poniedziałek, 31 marca 2014

Samochód atomowy - reaktor torowy

SAMOCHÓD JEŹDZI 100 LAT NA JEDNYM TANKOWANIU 

Przyszłe samochody oparte o tor mogą być tankowane raz na sto lat! W czasach początku XXI wieku trudno sobie wyobrazić korzystanie z samochodu bez jego częstego tankowania. Okazuje się jednak, że jest to możliwe a co więcej, raz zatankowany pojazd może jeździć nawet przez 100 lat. Możliwe są także hybrydy z ogniwami torowymi. Ekologiczna gorączka na dobre opanowała świat, zatem trzeba postawić na czystą energię atomową. Motoryzacja również na nią "zachorowała". Samochody o napędzie hybrydowym ustępują miejsca tym, do których napędu służy wyłącznie prąd. Silniki elektryczne montuje się już nie tylko w małych autkach miejskich, ale nawet w supersportowych maszynach. Jedną z największych - jeśli nie największą - wadą napędów typu full-electric jest ich zasięg, który odpycha część potencjalnych nabywców. Naprzeciw ich wymaganiom stają naukowcy, którzy coraz głośniej mówią o napędach jądrowych. 

Cadillac z napędem atomowym
Jeśli samochód, tak jak ten ze zdjęcia byłby zasilany torem nigdy w ciągu całego życia nie byłoby potrzeby uzupełnienia paliwa. Prędzej zużyłoby się samo auto niż ogniwo nuklearne. Dlatego właśnie firma Laser Power Systems stworzyła prototyp samochodu z silnikiem zasilanym tym pierwiastkiem. Chociaż jest on promieniotwórczy, to do zniwelowania jego szkodliwego działania wystarczy cienka warstwa folii aluminiowej. To niewielki problem w porównaniu do szkodliwości, którą niesie za sobą spalanie benzyny. Naukowcy już dawno chcieli wykorzystać energię jądrową do napędu samochodów. W 1957 roku Ford zaprezentował światu prototyp o nazwie Nucleon. Amerykański producent przewidywał wymienność kapsuły z reaktorem atomowym w punktach obsługi kierowców. Projekt zakończył się niepowodzeniem przez niewystarczające zasoby technologiczne ówczesnego świata oraz agresję ze strony lobby petrochemicznego handlarzy i producentów benzyny. Dzisiaj podczas budowy samochodu o napędzie jądrowym, zdolni naukowcy chcą wykorzystać tor. 


Tor jest jednym z najgęstszych pierwiastków na Ziemi – mała próbka zawiera 20 milionów razy więcej energii niż taka sama ilość węgla. Dzięki temu jest to jedno z najlepszych źródeł energii na Ziemi. Twórcy prototypu używają go do tworzenia lasera, który ogrzewa wodę – produkując parę, napędzającą turbinę samochodu. Niestety Dr Charles Stevens, szef Laser Power Systems stwierdził, że nieprędko doczekamy się masowej produkcji takich samochodów – „Producenci aut nie chcą kupować tej technologii” oświadczył. Dodał, że większość branży jest skupiona na maksymalizacji zysków z silników na benzynę. 

Tor to pierwiastek chemiczny występujący w skorupie ziemskiej znacznie powszechniej niż uran jest też od niego dużo bezpieczniejszy w użyciu. Reaktory torowe produkują niewielkie ilości promieniowania, a rdzenie nie mogą się stopić prowadząc do katastrofalnego skażenia. Co więcej, mogą być budowane w niemal dowolnych rozmiarach. Nawet tak małych, by w przyszłości znaleźć zastosowanie w samochodach osobowych. Polsce bardzo przydałaby się torowa elektrownia jądrowa najnowszej generacji, nie tylko atomowe samochody. 

Według obecnych modeli, silnik oparty o tor posiada wagę około 225 kilogramów i jest łatwy do zamontowania w konwencjonalnie zaprojektowanych pojazdach. Prezes firmy LPS Charles Stevens powiedział, że tylko jeden gram toru daje energię większą niż 28 tysięcy litrów benzyny. Oznacza to więc, że 8 gramów da tyle mocy iż samochód, według Stevensa, będzie mógł jeździć przez całe 100 lat bez tankowania. Tor jest najczęściej występującym w przyrodzie pierwiastkiem promieniotwórczym. Ze względu na długi czas połowicznego rozpadu jego radioaktywność jest niewielka. Dziś wykorzystuje się go m.in. do tworzenia stopów charakteryzujących się dużą wytrzymałością wysokotemperaturową, a tlenek toru stosuje się przy produkcji niektórych soczewek. Z drugiej strony pierwiastek ten może być użyty jako paliwo w reaktorach jądrowych. Fakt ten chcą wykorzystać naukowcy przy produkcji napędów przyszłości. 

Firma skupia się na przystosowaniu technologii do innych celów – zasilania budynków przemysłowych i mieszkalnych relatywnie tanią energią. Tor aktualnie kosztuje 5000 $/kg, ale jego wysoka cena wynika wyłącznie z niewielkiego (niemal zerowego) popytu. W przypadku masowego użycia cena mogłaby spaść do 10 dolarów za kilogram! Do zasilania auta przez 100 lat wystarczy około 8g. Zatem dziś koszty tego paliwa na całe życie to w przeliczeniu na złotówki około 120 zł. Przy masowym wykorzystaniu, koszt mógłby spaść nawet do kilkudziesięciu groszy! Podobnie efektywne i ekologicznie czyste są elektrownie atomowe i ogniwa generujące prąd elektryczny z toru. 

Elektrownie zasilane solami toru są budowane już od kilku lat we Francji przez polskich, tak polskich, inżynierów działających na emigracji zarobkowej. Są to elektrownie atomowe 5-tej generacji. A Polsce wciska się złomowe rozwiązania z lat 60-tych XX wieku jako elektrownię atomową. Paliwo do starych elektrowni będziemy kupować oczywiście w FR lub DE. Zasada działania takiego napędu jądrowego w samochodach jest prosta. Tor w silniku jądrowym pośrednio produkuje ciepło, pod którego wpływem wytwarza się para wodna. Ta z kolei powoduje działanie generatora, który zamienia ją w energię elektryczną, potrzebną do napędzania silnika. Cienka warstwa folii aluminiowej uniemożliwia przedostawanie się promieniowania poza układ - to wystarczająca osłona w przypadku toru, który nie może być wykorzystany do produkcji broni. 

Charles Stevens, badacz pracujący dla firmy Laser Power Systems, stworzył prototyp lasera opartego na torze (pierwiastku chemicznym), który jest w stanie wytworzyć ilość energii wystarczającą do napędzania pojazdu, nie emitując przy tym żadnych spalin. Promień lasera Stevensa, zwanego "MaxFelaser" zamienia wodę w sprężoną parę wodną napędzającą turbinę parową wytwarzającą prąd. System jest w stanie bez problemów wytworzyć moc 250 kilowatów (co odpowiada 335 koniom mechanicznym), waży 227 kg i mieści się pod maską samochodu osobowego. 

Tor przez wielu fizyków nuklearnych jest uznawany za znacznie lepsze paliwo jądrowe, niż uran. Mniej radioaktywny i lepiej dostępny od uranu pierwiastek był testowany przez chińskich naukowców jako zamiennik uranu w reaktorach atomowych. Zastąpienie uranu torem w elektrowniach jądrowych to jedno, ale umieszczenie radioaktywnego materiału w poruszającym się pojeździe to inna sprawa. Choć małe, torowe reaktory nuklearne są także możliwe, to nie zaprojektowano jeszcze wcześniej takiego, który mógłby się zmieścić w samochodzie. Za to system Stevensa daje taką szansę. Badacz stworzył MaxFelaser już w 1985 roku, a teraz pracuje nad jeszcze lepszym zintegrowaniem go ze zmodyfikowaną turbiną Tesli i skonstruowanym przez siebie generatorem. Napęd nuklearny do samochodów jest zasadniczo gotowy, chociaż ciągle ulepszany, jednak nie wiadomo czy ujrzy światło dzienne w masowej produkcji, gdyż na pewno będzie wzbudzać obawy sektora naftowego o "bezpieczeństwo". Tymczasem istniejąca od lat metoda Zderzaków Łągiewki pozwala zminimalizować skutki wszelkich katastrof samochodowych i w sumie niewiele kosztuje. 

Choć te doniesienia wydają się nieprawdopodobne, to Cadillac pokazał już, że da się stworzyć samochód wykorzystujący do napędu tor, prezentując w 2009 roku World Thorium Fuel Concept. Dzięki wykorzystaniu toru spadną ceny nie tylko transportu, ale też każdego produktu, który na co dzień kupujemy. Takie paliwo to bogactwo całej ludzkiej cywilizacji naukowo-technicznej. Nie jest to też szczególnie rzadki pierwiastek – światowe zasoby toru przedstawiają się następująco:

Indie – 360 000 ton
Australia – 300 000 ton
Norwegia – 170 000 ton
USA – 160 000 ton
Kanada – 100 000 ton
RPA – 35 000 ton
Brazylia – 16 000 ton
Pozostałe kraje – 95 000 ton

Jak widać tor jest to niemal nieskończone źródło bardzo taniej energii. Jest jednak zbyt dużo pieniędzy do zarobienia na benzynie, dlatego możemy nie prędko doświadczyć tych zdrowych i rozsądnych oszczędności w codziennym życiu. Chyba, że kierowcy strajkami pod Sejmem zmuszą rząd do wprowadzenia na rynek takiej nowoczesnej technologii, bardzo ekologicznej technologii. 

Tor jest metalem z grupy aktynowców, który swoja nazwę zawdzięcza nordyckiemu bogowi piorunów. Jest on dostępny bardzo powszechnie na świecie, a dziś uważa się go za odpad przy wydobywaniu metali ziem rzadkich (takich jak chociażby iterb, neodym czy skand) - a jest on także potencjalnie najlepszym paliwem jądrowym. W niektórych reaktorach można go zużyć kompletnie przez co nie powstają groźne odpady, a do tego w reaktorach na tor można spalać odpady radioaktywne z uranowych elektrowni atomowych. Generalnie elektrownie na tor mają być dużo czystsze i bezpieczniejsze tworząc 10-krotnie mniej odpadów, które mają przy tym nawet 100 razy krótszy okres rozpadu niż odpady z klasycznych elektrowni jądrowych. 

Chiny mają ogromny problem ze smogiem zalegającym nad tamtejszymi miastami, dlatego są zmuszone do szybkiej rezygnacji z węgla. Chińskie władze przyspieszyły od 2011 roku projekt budowy pierwszego w pełni funkcjonalnego reaktora torowego na ciekłych fluorkach (w skrócie LFTR), który ma powstać już w ciągu 10, a nie jak wcześniej zakładano - 25 lat. Chiński program budowy takiej elektrowni wystartował w roku 2011, a chińskie władze ogłosiły wtedy, że chińskie rezerwy toru wystarczą na zasilanie tego ogromnego i bardzo licznego państwa przez 20 tysięcy lat. Za 350 milionów dolarów rekrutowano 140 doktorów z Shanghai Institute of Nuclear and Applied Physics i dano im narzędzia pracy, a do przyszłego roku liczba naukowców pracujących nad projektem ma wzrosnąć do 750 osób.

Obecnie toczy się wyścig - z jednej strony mamy szeroko pojęty zachód (Argentyna, Brazylia, Kanada, Francja, Japonia, Korea Południowa, RPA, Wielka Brytania i USA) działający w ramach programu Gen-4, a z drugiej właśnie Chiny. Zachód obrał nieco inną drogę rozwoju - grupa Gen-4 prowadzi prace nad reaktorem opartym na lekkiej wodzie. Już wcześniej, w latach 60-tych XX wieku, amerykanie prowadzili badania nad takimi reaktorami, lecz zostały one odłożone na półkę, gdyż wtedy - u szczytu zimnej wojny -  amerykańskie wojsko potrzebowało po prostu plutonu pochodzącego z klasycznych reaktorów atomowych do tworzenia bomb. I dlatego mamy niebezpieczne typy reaktorów jądrowych zamiast bezpiecznych torowych technologii pomyślanych dla dobra i pomyślności całej ludzkości. 

Czekamy na polskie samochody atomowe i elektrownie torowe!!! 

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz