Bản dịch tự động sơ bộ, chất lượng thấp: có thể còn lỗi và câu chữ chưa tự nhiên. Bản này sẽ được thay bằng bản dịch tốt hơn. Bản gốc →
65
Cơ hội hình thành nhà máy nhiệt điện than
Từ biên tập viên. Bài viết sau đây được in lại từ Nhật ký Năng lượng của Viện Hoàng gia 40905, trang 1001.
Liên quan đến cuộc khủng hoảng nghiêm trọng do mối đe dọa cạn kiệt các mỏ uranium và thorium trên Trái đất và Mặt trăng, các biên tập viên cho rằng việc thừa nhận việc phổ biến rộng rãi nhất có thể các thông tin trong bài viết này.
Giới thiệu. Than (màu đen, tàn tích hóa thạch của thực vật cổ đại) được phát hiện gần đây ở một số nơi đồng thời mở ra những cơ hội thú vị cho việc tạo ra năng lượng phi hạt nhân. Một số địa điểm đốt có dấu vết khai thác của những người được chấp nhận, những người dường như đã sử dụng than để làm đồ trang sức và quả anh đào trên khuôn mặt của họ trong các nghi lễ tang lễ.
Khả năng sử dụng than trong lĩnh vực năng lượng gắn liền với thực tế là nó được mô tả dễ dàng và tạo ra nhiệt độ cao với sự giải phóng năng lượng cụ thể gần 0,0000001 metawatt-ngày trên mỗi gam. Tất nhiên, con số này rất nhỏ nhưng trữ lượng than rõ ràng rất lớn, có thể lên tới hàng triệu tấn.
Ưu điểm chính của than nên được coi là khối lượng tới hạn rất nhỏ so với vật liệu phân hạch. Các nhà máy điện hạt nhân được biết là tạo ra các phản ứng phản ứng tự duy trì và có kiểm soát của pin nhiên liệu. Động học của phản ứng này phức tạp hơn nhiều so với động học của phản ứng phân hạch hạt nhân và vẫn chưa được hiểu rõ. Đúng, người ta đã thu được một phương trình vi phân gần đúng với quá trình này, nhưng lời giải chỉ có thể thực hiện được trong những trường hợp đặc biệt đơn giản nhất. Vì vậy, người ta đề xuất chế tạo thân lò phản ứng than dưới dạng hình trụ với thành đục lỗ. Thông qua đáp số sản phẩm bị cháy này sẽ được loại bỏ
66
Nya. Xi lanh bên trong, đồng trục với xi lanh thứ nhất và cũng được đục lỗ, dùng để cung cấp oxy và các bộ phận truyền nhiệt được đặt trong khe hở giữa các xi lanh. Nhu cầu che các đầu của hình trụ bằng các tấm cuối tạo ra một vấn đề toán học khó khăn, mặc dù có thể giải được.
Các bộ phận dẫn nhiệt. Việc sản xuất chúng rõ ràng sẽ rẻ hơn so với trường hợp lò phản ứng hạt nhân, vì không cần phải bọc nhiên liệu vào vỏ, điều này thậm chí còn không mong muốn trong trường hợp này, vì nó cản trở việc tiếp cận oxy. Nhiều loại mạng khác nhau đã được tính toán, và ngay cả loại đơn giản nhất trong số chúng - những quả cầu xếp khít - cũng khá đạt yêu cầu. Việc tính toán kích thước tối ưu của các quả cầu này và dung sai vị trí tương ứng hiện đang được hoàn thành. Than dễ dàng được hình thành và việc sản xuất những quả cầu như vậy sẽ không gặp bất kỳ khó khăn nghiêm trọng nào.
Chất oxy hóa. Oxy tinh khiết là lý tưởng cho mục đích này, nhưng nó đắt tiền và chất thay thế rẻ nhất là không khí. Tuy nhiên, 78% không khí bao gồm nitơ. Nếu ngay cả một phần nitơ phản ứng với cacbon sẽ hình thành khí độc thì cũng sẽ là nguồn gây nguy hiểm nghiêm trọng cho sức khỏe của người vận hành (xem bên dưới).
Quản lý và kiểm soát. Phản ứng chỉ bắt đầu xảy ra ở nhiệt độ khá cao (988° F). Nhiệt độ này có thể dễ dàng đạt được bằng cách truyền một dòng điện vài nghìn ampe ít nhất 30 volt giữa các xi lanh bên ngoài và bên trong của lò phản ứng. Trong trường hợp này, các tấm cuối phải được làm bằng gốm cách điện, và điều này cùng với một cục pin cồng kềnh sẽ làm tăng đáng kể độ bền của việc lắp đặt. Một số loại phản ứng đốt cháy tự phát, chẳng hạn như giữa phốt pho và hydro peroxide, cũng có thể được sử dụng để kích hoạt nó, và khả năng này nên được bỏ qua. Quá trình phản ứng sau khi khởi động có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh việc cung cấp oxy, việc này gần như đơn giản như việc điều khiển một lò phản ứng thông thường bằng các thanh điều khiển.
Ăn mòn. Các bức tường của lò phản ứng phải chịu được nhiệt độ trên 1000 K trong bầu không khí chứa oxy, nitơ, carbon monoxide và dioxide, sulfur dioxide và các tạp chất khác nhau, nhiều chất trong số đó vẫn chưa được biết đến. Không có nhiều kim loại và gốm sứ đặc biệt có thể chịu được những điều kiện như vậy. Chất lượng không khí là yếu tố cuối cùng, nhưng bạn có thể phải sử dụng niken nguyên chất.
Biện pháp phòng ngừa an toàn. Việc giải phóng khí độc từ lò phản ứng gây ra mối đe dọa nghiêm trọng cho người vận hành niken, nhưng có thể phải sử dụng niken nguyên chất.
O. Frisch (Từ cuốn sách “Các nhà vật lý sẽ tiếp tục nói đùa”)