Connect with us

Технологии

Ядерные мини-реакторы в каждый дом: ученые рассказали, когда мы ими воспользуемся

Published

on

Национальная лаборатория Айдахо (INL) сделала важный шаг на пути к практическому применению ядерного реактора поколения IV, преодолев ключевое препятствие в разработке технологий для реакторов на расплавленных солях.

Группа ученых разработала эффективный метод обработки топлива для таких реакторов, что является значительным достижением в области ядерной энергетики.

Как сообщает newatlas.com, реакторы на расплавленных солях, являющиеся частью поколения IV, представляют собой новые конструкции, которые лишь несколько десятилетий назад казались экспериментальными и имели ограниченные перспективы реализации. В этих реакторах топливные стержни из обогащенного урана или плутония и водяной замедлитель/охладитель заменяются смесью ядерного топлива и расплавленной соли. Эта концепция обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с традиционными реакторами, работающими на воде под давлением, используемыми сегодня.

Основные преимущества реакторов на расплавленных солях включают более высокие рабочие температуры и атмосферное давление, что делает их более эффективными и снижает механические нагрузки. Это также устраняет угрозу неконтролируемого расплавления, поскольку ядерная реакция в таких реакторах является самоограничивающейся. Кроме того, с помощью простых химических процессов можно удалять опасные газы, такие как водород и ксенон. Реакторы могут работать при температуре около 600°C, что на 50% повышает их эффективность, а также они способны непрерывно перерабатывать топливо, что снижает количество ядерных отходов.

Реакторы на расплавленных солях могут использовать различные виды топлива, и их конструкции могут быть модульными, что позволяет адаптировать их для различных применений, включая добычу нефти, производство водорода, опреснение воды, плавучие электростанции и даже судоходство.

Основной проблемой в разработке таких реакторов является нахождение подходящего соединения урана и обеспечение его массового производства с высокой эффективностью. В рамках эксперимента MCRE (реактор на расплавленном хлориде) группа INL с 2020 года пытается решить эту задачу. В сотрудничестве с компаниями Southern Company и TerraPower ученые планируют построить первый в мире критический реактор на расплавленной соли с быстрым спектром, с целью продемонстрировать его работу к 2028 году и создать коммерческую версию к 2035 году.

Сначала в 2020 году INL удавалось производить лишь 57–85 г топлива за раз, в то время как для достижения критичности реактору необходимо 3,5 тонны топлива. Однако, благодаря использованию денатурированного урана, который химически идентичен расщепляемому урану, но дешевле, лаборатория смогла увеличить производство до 18 кг за партию. В настоящее время лаборатория работает над созданием еще пяти партий топлива к октябрю 2025 года для демонстрации потенциала полномасштабного производства и запуска экспериментов на реакторе MCRE.

Источник: newatlas.com

Continue Reading
Advertisement
Click to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Технологии

В Карибском море пробурили Большую голубую дыру: ученые обнаружили нечто тревожное

Published

on

Новые данные, полученные из осадков в Большой голубой дыре, свидетельствуют о значительном увеличении числа тропических штормов за последние 5700 лет, с особенно резким ростом в последние два десятилетия.

Исследователи взяли керн осадков из карстовой воронки, известной как Большая голубая дыра, расположенной в Карибском море, примерно в 80 километрах от побережья Белиза. Результаты анализа указывают на то, что тропические циклоны, похоже, стали более частым явлением за последние 5700 лет. Главный вывод исследования заключается в том, что частота региональных штормов непрерывно увеличивается за этот период, и особенно резкий рост наблюдается в последние 20 лет.

Тропические циклоны — это интенсивные, вращающиеся системы низкого давления, которые формируются над теплыми водами океана. Эти шторма переносят тепло из океана в верхние слои атмосферы и могут быть чрезвычайно разрушительными, характеризуясь сильными ветрами, штормовыми нагонами и обильными ливнями.

Для проведения исследования ученые извлекли керн осадка из карстовой воронки, известной как Большая голубая дыра, на глубине около 125 метров под толщей воды. Известно, что эта воронка образовалась во время повышения уровня моря в конце последнего ледникового периода, около 10 000 лет назад. Образец керна длиной около 30 метров стал самой длинной непрерывной записью тропических штормов в этом районе. Изучив слои осадка в керне, исследователи смогли определить количество тропических штормов в регионе за последние 5700 лет, так как каждый год откладывается два слоя осадков хорошей погоды, что позволяет отсчитывать годы назад.

График из исследования, показывающий частоту штормов в Большой Голубой Дыре в 100-летних окнах подсчета
Фото: Supplementary Materials

Результаты показали, что тропические штормы стали особенно частыми с тех пор, как люди начали сжигать ископаемое топливо во время промышленной революции. По словам Доминика Шмитта, ведущего автора исследования и научного сотрудника исследовательской группы биоседиментологии Франкфуртского университета имени Гете, за последние почти 6000 лет над Большой голубой дырой происходило от 4 до 16 тропических штормов и ураганов каждое столетие. Однако за последние 20 лет в этом регионе произошло как минимум 9 штормов.

Исследователи предполагают, что два основных фактора способствуют росту числа тропических циклонов в этом регионе. Во-первых, это миграция на юг зоны внутритропической конвергенции (ITCZ), что влияет на климатические условия. Во-вторых, повышение глобальной температуры океана также играет значительную роль. Авторы исследования полагают, что увеличение числа тропических штормов связано с глобальным потеплением Земли, и считают, что этот процесс продолжится в ближайшие десятилетия. Прогнозируется, что до конца 2100 года на Карибские острова может обрушиться до 45 тропических штормов и ураганов.

Таким образом, исследование подчеркивает важность учета климатических изменений для оценки рисков, связанных с природными бедствиями, и предупреждает о возможных дальнейших последствиях глобального потепления.

Источник: Live Science

Continue Reading

Технологии

Ученые нашли форму жизни, которая может выжить в экстремальных условиях Марса

Published

on

Исследователи выявили, что лишайники могут стать одной из земных форм жизни, способных выжить в суровых условиях Марса, что может сыграть ключевую роль в будущем освоении Красной планеты.

Марс, несмотря на холод и атмосферу, состоящую в основном из углекислого газа, является одной из наиболее перспективных планет для колонизации. Он находится в зоне, где возможна жидкая вода, а его твердая поверхность подходит для создания поселений. Однако для того, чтобы обеспечить человека кислородом и пригодную для дыхания атмосферу, придется провести значительную работу, в том числе, возможно, вырастить растения.

Лишайники, известные своей способностью выживать в экстремальных условиях на Земле, были выбраны для исследования. Эти организмы способны выдерживать как высокие, так и низкие температуры, а также сильное излучение и длительные периоды засухи. Лишайники могут переходить в аметаболическое состояние (ангидробиоз), что позволяет им выживать в неблагоприятных условиях.

Для эксперимента ученые выбрали два вида лишайников — Diploschistes muscorum и Cetraria aculeata. Они подвергались воздействию условий, имитирующих атмосферу и климат Марса, включая колебания температуры, рентгеновское излучение и давление. Результаты показали, что вид Diploschistes muscorum лучше всего адаптируется к этим условиям. Этот лишайник может поддерживать метаболические процессы и активировать защитные механизмы в условиях Марса, что делает его перспективным кандидатом для выживания на Красной планете.

Таким образом, лишайники могут стать важным компонентом для исследования возможности жизни на Марсе и помощи в подготовке планеты для будущего человеческого проживания.

Источник: IFLScience

Continue Reading

Технологии

В недрах планеты найдена червоточина: ученые обнаружили, что в одной точке земная кора протекает

Published

on

Новое исследование показало, что под Средним Западом США происходит редкий геологический процесс — нижняя часть земной коры буквально “капаёт” в недра планеты. Этот механизм, известный как литосферное капание, был выявлен с помощью сейсмического мониторинга.

Согласно данным Science Alert, расплавленные породы в верхней мантии Земли накапливаются и со временем набирают массу, пока не становятся достаточно тяжелыми, чтобы опуститься глубже. Это указывает на постепенное истончение литосферы — твердой оболочки Земли.

Диаграмма, поясняющая модель, создающую литосферные капли под Северной Америкой
Фото: Nature Geoscience

Литосферное капание ранее наблюдали в Андах и на Анатолийском плато в Турции. Но впервые этот процесс зафиксировали под Северной Америкой. По словам геофизика Торстена Беккера из Техасского университета в Остине, это открытие помогает понять эволюцию Земли в прошлом и процессы переработки континентальной коры.

Главной причиной называют субдукцию древней тектонической плиты Фараллон. Она уже сотни миллионов лет погружается под Североамериканскую плиту, создавая мощные мантийные потоки, которые ослабляют дно кратона (старейшего участка земной коры).

Этот процесс занимает миллионы лет, и он вряд ли скажется на людях в ближайшие поколения. Однако он может дать новые знания о движении литосферы, которое влияет на формирование земной поверхности и тектонические процессы.

Источник: Science Alert

Continue Reading

В тренде