Új Szó, 1964. szeptember (17. évfolyam, 243-272.szám)

1964-09-08 / 250. szám, kedd

Üj' korszerű település épül Pezlnokon. A terv szerint 1970-ig itt 444 lakás készül eh jelenleg 282 lakásegység már elkészült, illetve a közeljövőben adják át rendeltetésének. (E. Remp felv.) Magas légköri nyomás KÖZÉP-EURÓPA FÖLÖTT... A meteorológia problémáit elemző tudományos ismeretterjesztő cikkek s a rádió időjárásjelentései gyakran lesznek említést magas, illetve alacsony légköri nyomásról. Néha a millibar, vagy a milliméter kifejezés is elhangzik a légnyomással kapcsolatban, és ezekről a fogalmakról az avatatlanok általában keveset tudnak. Mi tulajdonképpen a légnyomás? A levegőnek súlya van, úgyhogy bizonyos nyomást gyakorol a Föld felületére és a földön levő tárgyakra. A levegő alsó rétegei nagyobb nyomást gyakorolnak,, mint a magasabb rétegek, mert a légnyomást a tenger szintjátől az atmoszféra felső rétegéig nyúló légoszlop okozza. A légköri nyomást ezért bizonyos helyeken mérik, illetve az e hely fölötti levegő súlyát állapítják meg. A Föld felületének minden négyzetcentiméternyi területére gyakorolt légnyomás kb. 1,03 kg-nak felel meg. Az ember, is ennek a nyomásnak van kitéve. Ezt" azonban nem érzi, mégpedig azért, mert a nyomás arányosan oszlik el egész testén, s ezt a nyomást a szervezet belső nyomása kiegyenlíti. Az emberi szervezet alkalmazkodik ehhez a nyomáshoz. Ha a nyomás nagyobb a megszokottnál, ez nemcsak ideiglenes nehézségeket, hanem súlyos fiziológiai zavarokat is okoz. A magas és az alacsony légnyomás egyaránt káros hatású. Ha például magas hegyet mászunk meg, ahol ritkább a levegő, a légnyomás lényegesen alacsonyabb annál, amelyet szervezetünk megszokott, úgyhogy ilyenkor fáradságot érzünk. A légnyomás mértékegysége a milliméter és a millibar. A higanyoszlop egy-egy millimétere kb. ih millibarnak felel meg, illetve egy-egy millibar a higanyoszlop 3/i millimétere. A 760 mlliméteres, illetve 1013 millibaros nyomást általában normálisnak tekintjük. A légnyomás mindenütt más. A meteorológiai állomások dolgozói állandóan megfigyelik, s rendszeresen megismétlődő időközökben mérik. Az így szerzett adatokat azután felhasználják az időjárás előrejelzésére. A hazánkban és más európai országokban végzett mérések adatait berajzolják az ún. időjárástérképekre. Az egyenlő légnyomású helyeket görbékkel — az ún. lzobárokkal — kötik össze Az izobárok berajzolása után az időjárástérkép megbízható áttekintést nyújt az alacsony és magas légnyomású területekről. Anticiklon és ciklon A magas légnyomás alatt levő területet magas légköri nyomásnak, vagy anticiklonnak nevezik. A középpontjában leszálló légáramlás nyomása következtében a levegő áramlása (szél) a föld közelében a középponttól oldalvást tér el. Annak a levegőnek a helyére,' amely a föld közelében a ' magas légnyomás középpontjától oldalvást áramlik, a légkör magasabb rétegeiből nyomul új levegő. A lefelé tartó levegő magasabb nyomás alá kerül, minek következtében 100 méterenként 1 C fokkal emelkedik a hőfoka. A meleggel a levegő viszonylagos nedvessége csökken, vagyis az ilyen levegő tulajdonképpen kiszárad. A fenti okok miatt a magas légnyomás alatti területeken kevés a felhő, tehát szép idő van. Télen, amikor a levegő eléggé nedves, a magas légnyomás alatti területeken rendszerint néhány száz méter vastag alacsonyan úszó felhőréteg képződik, mely fölött derült az ég. Ezt a jelenséget télen a magasabban fekvő hegyeken jól meg lehet figyelni, ahol sokkal erősebb a napfény, mint a síkságokon. A magas légnyomás ellentéte az alacsony légnyomás, amelyet ciklonnak is szoktak nevezni. Ez nem más, mint alacsonyabb nyomás alatt álló terület, amelyen a légnyomás a középpont irányában csökkenő tendenciájúEzért a levegő az illető terület peremei felöl a középpont irányába áramlik. Az alacsony légnyomás gyakran légköri zavarokkal jár együtt, azaz hőváltozásokat okoz, amit felfelé irányuló légáramlás követ. A fölfelé áramló levegő így alacsonyabb nyomás alá kerül és lehűl, ezért viszonylagos nedvességtartalma emelkedik, minek következtében felhők, esetleg viharok keletkeznek. Alacsony légnyomás esetén tehát változó az időjárás gyakoriak az esők, viharok, télen pedig a havazások. A légnyomás mint időjárásjelző A levegő nyomásának mérésére szolgáló műszer, a légnyomásmérő feltalálása után nemsokára rájöttek arra, hogy az időjárás változása öszszefügg a légnyomás változásával. Mérésekkel bebizonyították, hogy például erős szél előtt mindig jelentősen csökken a légnyomás, s ennek alapján alacsony légnyomás esetén zivatart jósoltak. Ezért sokan a légnyomásmérőt időjárásjelzőnek kezdték tekinteni, és tekintik napjainkban is. A légnyomás adatait, amint már említettük, valóban felhasználják az időjárás előrejelzésénél, de csak akkor, amikor már összeállították egyegy nagyobb terület időjárástérképét. A légnyomásmérő egymagában semmiképpen sem képes az időjárás előrejelzésére. Ez a műszer csak a légnyomás állapotát, illetve annak változását jelzi, figyelmeztet az esetleges légköri zavarokra. Ha egy bizonyos területen magas a légnyomás, az még korántsem jelenti azt, hogy ott szép és állandó lesz az időjárás, mert nem biztos, hogy ez a terület a magas légköri nyomás középpontjában fekszik, amit egyetlen adatból különben sem állapíthatunk meg. Ezért ha a légnyomásmérőt időjárásjelzőként akarjuk használni, inkább a légnyomásban beállt vátozásokat tartsuk számon, mint annak valóságos állapotát. Az utóbbi számontartása különben is másodlagos dolog. Ha a megfigyelt területen a légnyomás egész nap állandóan süllyed, akkor a legközelebbi időszakban szeles, viharos idő várható. Nyáron ilyenkor lehűl, télen viszont a legtöbb esetben felmelegszik a levegő. Tartósabb, jó időjárás akkor várható, ha a légnyomás lassan ugyan, de hosszabb ideig emelkedik és a tetőpont elérése után csak kicsiny az ingadozása, amit a nappali és éjszakai hőmérséklet változása okoz. Dr. P. FORGÁC tmm A fúziós energiatermelés problémái ENERGIA VÍZBŐL • ENERGIA HÚSZMILLIÁRD ÉVRE • A MILLIÓ FOKOK BIRODALMA • A NAP PÉLDÁJA • MÁGNESES „PALACKOK" • ZETA, OGRA ÉS TESTVÉREI Genfben a napokban az atomenergia békés felhasználásáról tárgyalnak a tudósok. Minden szempontból megvitatják a parányi atomban rejtőző mérhetetlen energia felszabadításának és hasznosításának kérdéseit, hogy az immár fogalommá vált atom ne a háború, hanem a béke ügyét szolgálja. Napirenden szerepel a fúziós energiatermelés problémaköre is, amely ez idő szerint az atomkutatás legkevésbé hozzáférhető területei közé tartozik. Mi az oka tulajdonképpen annak, hogy Arcimovics szovjet akadémikus kénytelen volt kijelenteni: a Napon végbemenő nukleáris szintézis ellenőrzésének problémáját majd csak unokáink oldják meg? Miért nem érnek el a kutatók ezen a téren is hasonló eredményeket, mint az atomtudomány más területein? A Nap energiája Hála a modern atomfizikának, ma már tudjuk, hogyan lehetséges, hogy a Nap évmilliárdokon át változatlanul sugároz és melegíti Földünket. Régebben azt tételezték fel, hogy a Nap hősugárzása égési folyamatokból származik. Ha ez a feltételezés igaz lenne, a Nap anyagkészletei, mégha tiszta szénből állnának ís, már régen kimerültek volna; a szénből csak néhány évezredre futotta volna. A Nap energiája tehát más forrásokból táplálkozik. Az atomfizika fejlődésével rájöttünk arra, hogy a csillagok óriási energiájukat, melyet a világűrbe sugároznak ki, hidrogénmagok (protonok) héliumatomokká való egyesüléséből (fúziójából) nyerik. A Nap elképzelhetetlenül nagy hidrogénkészletei is évmilliárdok óta héliumot termelnek. Olyan folyamat ez, amely a valóságban természetesen sokkal bonyolultabb, mint ahogy azt 'itt, az érthetőség kedvéért leírtuk. Közben a Nap másodpercenként 10 000 kvintiilió (10

3

1) kilowattóra energiát sugároz ki. Vannak csillagok, amelyek feltehetőleg ennek az energiának sokszorosát „termelik". A Nap hidrogénkészletei elegendőek ahhoz, hogy még néhány tucat milliárd évig ellássák a Földet a szükséges hővel. Hidrogénből, a Nap energia-háztartásának nyersanyagából van azonban bővén a Földön is, nem lehetne-e ezt is energiatermelésre hasznosítani? — tették fel a tudósok a kérdést. Igen ám, csakhogy a Napon nagy szerepet játszik a magas hőmérséklet is. Már a Nap felülete is igen forró, mintegy 6000 C fok, a belsejében viszont a hőmérséklet millió fok nagyságrendű, ezenkívül óriási nyomások uralkodnak benne, aminek eredménye a magfúzió. 15 millió fok 1958 óta dolgoznak a fizikusok olyan elméleteken, amelyek az „égi" magreakciónak a Földön való Utánzásához vezethetnek. Az ilyen reakciók — termonukleáris reakciónak nevezik őket, mert magrészecskékkel rendkívül magas hőmérsékleten folynak le — legfőbb nehézsége annak a hőfoknak az előállítása, amelyen ez a folyamat megindul. Ez a hőmérséklet ugyanis néhány millió Celsius fok (a Nap belsejében 12—15 millió fok a hőmérséklet!). Ahhoz tehát, hogy laboratóriumban hozzunk létre ilyen termonukleáris reakciókat, először elő kell tudni állítani az ehhez szükséges hőmérsékletet. De miért van szükség ilyen nagy hőmérsékletre? Ennek tulajdonképpen két oka van. Először is „meztelen" atommagokat keli reakcióra bírni. De meztelen atommagokat csak akkor kapunk, ha az elektronburkokat eltávolítjuk, ami nem egyszerű feladat: csak ha erősen hevítik a magokat, akkor válnak ki a magok burkaikból. Ezeket a meztelen magokat — a mi esetünkben a hidrogénmagokat — normális körülmények között lehetetlen összekovácsolni, egyesíteni, mert az egyenlő töltésű részecskék taszítják egymást. A hidrogénmagok protonokból állnak és pozitív elektromos töltésűek. A protonok közti taszító erőket azonban le lehet győzni, ha a protonok nagyon nagy sebességgel ütköznek öszsze. Ilyen nagy sebességet azonban az atom csak nagyon nagy hőmérsékleten ér el. Minél nagyobb a hőmérséklet, annál nagyobb a sebesség. Közönséges szobahőmérsékleten egy hidrogénatom 2,2 kilométeres másodpercenkénti átlagsebességgel-'mozog. Ezzel szemben a Nap belsejében uralkodó hőmérsékleten a mag 500 kilométeres másodpercenkénti sebességei ér el! Ez tehát a második ok, amely ilyen nagy hőmérsékletet követel meg. A ..pinch-hatós" Hogyan hozható létre atombomba nélkül több százmillió Celsius fokos hőmérséklet? Miből építsék meg azokat a reaktorokat, amelyek kibírnak olyan hőmérsékletet, hogy mellette még egyes napok is elbújhatnak? A megoldást 1950-ben két szovjet tudós találta meg: A. D. Zaharov, valamint L. J. Tamm, akit 1958-ban két másik fizikussal együtt Nobel-díjjal tüntettek kl. Elvileg az ő megoldásuk szerint dolgozik minden olyan készülék, melynek segítségével Dubnában, Harwellben, Los Alamosban és más kutatási központokban a magfúziós reaktor felépítésének módozatait keresik. Ezeknek a készülékeknek az elvét erősen leegyszerűsítve az úgynevezett pinch-hatás segítségével magyarázhatjuk meg. Ha egy áramvezetőbe elektromos áramot vezetnek, akkor körülötte az árammal arányos mágneses tér keletkezik. Nagyon erős áramlökés esetén a visszaható mágneses tér összeszorítja az áramvezetőt. Ha az erős áramot gázkisülésben létesítjük, a gáz a bezáró edény közepére összenyomódik, s következésképpen elszigetelődik az edény falaitól. Ilyenformán lehet egy gázkisülésben a gázt anyagszerű fal nélkül „mágneses palackba" zárni. A deuteronok magfúziójához általában deutérium gázt használnak, amelyen rendkívül nagy áramlökést vezetnek át. A gázkisülésben a deutérium gáz plazma állapotba kerül. A héjelektronok leválnak a magról, s a magok és az elektronok rendezetlen tömeget képeznek. A kisülés^ ben ezek a „levetkőztetett magok" felgyorsulnak, és egyesek elég magas hőmérsékletnek megfelelő sebességgel kölcsönhatásba kerülhetnek egymással. Hogy ebből .magfúzió fenntartható legyen, a kialakuló hőmérsékletnek igen magasnak keli lennie, mert még 100 000 Celsins fokon is csak két magfúzió jönne létre 1 liter plazmából egy évezred alatti Ma már néhány millió C fok hőmérsékletet sikerült előállítani. A nagy áramú kisülésben ugyanis a plazma vékony fonallá szorul össze, s így elszigetelődik az edény falától. Ezáltal csökken a hőveszteség, s a betáplált energia a gáz hőmérsékletét mindaddig emeli, míg a sugárzási egyensúly beáll. Sikeres kísérletek Az 1958-as genfi atomértekezleten tizenöt különféle készülékről hangzott el beszámoló, amelyeken ilyenfajta kísérleteket folytatnak. Némelyiket a konferencia kiállításán ls meg lehetett tekinteni. Köztük volt a szovjet OGRA-készülék, amelynek reakciótere egy körülbelül 20 méter hosszú vízszintes cső. Elektromágneses tekercsek veszik körül, ezeknek mágneses tere szigeteli el a deutériumplazmát a csövek falától és hozza létre a „mágneses palackot". Nagy elismerésben részesült a „ZETA" nevű angol készülék is. Reakciótere egy 1 m átmérőjű alumlniumcső, amelyet 3 m átmérőjű gyűrűvé hajlítottak. Az áramlökést nem közvetlenül a kisnyomású gáznak adják, hanem a vasmagot körülölelő cső köpenyének, amely itt úgy működik, mint egy transzformátor primértekercse. A kialakuló mágneses tér a csőfal hosszában elszigeteli a deutériumgázt a faltól és az egyidejűleg indukált szekunder áram hatására a gázban plazmafonal alakul ki. Az egész kísérlet mindössze néhány ezredmásodpercnyi idő alatt játszódik le. Cél: a magfúziós reaktor Mai ismereteink szerint a deuterium és a tricium a magfúziós atommáglyák legalkalmasabb üzemanyaga. A deuteriummagokat a közönséges vízből vonják ki, a természetben nem található tríciumot pedig nehézvízből mesterséges úton állítják elő. Milyen folyamat zajlik le a magfúziós reaktorban? Ha például két deuteriummagot nagy erővel egymásnak ütköztetnek benne, akkor azok nehezebb maggá egyesülnek. Közben egy proton feleslegessé válva kiszabadul (az új magot egy proton és két neutron alkotja). A végtermék, ebben az esetben a tricium súlya tehát kisebb, mint az egyesített két deuteriummag súlyának összege volt. A súlyveszteség energiává alakul át: hő keletkezik. Nem lehet előre megmondani, mikor kerül sor az első ilyen reaktorok megépítésére. Általában úgy tartják, hogy körülbelül 20 éven belül megoldódnak a magfúzió békés felhasználásának problémái, és hogy azután körülbelül újabb tíz évig tart majd, amíg az első erőműreaktórok üzembe helyezhetők lesznek. Egy dolog bizonyos: az energiaellátás jövőjét nem a maghasadás, hanem a magfúzió biztosítja. Ha egyszer ez a hidrogénmagoknak héliummagokká való egyesítésével megoldódott, akkor más könnyű magok egyesítése is lehetségessé válik. > A magfúziős erőmű számos előnnyel jár: a) teljesítméy tekintetében teljesen új lehetőségeket teremt; b) üzemeltetése közben nem keletkezik radioaktív hulladék, amely a maghasadáson alapuló erőműveknél sok nehézséget okoz; c) üzemeltetése sokkal olcsóbb lesz, mint a maghasadáson alapuló erőműveké; d) az üzemanyagkészletek kimeríthetetlenek. Mint Szemjonov professzor mondotta, az Irányított termonukleáris Reakció megoldása „szinte a tudomány fő feladatának tekinthető". Nem kétséges, hogy az ez évi genfi atomértekezlet is új impulzust ad ennek a kutatásnak. Dubnában, Harwellben, Prlncetonban, Los Alamos-ban és más atomkutatási központokban mélyreható kutatás jolyik a termonukleáris reakció irányításának megoldására. Különleges pinch-berendezéseket, toroidkamrákat, stellarátorokat, mágneses „palackokat", mágneses csapdákat stb. építenek a. reakció során keletkező plazma felfogására és befolyásolására. Újabban az amerikai General Electric Co. szintén előállított egy berendezést a termonukleáris reakció végzésére, amelyet a New York-i világkiállításon is bemutattak (a képen J. 1S64. szeptember 8. * (Jj SZÖ 5