A Hét 1979/2 (24. évfolyam, 27-52. szám)
1979-08-25 / 34. szám
TUDOMÁNYTECHNIKA ■■■■■■■■ Az emberiséget a jövő szempontjából több olyan probléma foglalkoztatja, mely katasztrófához illetve veszélyes konfliktushoz vezethet, ha a jövőben nem oldódik meg valamilyen formában.- Ilyen például a javak egyenlőtlen elosztásának kérdése. Az emberiség kis hányada (a fejlett országok) a javak körülbelül 50 %-át igényli, míg az úgynevezett „harmadik világnak" csak nagyon kis rész jut. Ennek következménye, hogy földünk lakosainak % része alultáplált, sőt a fejlődő országok némelyikében még napjainkban is éhhalál pusztít. A megoldásra váró kérdések közé sorolható a környezetszenynyezés problémája, vagy a robbanásszerű népességszaporulat következményei. Nem kevésbé fontos az a kérdés sem, milyen módon elégíthetjük ki oz állandóan növekvő energiaigényt, mi lesz a jövő „szene", ha a mostani szén- és kőolajkészletek kimerülnek. Lesz-e mivel fűteni, világítani száz, kétszáz, ezer év múlva is? Nézzüfc meg, mekkora is lesz majd az energiaigény a közel- és a távolabbi jövőben. Az utóbbi harminc évben földünk energiaszükséglete tízévenként nagyjából megduplázódott. Minden jel arra utal, hogy ez a tendencia a jövőben is megmarad, sőt egyesek szerint ez a növekedés még rohamosabb lesz. A hagyományos energiahordozók — a szén és a szénhidrogének — lelőhelyei a legoptimálisabb jóslások szerint is száz év múlva kifogynak. A vízierőművek, a szél mozgósenergióját hasznosító erőművek és más hasonló „gyártó-egységek" a jövő energiabázisaként nem jöhetnek számításba. Jogosan merül fel tehát a kérdés, miből veszi majd az emberiség a szükséges energiát a jövőben? Tudósok szerint a magenergia és a napenergia hasznosítása a jövőben tökéletes megoldást biztosít. A MAGHASADÁS ÉS A MAGFÚZIÓ Az atommagban lekötött energiát alapjában véve kétféle módon szabadíthatjuk fel, az atommag széthasításával (a napjainkban működő összes atomerőmű ezen az elven működik), illetve két atommag eggyé való egyesítésével. Ha egy nehéz elem, például az urán magját valamilyen módon széthasítjuk, energia szabadul fel, melyet azután különböző formában hasznosíthatunk. A napjainkban használt atomerőművekben az urán egyik izotópja a hasadó elem, esetenként a plutónium. Elképzelhető, hogy a jövőben a hasadó alapanyag más elem lesz. Várható a jobb hatásfokkal való kihasználás is. A gyártási folyamat biztosan sokat fog tökéletesedni a gyorsneutronos és más, új típusú reaktorok elterjedésével. Mérések és becslések szerint a hasadó alapanyag is hosszú időre biztosított. A hagyományos atomerőműtipusok alkalmazását azonban két tényező fogja kedvezőtlenül befolyásolni, mégpedig a környezetszennyezés és az erőművek teljesítménykülönbsége. A napjainkban és a közeljövőben alkalmazásra kerülő atomerőművek (az ismert okok miatt) sokkal nagyobb mértékben szennyezik a környezetet, mint ahogy a ma még csak kísérleti stádiumban levő termonukleáris (fúziós) erőművek fogják, teljesítményük, hatékonyságuk viszont sokkal kisebb. Két atommag egyesülése (fúziója) során ugyanis sokszorosan nagyobb energia szabadul fel, mint egy atommag hasadásakor, s ez azt eredményezi, hogy a fúziós erőművek teljesítménye nagyságrendben sokszorosa lehet a maiaknak. A termonukleáris erőművek reaktorában a következő folyamat fog lejátszódni: két hidrogénatom egyesítéséből hélium keletkezik, miközben nagy mennyiségű energia szabadul fel, melyet azután hasznosítani lehet. Az alapanyag tehát a hidrogén izotópja (deutérium, trícium), mely a vízben ill. lítiumban nagy mennyiségben megtalálható. A hagyományos reaktorban visszamaradó kiégett fűtőrudak helyett (melyek még hosszú ideig rádioaktívak, ezért tárolásuk nehéz, veszélyes és költséges) a magfúziós erőművekben melléktermékként hélium keletkezik, mely nem radioaktív elem. Ezek az erőműfajták még egy ok miatt mutatkoznak előnyösebbnek mint a napjainkban használatos atomerőművek. Az energiahordozó alapanyag gyakorlatilag korlátlan mennyiségben áll rendelkezésre. Ha átgondoljuk az egészet, látjuk, hogy a magfúziós reaktorok nagyon hosszú időre biztosíthatják az emberiség energiaszükségletét, ideálisnak mondható körülmények között. Az olvasóban bizonyára felmerül a kérdés, ha az elv ismert, miért nem alkalmazták mór régebben ill. alkalmazzák napjainkban? A felelet a következő: ezidáig még nem sikerült a magfúziós folyamatot * szabályozni és rentábilissá tenni. Ha ez a kettő sikerül. előreláthatólag nem lesz akadálya a szélesebbkörű alkalmazásnak. Jóslások szerint mór 2050 körül több termonukleáris erőműnek kellene működnie, egyenként több 10 ezer megawattos teljesítménnyel. (A jelenlegi erőművel; teljesítménye nagyságrendben az ezer megawatt körül mozog.) Mint ismeretes, a Nap már több milliárd éve mint termonukleáris reaktor működik, s a Földön a hidrogénbombánál szintén sikerült megvalósítani a megfúziós folyamatot. A folyamat szabályozása azonban embernek ezidáig még nem sikerült. A probléma lényege a nagy hőmérséklet előállításában ill. megtartásában rejlik. Ahhoz, hogy a magfúziós folyamat beinduljon több mint 10 millió Kelvin-fokos hőmérsékletre van szükség, ennek elérése viszont nem könnyű feladat. (A hidrogénbombóban ehhez „hagyományos" atombombát alkalmaznak.) Miután ezt a hőmérsékletet elértük, meg is kell tartanunk néhány másodpercig, s az egész folyamatot szabályozni is kell, nehogy felrobbanjon, hidrogénbomba módjára. Alapjában véve a kutatás két fő iránybon folyik. Az egyik módnál lézersugárzással vagy elektronsugárzóssal próbálják elérni a kellő hőmérsékletet, a másiknál elektromágneses úton kísérleteznek. Hogy melyik úton érik el előbb a célt, s hogy melyik válik be jobban a gyakorlatban, ma még titok, reméljük azonban, hogy már csak rövid ideig. A LEGTISZTÁBB ENERGIA Ha a villamos energia jelzőjének elfogadjuk a „legnemesebb" jelzőt, akkor - véleményem szerint - nyugodt szívvel hívhatjuk a napenergiát a „legtisztább" energiának. A Földet sugárzás alakjában éri el. Sok minden elmondható erről a sugárzásról, de az semmi esetre sem, hogy „tisztádon". A környezetet nem szennyezi. Hasznosításakor a természet a legkevésbé van átalakítva, veszélyeztetve. A Nap által kisugárzott energia parányi hányada jut csak a Földre, a légkör viszont még ebből is visszaver 35 %-ot. 20 %-ot a légkör nyel el, s csak a maradék jut le a Föld felszínére, biztosítva a víz körforgását, a fotoszintézishez szükséges energiát. Egy 1978-as adat szerint a napenergiát főleg uszodák vizének melegítésénél, lakóházak fűtésénél, valamint naperőművekben hasznosították. A jövő télen már a Fehér Házat is napenergia fűti. Az alkalmazás a berendezések drágasága miatt ma még legtöbb helyen ráfizetéses lenne. Szélesebb körű elterjedésére akkor számíthatunk, ha a napelemek óra jóval alacsonyabb szintre süllyed o maiétól. (Csehszlovákiában napjainkban a napelemek alkalmazásával még csak kísérleteznek.) A Föld egyes területein a napsütéses napok száma eltérő. Helyes alkalmazással, illetve más energiaforrások kombinálásával azonban előnyösen alkalmazhatók olyan vidékeken is, ahol kevesebb a napsütéses napok száma, mint például Csehszlovákiában. Egy másfajta hasznosítási mód válik majd lehetségessé és gazdaságossá, ha a földkörüli pályára juttatott egységnyi tömeg szállítási költsége jóval alacsonyabb lesz a maiénál. Egy ma még fantasztikusnak tűnő tervet dolgozott ki az USA-ban a Boeingcég. Lényege, hogy a Földet övező pályára egy óriási (11,7 km hosszú és 4,3 km széles) napelemet juttatnak, mely a nap sugarait összegyűjti. Az így összegyűjtött energiát aztán koncentráltan a földi központba sugározzák, ahol 10 000 megawatt teljesítményt nyernének belőle. (Csehszlovákia jelenlegi erőműveinek összteljesítménye körülbelül 13 000 megawatt.) A terv megvalósításához — a technika mai szintjén 1000 milliárd dollárra lenne szükség (USA jelenlegi évi költségvetése körülbelül 400 milliárd dollár). A terv ma még tényleg fantasztikus, de a távolabbi jövőben nagyon is reálisnak látszik. Egy másik elképzelés szerint a napenergiát a tengervizek sótalanításáro vagy a víz hidrogénre és oxigénre való bontására használják majd. Az oxigénről tudjuk, hogy mire jó. A hidrogén pedig majd pótolja a benzint, kőolajat és a földgázt. Az égé^i termék a víz lenne, s nem különböző ártalmas gázok. A deutériumot és a tríciumot, amely a víz szétválasztása során keletkezne (esetleg mesterségesen is elősegítenék nagyobb mennyiségben való keletkezését) a termonukleáris erőművekben mint energiahordozó alapanyagot alkalmaznák. Ma még nehéz csak jóslásokba is bocsátkozni, mikor valósulhat meg majd egy ilyen elképzelés, de ha egyszer megvalósul, — s bízunk benne, hogy megvalósul - akkor a napenergia mint fontos energiaforrós fog szerepet játszani az emberiség életében. Optimista jósok szerint a jövő század már a napenergia százada lesz. MÉSZÁROS PÉTER, villamosmérnök A turbógenerátor torkában A Lenin nevét viselő harkovi energetikai gépgyár termékeit: a hengerműveket, bányalifteket, mozdony villanymotorokat kiemelkedően nagy teljesítménymutatók fémjelzik. Itt készültek a szovjet atomerőművek 500 ezer kilowattos óriás generátorai is. Külföldön, elsősorban a KGST-országokban jól ismertek a harkovi gyárakban készülő villanymotorok, vízerőgépek, hőerőművek több százezer kilowatt teljesítményű berendezései, turbógenerátorai. Védelem a kórokozók ellen Az átlátszó öltöny tökéletesen megvédi viselőjét az olyan veszedelmes fertőző betegségek kórokozóitól, amilyen például a feketehimlő vagy a Lassza-kór. A levegőt nagy hatékonyságú szűrőn szívja be a védő ruhába a villamos hajtású kis szivattyú. Percenként 120 liter levegő a teljesítménye, így a ruhában enyhe túlnyomás van — akkor sem jutnak be a kórokozók, ha valahol (például az egyébként légmentesen záró kézelőnél) kis rés támad. * Úszó munkahely Tavi, folyami, környezetvédelmi feladatok, szállítási munkák és búvárok ellátására különlege: munkapadozatot készítenek alumíniumból Svédországban. A négy milliméter vastagságú alumíniumlemezből kialakított két úszólap tetszés szerinti szögben szerelhető össze a munka jellegétől függően, erre kerül a két motor. Néhány perces munkával szétszerelhetik és összeállíthatják az úszó szerkezetet, csónakutánfutón pedig országúton szállíthatják. A JŰVŰ ENERGIAFORRÁSAI 18
