Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Połowę energii geotermalnej zapewnia rozpad radioaktywny

Recommended Posts

Rozpad radioaktywny jest odpowiedzialny za około połowę energii cieplnej z wnętrza Ziemi. To sugeruje, że pozostała jej część pochodzi z czasów, gdy nasza planeta się formowała.

Szacuje się, że Ziemia wypromieniowuje około 174 petawatów (1015) energii. Większość z niej to energia, którą otrzymała ze Słońca. Jednak około 44 terawatów (1012) to energia geotermalna.

Obliczeń dokonali naukowcy pracujący z wykrywaczem KamLAND (Kamioka Liquid Scintillator Antineutrino-Detector), który zbudowano do badań antyneutrin powstających w reaktorach atomowych. KamLAND rejestruje też geoneutrina, czyli neutrina powstające w Ziemi wskutek rozpadu uranu-238 oraz toru-232. To właśnie geoneutrina pozwoliły uczonym na oszacowanie ilości energii, która tworzy się we wnętrzu planety wskutek rozpadu radioaktywnego.

Eksperci zauważają, że przeprowadzenie podobnych badań w innych wykrywaczach neutrin pozwoli na dokładniejsze zbadanie budowy wnętrza Ziemi, szczególnie jego składu chemicznego oraz ruchów płyt tektonicznych. Jeśli będziemy dysponowali danymi z różnych lokalizacji, to będziemy mogli ocenić grubość płaszcza, gdyż przepływ geoneutrin ściśle od niego zależy - mówi Itaru Shimzu, jeden z głównych specjalistów KamLAND.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Uczniowie i studenci na całym świecie uczą się, że rozpad promieniotwórczy odbywa się ze stałą prędkością, dzięki czemu można wykorzystać węgiel C-14 do precyzyjnego datowania. Jednak naukowcy z dwóch renomowanych uczelni Stanford University i Purdue University sądzą, że rozpad nie jest równomierny, a wpływ na jego prędkość ma... Słońce.
      Profesor fizyki Ephraim Fischenbach z Purdue potrzebował długiej listy przypadkowo generowanych liczb. Uczeni używają ich do najróżniejszych obliczeń, jednak uzyskanie list jest bardzo trudne. Powinny to być bowiem liczby losowe, a więc na ich wybór nie powinno nic wpływać. Fischenbach postanowił zatem wykorzystać radioaktywne izotopy jako źródło liczb. Co prawda np. kawałek cezu-137 rozpada się - jak dotąd sądzono - ze stałą prędkością, jednak wiadomo, że do rozpadu poszczególnych atomów dochodzi w całkowicie nieprzewidywalny, przypadkowy sposób. Naukowiec chciał zatem wykorzystać materiał radioaktywny i licznik Geigera i notując czas upływający pomiędzy momentami rozpadu poszczególnych atomów uzyskać szereg przypadkowych liczb.
      Fischenbach chciał najpierw wybrać najlepszy materiał radioaktywny, więc wraz ze swoimi kolegami zaczął przeglądać publikacje na temat ich rozpadu. I odkryli znajdujące się w nich różnice w pomiarach.
      Naukowcy, zdumieni tym faktem, porównali dane zebrane przez amerykańskie Brookhaven National Laboratory oraz niemiecki Federalny Instytut Fizyki i Techniki. Tutaj czekała ich jeszcze większa niespodzianka. Okazało się bowiem, że tempo rozpadu zarówno krzemu-32 jak i radu-226 wykazywało sezonowe odchylenia. Latem rozpad pierwiastków był nieco szybszy niż zimą.
      Wszyscy myśleliśmy, że mamy tu do czynienia z błędami pomiarowymi [różne pory roku charakteryzują się przecież różną temperaturą czy wilgotnością, co może wpływać na instrumenty pomiarowe - red.], ponieważ byliśmy przekonani, że tempo rozpadu jest stałe - mówi emerytowany profesor fizyki, ekspert fizyki słońca Peter Sturrock ze Stanford University.
      Rozwiązanie zagadki nadeszło, przynajmniej częściowo, 13 grudnia 2006 roku, gdy w nocy w laboratorium Purdue University inżynier Jere Jenkins zanotowanł niewielkie spowolnienie tempa rozpadu manganu-54. Nastąpiło ono na 1,5 doby przed  pojawieniem się flary słonecznej.
      Uczeni opisali swoje spostrzeżenia i w kolejnych artykułach stwierdzili, że zmiany w tempie rozpadu izotopów związane są z ruchem obrotowym Słońca, a najbardziej prawdopodobną ich przyczyną jest wpływ neturin na izotopy. Zresztą sam Sturrock poradził kolegom z Purdue, by przyjrzeli się rozpadowi, a z pewnością stwierdzą, że zmiany następują co 28 dni.
      Tymczasem okazało się, że zmiany zachodzą co... 33 dni.
      To, jak uważa Sturrock wskazuje, wbrew intuicji, że wnętrze naszej gwiazdy - w którym zachodzą reakcje - wiruje wolniej niż jej obszar zewnętrzny.
      Jednak te spostrzeżenia nie wyjaśniają kolejnej, wielkiej tajemnicy. W jaki sposób neutrino miałyby wpływać na materiał radioaktywny na tyle, by zmienić tempo jego rozpadu.
      Z punktu widzenia standardowych teorii to nie ma sensu - mówi Fischbach. A Jenkins dodaje: Sugerujemy, że coś, co nie wchodzi w interakcje z niczym zmienia coś, co nie może być zmienione.
      Uczonym pozostaje więc do rozwiązania poważna zagadka. Albo nasza wiedza o neutrino wymaga weryfikacji, albo też na rozpad ma wpływ nieznana jeszcze cząstka.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Pacific Northwest National Laboratory opracowali nową metodę pozyskiwania energii ze źródeł geotermalnych o niskich temperaturach. Pozwala ona na uzyskanie znacznie większej ilości energii niż dotychczas. Celem PNNL jest stworzenie ekonomicznie opłacalnego sposobu wytwarzania czystej ekologicznie energii. Do końca bieżącego roku ma zostać uruchomiona prototypowa instalacja badawcza.
      Analizy techniczne i ekonomiczne przeprowadzone przez MIT wykazały, że udoskonalone systemy geotermalne mogą do 2050 roku dostarczać 10% energii zużywanej w USA.
      Pomysł naukowców z PNNL polega na wykorzystaniu właściwości opracowanego przez nich specjalnego płynu dwufazowego (zawierającego fazy płynną i gazową). Płyn ten jest w stanie szybko kurczyć się i rozszerzać. W prototypowej instalacji będzie on podgrzewany za pomocą ciepła z wody krążącej wśród umiarkowanie gorących podziemnych skał. Ruch płynu napędzi turbinę generującą elektryczność.
      Efektywność całego systemu jest podobna do efektywności tradycyjnego systemu wytwarzania energii z turbiny napędzanej parą. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu najnowszych zdobyczy nanotechnologii, które pozwoliły na wyprodukowanie bardzo wydajnych metalowo-organicznych przekaźników energii (MOHC - metal-organic heat carrier) i umieszczenie ich w płynie dwufazowym, przez co znacząco poprawiono jego właściwości termodynamiczne.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      EGS (Enhaced Geothermal Systems), jedna z alternatywnych metod produkcji energii, jest tak obiecująca, że w badania nad nią postanowił zainwestować Google.
      Zwykle mówiąc o alternatywnych źródła energii zapomina się o energii geotermalnej. Zapewne dlatego, że przyzwyczailiśmy się, iż można ją pozyskiwać w niewielu miejscach na planecie. Jednak system EGS daje nadzieję, że odpowiednie instalacje będą mogły powstawać w praktycznie dowolnym miejscu globu.
      Enhaced Geothermal Systems korzysta z faktu, że na głębokości kilku kilometrów pod powierzchnią Ziemi znajdują się gorące skały. Pomysł polega na wykonaniu odwiertów i pompowaniu zimnej wody pod dużym ciśnieniem. Jej temperatura oraz samo ciśnienie doprowadzi do spękania skał i pozwoli wodzie w nie wniknąć. Tam zostaje ona ogrzana i jest wypompowywana. W miarę zbliżania się do powierzchni zmniejsza się ciśnienie, uwalniana jest para wodna, która napędza turbinę produkującą prąd elektryczny. Woda krąży w obiegu zamkniętym, można ją wielokrotnie wykorzystać. Potencjał nowej technologii jest olbrzymi. Naukowcy z MIT obliczają, że 2-3% energii znajdującej się w skałach USA położonych na głębokości 3-10 kilometrów zapewniałoby rocznie o 2500 razy więcej energii niż potrzebują USA. Innymi słowy EGS może zapewnić całemu światu energię na najbliższe tysiąclecia. Bardzo istotny jest fakt, że energia ta dostępna jest przez 24 godziny na dobę w każdym punkcie globu. Nic więc dziwnego, że w Australii, USA, Niemczech czy Francji działają już prototypowe instalacje EGS.
      Technologia musiała spodobać się menedżerom Google'a, którzy postanowili dofinansować badania nad EGS. Firma AltaRock Energy otrzymała 6,25 miliona dolarów na budowę instalacji EGS, a do przedsiębiorstwa Potter Drilling Inc. trafiły 4 miliony, które będą przeznaczone na rozwój nowych technologii wierceń w głęboko położonych twardych skałach. Ponadto Google przyznało Southern Methodist University Geothermal Lab grant w wysokości niemal pół miliona dolarów na stworzenie geotermalnych map Ameryki.
      Poniżej można obejrzeć animację przedstawiającą działanie australijskiej instalacji EGS.
       
×
×
  • Create New...