«ENERGY NEUTRINO»՝ էներգիայի արտադրության անվճար տեխնոլոգիա

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 16:07

Վերջին տասնամյակների ընթացքում կլիմայի գլոբալ փոփոխությունների հետ կապված, որոնք առաջացել են, ի թիվս այլ բաների, մարդկային կյանքի անպատասխանատու և անհեռատես ձևով, նոր տեխնոլոգիաների զարգացման և մարդու համար ոչ միայն հարմարավետ կյանք ապահովող նոր նյութերի ստեղծման հարցը., բայց նաև կարող է արմատապես նվազեցնել մարդու կյանքի բացասական ազդեցությունը սեփական միջավայրի վրա:

Մարդու գործունեության ազդեցությունը կլիմայի վրա բազմաբաղադրիչ և շատ բարդ թեմա է, ներառյալ մարդկային թափոնների հեռացումը և էլեկտրաէներգիա արտադրելու և ներքին այրման շարժիչների համար այն օգտագործելու հանածո վառելիքի այրման մերժումը:

Գիտական համայնքում երկար ժամանակ քննարկվում էր, թե որքանով է իրական տիեզերական նեյտրինո մասնիկներից էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը: Մի կողմը դրականորեն պնդում է, որ տիեզերական նեյտրինոների հոսքը Երկրի մակերևույթով օր ու գիշեր կայուն է, անկախ եղանակից և տարվա եղանակից, և եթե գիտնականները սովորել են, թե ինչպես ստանալ էլեկտրաէներգիա ճառագայթման տեսանելի սպեկտրից (արևի լույս), ապա դա հնարավոր է հոսանք ստանալ ճառագայթման անտեսանելի սպեկտրից (օրինակ՝ տիեզերական նեյտրինոներից) կամ ճառագայթման այլ տեսակներից։ Եվ հարցը միայն նոր նյութերի ստեղծման մեջ է, որոնք թույլ կտան նեյտրինոների էներգիան վերածել էլեկտրական հոսանքի։

Հոռետեսները պնդում են, որ թեև ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակը շնորհվել է 2015 թվականին նեյտրինոների զանգվածի ապացույցի համար, այդ զանգվածը շատ փոքր է (էլեկտրոններից շատ ավելի թեթև): «Եթե մենք ենթադրենք, որ էներգիա կարելի է ստանալ նեյտրինոյից, ապա երկու հարց է առաջանում՝ ի՞նչ գնով և արդյոք այն գործնական կլինի։ Պարզ ասած, տեխնիկական և տնտեսական իրագործելիությունը պետք է դրսևորվի, ասում է պրոֆեսոր Եհիա Խալիլը, Յեյլի համալսարանը, ԱՄՆ և Օքսֆորդի համալսարանի գիտաշխատող, Մեծ Բրիտանիա: Նրան միանում է Ժակ Ռոտուրիեն Բորդոյի համալսարանից. «Սառցե խորանարդի փորձը նեյտրինոների չափազանց փոքր փոխազդեցության ևս մեկ հիանալի ցուցադրություն է նյութի հետ: Այո, այս գործընթացում որոշակի էներգիա է փոխանցվում։ Բայց նույնիսկ մեկ ձու եփելու համար էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար բավականաչափ էներգիա ստանալու հնարավորություն չկա»: Բայց արդյո՞ք գիտնականները տեսաբաններ են, ովքեր ուսումնասիրում են հիմնականում նեյտրինո ֆիզիկայի հիմնարար հիմունքները, և ոչ թե դրանց կիրառական կիրառությունները:

Նշենք, որ վերջին տարիներին բազմաթիվ հրապարակումներ են հայտնվել, որոնք նկարագրում են այս թեմայով կատարված հետազոտությունները։ Իսկ տարբեր երկրների գիտնականների հրապարակումները վերլուծելիս կարող ենք եզրակացնել, որ էներգիա գեներացնելու համար տիեզերական նեյտրինոների կիրառման եղանակը կայանում է ատոմային թրթռումներով ավելացած նյութերի ստեղծման մեջ: Բնության մեջ ETH (Eidgen? Ssische Technische Hochschule, Z? Rich) պրոֆեսոր Վանեսա Վուդը և նրա գործընկերները բացատրում են, թե ինչ գործընթացներ են առաջացնում ատոմային թրթռումներ, երբ նյութերը նանո չափերի են ենթարկվում, և ինչպես կարելի է այս գիտելիքը օգտագործել՝ համակարգված կերպով մշակելու նանոնյութեր տարբեր կիրառությունների համար: Հրապարակումը ցույց է տալիս, որ երբ նյութերը արտադրվում են 10-20 նանոմետրից պակաս չափերով, այսինքն՝ 5000 անգամ ավելի բարակ, քան մարդու մազը, նանոմասնիկների մակերեսի արտաքին ատոմային շերտերի թրթռումները մեծ են և կարևոր դեր են խաղում, թե ինչպես։ նյութը վարվում է. Բոլոր նյութերը կազմված են թրթռացող ատոմներից։Այս ատոմային թրթռումները կամ «ֆոնոնները» պատասխանատու են նյութերի մեջ էլեկտրական լիցքի և ջերմության փոխանցման համար:

Միևնույն ժամանակ, գրաֆենի նանոկառուցվածքների օգտագործումը նոր տեխնոլոգիաների ստեղծման գործում մեծ ուշադրություն է գրավում։ Սակայն ժամանակակից նյութերը, ինչպիսիք են գրաֆենի նանոկառուցվածքները, ավելի լավ հասկանալու և օպտո-, նանո- և քվանտային տեխնոլոգիաների սարքերի համար դրանք բարելավելու համար, կարևոր է հասկանալ, թե ինչպես են ֆոնոնները՝ պինդ մարմիններում ատոմների թրթռումը, ազդում նյութերի հատկությունների վրա: Վերջերս հրապարակված աշխատանքը ցույց է տալիս, որ Վիեննայի համալսարանի, Ճապոնիայի Գիտության և տեխնոլոգիաների առաջադեմ ինստիտուտի (AIST), JEOL-ի և Հռոմի La Sapienza համալսարանի գիտնականները մշակել են մի տեխնիկա, որը կարող է չափել բոլոր ֆոնոնները, որոնք առկա են նանոկառուցվածքային նյութում: Այսպիսով, առաջին անգամ նրանք կարողացան հաստատել ինքնավար գրաֆենի բոլոր թրթռման ռեժիմները, ինչպես նաև գրաֆենի նանոմանրաթելերում տարբեր վիբրացիոն ռեժիմների տեղական ընդլայնում։ Այս նոր մեթոդը, որը նրանք անվանեցին «large-q քարտեզագրում», բացում է բոլորովին նոր հնարավորություններ ստեղծելու տարածական և իմպուլսիվ ֆոնոնի ընդլայնում բոլոր նանոկառուցվածքային, ինչպես նաև երկչափ ժամանակակից նյութերում: Այս փորձերը նոր հնարավորություններ են բացում լոկալ թրթռման ռեժիմների ուսումնասիրման համար նանոմետրային մասշտաբով մինչև կոնկրետ միաշերտեր:

Գրաֆենում տեղային վանդակավոր թրթռումների սխեմատիկ ներկայացում, որը գրգռված է փոխանցվող արագ էլեկտրոնների ալիքի ճակատով: (Պատկեր. © Ryosuke Senga, AIST)

Այնուամենայնիվ, Neutrino Energy Group-ի գիտնականները գերմանացի մաթեմատիկոս և գործարար Հոլգեր Շուբարտի ղեկավարությամբ առաջադիմել են էներգիայի արտադրության համար գրաֆենի վրա հիմնված նյութերի վերջին զարգացումների գործնական իրականացման գործում: Օգտագործելով երկար տարիների տեսական և գործնական զարգացումներ՝ ստեղծվել է նանոմաշտաբի հաստությամբ բազմաշերտ ծածկույթ, որը հիմնված է դոպինգային գրաֆենի և սիլիցիումի վրա, որը կարող է ուղղակի հոսանք առաջացնել ոչ միայն տիեզերական նեյտրինոների, այլ նաև ճառագայթման այլ տեսակների, օրինակ՝ էլեկտրասմոգի ազդեցության տակ։ օրինակ. Ծածկույթի շերտերի դոպինգն իրականացվել է ատոմային թրթռումները մեծացնելու նպատակով։

Տիեզերական բարձր էներգիայի նեյտրինոների և այլ ճառագայթման ազդեցության տակ ատոմային թրթռումները ուժեղանում են, ինչը հանգեցնում է ռեզոնանսի, որը փոխանցվում է մետաղական փայլաթիթեղին, և ստացված էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի։ Ավելին, ատոմային թրթիռներից ռեզոնանսի անցնելու համար բավական է տիեզերական նեյտրինոներից շատ քիչ էներգիա ստանալ՝ ստեղծված բազմաշերտ նորարարական նյութի շնորհիվ։

Ինչ վերաբերում է վերը նշված պրոֆեսոր Եհիա Խալիլի մեկնաբանություններին, Neutrino Energy Group-ի գիտական խորհուրդը նշում է հետևյալը. էներգիան, և իսկապես մեծ արդյունաբերական մասշտաբով շատ ավելի շահավետ »:

Բացի այդ, էներգիայի աղբյուրը շատ կոմպակտ է և չի պահանջում շահագործման և պահպանման ծախսեր: Օրինակ, A-4 չափի փայլաթիթեղի թերթիկը, որը ծածկված է դոպինգային նանոմասնիկների հատուկ խիտ շերտով, ապահովում է կայուն ելքային էլեկտրական հզորություն 2,5-3,0 Վտ լաբորատոր պայմաններում: NEUTRINO POWER CUBE®-ը, որը նախատեսված է 4,5-ից 5,5 կՎտ/ժ հզորությամբ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար, կունենա «դիվանագետի» կոմպակտ չափս։

Գործողության սկզբունքը կարելի է համեմատել ֆոտոգալվանային բջիջների հետ, որտեղ լույսը (տեսանելի ճառագայթման սպեկտրը) վերածվում է էներգիայի։ NEUTRINO POWER CUBE®-ի հիմնական առավելությունն ու տարբերությունը կայանում է նրանում, որ էներգիան կարող է անընդհատ գեներացվել օրական 24 ժամ, քանի որ ֆոնային ճառագայթումը (անտեսանելի ճառագայթման սպեկտր) հասնում է Երկիր նույնիսկ կատարյալ մթության մեջ:

Նման չափերը և ելքային տվյալները թույլ են տալիս Neutrino Power Cube® նեյտրինո հոսանքի աղբյուրը լայնորեն օգտագործել տարբեր սարքերում և սարքավորումներում, ընդհուպ մինչև էլեկտրական մեքենաների և արդյունաբերական էներգիայի արտադրության մեջ:

Մեկնաբանելով բուռն բանավեճը գիտական համայնքում և մամուլում, Neutrino Energy Group-ի գործադիր տնօրեն Հոլգեր Շուբարտը քննադատում է, թե որքանով է հասարակությունը մնում մթության մեջ, չնայած այն հանգամանքին, որ նեյտրինո մասնիկների ֆիզիկայի ոլորտում գիտելիքների ներկա վիճակը իրական հնարավորություններ է տալիս: բոլորովին նոր մոտեցումներով ժամանակակից խնդիրների լուծման համար… «Ճառագայթման անտեսանելի սպեկտրի մասնիկները, անշուշտ, ունակ են մարդկանց օրեցօր ավելի շատ էներգիա մատակարարել, քան ամբողջ աշխարհում նվազող բրածո ռեսուրսները», - ասում են ընկերության գիտնականները: Նրանց կարծիքով, ներկայիս հետազոտությունները պետք է կենտրոնանան մեր վերևում գտնվող այս հսկայական էներգետիկ դաշտի վրա, որը մենք պետք է օգտագործենք ապագայում՝ «Երկիր փորելը» շարունակելու փոխարեն։

Չնայած այն հանգամանքին, որ Neutrino Energy Group-ը գերմանա-ամերիկյան հետազոտական դաշինք է, Հոլգեր Շուբարտը քննադատում է իրավիճակը Գերմանիայում. «Գերմանիան հետ է մնում համաշխարհային կիրառական հետազոտություններից։ Նեյտրինո ֆիզիկայի ոլորտում զգալի հայտնագործությունները դեռ չեն հասել գերմանական հետազոտական միջավայր՝ ի տարբերություն Միացյալ Նահանգների և աշխարհի շատ այլ երկրների, որտեղ դրանք արդեն պատկանում են ճանաչված գիտելիքներին: Իհարկե, հետաքրքիր կլիներ իմանալ, թե որտեղից են առաջացել նեյտրինոները, և, իհարկե, շատ հետաքրքիր է արձանագրել նեյտրինոների շարժումները Հարավային բևեռում, գործնականում աշխարհի մյուս ծայրում, և երբեմն «որսալ» առնվազն մեկը: մասնիկ, բայց ՍԱ չպետք է առաջնահերթություն լինի միլիոնավոր «Հետազոտական» միջոցների մեջ. չի կարելի անտեսել գիտության իրական նպատակը. տեղ, և կոնկրետ այս դեպքում՝ հնարավորություն գտնել՝ օգտագործելու արևի և տիեզերական ճառագայթման բարձր էներգիայի անտեսանելի սպեկտրը էներգիա ստեղծելու համար։

Ավելի մանրամասն տեղեկություններ կարելի է ստանալ.