Покоління атомне

Вирощування їжі з ядерною енергією

Ми всі знаємо про калорії. Часто для людей, які сидять на дієті, калорії є ворогом. Вони є мірою того, скільки енергії міститься в їжі (і є суворим нагадуванням про те, що ви не повинні їсти такого зайвого Oreo!). Їжа містить енергію, і часто її досить багато, але ця кількість блідне в порівнянні з тим, скільки енергії потрібно для створення їжі. Зерна, такі як пшениця та кукурудза, потребують місяців сонячного світла (енергії), а також для вирощування великої кількості води та добрив. Корови їдять ці зерна, а ми (із задоволенням) їмо корів. Це енергія, що приводить в дію трактори для обробки ґрунту, енергетичні заводи для виробництва добрив, енергія для обробки води, енергія для вирощування зерна та енергія для годівлі корови. Це не кажучи вже про те, що вирощувані в грунті культури потребують пестицидів, щоб захистити їх від клопів та інших організмів.

Звідки береться енергія?

Зараз енергія надходить з двох місць: сонця та викопного палива. Сучасна система має багато кроків, займає багато землі та природних ресурсів, що призводить до великої кількості відходів. Той факт, що коров'ячий гній використовується як паливо у багатьох країнах світу, говорить нам про те, що не вся енергія, що надходить у корів (корм), перетворюється на калорії (їстівне м'ясо). Існує забруднення від пестицидів та забруднення від викопного палива, необхідних у процесі. Але ми можемо зробити краще.

Кращий шлях

Викладені вище кроки зосереджені на центральній темі: енергія. Все в житті вимагає енергії. Але в міру вдосконалення науки ми покращуємо використання енергії безпосередньо до кінцевого продукту. Наприклад, гідропонічне зростання рослин видаляє ґрунт, позбавляючи потреби в пестицидах, тракторах та дощах.

Але як щодо м’яса? За останні кілька десятиліть було проведено значні дослідження навколо безпосереднього зростання м’яса. Безпосередньо вкладаючи енергію у виробництво м’яса, кроки усуваються, а енергія економиться.

Отримати енергію

Незважаючи на зменшення енергетичних потреб, ми все одно повинні отримувати енергію звідкись. Традиційно ми спалюємо викопне паливо, як вугілля, природний газ та бензин. Однак процес згоряння виробляє викиди, які можуть завдати шкоди навколишньому середовищу та здоров’ю людей. Ми можемо збирати енергію з сонця. На жаль, з цим теж є певні проблеми. Сонце не світить 24 години на добу, і використати цю енергію порівняно важко. Однак існує ще один варіант, і він виробляє понад десять відсотків світової електроенергії та майже 20% для США: Nuclear Power1. Атомні електростанції зазвичай використовують Уран - відносно простий у добуванні елемент з дивовижною щільністю енергії; один кілограм урану містить у вісімдесят чотири тисячі (.) разів більше енергії, ніж та сама маса бензину. Це означає, що хоча кілограм бензину дозволить вам проїхати близько 20 кілометрів, стільки ж урану доставить вас до Місяця і назад. Двічі.

Світ змінюється. Більше людей означає, що нам потрібно більше їжі, яка вимагає постійно зростаючої кількості енергії. Зі зміною технологій виробництва харчових продуктів буде зростати потреба в електроенергії, зокрема в електроенергії, яку можна виробляти без забруднення та значної екологічної шкоди. Хоча жодна технологія не може забезпечити всю необхідну нам електроенергію та енергію, ядерна енергетика буде потрібна для забезпечення основи нашої нової енергетичної економіки.

Таблиця 1. Щільність енергії (від Енергетична освіта - Щільність енергії) 2

Деревина - 16 МДж/кг

Вугілля - 24 МДж/кг

Бензин - 46,4 МДж/кг

Поділ урану - 3 900 000 МДж/кг

Щільність енергії. (n.d.) В енергетичній освіті. Калгарі: Університет Калгарі. Отримано в травні 2018 року з http://energyeducation.ca/encyclopedia/Energy_density
Електрична генерація. (n.d.). В енергетичній освіті. Калгарі: Університет Калгарі. . Отримано в травні 2018 року з http://energyeducation.ca/encyclopedia/Electrical_generation

Вирощування ядерної їжі, частина II

З частини I ми дізналися, що все вимагає енергії, і що усунення кроків у процесі перетворення енергії може заощадити енергію. Ми навіть маємо можливість вирощувати їжу безпосередньо за допомогою електрики. Питання, яке виникає з цих припущень, полягає в тому, наскільки ми близькі до цієї реальності?

Процес Габера

Перша частина процесу поліпшення сільськогосподарського виробництва відбулася від німецького хіміка Фріца Габера, а згодом інженером Карлом Бошем було перетворено його в промисловий масштаб. Це загальновідомий процес Габера (що є вагомою причиною бути першим іменем, переліченим у науковому відкритті. Бідний Карл.). Процес Габера використовується для отримання аміаку, який є ключовим інгредієнтом добрив (хоча одним із його початкових застосувань було забезпечення німців вибухівкою в Першій світовій війні). Процес дозволяє перетворити атмосферний Азот (N2) в Аміак (NH3), поєднуючи Азот з Гідрогеном над металевим каталізатором при високій температурі та тиску (до 500 C та 3600 psi). Відкриття цього процесу кардинально змінило землеробство, оскільки поряд із вирощуванням сільськогосподарських культур та пестицидами це дозволило фермерам кардинально збільшити врожайність своїх культур. Протягом 20 століття в США врожайність кукурудзи зросла з 1,6 т з гектара до 8,5 т/га (приріст на 531%), а в Японії врожайність рису зросла на 295% .1