|
|
|
Surse neconventionale de energie in natura
Cuprins
Introducere
Ce este energia?
Rezervoare de energie
Energia solara
Taina Soarelui
Razele Solare
Energia apelor sau hidroenergia, energia mareelor si a valurilor
Energia fluxului si a refluxului
Energia valurilor 'vesnic miscatoare'
Ce fel de centrale hidroelectrice exista?
Soarele in calitate de pompa
Energia vantului sau energia eoliana
Energia atomica
Motorul atomic
Helioenergia
Caldura din interiorul Pamantului
In loc de incheiere
Introducere
De la vechii greci ne-a ramas minunata legenda despre titanul Prometeu, care a rapit cerurilor focul si l-a adus oamenilor. Nu este deloc complicat dispozitivul celor doua betisoare, din care unul poate fi invartit repede intr-o adancitura a celuilalt cu ajutorul unui arc cu coarda. Dar cu ajutorul lui omul a putut sa aprinda primul foc in fata pesterii sale. Din acel moment putem incepe numaratoarea pietrelor care masoara drumul strabatut de catre omenire in istoria sa pana in zilele noastre. Acelasi foc ce a ars candva la intrarea in pestera omului care l-a biruit pentru prima data este folosit si de catre oamenii din zilele noastre.
Focul a sporit intr-o masura uriasa puterea omului asupra naturii, dar pana la inventarea substantelor explozive cu ardere rapida si a masinii cu abur, posibilitatea de a infaptui cu ajutorul lui lucru mecanic a fost foarte limitata. Focul il apara pe om de atacul fiarelor salbatice, il incalzea pe om in noptile friguroase, fierbea hrana acestora, etc.
Apoi, in urma domesticirii animalelor, in decurs de multe veacuri, puterea animalelor, care s-a adaugat fortei musculare a omului, a fost principala sursa de energie.
Cucerirea energiei apelor-'carbunele alb'- si a energiei vantului a inceput, de asemenea din cele mai vechi timpuri, cu mii de ani in urma. Vantul era insa un lucrator capricios, nesupus, uneori era fara vlaga iar palele morilor de vant incremeneau in nemiscare, pe cand alteori incepea sa sufle turbat, cu putere napraznica. Apa, spre deosebire de vant, era un lucrator a carui acomodare se facea mult mai usor. Roata hidrauliac a fost de-a lungul multor veacuri principala masina universala de forta folosita in industrie. Abia acum 200 de ani a aparut un nou soi de masina universala, masina termica de forta, apoi ea a dus la aparitia altora cum ar fi turbinele cu abur, motoarele cu ardere interna, turbinele hidraulice si, recent, motoarele de reactie. Anii triumfului masinii cu abur au fost denumiti veacul aburului. Pe nesimtite, dar sigur, aceasta trece in veacul electricitatii, in care traim astazi, si care este urmat de era energiei atomice. A inceput istoria electrotehnicii, dar nu s-a terminat istoria masinii cu abur; a si inceput istoria energiei atomice, dar alaturi de ea a atins o mare inflorire hidroenergetica- iar aceasta, tinand seama de varsta vechii roti hidraulice, are o existenta de cateva mii de ani. Incet de tot s-a largit cercul izvoarelor de energie utilizate de om. Vantul, focul, apa- iata cele trei puternice forte ale naturii de la care omul s-a invatat sa obtina, intr-o masura mai mare sau mai mica, energia necesara nevoilor sale. Numai in ultimii ani, acestora li s-a adaugat si energia nucleara.
Totusi ar mai fi multe surse de energie pe care omul nu stie sa le exploateze, de exemplu: energia colosala a cladurii interne a globului, asa numitul 'carbune albastru'- energia mareelor, a fluxului si refluxului oceanelor, 'carbunele albastru'- energia razelor solare, a caror utilizare este insa abia la primele inceputuri, energia fulgerelor din timpul furtunilor, energia radiatiei cosmicesi exemplele ar mai putea continua.
Ce este energia?
Fiecare dintre noi avem de-a face zilnic, si nu o data, cu cele mai diferite forme de energie. Asa ne-am obisnuit cu ele, incat nici nu ne dam seama cand si cum se intampla aceasta.
Or, sistemul de incalzire centrala sau o simpla soba, indiferent de constructia sa, aprovizioneaza pe timp de iarna locuinta noastra cu energie termica. Becul electric sau o simpla lumanare revarsa pe masa noastra torenti de energie luminoasa. Painea, carnea, legumele si alimentele in general contin energie chimica, care in cele din urma ne da puterea de a actiona, de a trai si chiar de a gandi.
Liftul ne duce la etajul unde se afla locuinta noastra, cheltuind energie mecanica. Iar nu demult, savantii au descoperit posibilitatea folosirii in practica a inca unui fel de energie- a energiei atomice.
Energia este una singura, iar ceea ce am enumerat sunt unele din diferitele ei forme. Totodata energia poate trece dintr-o forma in alta. Energia este capacitatea de a efectua lucru mecanic.
Rezervoare de energie
Energia nu poate fi obtinuta 'din nimic'. Omul o preia din rezervoarele pe care natura, indatoritoare, i le-a pregatit.
Zacamintele de carbune, de petrol, sisturile bituminoase, de exemplu, sunt rezervoare de energie. Uraniul, cel mai pretios metal al zilelor noastre, de asemenea este unul din cele mai bogate rezervoare de energie.
Deseori, in tehnica, in industrie trebuie create rezervoare artificiale de energie. Noi cream rezervoare artificiale- acumulatoare de energie- pentru cele mai variate scopuri, noi trecand energia dintr-un loc in altul.
Energia solara
Taina Soarelui
Soarele incalzeste neuniform diferitele regiuni ale globului pamantesc. In functie de anotimp si de orele zilei, suprafetele marilor, a oceanelor si a uscatului se incalzesc in mod diferit, ceea ce provoaca vanturile. Ele iau nastere si in urma faptului ca emisferele globului pamantesc sunt indreptate catre Soare in mod diferit: aceea unde este vara este mai calda, cealalta, unde este iarna, este mai rece. Asadar, Soarele este sursa primara a celor mai multe dintre formele de energie.
Numai caldura din interiorul Pamantului, pe care noi o folosim inca intr-o infirma masura, energia fluxului si a refluxului, despre care se poate spune acelasi lucru, precum si energia nucleului atomic, pe care abia am inceput sa o utilizam in ultimii ani, nu depind in ultima instanta de respiratia fierbinte a razelor solare.
Adoratorii Soarelui, zeificandu-l, il considerau 'parintele a tot ce este viu pe pamant' deoarece daca Soarele n-ar exista, n-ar exista pe Pamant nici fauna si nici flora. Ca o stanca rece, fara vreo urma de viata, globul nostru s-ar deplasa prin spatiile negre ale Universului
Diametrul Soarelui este de 1 390 000 km. Amintim ca distanta de la Pamant la Luna este de numai 394 000 km! Suprafata Soarelui are o temperatua de 6000 C. Nici o substanta cunoscuta noua nu poate exista la aceasta temperatura, nu doar in stare solida, dar si lichida. Energia emanata de Soare intr-o secunda este de 400 sextilioane de kW. Pentru a debita aceeasi energie ar trebui arse 11 600 bilioane de tone de carbune pe secunda!
A spune ca energia vine pe Pamant de la Soare, fireste nu este un raspuns concret la intrebarile noastre. Intr-adevar, aproape toate izvoarele de energie de pe Pamant isi datoresc existenta Soarelui. Pentru noi, pamantenii este foarte important si vom vorbi despre aceasta detaliat. Insa de unde ia Soarele energia pe care o raspandeste atat de generos? Daca ar fi alcatuit din cel mai superb carbune, la o astfel de risipa, Soarele ar fi trebuit sa arda si sa se transforme in cenusa in cel mult 3000-4000 de ani. Inca cu miliarde de ani in urma, el ar fi trebuit sa se transforme intr-un glob intunecat si rece. Savantii s-au ocupat inca de mult timp de aceasta problema. S-au facut numeroase ipoteze care sa explice de ce radiatia solara este inepuizabila.
Inca in anul 1849, cu mai mult de 100 de ani in urma, a fost lansata asa numita teorie meteoritica a originii energiei Soarelui. Prin puternica sa putere de atractie, aerul nostru central atrage o uriasa cantitate de meteoriti, acesti meteoriti se ciocnesc de suprafata Soarelui si energia lor mecanica se transforma prompt in energie termica.
Ulterior, a aparut teoria contractiei, conform careia Soarele se contracta neincetat, substanta din interiorul sau devine din ce in ce mai densa, ceea ce duce la degajarea unei mari cantitati de energie. Calculele arata ca, daca lucrurile ar sta asa, diametrul Soarelui ar trebui sa se micsoreze cu cate circa 30 de metri pe an, pentru a compesa pierderile de pe urma energiei iradiate, deci, in decursul a 45 de milioane de ani, Soarele, de la dimensiunile pe care le are astazi ar ajunge mic cat un punct. Asadar nu in contractarea lui trebuie cautat izvorul inepuizabil al radiatiei solare.
Descoperirea radioactivitatii a dus la parerea ca dezintegrarea radioactiva a radiului ar fi sursa energiei solare, fapt ce ar insemna ca intensitatea radiatiei Soarelui format din 'radiu' ar scadea la jumatate cu trecerea fiecarei perioade de 1600 de ani, dar asa ceva nu se intampla.
Abia in ultimii ani, oamenii de stiinta au ajuns la intelegerea fenomenelor care au loc in Soare.
Generatorul de energie solara se afla chiar in adancurile Soarelui, unde, in conditiile unor presiuni colosale si temperaturi de cateva milioane de grade, au loc reactii termonucleare de sinteza- unirea atomilor de hidrogen in atomi de heliu, in urma careia se degaja uriase cantitati de energie. Prin transformarea unui singur gram de hidrogen in heliu se degaja o cantitate de energie egala cu aceea care ar rezulta din arderea a 15 tone de benzina.
Pentru cat timp ii va ajunge Soarelui combustibilul sau nuclear?
Calculele arata ca mentinerea radiatiei solare la acelasi nivel necesita transformarea in heliu a 500 de milioane de tone de hidrogen in fiecare secunda. Inseamna ca izvorul primar al energiei solare este hidrogenul- un fel de acumulator intermediar de energie.
De unde a luat insa aceasta energie?
Stiinta nu a dat inca raspuns la aceasta intrebare; ea a descoperit abia recent, in ultimii ani, izvoarele radiatiei solare. Pasul urmator, descoperirea izvoarelor de energie in nucleul hidrogenului si a altor elemente, nu a fost inca facut, insa pot fi enuntate cateva consideratii de principiu. In primul rand, putem fi ferm convinsi ca si transformarile anterioare ale energiei au un caracter material si pot fi cunoscute. Candva, ele nu vor mai fi un mister.
Razele solare
Razele emise de suprafata incandescenta a Soarelui, invingand abisul negru al spatiului cosmic, au ajuns la planeta noastra. O adevarata lavina de energie radianta se revarsa asupra globului pamantesc! 1,7 * 10 kW! (170 000 miliarde kW!). Puterea tuturor centralelor electrice ale globului pamantesc nu se pot compara nici pe departe cu ea.
Ce se intampla cu acest ocean de energie? Cea mai mare parte din aceasta energie este retinuta de atmosfera, o mare parte a razelor solare fiind oprite de catre atmosfera. S-a stabilit ca atunci cand Soarele se afla la 60 de grade deasupra orizontului, pe suprafata Pamantului ajunge doar 70% din radiatia solara, iar la o inclinare de 5 grade, doar 20%! De aceea dimineata in zori si seara tarziu, cand Soarele se afla la orizont, razele sale sunt mult mai putin calde decat atunci cand el se afla deasupra capului nostru. E de la sine inteles: in primul caz, razele, care strabat atmosfera oblic, trebuie sa treaca printr-o patura mult mai groasa decat in al doilea caz.
Din energia solara, numai 40% ajunge la suprafata Pamantului, 60% fiind absorbita de atmosfera iar numai 2,5% se transforma in energia vantului iar numai 0,04% din energie se transforma in energie hidraulica, obtinuta in urma evaporarii apelor. Ceva mai putin de 15% din intregul torent de energie revine continentelor si insulelor, energie din care 1-2% este 'consumata' de catre plante.
Energia apelor sau hidroenergia, energia mareelor si a valurilor
Dintr-un mic smarc, dintr-un paraias ce se scurge din balta in fundul careia se afla izvoare reci, dintr-un ghetar ce se taraste de-a lungul unui defileuasa iau nastere raurile.
Varsandu-se unul in altul, ele devin treptat tot mai largi, tot mai bogate in apa, se scurg spre mari si oceane. In iuresul sariturilor din poavrnis in povarnis al apelor de munte, ca si in curgerea lina a raurilor de stepa este ascunsa o mare cantitate de energie. Rezervele ei, socotind energia marilor cursuri de apa din Uniunea Sovietica, ajung la 300 milioane de kilowati, aceste cursuri de apa pot 'produce' pe an peste 2000 miliarde de kilowati pe ora de energie electrica.
Omul a invatat inca de mult sa foloseasca in scopurile sale energia raurilor.
Peretii de stanca abrupti au inchis un golf ingust de ocean. Jos se lovesc de stanci valurile neinduplecate, verzi si reciSunt mareele. De doua ori in decursul a 24 de ore, apele fluxului, ce se deplaseaza in sens contrar rotirii Pamantului, patrund in acest golf, se amplifica de cateva ori si ridica nivelul apei la inaltimea de 10 metri. De doua ori in decurs de 24 de ore valurile refluxului lor se retrag, lasand pe stanci incalceala verzuie a plantelor acvatice.
Nu peste tot mareele ating aceste inaltimi, dar puterea lor totala este colosala. Dupa unele calcule, pe intreg globul ea s-ar ridica la 8000 de miliarde de kilowati, ceea ce depaseste de 100 000 de ori capacitatea tuturor centralelor hidroenergetice in functiune pe intregul glob pamantesc. In directia folosirii acestui gigantic izvor nesecat de energie, omenirea face abia primii pasi.
Iar valurile, neobosite, lovesc tarmul marii. Vin, se izbesc pieptis de stanci si se retrag maturand scoicile. Ora de ora, zi de zi, secol dupa secol, cand talazuri amenintatoare, gigantice, cand valurele dantelate, usoare, mici si jucauseCata energie risipesc ele in acest dans nesfarsit al lor!
Energia fluxului si refluxului este una dintre putinele forme ale energiei care nu se datoresc caldurii razelor solare. Ridicarea valului este provocata de forta de atractie a Lunii si a Soarelui. In fiecare punct al oceanului, aceasta forta este de 6 milioane de ori mai mica decat forta gravitatiei, dar insumata pe intreaga lui suprafata, ea atinge o marime colosala. Dintr-o valoare teoretica calculata a mareei de 0,77 metri, 0,53 metri se datoreaza influentei Lunii si 0,24 metri influentei Soarelui. Energia mareelor este un izvor de energie ce se reinoieste mereu.
Opt mii de miliarde kW este puterea fluxului pe globul pamantesc.
Energia valurilor 'vesnic miscatoare'
Energia valurilor este intr-adevar fara limita. Este un izvor nesecat, cum nesecat este si oceanul. In marile cu apa mica, inchise in toate partile de uscat, cum este, de pilda Marea Baltica, valurile rareori depasesc inaltimea de patru, cinci metri, pe cand in largul oceanului, in special in emisfera sudica, unde cercul de apa cuprinde tot globul si valurile se pot dezlantui in voia lor, iar vanturile de apus sufla in permanenta fara a-si schimba directia, se intalnesc destul de des valuri inalte de 12-18 metri.
Energia colosala a valurilor se manifesta in izbitura lor iar ea este foarte mare.
Totusi, in mod practic, aceasta energie nu se foloseste aproape deloc. Doua lucruri impiedica folosirea energiei valurilor. In primul rand faptul ca acest izvor de energie este foarte inegal, energia valurilor este utilizata doar in cazul in care valurile sunt inalte si constante in timp; si al doilea motiv si cel mai important este faptul ca tehnica contemporana nu cunoaste instalatii cu ajutorul carora am putea destul de usor, destul de complet si economic sa transformam energia valurilor in curent electric.
Ce fel de centrale hidroelectrice exista?
Pe globul pamantesc nu exista doua centrale electrice care sa semene una cu cealalta, asa cum pe Pamant nu exista doua rauri care sa fie la fel, deci fiecare hidrocentrala se construieste tinandu-se seama de conditiile concrete ale raului respectiv.
Exista totusi un sir de caracteristici care fac sa raportam centralele hidroelectrice la o anumita grupa. Ele pot fi deosebite dupa putere: hidrocentrala de mare putere- peste 50 000 kW, de putere mijlocie- 5000- 50 000 kW, de putere mica- pana la 5000 kW. Ele se pot imparti si dupa caderea de apa: cu cadere mica- sub 25 de metri, cu cadere mijlocie- 25-75 de metri, cu cadere mare- peste 75 de metri, etc. Trebuie remarcat ca toate aceste impartiri si limite au un caracter foarte general. De asemenea, centralele hidroenergetice pot fi de baraj sau cu derivatie.
Soarele in calitate de pompa
71% din intreaga suprafata a globului pamantesc este acoperita de oglinda albastra si miscatoare a oceanului mondial si numai 29% este ocupata de uscat. In fiecare an, caldura razelor solare evapora de la suprafata oceanelor 449 000 km de apa sau aproximativ 6 Mari Caspice. 99 000 km de apa din aceasta cantitate cade la suprafata uscatului, iar 62 000 km se evapora de pe suprafetele mlastinilor, raurilor, lacurilor, frunzelor de plante si pur si simplu de pe suprafata solului. Numai 37 000 km de apa se scurg prin albiile raurilor inapoi in oceane.
Puterea energetica totala a tuturor raurilor de pe globul pamantesc este estimata la 500 milioane kW. De cele mai mari rezerve de energie hidraulica dispune Africa (204 milioane kW), urmata de Asia cu 110 milioane kW, Europa si America de Sud cu cate 55 milioane kW si, in sfarsit Australia cu 18 milioane kW.
Energia vantului sau energia eoliana
Vantul este unul din cele mai puternice stihii ale naturii. Rasfoind filele de piatra ale straturilor scoartei pamantesti, geologii dau deseori de inscriptiile facute de mana lui puternica- mari astupate, culmi muntoase macinate, etc.
Puterea vantului depinde foarte mult de viteza sa. La o viteza de 4-5 metri pe secunda noi simtim doar o adiere. In zilele toride de vara ea aduce o racoare invioratoare, face sa fosneasca frunzele, leagana ramurile copacilor. Un vant de 9-10 metri pe secunda exercita pe suprafata peretelui ce i se opune o presiune de aproximativ 7 kg pe fiecare metru patrat. Un vant ce sufla cu 20 metri pe secunda este o adevarata furtuna. Presiunea acesteia ajunge la 30 kg pe fiecare metru patrat. Ea rupe ramurile copacilor, scoate olanele de pe acoperisuri si caramizile cosurilor de pe case. Exista vanturi care ating viteze si mai mari, de peste 30 metri pe secunda. Acestea sunt uraganele. Ele scot copacii din radacini, distrug casele, fac sa deraieze trenurile de pe sine. Forta presiunii lor poate depasi 200-250 kg pe metru patrat. O cladire cu patru etaje, inalta de 20 de metri si lata de 40 metri trebuie sa infrunte in timpul uraganului o presiune de 150 tone!
Din fericire, asemenea uragane distrugatoare sunt destul de rare insa amintirea lor se pastreaza timp de decenii. Astfel se cunosc si pana in zilele noastre urmarile uraganului din 1703, care a dezradacinat pe teritoriul Angliei si Frantei circa 250 000 de copaci seculari si a distrus, lovindu-le de tarm, 400 de corabii; se stie, de asemenea, ca taifunul care a bantuit in iunie 1949 in Japonia, distrugand 1300 de vase pescaresti si de vapoare.
Folosirea energiei vantului a inceput din cea mai adanca antichitate. Pentru aceasta s-au folosit doua instalatii: aripa vintrelei si apa morii de vant. Dar cu cat ne apropiem de timpurile noastre, cu cat se reduce mai mult partea ce revine energiei eoliene (energia vantului) in totalul balantei energetice a omenirii. Este si firesc: vintreaua aproape primitiva si roata morii de vant nu pot sa se ia la intrecere cu motoarele de tip modern. Totusi energia 'carbunelui albastru' cum este numit in mod obisnuit vantul, este colosala. Conform calculelor academicianului P. P. Lazarev, vantul poate sa dea de trei ori mai multa energie decat obtine omenirea din carbunele ars azi in toata lumea. Astfel, la o viteza de 7 metri pe secunda se pot obtine de pe fiecare kilometru de suprafata 2,2 milioane kWh pe an. Iar la 10 metri pe secunda pana la 5 milioane kWh. Sporirea vitezei vantului de doua ori mareste puterea pe aripile instalatiei eoliene de 8 ori, iar cresterea vitezei vantului de 3 ori sporeste puterea instalatiei de 27 de ori.
Vantul este un izvor de energie nesigur. Forta lui se schimba aproape in permanenta. Iata-l apucand cu furie ramurile copacilor, indoindu-le pe toate intr-o directiealteori trec saptamani la rand si nici o adiere.
Pentru ca puterea vantului sa poata fi utilizata in obtinerea de energie, vanturile trebuie sa fie constante, sa sufle mereu cu aproximativ aceeasi putere.
O tara in care vanturile sunt constante este Olanda, o tara bine cunoscuta pentru morile sale de vant. Exista acolo multe mii de mori de vant. Ele isi misca incet aripile, actionand in majoritatea cazurilor pompe pentru evacuarea apei, apa folosita in consumul oamenilor si adapatul vitelor. Cea mai larga folosire, energia vantului o poate gasi la irigarea campurilor, alimentarea cu apa a tinerelor plantatii de paduri, etc.
Energia electrica produsa de o centrala eoliana ar urma sa fie dirijata in instalatii speciale pentru descompunerea apei in oxigen si hidrogen. Oxigenul urmeaza sa fie folosit in economia nationala a tarii, iar hidrogenul sa fie pastrat in rezervoarele de gaz ale centralei eoliene astfel incat in perioadele lipsite de vant, un motor de combustie interna sa functioneze folosind hidrogenul drept carburant.
Cantitati inepuizabile de energie se afla in oceanul aerian involburat. Din aceasta gigantica cantitate noi putem sa folosim doar niste farame abia sesizabile. In orice caz, capacitatile tuturor tipurilor de instalatie de forta eoliana sunt incomparabil de mici fata de puterea totala a vantului. Ele sunt extrem de mici si in comparatie cu puterile centralelor electrice termice sau hidraulice.
Energia atomica
In timpul fisiunii nucleului atomic se degaja energie. De aceasta energie nucleara sunt legate mari sperante si mari temeri ale omenirii, soarta popoarelor globului pamantesc depinde in mare masura de directia in care va fi orientata puternica sa forta: spre opere creatoare si viata sau spre scopuri distrugatoare si moarte.
Una din principalele caracteristici ale unui combustibil este cantitatea de energie pe care acesta o elibereaza in timpul arderii. In aceasta privinta combustibilul atomic nu are egal.
Un kilogram de uraniu elibereaza 29 900 000 kWh energie iar un kilogram de hidrogen, chiar 177 500 000 kWh. Energia continuta intr-un kg de benzina ajunge pentru a actiona un autoturism timp de 10 minute, iar energia reactiilor nucleare intr-un kilogram de hidrogen este suficienta pentru a ridica un munte in greutate de 1 miliard tone la inaltimea de 65 metri. O centrala electrica termica cu o capacitate de 600 000 kW consuma in 24 de ore cinci trenuri de carbune. O centrala electrica de aceeasi putere care functioneaza cu combustibil atomic, consuma intr-un an aproximativ o tona de uraniu. Aceste valori sunt pur si simplu incomparabile intre ele.
De ce atunci, nu s-au construit pana acum, peste tot, numai centrale electrice atomice? De ce ne mai batem capul cu extractia carbunelui si a titeiului (petroliului), de ce construim hidrocentrale electrice greoaie si scumpe? Poate fiindca combustibilul atomic, in special uraniul si thoriul, ar fi elemente foarte rare?
Nu, uraniul nu este un element rar, in proportie de 0,0005% scoarta pamantului se compune din uraniu. In cantitate o data si jumatate mai mare decat uraniul se gaseste in scoarta pamanteasca un alt metal capabil sa serveasca drept combustibil nuclear- thoriul (in proportie de 0,0008%).
Metalurgia uraniului si thoriului este extrem de complicata. Minereul de uraniu trebuie faramitat, innobilat, dizolvat consecutiv in diferiti reactivi chimici, cu mare grija datorita nocivitatii sale, si, numai dupa aceea se efectueaza procesul metalurgic propriu-zis, separarea uraniului metalic sau obtinerea combinatiei sale gazoase- hexaflorura de uraniu. Uraniul metalic are doi izotopi principali- uraniu 238 si uraniu 235, dintre care drept combustibil nuclear se foloseste uraniu 235. Cei doi izotopi ai uraniului, ca in general toti izotopii, sunt din punct de vedere chimic niste gemeni inseparabili. Atomul unui izotop de uraniu si atomul celuilalt izotop se deosebesc numai prin masa lor, si aceasta diferenta abia-abia depaseste 1%. Totusi, singurul lucru de care ne putem folosi la separarea izotopilor de uraniu e tocmai aceasta diferenta. Separarea izotopilor de uraniu se efectueaza folosind, nu uraniu metalic, ci compusul sau cu fluorul- hexaflorura de uraniu. Procesul de separare trebuie repetat de cateva mii de ori pentru a se obtine hexaflorura de uraniu in care sa nu existe, aproape deloc, molecule de uraniu 238, proces ce necesita un consum urias de energie electrica, caldura, apa.
Iata de ce energia electrica obtinuta in prezent in centralele atomoelectrice este mai scumpa nu numai decat energia produsa de hidrocentralele electrice, ci si decat energia electrica a centralelor termoelectrice.
Motorul atomic
Problema crearii unor masini de transport actionate de motoare atomice este extrem de ademenitoare. Folosirea energiei atomice deschide posibilitatea infaptuirii de zboruri cosmice pana la cele mai indepartate granite ale sistemului solar. De aceea, in toate tarile lumii, savantii si inginerii lucreaza atat de intens la rezolvarea problemelor de creare a unor locomotive, automobile si avioane atomice. Primele succese in acest domeniu sunt de necontestat: plutesc de pe acum primele submarine cu motor atomic, exista proiecte tehnice pentru locomotive atomice, etc.
Helioenergetica
Razele Soarelui, asa cum am mai vorbit sunt izvorul primar al aproape tuturor felurilor de energie pe care le foloseste astazi omul. Energia razelor solare sau helioenergetica are o lipsa: instalarea de centrale electrice solare cu toata existenta aparenta a energiei solare in tot locul, este departe de a fi convenabila pretutindeni. Ar fi lipsit de sens sa construim centrale energetice solare dincolo de cercul polar, unde in decurs de cateva luni pe an ele nu vor functiona deloc, intrucat in timpul lungii nopti polare, Soarele nici nu apare deasupra liniei orizontului. De asemenea ar fi lipsit de sens sa fie construite in regiunile unde multe zile pe an sunt innorate sau cetoase. Aceasta lipsa este inerenta si energeticii hidraulice. O centrala hidroelectrica de asemenea poate fi construita numai acolo unde exista pentru aceasta conditii corespunzatoare: un curs mare de apa, soluri solide pentru fundatii si altele. Cauzele pentru care centralele electrice solare nu au gasit o raspandire mai larga rezida si in faptul ca nu exista inca masini si aparate cu o constructie judicioasa, cu ajutorul carora sa putem, destul de comod si in cantitati mari sa transformam energia razelor solare in curent electric.
Caldura din interiorul Pamantului
Sa patrundem in adancul Pamantului, acolo vom gasi rezerve literalmente de nesecat de energie, care asteapta omul sa inceapa sa se serveasca de ele.
Intr-adevar, rezervele acestei energii sunt atat de mari ca ele ar fi din plin suficiente pentru a asigura nevoile omenirii timp de multe secole si milenii. Dar nu este usor sa ajungi la aceste rezerve de energie. Ea se afla la mare adancime de pamant. In medie, la fiecare 30-40 de metri adancime spre centrul Pamantului, temperatura creste cu un grad, in unele locuri ridicarea temperaturii se face mai lent iar in alte parti mai repede; cifra data fiind o cifra medie. Acceptand-o, noi vedem ca deja la o adancime de aproximativ 3 km temperatura atinge in medie 100 de grade iar la o adancime de doar 15 km poate fi produs abur de inalta presiune, utilizabil in cele mai bune turbine cu abur. De aceea, in prezent, din acest rezervor gigantic de energie din adancurile Pamantului sunt accesibile folosirii doar rare picaturi, picaturile care ies prin rupturile si crapaturile scoartei terestre. Intr-un fel sau altul, energia adancurilor Pamantului este practic inepuizabila. Totusi aceasta energie este utilizata de catre centrale geotermice cu cazane subterane care utilizeaza aburul de inalta presiune din interiorul Pamantului.
Firan Ramona
Ionescu Simona
Clasa XI B
