Энергия для цивилизации I типа

Ключевой вопрос состоит в том, сможет ли цивилизация I типа перейти от различных видов ископаемого топлива к другим источникам энергии.

Один из возможных вариантов состоит в использовании атомной энергии. Но урановое топливо традиционных ядерных реакторов создает большое количество ядерных отходов, которые останутся радиоактивными еще миллионы лет. Даже сегодня, спустя полвека после вступления в атомную эпоху, у нас нет безопасного метода хранения высокоактивных ядерных отходов. Помимо всего прочего, эти материалы очень горячи и могут вызвать расплавление активной зоны ядерного реактора, свидетелями чего мы были во время катастроф Чернобыля и Фукусимы.

Альтернативой энергии ядерного уранового распада является энергия термоядерного синтеза. Она, как говорилось в главе 8, еще не готова для коммерческого использования. Однако цивилизация I типа, обогнавшая нас на столетие, могла бы, вероятно, отладить эту технологию и использовать термоядерный синтез как необходимый и почти неограниченный источник энергии.

Преимущество термоядерного синтеза состоит в том, что топливом для него является водород, который можно извлекать из морской воды. Кроме того, термоядерному реактору не угрожает катастрофическое расплавление активной зоны, как случилось в Чернобыле и Фукусиме. Если с термоядерным реактором что-то случится (к примеру, сверхгорячий газ соприкоснется с оболочкой реактора), процесс синтеза автоматически прекратится. Дело в том, что синтез должен проходить при условиях, удовлетворяющих критерию Лоусона: чтобы синтез водорода шел сколько-нибудь протяженное время, он должен поддерживать надлежащую плотность и температуру. Но если процесс синтеза выходит из-под контроля, он перестает удовлетворять критерию Лоусона и прекращается сам по себе.

Кроме того, термоядерный реактор производит очень умеренное количество ядерных отходов. Возникающие в процессе водородного синтеза нейтроны, облучая стальной корпус реактора, делают его слегка радиоактивным. Количество отходов при этом составляет очень небольшую долю от количества отходов, производимых урановыми реакторами.

Помимо термоядерного синтеза есть и другие возможные возобновляемые источники энергии. Одна из весьма привлекательных возможностей для цивилизации I типа состоит в том, чтобы использовать энергию излучения светила в космосе. Поскольку 60% энергии солнечного света теряется при прохождении атмосферы, искусственные спутники могли бы собирать этой энергии гораздо больше, чем собирают солнечные батареи на поверхности Земли.

Космическая энергосистема могла бы включать в себя множество громадных зеркал, обращающихся вокруг Земли и собирающих солнечный свет. Они находились бы на геостационарной орбите (то есть обращались вокруг Земли со скоростью, равной скорости вращения Земли, и с поверхности были бы видны постоянно в одной и той же точке). Эта энергия могла бы передаваться в виде микроволнового излучения на наземную принимающую станцию и распределяться по обычной электрической сети.

У космической солнечной энергии множество преимуществ. Она экологически чиста и не производит отходов. Система сбора такой энергии может работать круглые сутки, а не только днем. (Геостационарные спутники почти никогда не попадают в тень Земли, поскольку орбиты уводят их на значительное расстояние от земной орбиты.) Солнечные панели не имеют движущихся частей, что резко снижает вероятность поломок. И что лучше всего, мы можем подключиться к безграничному потоку бесплатной энергии от Солнца.

Прорабатывая вопрос использования космической солнечной энергии, ученые приходят к выводу, что эта цель достижима при помощи уже имеющихся технологий. Основной проблемой здесь, как во всех проектах, связанных с космическими полетами, является цена. Пока использование космической солнечной энергии обошлось бы во много раз дороже, чем размещение солнечных панелей на заднем дворе.

Космическая солнечная энергия недоступна цивилизации 0 типа, какой является наша, но для цивилизации I типа она может стать естественным источником энергии по нескольким причинам:

1. Стоимость космических полетов падает в первую очередь благодаря появлению частных ракетных компаний и изобретению многоразовых ракет.

2. В конце этого столетия, возможно, будет создан космический лифт.

3. Космические солнечные панели из легких наноматериалов позволят снизить вес и стоимость запуска.

4. Солнечные спутники можно собирать в космосе при помощи роботов, что избавит нас от необходимости посылать туда астронавтов.

 

Кроме того, такая система в целом считается безопасной. Хотя микроволны могут наносить вред, расчеты показывают, что большая часть энергии заперта в пределах луча, а та энергия, что выходит за его пределы, не должна, по идее, превышать приемлемые экологические стандарты.

⇐ Предыдущая41424344454647484950Следующая ⇒

Поделиться: