fbpx
13.2 C
София

Защо не изхвърляме ядрените отпадъци в космоса?

Най-четени

Даниел Десподов
Даниел Десподовhttps://www.kaldata.com/
Ежедневен автор на новини. Увличам се от съвременни технологии, оръжие, информационна безопасност, спорт, наука и концепцията Internet of Things.

При ядрена реакция се получават огромни обеми енергия от малко количество материал. По този начин атомната енергетика предлага един отличен източник на енергия. Но има един малък нюанс. Всъщност, те са два. Първият е вероятността от възникването на тежка авария, както бе в Чернобил и Фукушима. Вторият, дори по-опасен нюанс са оставащите ядрени отпадъци, с които трябва да се направи нещо. Досега не сме измислили нищо по-добро от това, освен да ги заровим колкото се може по-дълбоко. А защо да не ги изпратим някъде далече в космоса или директно към Слънцето, за да не замърсяват планетата?

Радиоактивните отпадъци са изключително опасни за всички форми на живот. Въпреки това по целия свят са работили, работят и се строят десетки атомни електроцентрали, които освен енергия, генерират големи количества ядрени отпадъци. Дълбокото геоложко погребване към днешен ден се счита за най-доброто решение за тяхната утилизация.

Проектът Onkalo

Финландия предложи интересно решение на така наречения „радиоактивен въпрос“. На западното крайбрежие на страната недалече от атомната електроцентрала Олкилуото се намира регионът Onkalo, името на което се превежда като „Ямата“. Тази яма се изкопава от финландската компания Posiva. Плановете са проектът Onkalo да бъде окончателно готов през 2023 година и тогава Ямата ще стане първото в света дългосрочно хранилище за радиоактивни отпадъци. Това се очаква да бъде решение, което да бъде пример за целия свят.

Сред различните ядрени отпадъци най-опасно е отработеното гориво, което вече не може ефективно да поддържа ядрената реакция, но остава силно радиоактивно и опасно в продължение на много дълго дълго време. То може да бъде отново обогатено и върнато в работно състояние, но на практика всички ядрени централи от целия свят предпочитат да го скрият. Тези хранилища изискват постоянно човешко участие, защита и непрекъснат мониторинг. Някои от тях могат да бъдат уязвими към терористични актове и природни бедствия. Нещо подобно се случи по време на аварията във Фукушима, когато бяха повредени стационарните хранилища за съхранение на отработеното ядрено гориво.

Финландия ще зарови много дълбоко ядрените отпадъци, което напълно съответства на съвременните стандарти. Проектът с цена милиарди долари предвижда създаването на серия от тунели на дълбочина от 400 до 430 метра за дълготрайно съхранение на отработеното ядрено гориво. На пръв поглед не изглежда сложно, но процесът е много по-комплексен, отколкото може да ни се стори.

Самото хранилище включва спирален тунел, четири вертикални шахти, тунели и технически помещения. Към 2020 година в скалата на Олкилуото бяха изкопани 10 км най-различни видове тунели. При окончателните операции по заравяне на използваното ядрено гориво ще бъдат изкопани още 40 км нови тунели. Съответните взривове вече са осъществени, и тунелите са пробити, като остават само довършителните работи. Преди две години финландците съобщиха, че са изкопани около половин милион кубически метра скала.

Ядрените материали ще бъдат поставяни в контейнер от борна стомана, ще бъдат запълнени с аргон и плътно запечатани. Контейнерът от своя страна е запечатан в специализирана устойчива към корозия медна капсула. Тази капсула се поставя в нещо като гробница с дълбочина осем метра, цялата обвита с пръстени от бетонитова глина. Предвижда се те да бъдат оставени там завинаги.

В тези гробници ще бъдат погребани отпадъците от атомната енергетика на Финландия от последните 50 години. Плюс всички други странични продукти, ядрени отпадъци и опасни продукти, които страната ще произведе през следващите 100 години. Тунелите постепенно ще бъдат запушвани, а през 2120-та година Ямата ще бъде окончателно запечатана. Подземната инфраструктура нарочно ще бъде разрушена и хората никога повече няма да могат да се спуснат там долу и радиоактивните отпадъци трябва да останат консервирани под земята в продължение на десетки хиляди години.

Далеч на навсякъде може просто така да се закопаят ядрените отпадъци със силно радиоактивно излъчване. Необходими са специални и специфични условия. В случая с финландската яма говорим за скала, която осигурява предвидими механични, геохимични и хидрогеоложки условия и изключва естественото природно въздействие.

Директорът на МААЕ нарече хранилището на Onkalo „промяна на играта“, която ще преобърне индустрията. За тези, които не са запознати с нюансите на съвременните складови помещения, това може да изглежда смешно: измислиха да закопаят всичко това по-дълбоко – що за иновация е това? Но така или иначе, все още нямаме нищо по-добро по отношение на съхраняването на силно радиоактивните отпадъци.

Защо не ги изпращаме в космоса?

Не можем ли просто да съберем всички тези ядрени отпадъци, да ги поставим в някакъв добре запечатан контейнер, да ги натоварим в ракета и да ги изпратим далеч в космоса? Не би ли било по-добре те направо да бъдат транспортирани до Слънцето и там всичко да изгори без да остане и следа? Тази тема отдавна се разисква. Тя изглежда много привлекателно и дори от физическа гледна точка е напълно осъществима. Но хората не правят така. Всъщност, тази идея има няколко съществени недостатъка.

Най-сериозният от тях е рискът от злополука при старта. В историята на изследването на космоса е имало много неуспехи, свързани с изстрелвания на ракети. Някои от тях придобиха катастрофални размери и станаха причина за много жертви. Сега си представете какво би се случило, ако ракета с радиоактивни отпадъци избухне на половината път от стартовата площадка – някъде в атмосферата на Земята? Или ако ракетните двигатели поради някаква причина най-неочаквано откажат откажат някъде в орбита около Земята? Ще имаме един огромен метален обект, пълен с радиоактивни отпадъци, който в крайна сметка ще се разруши в атмосферата, разпръсвайки ужасното си съдържание навсякъде, което е по-лошо от взривяването на атомни бомби високо във въздуха. Последиците за планетата ще бъдат наистина ужасни. Никой не иска да живее под падащи от небето радиоактивни дъждове. Именно това тотално намалява потенциала за възможно изпращане на радиоактивните отпадъци в космоса.

Дори най-успешните и надеждни ракети, създадени към днешен ден имат 2-3% шанс за възникване на авария.  Процент на отказ от ниво 2-3% за ракета, носеща най-опасните отпадъци на планетата… Не, това е твърде голям риск.

Друг характерен недостатък е, че не можете просто така директно да полетите направо към Слънцето. Вече сме доста умели в изстрелването на десетки сателити всяка година, които обикалят в орбити около Земята. Въпреки това, за да отидете по-далеч, ви трябва много повече гориво и трябва да бъде изминат много по-труден маршрут. Това се дължи на гравитацията.

Изглежда доста странно и нелогично, че напускането на Слънчевата система е много по-лесно, отколкото навлизането в самото ѝ сърце. Може да ни се струва, че Слънцето е нещо като голям магнит, който привлича всичко към себе си. Какво му е сложното  – трябва само да се оставим Слънцето да притегли към себе си опасния товар и той в края на краищата да падне върху звездата. Всъщност, скоростта на въртене на планетите в техните орбити ги спасява от потъване и изгаряне в Слънчевата плазма.

Нашата планета се движи в орбита около Слънцето със скорост 30 км/с. И всичко, което изстрелваме от Земята, наследява тази орбитална скорост. За да стигнете до Марс, е достатъчно леко да увеличите скоростта на обект, изстрелян от Земята. Приблизително с 2,9 км/сек. Но когато трябва да стигнете до Слънцето, този орбитален импулс трябва да се забави и погаси.

По-просто казано, когато изстрелваме нещо от Земята, това нещо има не само скоростта, получена от неговите двигатели, но и скоростта на въртене на нашата Земя около Слънцето. Всичко изстреляно от Земята притежава този импулс.

Тоест, космическият кораб, който иска да стигне до Слънцето, трябва да се ускори почти до скоростта на Земята, но в обратна посока. Това компенсира орбиталната скорост. Всъщност един обект с подобна скорост просто ще остане неподвижен на мястото си спрямо Земята, след което ще бъде повлиян от гравитацията на Слънцето и в крайна сметка ще падне върху него. Достатъчно е да му дадете още един неголям импулс по посока на звездата.

Само че с нашите химически двигатели на този етап на нашето развитие това е почти невъзможно. Необходима е твърде много енергия, за да се компенсира планетарния импулс. Толкова много, че излитането на подобен кораб с подобен товар от Земята е много по-трудно в сравнение с обикновеното извеждане на сателит в орбита около нашата планета.

От друга страна нашите космически кораби получават немалка помощ от извършваните гравитационни маневри около други планети. Само че тези маневри най-често се използват за по-бърз полет към границите на Слънчевата система, а не към Слънцето. През 2007 година New Horizons използва Юпитер като гравитационен партньор, за да стигне до Плутон и да направи страхотна снимка на планетата джудже.

Тогава New Horizons прелетя на разстояние от почти 2 милиона км от Юпитер, получи от него допълнителен импулс, който увеличи скоростта на станцията с почти 4 км/с. Това даде възможност да се намали времето за полет до Плутон с три години.

Но освен за ускорение, гравитационните маневри се използват и за забавяне, за да се компенсира самата инерция, която Земята е дала на корабите. Но тези маневри са много по-трудни.

Много добър пример е слънчевата сонда Parker, която бе изстреляна през 2018 година. До 2024 година тя ще може да се доближи до Слънцето на 6 милиона км. Това е значително по-близо от Меркурий и който и да е друг от изкуствените космически апарати, създадени от човека. През този период от време сондата ще премине близо до Венера седем пъти, за да се избави на части от орбиталния импулс на Земята и да се доближи до Слънцето.

Необходимо е изключително точно изчисление на траекториите. И сякаш изглежда така, че ще можем да изхвърлим всичкия си боклук на Слънцето.

Но нека да разгледаме този процес от икономическа гледна точка. Тези изстрелвания ще бъдат твърде скъпи. Само САЩ съхраняват 60 000 тона силно радиоактивни ядрени отпадъци. Днешните ракети могат да изведат в орбита около седем тона наведнъж, като трябва да уточним, че става дума за ниска околоземна орбита. Най-мощната космическа ракета на планетата Space Launch System ще може да изпраща по-голям товар и по-далеч, но в никакъв случай до Слънцето. Максимум 45 тона на хелиоцентрична орбита.

Всеки полет на подобна ракета ще струва около $4 милиарда. Не е трудно да се изчисли колко хиляди курса трябва да направи тази ракета, като по този начин изцяло се губи смисъла от използването на АЕЦ. Тези полети ще оскъпят изключително много електроенергията на атомните централи, понеже себестойността на тази енергия ще включва и парите за полетите до Слънцето. Това от икономическа гледна точка засега е абсолютно нерентабилно и няма как да стане.

Засега една подобна идея за изхвърлянето на ядрените отпадъци на Слънцето е от сферата на научната фантастика и бъдещите технологии. Разбира се, ако самите ние не загинем в бъркотията и мръсотията, които създадохме на единствената обитаема планета, която познаваме.


Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iOS и Huawei!

Абонирай се
Извести ме за
guest

15 Коментара
стари
нови
Отзиви
Всички коментари

Нови ревюта

Подобни новини