【量子修正，可以提高燃燒模型】

八方

【量子修正，可以提高燃燒模型】

 

 

避免核災難

氫燃燒和爆炸比預期更容易在高壓力的能力是下降到量子力學 - 就是物理學家在俄羅斯，誰聲稱，他們的研究可能會導致較少核電站氫氣爆炸和到一個新的研究結論安全的工業生產氫氣和其他氣體燃料。

生動地說明核反應堆氫氣爆炸的潛力在去年三月在日本的福島第一核電站。

三廠回爐後的巨大海嘯襲擊該國東部北反應堆淘汰反應堆的冷卻系統。

然後，所公開的水位下降，與蒸汽反應，產生氫的鋯合金包殼周圍的核燃料在反應堆芯。

一旦排放到周圍的容器，內置的氫與空氣中的氧反應，引起爆炸的吹船隻分開。

這樣的爆炸危險，因為它們可能會釋放到環境中的放射性。

但是，它不知道根據什麼條件下會發生這樣的氫氣爆炸的。問題是在於確定氫氣所需要的時間，在一定的溫度和壓力下點燃，以及該氣體所需的閾值溫度，引爆 - 引爆時，會發生燃燒反應的速度比聲音傳播。

這些數量不理論預測與實驗結果一致，這種分歧隨著溫度的降低和壓力的增加而增加。

在溫度為700〜800 K，計算出的點火延遲時間可能高達1000倍的時間比在現實中所測得的。

不確定能量

此前科學家們試圖解釋這些差異爭辯內氣的計算忽略了某些雜質的影響，或者更簡單地說，測量本身是不準確的。

但是，這些差異也可能出現其他氣體燃料。

在最新研究中，Vladimir Fortov的和他的同事在高溫在莫斯科聯合研究所，連同兩位物理學家特羅伊茨克研究所位於俄羅斯首都以外的創新和熱核研究，結合量子修正，提供了一個通用的解釋不匹配到現有的燃燒模型。

Fortov和同事在他們的新研究，考慮了傳統的麥克斯韋玻爾茲曼分佈，它描述了在一定溫度下的頻譜中的氣體分子的速度。

理論家最近表明，量子力學效應可以顯著地改變高能量端部的形狀，在此分佈在相對較低的溫度和高壓力的氣體。

修改是海森堡的不確定性原理的結果。的不確定性在於增加它們之間的反應發生的概率，只要這些顆粒的密度足夠高的能量粒子。

雖然本變形例中是微不足道的受分子動能接近平均數的絕大多數用於一般的熱力學現象，它是相關的過程，在該過程中高能量的“尾巴”的分佈起著重要的作用。

核聚變是這樣一個過程在密集，涼爽的等離子體。

俄羅斯現在已經表明，它也擁有揮灑在燃燒中涉及的化學反應，激活這種反應所需要的能量遠遠高於熱分子的平均能量。

研究人員發現，通過引入量子修正加壓氬氣含有4％氫分子和2％的氧分子，他們獲得了理論和實驗之間的接近一致。

他們還發現了一個很好的協議進行分析時，引爆乙炔。

優化安全幾何

據Fortov，這些計算可能有助於提高核電廠的安全通過允許工程師學習條件的全方位引爆氫可能發生跨。

因此，他說，這應該是可以通過優化反應器的幾何形狀，或知道如何最好地位置的設備被稱為“氫複合器”，從密封容器中消除氫與氧結合形成水蒸汽，以減少氫氣爆炸的機會。

 Fortov還聲稱，他的小組的工作可能讓產業生產和儲存氫，更安全，也為了更好地處理乙炔，它被廣泛用作燃料和化學建材塊，並沒有氧化劑可以點燃和引爆。

然而，托尼Roulstone，在劍橋大學的核工程師，懷疑是否是最新的工作將有顯著的實際利益，為核電生產。

他說，反應堆容器設計師認為如果超過了“實驗測定氫燃燒下限”，將永遠燃燒氫。

他原因，這可能是未能減少壓力，外殼結構的設計能夠承受，如果有更好的方法來計算何時和以何種速率的氫燃燒。

但他指出，在實踐中，這種減少可能不會有可能由於反應堆安全殼的設計也抵禦大型飛機墜毀。

正是這些崩潰，可能是控股的情況下，他說。

索爾福德大學的基思·羅斯，同時，呆賬，量子修正將有任何重大影響儲氫實施。

他說，他只是基於簡單的實驗所揭示的點火時間較短承擔任何計算安全工程師，雖然他不說：“總是有一個的理論實驗來評估一系列的實驗情況”的潛在優勢。

該研究成果發表在 “物理評論快報”。

作者簡介

埃德溫Cartlidge是一個總部設在羅馬的科普作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/nov/07/quantum-corrections-could-boost-combustion-models