Csatlakozz Te is!

Top 5

Miről szól a blog?

Mi próbáljuk megérteni a minket körülvevő világot. A tudást felhasználhatjuk arra, hogy fejlődjünk, anyagilag jobb helyzetbe kerüljünk vagy megőrizzük egészségünket, ne hagyjuk, hogy átverjenek minket! Úgy érzed Te is hozzá tudsz rakni valamit? Van egy érdekes történeted vagy témajavaslatod? Érdeklődéssel várom leveledet: mpeter0725@gmail.com

Ingyenes és hasznos

Különösen ajánlott

Miért nem jó példa a Nap a fúziós energiatermelés kérdésében?

2015.01.15. 13:58 astroleslie


Sokat halljuk, hogy az emberiség energia problémáira csakis a fúziós energia jelenthet megoldást. Egyszerűen szólva ez így igaz, és most nem megyek bele, hogy a napenergia, szélenergia, vagy egyéb tiszta energiatermelés mennyire szükséges, és elegendő.  A cikk témája nem ez lesz, hanem egy kevésbé komoly (hiszen sok mindent nem fogok figyelembe venni a tárgyalásnál), ugyanakkor talán figyelemfelkeltő, tudományos tényre szeretnék rámutatni egyszerű, gyors (és remélhetőleg könnyen emészthető) számításokkal.

Különböző fórumokon, dokumentumfilmekben elhangzik a klasszikus mondat, hogy a fúziós reaktorokban majd a Nap energiatermelését próbálják leutánozni. Ismeretterjesztői előadásaimban én is ezt a példát szoktam előhozni, pedig ez így nem a legpontosabb kijelentés. Az ember egyszerű számításokkal megmutathatja, hogy a Nap energiatermelése egyáltalán nem hatékony, a hatalmas energia, ami felőle érkezik, csakis a méretének köszönhető. Hasonlatokkal élve a Nap nem egy hidrogénbomba, hanem egy „nagyon lassan égő kályha”. Nézzük a számításokat, amelyek igazolják ezeket az állításokat!

A Napból hozzánk érkező energiát a napállandóból tudjuk kiszámítani. Ennek értéke a légkör tetején 1,36 kilowatt négyzetméterenként. Hogy megkapjuk a Földet érő teljes energiamennyiséget, meg kell szorozni ezt a számot egy félgömb felszínével (hiszen a Nap mindig csak a Föld egyik felét világítja meg). A Föld sugara 6378 km, ezt felhasználva a félgömb felszíne 2,556*108 négyzetkilométer lesz, és a teljes kapott energiamennyiség (az átváltások után) 3,477*1017 watt lesz. (Ennyi energia érkezik a Föld légkörének tetejéhez másodpercenként a Napból. Érdekességként megjegyzem, hogy az emberiség energiafogyasztása becslések szerint 15*1012 Watt évenként.)

Elég nagy szám, amit kaptunk, és mondhatnánk, hogy miről beszélek én itt. Főleg, ha megnézzük, hogy a Nap teljes energiatermelése másodpercenként 3,827*1026 watt. Most kell viszont átgondolni, hogy ennek a hatalmas energiamennyiségnek az előállításához mekkora térfogat szükséges! A fúzió a Nap magjában történik, ami körülbelül a Nap térfogatának 20 százaléka. A Nap sugara 696 ezer km, ebből a számolgatások után Nap magjának térfogatára 4,5*1024 köbmétert kapunk. Osszuk el a két mennyiséget egymással, és akkor megkapjuk, hogy köbméterenként a Nap mennyi energiát termel! Az eredmény 85 watt lesz köbméterenként. Nem tűnik már olyan nagy számnak (főleg, ha valaki veszi a fáradtságot, és kiszámolja, hogy például egy atomerőmű blokk mennyi energiát állít elő köbméterenként)!

Hogy lássuk mennyire nem az, végezzünk el egy másik számítást is! A saját fizikai adataimat figyelembe véve a napi energiaszükségletem nagyjából 2800 kcal (ezt az adatot a netről néztem, heti 2-3 óra sportot és könnyű fizikai munkát feltételezve). Ha ezt átváltjuk a megfelelő mértékegységekre (watt), és elosztjuk a nap másodperceinek számával, akkor azt kapjuk, hogy a szervezetem 0,14 wattot termel másodpercenként. A szervezet energiatermelése a gyomorban történik, mindössze 4 köbdeciméteres térfogatban. Elosztva a kettőt kapjuk, hogy a szervezetem átlagosan 35 wattot termel köbméterenként és másodpercenként. Ugyanaz a nagyságrend, mint a Nap energiatermelése! Aki pedig komoly sportot űz (nagyjából háromszoros kalóriafogyasztás), annak szervezete ugyanannyi energiát tud termelni köbméterenként, mint a Nap!

Összefoglalva: ebből az egyszerű, de nagyon leleményes számolgatásból belátható, hogy a Nap fúziós energiatermelése nem a leghatékonyabb, és ebből kiindulva a fúziós erőművek létrehozása egyáltalán nem könnyű feladat. A Nap csupán azért olyan fényes, mert egy hatalmas, lassan égő kályhával rendelkezik. A mi fúziós erőműveinkbe nem ilyen kell!      

A bejegyzés trackback címe:

http://ertelmesen.blog.hu/api/trackback/id/tr337076621

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben.