, 

 puteți să reduceți consumul energiei electrice de 4-5 ori. 

Nu lăsaţi aparate electrice să funcţioneze în regim sleep!

Senzorii speciali, nu numai că opresc în mod automat lumina când părăsești 

o încăpere și o aprind când pășești în ea, dar mai și reduc costurile de energie.

               Izolând  ferestre şi uşi în timp de iarnă, puteţi să renunţaţi la aparate                                                         de încălzire, care necesită cantităţi mari de energie electrică.

                        Nu lăsaţi încărcătorul conectat atunci când nu-l utilizaţi.

                  În timp ce gătiți, reglați flacăra aragazului la nivelul economic!

Importanta energiei

Metodele de a economisi energia au fost alese si prezentate, dar cati dintre noi inteleg cat de importanta este aceasta si de ce trebuie sa economisim?

Din cauza epuizării continue  și excesive al energiei peste tot pe glob, se produc diferite fenomene cum ar fi efectul de seră produs de încălzirea globală și epuizarea rezervelor de combustibili fosili.

Lumea este pusă în mișcare de energie. Fără energie, totul s-ar opri. De aceea, este necesar să fim conștienți de cauzele epuizăriii energiei, și să contribuim cât mai mult la economisirea acesteia.

Metode

      In materialul anterior am  amintit ce este energia dar ramanand la statici nu rezolvam nimic.In urma unei consultatii cu echipa am hotarat unele metode prin care sa facem folosirea energiei regenerabile mai profitabile si mai la indemana. Desi in acest moment folosirea acestui tip de energie nu este dorita si aceste vorbe se vor izbi de ignoranta majoritatii noi ne-am gandit totusi sa incercam.

•    O metoda deja folosita si promovata in regiunea noastra este energia eoliana ce are din ce in ce mai multi adepti

• Energia solara poate fi o alternativa mult mai ieftina si benefica naturii.
• De asemenea panourile solare pot fi amplasate pe blocuri si case,constituindu-se un element arhitectural unic si totodata economic.

• Pe cursurile raurilor pot fi construite cat mai multe mori de apa 
• Masinile electrice,mult mai compacte si totodata capabile sa asimileze energia solara fara sa polueze

Energia este...

      Oamenii,din ce in ce mai egoisti,uita ca mediul inconjurator le confera adevarata putere si le sustine traiul.Suntem impacati cu sine ca evoluam si cream masinariii care ne usureaza viata dar nu ne pasa daca acesta este nociv pentru natura.
     Cu toate acestea am ales un subiect mai mult sau mai putin controversat: ENERGIA.

     Dorind sa avem o imagine clara asupra acestui concept, am gasit urmatoarele raspunsuri la intrebarea
"Ce este energia?":

•  Energia este o funție de stare, o mărime de stare a unui sistem fizic, aceasta definind calitatea schimbărilor și proceselor care au loc în Univers, începând cu deplasarea în spațiu și terminând cu gândirea.
• Conceptul de „energie“ este fundamental datorită legăturii existente între materie şi mişcare, dar şi datorită producerii şi transformării diferitelor forme de mişcare ale materiei. Aceste forme de mişcare se pot transforma reciproc unele în altele, în raporturi cantitative strict determinate, fapt ce a permis introducerea noţiunii de energie ca o măsură comună a lor                                                                             

       

  

     Unitatea și legătura formelor de mișcare a materiei, capacitatea lor inepuizabilă de transformare reciprocă, a permis măsurarea diferitelor forme ale materiei printr-o măsură comună: ENERGIA.

     Aceasta energie ne ofera confortul de care depindem azi.Ei bine in momentul de fata este folosita la nivel mondial energia neregenerabila adica energia fosila si cea nucleara.Utilizarea intensivă a combustibililor fosili a modificat substanţial nivelul de CO₂ din atmosferă, rezultând o încălzire generală datorată efectului de seră.

     Dar sa vedem care sunt sursele de energie regenerabila...

• energia eoliana
• energia apei
• energia geotermica

Inceputurile

    Totul a inceput odata cu propunerea doamnei profesoare sa facem un proiect ce ne putea stimula creativitatea si lucrul in echipa. Recunosc, a fost o joaca de copii sa fac un proiect in cea mai mare parte cu informatii de pe Wikipedia sustrase si cu un simplu "copy paste". Dar nu a fost de ajuns.Asa ca,motivata de nereusita m-am documentat din nou si din nou pana am realizat ca  lumea se indreapta intr-o directie nefavorabila ei. Am ales acest filmulet pentru a va arata indiferenta si egoismul de care dam dovada fiecare in zilele noastre.