Előttünk a hidrogénkorszak
Hidrogén és energia. E szókapcsolat hallatán a távoli jövőbe vezető tudományos világ, esetleg a rakétatechnika vagy az autógyárak euro/dollár milliárdokat felemésztő tüzelőanyag-cellás kutatásai jutnak eszünkbe. Pedig a hidrogéngazdaság már régóta része mindennapi életünknek.
Hidrogén és energia. E szókapcsolat hallatán a távoli jövőbe vezető tudományos világ, esetleg a rakétatechnika vagy az autógyárak euro/dollár milliárdokat felemésztő tüzelőanyag-cellás kutatásai jutnak eszünkbe. Pedig a hidrogéngazdaság már régóta része mindennapi életünknek.
A hidrogén óriási mennyiségben, de csak kötött állapotban van jelen a földön, főként a vízben és a szénhidrogénekben. Előállításának korszerűsítésére és a költségek csökkentésére eredményes erőfeszítéseket tesznek világszerte. A legmodernebb alkalmazások gyakorlati megvalósításából magyar kutatók és vállalkozások is kiveszik a részüket, például a biohidrogén-termelésben, a fémhidrides tárolási technikában.
A víz egyik alkotójának, úgy tűnik, nagyobb szerepe lesz az évszázad energetikájában, mint ahogy az előzőben a szénnek volt. Balogh Ernővel, a Magyar Energetikai Társaság hidrogéntagozatának elnökével a modern hidrogéngazdaságról beszélgettünk.
- Az amerikai NASA hidrogénkutatásai, a General Motors, a Honda és a Toyota tüzelő-anyagcellás motorjainak csillagászati pénzeket felemésztő fejlesztési programjai azt sugallják, hogy a hidrogén gyakorlati alkalmazása elérhetetlen, titokzatosnak tűnő világ. Valójában menynyire van tőlünk távol a hidrogén széles körű felhasználása?
- Távol? Hiszen itthon is már régen használja az ipar, szinte a boltban lehet kapni, Magyarországon is ipari gázként forgalmazzák. Nagyon régi, ősi elemről van szó, gondoljon csak vissza az általános iskolai kémiaórájára: nemcsak a víz alkotója, hanem a mostani fő energiahordozóké, a szénhidrogéneké.
- Mely iparágakban alkalmazzák?
- Szélesebb körben a vegyiparban, de nagy felhasználó az olajipar is. Mivel a hidrogén hígabb gáz a levegőnél, jobban is hűt, ezért nagy villamos generátorok hűtésére használják. Az olajiparban a finomítási folyamathoz szükséges.
- Így „fedezte” fel az olajlobbi az évszázad új energiahordozóját, a hidrogént, ezért állnak a tüzelőanyag-cellás kutatások élére?
A hidrogén óriási mennyiségben, de csak kötött állapotban van jelen a földön, főként a vízben és a szénhidrogénekben. Előállításának korszerűsítésére és a költségek csökkentésére eredményes erőfeszítéseket tesznek világszerte. A legmodernebb alkalmazások gyakorlati megvalósításából magyar kutatók és vállalkozások is kiveszik a részüket, például a biohidrogén-termelésben, a fémhidrides tárolási technikában.
A víz egyik alkotójának, úgy tűnik, nagyobb szerepe lesz az évszázad energetikájában, mint ahogy az előzőben a szénnek volt. Balogh Ernővel, a Magyar Energetikai Társaság hidrogéntagozatának elnökével a modern hidrogéngazdaságról beszélgettünk.
- Az amerikai NASA hidrogénkutatásai, a General Motors, a Honda és a Toyota tüzelő-anyagcellás motorjainak csillagászati pénzeket felemésztő fejlesztési programjai azt sugallják, hogy a hidrogén gyakorlati alkalmazása elérhetetlen, titokzatosnak tűnő világ. Valójában menynyire van tőlünk távol a hidrogén széles körű felhasználása?
- Távol? Hiszen itthon is már régen használja az ipar, szinte a boltban lehet kapni, Magyarországon is ipari gázként forgalmazzák. Nagyon régi, ősi elemről van szó, gondoljon csak vissza az általános iskolai kémiaórájára: nemcsak a víz alkotója, hanem a mostani fő energiahordozóké, a szénhidrogéneké.
- Mely iparágakban alkalmazzák?
- Szélesebb körben a vegyiparban, de nagy felhasználó az olajipar is. Mivel a hidrogén hígabb gáz a levegőnél, jobban is hűt, ezért nagy villamos generátorok hűtésére használják. Az olajiparban a finomítási folyamathoz szükséges.
- Így „fedezte” fel az olajlobbi az évszázad új energiahordozóját, a hidrogént, ezért állnak a tüzelőanyag-cellás kutatások élére?
- Hogy pont ezért álltak volna az élére, azt nem hiszem, de tény, hogy a nagy olajtársaságok bekapcsolódtak, és évről évre sok pénzt áldoznak arra, hogy a hidrogén mint energiahordozó például a közlekedésben is alkalmazható legyen, ha kevés lenne az olaj, vagy a magas ára miatt nem lesz érdemes használni. A hidrogén forgalmazásában ugyanolyan üzletet látnak, mint most a benzinben, a dízelolajban vagy éppen a gázban. Nem véletlen, hogy a MOL volt a tavalyi hidrogénkonferencia egyik fő támogatója.
- Egyelőre úgy tűnik, hogy a hidrogéntechnika méregdrága energiaforrás. Mikorra várható, hogy emberközeli lesz az új „üzemanyag” ára?
- Hamarabb, mint hinné. Az elmúlt években sokkal olcsóbb lett, és a folyamatban lévő fejlesztések hatására tovább mérséklődik a hidrogén előállítási ára. Még jelentősebb azonban a tüzelőanyag-cellák árcsökkenése. Míg az ezredfordulón mintegy 45 ezer euróba került egy egy kW-os tüzelőanyag-cella, addig az egyik európai uniós cég 2010-re - három év múlva - 45 eurós árat irányzott elő.
Szinte hihetetlen ez a mértékű zuhanás: ezredrészére csökkenhet az ár. George W. Bush amerikai elnök még tovább ment. Megelégelve a politikai kockázatot, a kiszolgáltatottságot a közel-keleti olajállamoktól, bejelentette, hogy 2010-re 30 dollárra akarja leszorítani a tüzelőanyag-cellák kW-onkénti árát, ennek teljesítésére a kanadai Ballard cég vállalkozott is. Ha Bush elvárásai valóra válnak, akkor a hidrogén - energiahordozóként - lassan versenyre kelhet a kőolajjal, a földgázzal, s olyan széles körű felhasználást indít el, melynek következtében még lejjebb mennek az árak.
Ez azt jelentheti, hogy - s ezzel a tengerentúli autóipari szakértők számolnak is - 2020-ra az észak-amerikai autók felébe benzin és gázolaj helyett hidrogén üzemanyag kell. Ráadásul, ha a környezetvédelmi szempontokat is figyelembe vesszük, akkor a hidrogéntechnológia versenyképesebb a kőolajtermékeknél.
- Az Egyesült Államokban. De mi lesz itthon? Nálunk úgy tűnik, inkább a bioetanol-programot és más megújuló energiaforrások használatát támogatja a politika…
- A kettő nem mond ellent egymásnak. A hidrogén csak energiahordozó anyag, amely képes megőrizni a megtermelt energiát. Például úgy, hogy a napelemmel, szélerőművel termelt árammal vizet bontunk, és a hidrogént tartályokban tároljuk akkor, amikor nem tudjuk a villamos energiát betáplálni az elektromos hálózatba. Nagy mennyiségű elektromos áramot ugyanis nem lehet akkumulátorokban vagy más módon tartalékolni. A bioetanol ugyanakkor jól tárolható, s ha kell, a tüzelőanyag-cellában a hidrogéntechnikával elektromos áramot fejleszthetünk belőle, amikor azt az elektromos hálózat igényli. Nagyon sok jó kezdeményezés indult el, amelyből magyar kutatók és vállalkozások is kiveszik a részüket, mondjuk az elérhető árú tüzelőanyag-cellák előállításában. Egy dunántúli cég például licencet vásárol, hogy beindíthassa saját „hazai” tüzelőanyag-cellája gyártását. Egyre több lesz a felhasználó is itthon.
- Egyelőre úgy tűnik, hogy a hidrogéntechnika méregdrága energiaforrás. Mikorra várható, hogy emberközeli lesz az új „üzemanyag” ára?
- Hamarabb, mint hinné. Az elmúlt években sokkal olcsóbb lett, és a folyamatban lévő fejlesztések hatására tovább mérséklődik a hidrogén előállítási ára. Még jelentősebb azonban a tüzelőanyag-cellák árcsökkenése. Míg az ezredfordulón mintegy 45 ezer euróba került egy egy kW-os tüzelőanyag-cella, addig az egyik európai uniós cég 2010-re - három év múlva - 45 eurós árat irányzott elő.
Szinte hihetetlen ez a mértékű zuhanás: ezredrészére csökkenhet az ár. George W. Bush amerikai elnök még tovább ment. Megelégelve a politikai kockázatot, a kiszolgáltatottságot a közel-keleti olajállamoktól, bejelentette, hogy 2010-re 30 dollárra akarja leszorítani a tüzelőanyag-cellák kW-onkénti árát, ennek teljesítésére a kanadai Ballard cég vállalkozott is. Ha Bush elvárásai valóra válnak, akkor a hidrogén - energiahordozóként - lassan versenyre kelhet a kőolajjal, a földgázzal, s olyan széles körű felhasználást indít el, melynek következtében még lejjebb mennek az árak.
Ez azt jelentheti, hogy - s ezzel a tengerentúli autóipari szakértők számolnak is - 2020-ra az észak-amerikai autók felébe benzin és gázolaj helyett hidrogén üzemanyag kell. Ráadásul, ha a környezetvédelmi szempontokat is figyelembe vesszük, akkor a hidrogéntechnológia versenyképesebb a kőolajtermékeknél.
- Az Egyesült Államokban. De mi lesz itthon? Nálunk úgy tűnik, inkább a bioetanol-programot és más megújuló energiaforrások használatát támogatja a politika…
- A kettő nem mond ellent egymásnak. A hidrogén csak energiahordozó anyag, amely képes megőrizni a megtermelt energiát. Például úgy, hogy a napelemmel, szélerőművel termelt árammal vizet bontunk, és a hidrogént tartályokban tároljuk akkor, amikor nem tudjuk a villamos energiát betáplálni az elektromos hálózatba. Nagy mennyiségű elektromos áramot ugyanis nem lehet akkumulátorokban vagy más módon tartalékolni. A bioetanol ugyanakkor jól tárolható, s ha kell, a tüzelőanyag-cellában a hidrogéntechnikával elektromos áramot fejleszthetünk belőle, amikor azt az elektromos hálózat igényli. Nagyon sok jó kezdeményezés indult el, amelyből magyar kutatók és vállalkozások is kiveszik a részüket, mondjuk az elérhető árú tüzelőanyag-cellák előállításában. Egy dunántúli cég például licencet vásárol, hogy beindíthassa saját „hazai” tüzelőanyag-cellája gyártását. Egyre több lesz a felhasználó is itthon.
A hidrogén előállításának többféle módszere van
• lehet vízből, elektrolízissel • lehet szénhidrogénekből, reformálással • lehet biogázból, tisztítási eljárásokkal • lehet mesterséges fotoszintézissel (ez a természetes fotoszintézist igyekszik lemásolni)
A debreceni kommunális szennyvíztisztító üzemeltetője a biogázból tüzelőanyag-cellákon keresztül elektromos áramot akar előállítani, hogy „eladja” az áramszolgáltatónak, ezzel is csökkentve saját költségeit. A tüzelőanyag-cella ugyanis jobb hatékonyságú, mint a szintén áramot termelő gázmotor.• lehet vízből, elektrolízissel • lehet szénhidrogénekből, reformálással • lehet biogázból, tisztítási eljárásokkal • lehet mesterséges fotoszintézissel (ez a természetes fotoszintézist igyekszik lemásolni)
- A politika nálunk - szemben Bush példájával - mintha mégsem szorgalmazná a hidrogén felhasználását, legalábbis a közvéleményhez nem jutottak el ilyen hírek. Hogyhogy nem haraptak rá erre a jól csengő, ráadásul valóban hasznos lehetőségre?
- A MET nevében tavaly év végén levélben fordultunk a meghatározó politikusokhoz, parlamenti képviselőkhöz, feltártuk előttük a hidrogéngazdaságban rejlő lehetőségeket, és segítséget, elvi támogatást kértünk terveink megvalósítására. Több mint 400 ilyen levelet küldtünk el névreszólóan, de eddig csak néhány válasz érkezett. Közöttük egy fontos, Kóka János nevében, a gazdasági tárcától. A szakminiszter támogatásáról biztosította céljainkat. Emellett mielőbb találkozni szeretnék Bajnai Gordon fejlesztéspolitikai kormánybiztossal is, akitől szintén sokat várok. Egy olyan civil szervezet, mint a miénk, egyelőre sokkal többet nem tehet.
- Azért tudna mit tenni, például a felvilágosító munkában. Túl szépnek látszik a menyasszony, pedig a nagy nyomáson, több száz atmoszférán tárolt robbanásveszélyes hidrogéngáztól majdnem úgy félnek, mint a tűztől. Gimnáziumi tanulmányaim során az egyik kémiaórán úgy berobbant a hidrogént tartalmazó durranógáz, hogy majdnem kivitte az egyik osztálytársam szemét. Szóval velem is kezdheti a meggyőzést. Mennyire veszélyes anyag a hidrogén?
- Elvileg lehet kockázat a hidrogén tárolásában, felhasználásában, de a gyakorlat nem igazolja a félelmeket. Az erőművekben a hűtésre használt hidrogén sem okozott balesetet idáig, pedig régóta használják. A kockázattal persze számolni kell, és megfelelő védelemmel fel kell ellene készülni. Ami pedig a tárolást illeti: van módszer az alacsony nyomáson való tárolásra is. Ez éppen azoknak a kis szélmotorokra, bioetanolra vagy biogázra épülő néhány kilowattos áramtermelő üzemegységeknek lehet megoldás, amelyek átmenetileg nem tudják az elektromos hálózatra termelni az áramot. Vizet bontva, alacsony nyomáson, hidrogén formában meg tudják őrizni az energiát addig, amíg az elektromos hálózat fogadókész nem lesz. Ezzel például egy faluban vagy tanyán élők szükségletük szerint vehetik igénybe az energiát. Ráadásul olcsóbb, biztonságosabb tárolási rendszerek, mint a nagynyomásúak.
- Szakemberek állítják, hogy a hazai hidrogéngazdaság nagy ellensége a logisztika. A mostani számítások szerint a nagynyomású gáz szállításához méregdrága csővezetékek kiépítése szükséges, hogy az üzemanyagtöltő állomásokra vagy az otthonunkba érkezzen a hidrogén, melynek ára - a beruházási költségek miatt - csillagászati marad. Az olcsó „lakossági” hidrogén utópia?
- Ne legyen pesszimista, erre is vannak megoldások. Hollandiában a hidrogént is előállító üzemeket, olajfinomítókat az egyik meglévő gázvezetéken kötötték össze, arról vételezik például a töltőállomások a hidrogént. Nem feltétlenül kell speciális, új rendszereket kiépíteni.
- Mikor fogok benzin helyett hidrogént tankolni az autómba?
- Ez részben magán is múlik. A technika elvileg már rendelkezésre áll: az autóipar derékhada nagy erőfeszítéseket tesz, de a széles körű elterjedésre még csaknem egy évtizedet várni kell. Hogy a hazai töltőállomásokon mikortól kapható majd hidrogén, az a kereslettől, illetve közvetetten az ártól is függ. Nem lesz robbanásszerű az átállás, de gyorsabb, mint sokan számítanak rá. Ma még az etanol-üzemanyag árusítása is forradalminak tűnik, ám hónapok alatt kiépül itthon is az országos hálózat, mihelyst gyarapszik az „alkoholos” autók száma. Hasonlóan gyors lesz a hidrogén elterjedése is, ha annak ára versenyképessé válik a benzinével.
Az Európai Unióban 2020-2025 körül várható a hálózat kialakítása. Ekkorra az autóipar is felkészül a hidrogénhajtású, tüzelőanyag-cellás járművek sorozatgyártására. Az újfajta üzemanyag fogyasztói ára persze az adótartalmától is függ. Ha a politikusok úgy döntenek, hogy az ország áldoz e környezetbarát energiaforrás elterjesztésére, s ezért kevés adóval terheli meg a hidrogén-üzemanyagot, akkor olcsóbb lesz, tehát hamarabb lesz rá igény. Ha pedig magas adót állapít meg a parlament, akkor később terjed el. Sok szakértő 2050-re becsüli, hogy a hidrogén a gazdaságon belül, az energetikában átveszi a főszerepet a hagyományos, fosszilis energiahordozóktól: a földgáztól, a kőolajtól, a kőszéntől.
- Az üzemanyag-cella valami varázsszó. Hogyan tudná egyszerűen elmagyarázni a működését?
- Olyan történés, amit legkönynyebben a víz elektrolízis által történő bontásának fordított folyamatával lehet megvilágítani. A tüzelőanyag-cellában a hidrogén és az oxigén katalizátoron történő összeengedésével elektronok - áram - szabadulnak fel, és víz keletkezik. A hidrogént elő kell állítani, az oxigént a levegőből lehet felhasználni. Ezt a technikát igyekszik mesterségesen lemásolni az üzemanyagcella.
- Képes lesz a mesterséges rendszer a megújuló energiahordozókkal versenyre kelni? Nem olcsóbb, életképesebb és veszélytelenebb a bioetanol- és a biodízel-, mint a hidrogéngazdaság?
- Nem győzöm eleget hangoztatni, hogy a megújuló energiaforrások és a hidrogén - mint az egyik energiahordozó - nem egymás vetélytársai, hanem egymás kiegészítői. Együtt olyan lehetőséget kínálnak, amely hatékonyabb és olcsóbb energetikai rendszerek kialakításához vezetnek. A kutatók fejében jobbnál jobb ötletek fogalmazódnak meg a két iparág szimbiózisáról, nehéz előre megmondani, hogyan kapcsolódik, forr majd össze a két terület, de hogy közösen fejlődnek, abban nem kételkedem. Az már biztos, hogy a kimerülő szén- és szénhidrogén-alapú energetika helyett egy új korszak kezdődött, és ez az évszázad a hidrogéngazdaságé lesz.
| Jöhet a hidrogénhajtású autók korszaka |
| Írta: nemesi / mindennapi.hu |
| 2011. június 20. |
 Napfény segítségével állítottak elő hidrogént dél-koreai kutatók, így az eddigi eljárásoknál hatékonyabban jutottak a vízből nyerhető motor-üzemanyaghoz. Az eddigi hidrogénkinyerési eljárásoknál ötször hatékonyabb módszert sikerült kidolgozniuk a Szöuli Állami Egyetem vegyészmérnök professzora által vezetett kutatócsoportnak – közölte a dél-koreai Oktatási Tudományos és Technológiai Minisztérium. A hidrogén a legmagasabb arányban előforduló elem az univerzumban, így logikusnak tűnhet, hogy ezt a forrást szélesebb körben is kiaknázza az ember. A vegyipar már több mint száz éve, leginkább az ammóniagyártás és kőolaj-finomítás céljára használja, de más vegyipari területeken is alkalmazzák. Az utóbbi időszakban a hidrogénre úgy tekint a világ, mint alternatív energiaforrásra, és főként az autógyártás tart igényt rá, üzemanyagként. Eddigi technológiák  Az eddig használt előállítási módok nem éppen környezetbarát technológián alapulnak. Kb. 95 százalék a fosszilis energiahordozókból való előállítás. A teljes hidrogén-előállításon belül is kb. 50 százalékot képvisel a földgázból, pontosabban metánból való előállítási mód. Emellett számottevő még a kőolajból, valamint szénből történő előállítás. Ezek közös jellemzője, hogy centralizált, nagy üzemekben történik, igen jelentős széndioxid-kibocsátással. Ezeknek a hagyományos előállítási módoknak az az előnyük, hogy jelenleg a legolcsóbbak. A hidrogén előállítására jelenleg is alkalmaznak vízbontást, de ennek igen nagy az energiaigénye, és kulcskérdés, hogy milyen forrásból származik az energia, amivel végzik. Az alternatív előállítási módok sora egyre nagyobb. A szélenergiával termelt villamos energia segítségével vizet bontanak, így nyerik a hidrogént. A napenergia terén három technológia is rendelkezésre áll: a napelemekkel történő villamosenergia-termelés, majd vízbontás; Hogyan működik? 1. Az alapelv A vizet elektrolízis segítségével szétválasztjuk hidrogénre és oxigénre, majd azt a porlasztóban, injektorban levegővel hígítva elégetjük a hengerekben. Ennyi. H2O(folyadék) => H2(gáz) + O2(gáz) => H2O(gőz) Az elektrolízishez szükséges energiát az autóakkumulátorból vagy a generátorból vesszük. Ez az áram a vizet hidrogénre és oxigénre bontja. A keletkezett hidrogén-oxigéngázt a porlasztóban levegővel hígítjuk, vagy különböző befecskendezési módot alkalmazunk és a hengerekben ezt a hidrogén-levegő keveréket plusz némi vizet elégetjük. A hidrogén és oxigén elégetésekor keletkező energia legalább egy nagyságrenddel meghaladja a víz lebontásához használt energiát. Mindez annak köszönhető, hogy a hidrogén és oxigén szétválasztásakor és újraegyesülésekor megcsapoljuk az étert vagy más néven a nullapont energiát, ez adja az energiatöbbletet. 2. A hidrogén felhasználása a belsőégésű motorokban A világ autógyárai már régóta kísérleteznek ezzel és szép eredményeket értek el. Az 1860-as és 1870-es években N. A. Otto, az Otto-motorok feltalálója, miközben a belsőégésű motorral kísérletezett, bizonyíthatóan szintetikus gázt használt üzemanyagként, melynek hidrogéntartalma meghaladta az 50 %-ot. Otto benzinnel is kísérletezett, de a használatát veszélyesnek találta, ezért visszatért a gázalapú üzemanyagokhoz. A porlasztó kifejlesztése azonban egy új korszak hajnalát jelentette, melyben a benzint már biztonságosan felhasználhatták a gyakorlatban. Ez a többi gáz használatát teljesen kiszorította. Az utóbbi években a tisztább levegő elérése érdekében valamint az olajszármazékokból nyert üzemanyagtól való függőség megszüntetésére az emberek érdeklődése visszatért a hidrogén üzemanyagkénti hasznosítása felé. 3. A hidrogén égési tulajdonságai A hidrogén üzemanyagként való alkalmazásánál a következő tulajdonságokat kell figyelembe vennünk:
A gyúlékonysága széles skálán mozog A hidrogén gyúlékonysága sokkal szélesebb tartományban mozog, mint az összes többi üzemanyagnak. Ez azt eredményezi, hogy a hidrogént az üzemanyag-levegő keverék arányának széles skáláján lehet elégetni a belsőégésű motorokban. Ez ahhoz a jelentős előnyhöz vezet, hogy nagyon sovány keveréknél is elégethető a hidrogén. A sovány keverék azt jelenti, hogy a hidrogén mennyisége az adott levegőmennyiséghez képest jóval kevesebb, mint amennyi elméletileg vagy kémiailag ideális lenne az elégetéséhez. Ezért olyan rendkívül könnyű beindítani a hidrogénmotorokat. Általánosságban, sovány keverék használatakor az üzemanyag-megtakarítás nagyobb és az égés tökéletesebb. Ezen kívül az égés hőmérséklete is alacsonyabb, ezáltal csökkentve a szennyező anyagok, mint például a nitrogén-oxid mennyiségét a kipufogásnál. Ugyanakkor van egy bizonyos határa annak, hogy mennyire lehet sovány egy keverék, mivel a sovány keverék jelentősen lecsökkenti a motor teljesítményét a keverék térfogati hőmennyiség csökkenése miatt. Alacsony energia kell a meggyújtásához A hidrogénnek nagyon alacsony a gyulladási energiája. A hidrogén meggyújtásához szükséges energia egy teljes nagyságrenddel kisebb, mint ami a benzin meggyújtásához szükséges. Ez teszi lehetővé a hidrogénmotorokban a sovány keverék meggyújtását, ami azonnali indítást eredményez. Az alacsony gyulladási energia sajnos azt is eredményezi, hogy a hengerekben lévő forró gázok és forró cseppek túl korai begyújtást és visszaégést eredményezhetnek. Ennek a megakadályozása a hidrogénüzemű motoroknál nagy kihívást jelent. A hidrogén széles skálán mozgó gyúlékonysága azt is jelenti, hogy szinte minden keverék begyulladhat a forró cseppektől. Rövid távolság kell az eloltásához A hidrogén eloltásához rövid távolság kell, kisebb, mint a benzinnél. Következésképpen a kipufogás előtti pillanatban a hidrogén lángnyelvei közelebb vannak a henger falához, mint bármelyik más üzemanyag esetében, így a hidrogént jóval nehezebb eloltani, mint a benzint. A kisebb oltási távolság növelheti a visszaégési hajlamot, mivel a hidrogén-levegő keverék hajlamosabb a közelebb lévő nyitott szelepen távozni, mint a hidrokarbon-levegő keverék. Magas az öngyulladási hőmérséklete A hidrogénnek viszonylag magas az öngyulladási hőmérséklete. Ez akkor válik fontossá, mikor a hidrogén-levegő keveréket összenyomjuk. A tény az, hogy az öngyulladási hőmérséklet fontos tényező annak meghatározásában, hogy milyen nyomásviszonyokat alkalmazhatunk agy adott motornál, mivel a nyomás során a hőmérséklet növekszik. A hőmérsékletnek nem szabad meghaladnia a hidrogén öngyulladási hőmérsékletét, mert az korai begyulladást eredményezne. Ezért az abszolút véghőmérséklet (T2) korlátozza a nyomásarányt. A hidrogén magas öngyulladási sebessége nagyobb nyomásarányt tesz lehetővé a hidrogénmotorban, mint a hidrokarbon motorban. Ez a magasabb nyomásarány azért fontos, mert ez a rendszer hőhatásfokával áll kapcsolatban. Másrészről viszont a hidrogént nehéz begyújtani nyomásgyújtással vagy dízel üzemmódban, mivel az ilyen típusú begyújtáshoz szükséges hőmérséklet viszonylag magas. Gyorsan terjed a lángja A hidrogén lángja gyorsan terjed. Azonos feltételek mellett a hidrogénláng sebessége egy nagyságrenddel meghaladja a benzinlángét. Ez azt jelenti, hogy a hidrogénmotorok jobban meg tudják közelíteni a termodinamikailag ideális motorciklust. A soványabb keveréknél azonban a lángsebesség jelentősen lecsökken. Nagy a terjedési sebessége A hidrogénnek nagyon nagy a terjedési sebessége. Ez a képessége, hogy a levegőben könnyebben terjed, mint a benzin, két okból is előnyös. Először is, ez elősegíti a hidrogén egyenletesebb keveredését a levegővel. Másodszor, ha a hidrogéntartály valahol léket kap, a hidrogén gyorsan eloszlik. Ez megszünteti vagy legalábbis csökkenti a nem biztonságos körülményeket. Nagyon kicsi a sűrűsége A hidrogénnek nagyon kicsi a sűrűsége. Ez két problémához vezet a hidrogén belsőégésű motorokban történő használatánál. Először is, nagyon nagy méretű tartályra van szükség ahhoz, hogy elegendő mennyiségű hidrogénnel rendelkezzünk a jármű megfelelő használatához. Másodszor, ez a hidrogén-levegő keverék energiasűrűségét – következésképpen a teljesítményt – lecsökkenti. 4. Levegő – üzemanyag arány A hidrogén és oxigén elméleti égését a következőképpen írhatjuk le: 2H2 + O2= 2H2OA teljes égéshez szükséges H2 mólban= 2 mólA teljes égéshez szükséges O2 mólban= 1 mól Mivel az égéshez a levegőt használjuk az oxigén helyett, a levegő nitrogéntartalmát is figyelembe kell vennünk a számításoknál: A levegő N2 tartalma mólban= O2 mól * (79% N2 / 21% O2) = 1 mól O2 * (79% N2 / 21% O2) = 3.762 mól N2A levegő mól száma= O2 mólban + N2 mólban = 1 + 3.762 = 4.762 mólAz O2 súlya= 1 mól O2 * 32 g/mól = 32 gAz N2 súlya= 3.762 mól N2 * 28 g/mól = 105.33 gA levegő súlya= az O2 súlya + az N2 súlya = 32g + 105.33 g = 137.33 gA H2 súlya= 2 mól H2 * 2 g/mól = 4 g A levegő és hidrogén stoichometrikus aránya (L/H): (L/H) tömegben számolva= levegő tömege / hidrogén tömege = 137.33 g / 4 g = 34.33:1(L/H) térfogatban számolva= levegő térfogata / hidrogén térfogata = 4.762 mól / 2 mól = 2.4:1 Stoichometrikus keverék esetén a hidrogén égéstérben elfoglalt aránya %-osan kifejezve: H2 %-ban= H2 térfogata / teljes térfogat = H2 térfogata / (levegő + H2 térfogata) = 2 / (4.762 + 2) = 29.6 % Mint ezek a számítások is mutatják, a hidrogén elégetésének legmegfelelőbb L/H aránya stoichometrikusan vagy kémiailag kifejezve körülbelül 34:1. Ez azt jelenti, hogy a teljes égés érdekében minden egyes font hidrogénhez 34 font levegő szükséges. Ez jóval magasabb, mint a benzinnél szükséges 14.7:1 arány. Mivel a hidrogén gáznemű üzemanyag, ezért az égéstérben jobban szétterjed, mint a folyékony üzemanyagok, következésképpen a levegő az égéstér kevesebb részét tudja elfoglalni. Stoichometrikus körülmények között a hidrogén az égéstér 30 %-át foglalja el, míg a benzin csak a 2 %-át. A hidrogén motorba juttatásától függően a teljesítmény a benzinmotorokhoz képest 85 % (egyszerű bevezetés) és 120 % (nagynyomású befecskendezés) között változik. Mivel a hidrogén gyúlékonysága széles skálán mozog, a hidrogénmotorok L/H aránya 34:1 (stoichometrikus) és 180:1 között változhat. 5. Szennyezőanyag kibocsátás A hidrogén oxigénnel történő elégetése csak vizet eredményez: 2H2 + O2 = 2H2O A hidrogén levegővel való elégetése azonban nitrogén-oxidot (NOx) eredményez: H2 + O2 + N2 = H2O + N2 + NOx A nitrogén-oxid a magas hőmérséklet eredménye. Ez a magas hőmérséklet a levegőben lévő nitrogén egy részének az oxigénnel való egyesülését eredményezi. A képződött NOx mennyisége a következő tényezőktől függ:
A nitrogén-oxidon kívül az égéstérbe beszivárgott olaj elégésének következtében szénmonoxid és széndioxid is keletkezhet a kipufogógázban. 6. Teljesítmény A hidrogénmotor elméleti maximális teljesítménye a levegő/üzemanyag aránytól és az üzemanyag-befecskendezés módjától függ. A stoichometrikus levegő/hidrogén arány 34:1. Ennél a L/H aránynál a hidrogén az égéstér 29 %-át tölti ki, a maradék 71 %-ot pedig a levegő. Ez azt eredményezi, hogy a keverék energiatartalma kevesebb lesz, mint a benzinkeverék esetében (mivel a benzin folyékony, az égéstérnek csak nagyon kis részét foglalja el, ami több levegő beengedését teszi lehetővé). Mivel mind a porlasztós, mind pedig a kapuzott befecskendezési módnál az üzemanyag és a levegő a motorba lépés előtt már elkeveredett, a rendszer elméleti teljesítményhatára a benzinmotornak csak a 85 %-a. A közvetlen-befecskendezésű rendszernél, ahol az üzemanyag a levegővel az égéstérben keveredik el zárt szelepek mellett (és így az égéstérben 100 % a levegőtartalom), a rendszer maximális teljesítménye 15 %-kal meghaladja a benzinmotorét. Következésképpen az üzemanyag adagolásától függően a hidrogénmotor teljesítménye 15 %-kal meghaladhatja vagy 15 %-kal kevesebb lehet, mint a benzinmotoré. A stoichometrikus levegő/hidrogén arány mellett azonban az égés hőmérséklete nagyon magas, ami nagy mennyiségű szennyező nitrogén-oxid (NOx) termelést eredményez. Mivel a hidrogénmotor használatának egyik célja a kipufogógázok légszennyezésének csökkentése, ezért a hidrogénmotorokat úgy tervezik, hogy ne a stoiciometrikus levegő/hidrogén aránnyal működjenek. A Las Vegasi Nevada egyetemen folytatott kísérletek alapján azonban már a 700-1000 °C-os hőmérséklet tartományban megfigyelhető a víz szétválása hidrogénre és oxigénre, ez a spontán szétválás. Van egy nagyon fontos tulajdonsága ennek a spontán szétválásnak, mégpedig az, hogy kevesebb hőenergiát kell közölni a rendszerrel, mint amennyit visszakapunk, mikor a H2 és O2 molekulák ismét vízmolekulákká válnak Amikor ilyen magas hőmérsékleten folyik az elektrolízis, akkor a szétválasztott hidrogén és oxigén atomok szinte azonnal újraegyesülnek vízzé. A cél az, hogy az “elektrolizáló” egyúttal a termelt hidrogén felhasználási helye is lehessen, így ezt a 2,5-szeres hatásfokot még a sokszorosára növelhetjük! Vizsgáljuk meg először az elektrolízis folyamatát. A vízzel, azaz H2O molekulákkal villamos energiát közölve azok lebomlanak hidrogénre és oxigénre, majd H2 és O2 molekulákat alkotva újra stabil állapotba kerülnek. Ezen reakció során a hagyományos tudományos álláspont szerint a reakcióban résztvevő atomok energiával töltődnek fel, méghozzá az általunk befektetett energiával, ami abban nyilvánul meg, hogy az elektronjaik magasabb energiaszintű állapotba ugranak. A hengerekbe kerülve ezek a gázok egy kis energia (szikra) segítségével újból egy alacsonyabb energiaszintű állapotba jutnak, s közben az energiafelesleget hő és fény formájában leadják. 7. A autó hidrogénszükséglete Az elv a következő: A szükséges hidrogén túlnyomó részét gáz formájában de egy részét víz formájában juttatjuk a hengerekbe. Magas hőmérsékleten a víz spontán módon lebomlik hidrogénra és oxigénra. A teendőnk tehát csak az, hogy a szükséges mennyiségű vizet bejuttassuk az égéstérbe a levegő/hidrogén keverékkel együtt. Ott meggyújtjuk a hidrogéngázt, s az így keletkezett hő hatására lebomlik a víz, majd újraegyesülve felszabadítja a számunkra szükséges energiát. Az általunk előállított készülék a benzin-levegő keverék mellé hidrogént, oxigént és bizonyos mennyiségű vizet is bejuttat az égéstérbe, ahol az a magas, 2500 °C-os hőmérséklet következtében lebomlik hidrogénre és oxigénre, majd újraegyesül vízzé. Ez a szétválási és újraegyesülési folyamat egyetlen munkavégzési ütemben többször is lejátszódik. A készüléket sok különböző típusú gépjárműben alkalmazzák nagy sikerrel, az üzemanyag-megtakarítás 25-35 %-os. Az égéstérben uralkodó 2500 °C-os hőmérsékleten a víz lebomlik hidrogénre és oxigénre, de mivel a hidrogén öngyulladási hőmérséklete 575 °C, így az újból vízzé “ég”, mely víz aztán ismét lebomlik. Ez a körfolyamat addig folytatódik, amíg a dugattyú lefelé mozgásának következtében meg nem növekszik az égéstér térfogata, ezáltal csökkentve a hőmérsékletet, valamint a kipufogószelep megnyitásával a vízgőz ki nem jut a szabadba. Az elektrolízis módja határozza meg a vízből kinyert hidrogén mennyiségét, mely számunkra nagyon fontos paraméter. Ahhoz, hogy elegendő hidrogént tudjunk kapni a vízből, tudnunk kell, hogyan állíthatunk elő maximális hidrogénmennyiséget minimális energia-befektetéssel. A villamos teret pl. úgy hozhatjuk létre, hogy a vízbe két elektródalemezt helyezünk, melyekre adott villamos feszültséget kapcsolunk. Az elektródák közötti teret dipólusos vízmolekulák töltik ki, ugyanazon feszültség hatására nagyobb mennyiségű töltés halmozódik fel az elektródákon. Ennek oka az, hogy a vízben polarizáció megy végbe, amely során a víznek az elektródákkal szomszédos felületén megjelenő töltések az elektródákon levő töltések által létrehozott villamos térrel ellentétes irányba mutató teret hoznak létre. A polarizációs töltések tehát lerontják a “kondenzátor” belsejében a villamos teret. A feszültség azonban állandó értékű és a villamos térerősség vonal menti integráljával egyenlő. A mi célunk viszont az, hogy a vízmolekulákat ne csak polarizáljuk, hanem szét is szakítsuk alkotórészeire. Ehhez az egyik megoldás az, hogy addig növeljük a térerőt, vagyis az elektródákra kapcsolt feszültséget, míg a molekulák szét nem szakadnak az alkotórészeikre, hidrogén és oxigén atomokra. Mivel a hidrogén kötés a kémiai kötések közül a második legerősebb kötés, ezért igen nagy feszültségre van szükség annak szétszakításához. Ha nem akarunk nagy feszültséget használni a hidrogénkötés szétszakítására, akkor olyan fémet kell a vízbe juttatnunk, amelynek a standard elektródpotenciálja negatív. Vízből a hidrogént csak azok a fémek képesek redukálni (elektronleadásra késztetni), amelyeknek a standardpotenciálja negatív, vagyis az alkáli- és az alkáliföldfémek, valamint az alumínium. Gyakorlatilag azonban, sem az alumínium sem a magnézium nem reagál közönséges körülmények között a vízzel, mert a felületüket összefüggő, védő oxidréteg borítja, mely jelentős aktiválási gátat jelent. Az alkálifémek és az alkáliföldfémek többségének oxidjai, hidroxidjai vízoldékonyak, ezért a reakció végbemegy. A vízbontásnál az egyik leggyakrabban használt fém a kálium, melyet kálium-hidroxid (KOH) alakjában adunk a vízhez, ahol az feloldódik a következő reakció szerint: KOH + H2O => K+ + OH- + H2O A pozitív töltésű kálium ion és a negatív töltésű hidroxid ion a nagyon jól szigetelő vizet vezetővé teszi. Az oldatba elektródákat vezetve és azokra feszültséget kapcsolva az elektródák között létrehozzuk a fentebb már leírt villamos erőteret, aminek hatására a vízmolekulák polarizálódnak. De mivel az oldat már ionokat is tartalmaz, ezért redoxi reakciók is lejátszódnak. 8. Bomlási feszültség A bomlási feszültség elméletileg 1,23 V, ezalatt nem indul be az elektrolízis folyamata. A gyakorlatban azonban ez a minimális feszültség magasabb. A gyakorlati és elméleti feszültségszintek közötti különbséget túlfeszültségnek nevezzük, melynek értéke az elektróda anyagától, az elektrolittól és a hőmérséklettől függ. A redoxi reakció beindulásához a gyakorlatban minimum 1,47 V szükséges 25 °C-on. A hőmérséklet változásával azonban ez a feszültség arányosan változik. 60 °C-on ez a feszültség leesik 1,23 V-ra. Ennek a két pontnak az ismeretében felírhatunk egy egyenletet, mely meghatározza a bomlási feszültség értékét a hőmérséklet függvényében. Az elektrolízis hatásfoka sok tényezőtől függ, például az elektrolit anyagától és koncentrációjától, az alkalmazott elektródák anyagától, méretétől és formájától, az elektrolizáló tartály méretétől és formájától, az elektrolízishez használt áram nagyságától, hullámformájától és frekvenciájától (ha nem egyenáramot használunk), az elektrolízis hőmérsékletétől stb. 9. Browngáz A Browngáz a di-atomi és mono-atomi hidrogén és oxigéngázok keveréke. A Browngáz legegyszerűbb előállítási módja az elektrolízis, mely az elektromos áram segítségével a vizet hidrogénre és oxigénre bontja. A lebontás pillanatában a hidrogén és oxigén úgynevezett mono-atomi állapotban van, azaz nem kapcsolódnak semmilyen más atomhoz, csak önmagukban vannak, mint H és O. A hagyományos elektrolizálók arra ösztökélik ezeket a mono-atomi hidrogén- és oxigénatomokat, hogy azok di-atomi állapotba menjenek át. A di-atomi állapot azt jelenti, hogy a hidrogénatomok H2 molekulákat, az oxigénatomok pedig O2 molekulákat alkotnak. A di-atomi állapot egy alacsonyabb energiaszintű állapot, s az energiakülönbség hő formájában jelentkezik, mely az elektrolizálót melegíti, s amely így nem elérhető a további felhasználás során. De mi történik akkor, ha a H és O atomok jelentős része nem alakít ki di-atomi molekulakötéseket. A hagyományos elektrolízis endotermikus (hőelnyelő) folyamat. De ha csak kevés di-atomi molekula keletkezik, akkor az elektrolizáló nem melegszik fel, mivel nincs exotermikus (hőkibocsátó) folyamat, mely a buborékok vízre gyakorolt hatásakor jön létre. Ezen kívül az elektrolízis során keletkezett gáz mennyisége is jelentősen megnövekszik, mivel a mono-atomi móltömeg kétszerese a di-atomi móltömegnek ugyanakkora súlyú víztömeg elektrolizálása során. Mi történik ezen mon-atomi gázok elégetése során? Mikor csak H és O ég el, akkor a láng sokkal hidegebb, mivel a lángnak nem kell energiát közölnie a H2 és O2 molekulák szétválasztására. Ha csak a H és O atomok vannak jelen az égés során, akkor csak annyi történik, hogy azok a gázállapotból az 1860-szor sűrűbb folyékony halmazállapotba alakulnak át, vagyis vízzé, s ez csak kevés hőtermeléssel jár. Ez a folyamat viszont vákuumot hoz létre robbanásszerű összeroppanást idézve elő. És ha a H és O atomok egyből vizet formálnak, akkor (4 mól hidrogén és 2 mól oxigén esetén) 442.4 Kcal energiát kapunk, ellentétben a 115.7 Kcal-val, amit 2H2:O2 esetén kapnánk. A mono-atomi hidrogénből (H) és mono-atomi oxigénből (O) álló Browngáz lángjával nem kell energiát közölnünk, mivel az atomok már eleve a legegyszerűbb és legmagasabb energiaszintű állapotukban vannak. Ez azt jelenti, hogy a “tökéletes” Browngáz 3.8-szer több hőenergiával rendelkezik, mint a “közönséges” H2 és O2 gázok (442.4 Kcal / 115.7 Kcal). Így “plazma” típusú hőmérsékleteket és hatásokat érhetünk el, mivel a potenciális atomi energia jelen van, még ha nem is jelentkezik hő formájában. A cél az, hogy a lehető legkisebb feszültségen és a lehető legkisebb áram felhasználásával tudjuk előállítani a szükséges mennyiségű hidrogéngázt. A gyakorlatban használt elektrolizálók hatásfoka 50-71% között változik. 10.Korróziógátlás A benzin olyan adalékanyagokat tartalmaz, ami lassítja az égést valamint keni a motort és a kipufogórendszert. A hidrogéngázban nincsenek ilyen adalékanyagok. Amikor elégetjük a hidrogént, vizet kapunk, forró vízpárát, ami a rendszer rozsdásodásához vezet. De ne felejtsük el hogy ugyanazok a gépjárművek (pl Toyota Hyace) ugyanúgy üzemelnek egy sivatagi környezetbe ahol a levegő páratartalma 15-20% és egy trópusi párás környezetben ahol a levegő páratartalma 80-90%. Nincs lényeges különbség a kipufogó rendszer rozsdásodásának a két lényegesen eltérő környezetben ha a gépkocsit nap mint nap használják. Ha áll akkor rozsdásodik. A legelső dolog, ami elrozsdásodik, az a kipufogórendszer és benne a hangtompító, a következők a szelepek majd végül a hengerfej következik a dugattyúval és a dugattyúgyűrűkkel. Azokat az alkatrészeket, melyek rozsdásodásnak vannak kitéve, le kell cserélnünk rozsdamentes acélból készültre vagy kerámiával kell azokat bevonnunk. Rozsdamentes acél A kipufogórendszert nem nehéz rozsdamentes acélcsőből elkészíteni, a szén-monoxid szűrő pedig feleslegessé válik, hiszen a hidrogén égésterméke környezetbarát víz és oxigén. (Megfelelő L/H arány mellett az NOx termelés elhanyagolható.) A szelepeket sem nehéz rozsdamentes acélból készültre lecserélni. A gondot a hengerfej, a dugattyú és a dugattyúgyűrű lecserélése jelenthetné, de ezek az alkatrészek önmaguktól megtisztulnak. Ez azonban csak akkor igaz, ha az autódat naponta használod! Ha hosszabb ideig (pár napig) áll az autód, ezek az alkatrészek beragadhatnak. Ha tudod, hogy nem fogod használni az autódat több mint egy napig, akkor az utolsó kilométereken ki kell kapcsolni a HHO gázrendszert. Kerámia Ha nem akarja lecserélni a rozsdásodásnak kitett alkatrészeket, akkor azok vízzel érintkező felületét kerámiával kell bevonni. Carl Cella a vízautójánál “heanium” spray-t használt. A heanium alumínium-oxidot, titán-oxidot vagy cirkónium-oxidot tartalmaz, attól függően, hogy mi ellen szeretnénk elsősorban védeni a bevont felületet: hő, korrózió és/vagy kopás ellen. 11.Oxigénszonda Ha az autóján használni akarja a hidrogénmeghajtást, akkor egy nem várt akadályba fog ütközni. Az autó kipufogórendszerében elhelyezett oxigénszonda (lambda szonda) olyan jeleket ad a fedélzeti számítógépnek, ami jelentősen megváltoztatja a levegő/üzemanyag arányt. Ha kiköti a szondát, akkor a motor ugyan beindult, de egy rövid idő után mindig leáll. A modern autók kipufogórendszere oxigénszondával van ellátva, mely megmondja a fedélzeti számítógépnek, hogy mennyi üzemanyagot kell adagolnia minden egyes ciklusban. Amikor az égés folyamata javul az üzemanyag tökéletesebb gázosításakor, akkor a kipufogógázok oxigéntartalma megnövekszik. Ez ellentmondásosnak tűnik, hisz azt várhatnánk, hogy a tökéletes égés több oxigént fogyaszt. A valóságban azonban ennek épp az ellenkezője történik, azaz kevesebb nitrogén-oxid keletkezik, ami több szabad oxigént eredményez. Hogyan működik az oxigénszonda Közel az összes szenzor cirkónium-oxidból készül. Egy kerámiagömb van elhelyezve a forró kipufogó gázban, mely homorú és a belső felülete a kipufogó csövön kívül lévő atmoszférával érintkezik. Mind a két felület platinával van bevonva. A negatív töltésű oxigénatomok a platina felületéhez kapcsolódnak, ezáltal építve fel negatív töltést a teljes felületen. Amikor a forró kipufogó gázok nem, vagy csak kevés szabad oxigént tartalmaznak, akkor a gömb felületén a töltés kisebb lesz, mint a másik felületen. Ez feszültségkülönbséget eredményez, melyet a felületekhez erősített elektródákon mérhetünk. Az atmoszférával érintkező oldal az autó testéhez van kapcsolva, így a másik oldal automatikusan pozitív töltésű lesz, mivel ott kevesebb negatív töltésű oxigénatom van. Ez a szenzor úgy működik, mint egy elem, de csak akkor, mikor már felmelegedett néhány száz Celsius fokra. A kimeneti feszültség tehát a kipufogógáz oxigéntartalmától függ.  1.ábra. A szenzor jelének görbéje Mint az 1.ábrán látható, a szenzor görbéje nem lineáris és hirtelen változik a stoichometrikus értéknél, vagyis amikor a levegő/benzin arány eléri a tökéletes égéshez szükséges 14,7 : 1 arányt. Sovány keveréknél a kimeneti feszültség közel nulla, míg dús keveréknél 1 volt körüli értéket produkál. A középponton a levegő/benzin arány nagyon kis mértékű változása nagy feszültségváltozást idéz elő a szenzor kimenetén. Mivel a számítógép nem tudja a tökéletes arányt beállítani, így csak az átlagos értéket veszi figyelembe. A szenzor kimenete váltakozni fog a két véglet között. Ennek a váltakozásnak a sebessége attól függ, hogy a szenzor és a számítógép milyen gyorsan tudnak reagálni a változásokra. A tipikus arány másodpercenként 1 és 10 között változik. A számítógép nyílt illetve zárt hurkú üzemmódban dolgozhat. A nyílt hurkú üzemmódban az oxigénszenzort figyelmen kívül hagyja, csak a többi szenzor (gázpedál pozíciója, levegőfolyam aránya, levegő hőmérséklete, motor sebessége stb.) alapján számolja ki a számítógép a levegő/benzin arányt. Akkor használja a számítógép a nyílt hurkú üzemmódot, mikor “gyanítja”, hogy az oxigénszenzor nem működik. Emlékezzünk arra, hogy a szenzor forró kell legyen, ezért a számítógép az indulás után vár egy darabig, míg azt nem érzékeli, hogy az már jól működik. Ekkor zárt hurkú üzemmódba kapcsol, ahol az oxigénszenzor jelét veszi elsősorban figyelembe a számításoknál, míg a többi szenzor értéke csak kis mértékben van hatással az eredményre. Néhány számítógép arra is képes, hogy menet közben tanuljon, így idővel jóval pontosabb levegő/benzin arányt képes beállítani. Van még egy alkalom, mikor az oxigénszenzort figyelmen kívül hagyja a számítógép. Hirtelen gyorsításnál, mikor a gázpedál jó háromnegyed részben megnyitja a szelepeket a keverék feldúsul, amikor pedig nagy sebességről lassítunk, akkor a keverék szegényebb lesz. Központi befecskendezőnél a fordulatszám a fő információ, a többi szenzornak a jele csak un. korrekciós jel. Szelektív befecskendezés esetén a légelnyerés mérő adja az alapjelet, a többi csak korrigál. A légelnyerés mérőt egy helyen légtömegmérőnek hívják, ez az elnevezés azonban csak részben igaz. A torló csappantyús szerkezetek légtérfogatot mérnek, a motort a 14,6 liter levegő – 1 liter benzin viszonyra állítják be. A hőhuzalos, hőfilmes mérőszerkezetek viszont tömeget mérnek: 14,6 kg levegő – 1 kg benzin. Mindjárt másképp fest a dolog, mert van különbség. Persze ezek csak apró részletek, ettől még mehet az autó. A normális viszony tömegben van kifejezve. A fedélzeti számítógép egy periodikusan változó jelet vár, melynek értéke megközelítőleg nulla és plusz egy volt között váltakozik. Ennek hatására a keverék arányát úgy módosítja, hogy a szondán mérhető jel átlaga 0,5 V körül legyen. A szenzor jele nem négyszög alakú, hanem inkább egy elsimított háromszöghöz hasonlítható. A számítógépnek nem fontos a pontos jelalak, az csak az átlagfeszültséget igyekszik tartani. Az elektromos keverékvezérlő az oxigénszenzor kimenete és a fedélzeti számítógép bemenete között helyezkedik el. Ez a készülék négyszögjeleket állít elő, de ami még fontosabb, az az, hogy a feszültség határértéke kisebb, mint 0,5 V. Mikor a szenzor kimenete a küszöbérték felett van (mely elég alacsony értékre, mondjuk 0,1 V-ra lett beállítva), akkor az eszköz magas jelet küld a számítógépnek. Amikor pedig a szenzor jele a küszöbérték alá esik, akkor az eszköz alacsony jelet küld a számítógépnek. A számítógép tehát ennek megfelelően állítja a keverék arányát, de most már a 0,5 V-os küszöbérték helyett 0,1 V-os szenzorjelet használ. A kompenzátort az alábbi ábrának megfelelően kell bekötni.  A kompenzátort a gépkocsi gyújtáskapcsolója által bekapcsolt 12V tápfeszültségről kell üzemeltetni. A lambda szonda testvezetékét nem kell megszakítani, meg kell szakítani viszont a jelvezetéket és két gyorscsatlakozóval csatlakozunk a kompenzátor Lsz(lambda szonda) illetve a Pc (számítógép) csatlakozókra. Hogyan azonosítjuk a jelvezetéket?. Ha megtaláljuk a szonda vezetékén mindig van egy csatlakozó, ezen keresztül csatlakozik a számítógéphez. Ezt széthúzzuk, így mérni lehet az ellenállást a szonda és számítógép felőli oldalon. A két fűtő vezeték általában azonos színű ezek ellenállása a szonda felőli oldalon 6-17ohm közötti értékeket mutat. A számítógép felőli oldalon az a vezeték aminek a legnagyobb az ellenállása a gépkocsi testhez(-) viszonyítva az a jelvezeték. Beállítás, üzemeltetés Hideg motorral való induláskor a kompenzátor kapcsolója kikapcsolt állapotban kell legyen (balra állítva a csatlakozó felület felé és a működést jelző LED-ek közül a sárga világit). Amíg a szívató működik nincs értelme a kompenzálásnak. Amikor a szívató kikapcsolt (4-5perc után) be kell kapcsolni a kompenzátort, a kapcsoló jobbra fordításával (a potméter irányába), ekkor a zöld működést jelző LED kigyullad. Meleg motornál való indításnál a kompenzátort is be kel kapcsolni A feszültség kijelző LED-ek a lambda szonda + a kompenzátor feszültségszintjeit jelzik ki. A beállító potenciométerrel úgy kell beállítani a kimenő feszültséget hogy 2000-es fordulaton a második harmadik zöld LED is világítson. Nagyobb fordulaton nem gond ha a az utolsó csoportban levő piros LED-ek közül 1-2 kigyullad (eléri a feszültség a 0,8-0,9V értéket). Az értékek folyamatosan változnak, pulzálnak, ez a természetes, a számítógép ezt ismeri el mintavételezésnek. Ha egyszer beállította többet nem kell ezzel bajlódni. Jó ha mégis a vezető látóterében van mert ha valami gond van a készülékkel vagy a lambda szondával akkor a kijelzésből látható. 12. MAP / MAF szenzor korrekció A MAP/ MAF szenzor feladata hogy a beszívott levegőmennyiségről pontos adatokat adjon a gépkocsi számítógépének (ECU ) ami alapján ez az optimális üzemanyag mennyiséget fecskendezi be az égéstérbe. A régebbi gépjárművek 1990-1996 közöttiek MAP (Manifold Absolute Pressure) szenzort ami egy légnyomásmérő volt ami alapján az egységnyi idő alatti légtömeget kiszámította a számítógép és ehhez igazította az üzemanyag mennyiséget. Későbbiekben bonyolódott a rendszer és megjelent a MAF (Mass Air Flow) ami több érzékelő (a szállított levegő mennyiségét, nyomását, áramlási sebességét és hőmérsékletét) együttes mérését viszi be a számítógépbe.  A mérés 0-4,5V közötti jelszinteket jelent. Minél magasabb a jel feszültsége annál nagyobb a szállított levegő mennyisége, így nagyobb a hozzáadott üzemanyag mennyisége is. Ha HHO generátort használunk az üzemanyag pótlására, akkor a hidrogén elégetésével plusz energiát adunk a motornak, így kevesebb üzemanyagra van szükség ugyanolyan paraméterekkel való haladáshoz. Ezért csökkenteni kell a MAP/MAF szenzor által kibocsátott jel szintet mindaddig, amíg a motor még megfelelő paraméterekkel működik, de jóval kevesebb üzemanyagot fogyaszt. A korrekciós készülék potenciométerének jobbra való elforgatásával csökkentjük a kimeneti jelszintet így arra késztetjük a számítógépet, hogy mind szegényebb keveréket készítsen. De addig, amíg a hidrogén energiája helyettesíti a kevesebb üzemanyagot, a motor megfelelően fog működni. Be kell állítani azt a megfelelő jelszintet, ami még a minimális fogyasztásnál jól működteti a motort. A korrekciós készüléket az alábbi ábrának megfelelően kell bekötni. A MAP/MAF szonda jelvezetékét meg kell szakítani, és a rajznak megfelelően be kell kötni a korrekciós készüléket, a megfelelő színű kábeleket használva. Hogyan azonosítjuk a jelvezetéket? A MAP/MAF szenzor a levegőszűrő után, közvetlenül a vastag levegő tömlőn helyezkedik el. Az alábbi rajzon látható milyen lehetséges kivezetések találhatók egyes MAP/MAF szenzorokon.  A MAP szenzornál be kell kapcsolni a gyújtást de ne indítsuk el a motort és le kell húzni a csatlakozót. A szenzor oldalán meg kel mérni a testhez viszonyítva az érintkezők feszültségét. Kel egy állandó +5V tápfeszültséget kapjunk, kell egy 0V feszültséget-ez a test (-) és kel egy 0-4,5V váltakozó jelet kapjunk, ez a jel(J) ezt kell elvágni és ide becsatlakoztatni a korrekciós készüléket. A MAF szenzor jelvezetékét megtalálni már bonyolultabb feladat. Itt 5-6 vezeték is lehet. Mindenképpen, be kell indítani a motort és mérőműszerrel a kábelek szigetelését megsértve, a testhez viszonyítva feszültségeket mérve, megtaláljuk a jelvezetéket, amit el kel vágni és be kel csatlakoztatni a korrekciós készüléket. Itt +5V tápfeszültséget, +12V tápfeszültséget, (-)testet (0V), és egy 0-4,5V közötti váltakozó jelet kapunk ez a jelvezeték (J). Beállítás, üzemeltetés A készüléket be kel vinni az utastérbe, hogy menet közben állítani tudjuk. Ha városi forgalomba közlekedünk, akkor a kapcsolót balra kapcsoljuk és a bal potenciométerrel jobbra forgatva, elszegényítjük a keveréket, addig amíg, még megfelelően működik a motor. Országúti forgalomnál jobbra kapcsolunk és a jobboldali potenciométerrel, a még megfelelően szegény keverékre állítjuk be a készüléket. Ezután már nem kel már többet állítani, csak hogy ha észre nem vesszük, hogy rángatózva működik a motor (túl szegény a keverék) bizonyos körülmények között (pl. meredek hegymenet). 13. HHO POWER 3000 üzemanyag csökkentő egységcsomag  Esetünkben az elektrolízis segítségével a vizet szétbontjuk hidrogén és oxigén keverékére (HHO vagy Brown gáz, más néven durranó gáz), majd ezt szívómotoroknál túltöltés nélkül tiszta szívás elven a motorba vezetjük a szívórendszeren keresztül.Turbó vagy más feltöltésű kompresszoros motorok esetén a gázt a feltöltő levegővel együtt a kis nyomású levegő szakaszon (légszűrő ház), kiegészítő légpumpa segítségével juttatjuk az égéstérbe. A leírt folyamatot HHO generátorral idézzük elő, mely áll egy un. száraz cellás (dry cell) generátorból, ami tömlőkön keresztül össze van kötve egy elektrolit-tartállyal aminek az alsó részén egy folyadékkivezető csonk és egy gáz bevezető csonk van. A tartály a tetején egy betöltő nyíláson tudjuk feltölteni elektrolittal, vagy pótolni desztillált vízzel. A tartály felső részén egy gázelvezető csonk van, melyen keresztül a hidrogén és oxigén gázkeverék vízpárával együtt távozik egy buborékoztató edénybe ahol az elektrolitot tartalmazó pára a vízben lecsapódik, de távozik a tiszta HHO gáz a motortérbe a levegőbeszívó rendszeren keresztül. A buborékoztatónak az a szerepe hogy kimossa az KOH-t tartalmazó vízpárát a HHO gázból és egyben védje a rendszert az esetleges visszaégéstől. Az elektrolit 4,5% KOH és desztillált víz keverék.  A gáztermelés élénk hőtermeléssel is jár, ha egyenárammal táplálnánk a generátort, az áramfelvétel az elektrolit hőmérsékletének emelkedésével folyamatosan emelkedne. Ha azonban a generátor celláin átfolyó áram nagyságát szabályozzuk, úgy hogy a jelalakját pulzálóvá tesszük, aminek az amplitúdóját, a frekvenciáját és a kitöltési tényezőjét változtatjuk annak érdekében, hogy generátor hatásfokát jelentősen növeljük és biztonságossá tesszük. A változtatható frekvenciájú és kitöltési tényezőjű négyszögjel generátort amellyel a HHO generátor száraz cellát tápláljuk PWM-nek (pulse wave modulator) hívják Ez a készülék a gépkocsi generátor által adott 13.8V egyenfeszültséggel működik, 40A áramerősséget biztosít 160Hz-40KHz frekvenciájú impulzusokkal amelynek a kitöltési tényezőjét 0-100% között lehet változtatni. A PWM áramkorlátozást is tartalmaz, ami a kitöltési tényező változtatásával nem engedi hogy nagyobb áramot fogyasszon a generátor mint ami be van állítva (pl.40A). Az elektronikus gázpedállal rendelkező gépkocsiknál lehetőség van a PWM vezérlésére, így a gázpedál változtatásával arányosan változik a termelt gáz mennyisége is. Az alap készüléknél a HHO generátor 40A áramfelvételnél 3l/perc HHO gázt termel jelentős melegedés nélkül. Ez a készülék egy 3000-3500cm3 gépkocsiba váló beszerelésre készült. Ha egy 2000-2500cm3 gépkocsiba akarjuk használni, akkor az áramkorlátozást 30A kell állítani és így 2-2,5l/p HHO gázt állít elő, ami megfelelő ennek a gépjármű típusnak Ezt az egységcsomagot HHOPOWER2000-nek nevezzük. A készülék tartalmaz még egy 50A biztosítékot és egy 50-60A relét is amin keresztül beköthető a gépjárműbe. A relé vezérlő vezetékét a gépjármű gyújtáskapcsolójára kell kötni. Így csak akkor működik a készülék, ha a motor jár. Ennek főleg hidegebb időben fogjuk hasznát látni, valamint, ha feledékenyek lennénk. Parkoló autóban vígan buborékoló száraz cellánk, kb 10 perc alatt kiüti az akkut. Vízutántöltés kb. 1 liter/1000 km. Csak desztillált víz!!! Az elektrolitban lévő kálium nem tűnik el! naperőművekben termokémiai vízbontás; a katalitikus fotolízis. Az eljárások költségei igen magasak. A biomasszából történő előállítás során szóba jöhetnek a mezőgazdasági hulladékok, mezőgazdasági melléktermékek, tengeri algák általi eljárások. A biotechnológia módszerek során bizonyos egysejtű mikroszervezetek anyagcseréjük végtermékeként hidrogént termelnek, és ezt megfelelő technológiával fel lehet használni. Hatékony vízbontás A vízbontás legújabb, hatékonyabb módszeréről szóló beszámoló az ACS Nano című tudományos folyóiratban jelent meg. A kutatócsoport vezetője az eddigi eredményeik alapján úgy véli, hogy néhány éven belül olcsón és egyszerűen lehet előállítani a környezetbarát autók üzemeltetéséhez szükséges hidrogént. A vízbontás, azaz a víz hidrogénre és oxigénre való szétválasztása a hagyományos módszerek szerint elektromos áramot igényel, és a világ számos országában a kutatók azt próbálják megtalálni, hogy ezt a folyamatot miként lehetne egyszerűsíteni és olcsó alapanyagokkal gazdaságosabbá tenni. A kutatók most annak a biológiai folyamatnak egy részét utánozzák, amelynek segítségével a növények a napfény energiáját felhasználva képesek szervetlen anyagból szerves anyag előállítására. A dél-koreai minisztérium szerint a kutatóik a vízből csupán a napfény segítségével nyertek ki hidrogént. |
A "tudást" nem lehetett kordában tartani. Egyre több ország kezdett atombombát és más tömegpusztító fegyvereket gyártani. A kísérleti robbantások, balesetek nem lokalizálódtak az országhatárokon belül. Világméretűvé vált a radioaktív szennyezés. A robbantások nyomán kilószám került a levegőbe a súlyosan mérgező plutónium 239, cézium 137 és stroncium 90 is.
Churchill kijelentette 1949-ben, hogy: "már csak az atombomba védi Amerikát és Európát a szovjet támadás ellen".
Sorozatban végezték a kísérleti atomrobbantásokat.
Az első - kísérleti robbantásnak tekinthető - robbantást az amerikaiak hajtották végre, 1951 márciusában, a katasztrófaprogram keretében.
Néhány hónappal az után, hogy a Szovjetunióban végrehajtották az első atomrobbantást, Truman elnök 1950 januárjában elhatározta: szükség van ahidrogénbombára.
"Oppenheimer, mint az Atomenergia Bizottság: General Advisory Committeejének elnöke erősen ellenezte 1949-ben a H-bomba kifejlesztését és másokat is késleltetésre akart rávenni még azután is, hogy Truman elnök elrendelte a kísérletek megkezdését." (Amerikai Magyar Hang, 1954. április 19. 7. oldal.)
Einstein 1950. februárban levelet írt az amerikai elnöknek, ellenezte a hidrogénbomba megvalósítását. Február 12-én egy TV műsorban, ahol Eleanor Roosevelt asszony volt a házigazda, Einstein kijelentette, hogy a hidrogénbomba "minden életet elpusztíthat." Az aktualitását a kijelentésének az adta meg, hogy Harry Truman elnök két héttel korábban jelentette be a hidrogén bomba programját. (a crash program to build a hydrogen bomb.). Másnap reggel a Washington Post fő címként hozta: "Einstein Fears Hydrogen Bomb Might Annihilate Any Life!"
Ugyanakkor Teller Ede jelentős tevékenységet végzett a H-bomba megvalósítása érdekében. (Lásd a Fizikai Szemle 1997/3. számában, Barton C. Hacker írását a "Marslakók új környezetben" címmel.)
Már az első urán-, illetve plutóniumbombák után rájöttek, hogy ezek segítségével még nagyobb rombolást lehet véghezvinni. Nevezetesen ha a hagyományos atombomba köré mélyhűtött deutérium-trícium keveréket építenek be, akkor a hagyományos bomba robbanásakor a plazma-állapot eléréséhez megfelelőek lesznek a körülmények, így pár másodpercre be tud indulni a magfúzió. Tehát az elért hő még nagyobb lesz, azaz még nagyobb romboló hatást lehet elérni. A fúzió során egyes alacsony rendszámú atomok magja összeolvad és ily módon új, alacsonyabb energiaszintre jutnak, miközben energia szabadul fel. Míg a maghasadáskor magreakciónként 1 MeV energia, magfúziónál 5 MeV energia szabadul fel. De a fúzió létrejöttéhez az anyagnak plazma állapotúnak kell lennie. A hidrogénbomba kidolgozójaként a magyar születésű Teller Edét nevezik meg. (Tamás Ferenc: Atomenergia)
D D --> He-3 neutron 3,25 MeV
D D --> T proton 4 MeV
D He-3 --> He-4 proton 18,3 MeV
D T --> He-4 neutron 17,6 MeV
D Li-6 --> 2He-4 22,4 MeV
proton Li-7 --> 2He-4 17,3 MeV
Ahhoz hogy fúziós reakciókat használjunk energiaforrásként, a fűtőanyagot 100 millió Celsius-fokos hőmérséklet fölé kell hevítenünk, ami többszöröse a Nap közepében uralkodó hőmérsékletnek. Ezen a hőmérsékleten a gáz plazmává alakul, és a deutériumból és tríciumból álló plazmarészecskék összeolvadva héliumot és nagy sebességű neutront eredményeznek. A felhasználandó üzemanyag gyakorlatilag kimeríthetetlen. A deutérium és a trícium hidrogén izotópok - a deutérium vízből nyerhető ki, míg a trícium egy könnyűfémből, a lítiumból állítható elő, ami világszerte megtalálható. Egy kilogramm ugyanannyi energiát állít elő, mint 10 millió kilogramm kőolajszármazék.
A termonukleáris fúzió szabályozhatóságának gondolata már 1938-ban Andrej Szaharov fejében megfogant. 1950-ben Oleg Lavrentyev tett javaslatot a szilárd lítium-deutériummal működő H-bombára és a villamos energia termelésre is alkalmas, szabályozható fúzióra. (Az eredeti levél, amelyet A Lavrentyev küldött Szahalin szigetről a Minisztériumba, eltűnt az ötvenes évek süllyesztőjében. A felfedezést csak A. Szaharov igazolása támasztja alá.) A plazma elektrosztatikus erőtérben történő tárolására először Ő tett javaslatot, ezt fejlesztette tovább A. Szaharov, I.E. Tammal közösen, de ők már mágneses erőtérben gondolkodtak. Ez lett a "körgyűrűs mágneskamra", a TOKAMAK. The "tokamak," a Russian acronym for "torroidal magnetic chamber."
1952. október 31-én az Eniwetok-szigetcsoporthoz tartozó Elugelab/Flora szigeten robbantották fel az amerikaiak az első - Teller elven működő - 10,4 Mt-ás hidrogénbombájukat az "Ivy Mike"-t. (A bomba tervezői Teller és Stanislav Ulam voltak). A robbantás helyén 1,5 km átmérőjű, 53 m mély kráter keletkezett. A kísérlet bebizonyította, hogy a fúziós reakció megvalósítható. A szovjetek első H-bomba kísérleti robbantására 1953. augusztus 12-én került sor, Szemipalatyinszkben. (400 kilótonna TNT hatás). Az angolok 1952. október 3-án, harmadik országként robbantottak atombombát.
Sovjetunióban un. "zárt városokban" készültek a haza védelmére. A szovjet zárt városok története közvetlenül a második világháború befejeződése után kezdődött. A hirosimai és a nagaszaki atomtámadás után Sztálin Trumannak választ akart adni, ezért beindította a saját nukleáris programját a szovjet "Manhattan-tervet" A terv megvalósításáért L. Berija volt a felelős. Elsősorban plutóniumra volt szükségük. Az "atompajzs" létrehozásának első lépése volt a plutónium termelő atomreaktor létrehozása. Ehhez egy - a világtól elzárt, szupertitkos - városra volt szükség, ahol összegyűjthetik a szükséges berendezéseket, tudósokat, szakembereket. (Az atomtitok rég nem volt titok. 1949. Augusztus 29.-én, Szemipalatyinszkben felrobbantották az orosz atombombát. Plutónium bomba volt, amihez ebben a városban termelték meg az "üzemanyagot"). A szovjet tudósok Igor Vasziljevics Kurcsatov, és V.G. Hlopin, vezetésével a Dél-Urál Észak-keleti lábainál - a szibériai Alföld és az Urál hegység találkozásánál, egy csodálatosan szép természeti tájon, találták meg ezt a helyet. A GULÁG-ok tele voltak szakemberekkel. Ambiciózus hazafi is akadt elég, aki kész volt az életét is feláldozni a haza védelmében.
Cseljábinszk 40-nek (1990-től Cseljabinszk-65) nevezték el azt a várost, amelyet 1990-ig a világ egyetlen térképén sem jelöltek. Pedig ekkor már több mint 110 ezer lakosú volt, ez a "láthatatlan" nagyváros. Szomszédos városok: Kaszli és Küstüm. Az őslakók: baskírok. Utcák, terek, színház, mozi, üzletek sora, sportolásra és szórakozásra alkalmas tópart az Irtyás tónál, szóval minden megvolt itt - csak a szabadság nem. Dupla drótkerítés közt elgereblyézett homokos föld, fegyveres őrség vette körül a várost. A külső kapu bezáródott mielőtt a belső kinyílt volna.
A szovjet Atomenergetikai Minisztériumnak még kilenc ilyen zárt városa volt. Az első három: Cseljábinszk-65 (40) (1947 ma: Ozjorszk); Tomszk-7 (1949 ma: Szeversk 56o27' É 84o47'K) és Krasznojárszk-26 (45) (1950 ma: Zseleznogorszk 56o 26' É; 93o36' K), továbbá: Kremljev (Arzamasz 16); Sznyezsinszk (Cseljabinszk 70); Novouralszk (Szverdlovszk 44); Zlatouszt 36; Penza 19; Obnyinszk; Angarszk.
A hidegháborús készletek maradványaként, a volt szovjetköztársaságok területén, még ma is, Kb. 7-800 t magasan dúsított uránium, illetve 150-200 t plutónium van, amit ezekben az üzemekben állítottak elő. NAÜ adatok szerint az atombombához elég 25 kg magasan dúsított urán, vagy 8 kg plutónium.
(A világon 43 ország rendelkezik magas dúsítású katonai uránnal, 12 ország - Izrael, Pakisztán, India csak feltételezetten - pedig plutóniummal is.)
1945-1996 közötti kísérleti robbantások száma: USA 1030; Szovjetunió és Oroszország 715; Franciaország 210; Nagy-Britannia 45; Kína 45; India 1
Összesen: 2046 robbantás.
Összesen: 2046 robbantás.
Pakisztán azt állítja, hogy az indiai fenyegetésekre válaszul fejlesztette ki atomarzenálját. "Mi kényszerhelyzetben voltunk India atomambíciói miatt" - hangoztatta a pakisztáni szóvivő. India és Pakisztán háromszor háborúzott a brit gyarmati uralom 1947-es vége óta. Két háború a vitatott hovatartozású Kasmír miatt tört ki. (A nagyrészt hat-hétezer méter magas hegyek és nehezen megközelíthető, gyéren lakott területek alkotta Dzsammu-Kasmír, az addig brit fennhatóság alá tartozó indiai szubkontinens 1947. augusztusi megosztása óta gyakorlatilag folyamatosan a két utódállam, India és Pakisztán közötti területi viták forrása.)
A nemzetközi közösség béketárgyalásokra ösztönözte Indiát és Pakisztánt, mert attól tartott, hogy a feszültség nukleáris összecsapásba torkollhat.
Dél-Korea is titkos nukleáris programba kezdett, de Washington rávette Dél-Koreát a nukleáris program feladására cserébe az amerikai atomfegyverek védeleméért.
A szovjet atombomba robbantások helyszíne kezdetben Szemipalatyinszk volt. A kísérleti telep létrehozását 1947. augusztus 21-én határozta el a Szovjet Minisztertanács. A "Poligon"-t 1948-ban építették ki, az első atombombafelrobbantására. 40 év alatt 456 légköri és földalatti robbantást végeztek itt. Az első földalatti robbantásra 1961. október 11-én került sor. Az utolsó robbantás 1989. október 19-én történt. A függetlenné vált Kazahsztán 1991-ben bezárta a szemipalatyinszki "Nukleáris Poligon"-t.
A szovjet kísérleti robbantások közül 1955-1990-ben, 130 robbantás a Novaja Zemlja kísérleti telepen történt. Ebből 88 atmoszférikus, 39 földalatti, 3 pedig tengeralattirobbantás volt. Kísérleti nukleáris robbantások színhelyei voltak még a SzU-ban: Tock, Kapusztyin Jár, és a Ladogai telep.
Napjainkban a Novaja Zemljá a szubkritikus robbantások (más szóval: "hidrodinamikus kísérletek") színhelye. Ezekre azért is szükség van, mert így tudják leellenőrizni a plutónium és az erősen dúsított urán hatásának hosszabb ideje kitett műszaki technika és az indító robbanófejek üzemképességét. Ezen kívül a plutóniumegy része, hosszabb tárolás után, amerícium 241-es izotópjává alakul át. A folyamat elméletileg ismert, de hogy valójában mi történik a robbanófejekben lévő plutónium-amerícium keverékkel - az a gyakorlatban nem eléggé ismert. A tárolási feltételeket hasonló módszerekkel állapítják meg az USA-ban (Nevada) is. Az ilyen robbantásokat zárt konténerekben hajtják végre, mivel a robbanás ereje elhanyagolható. Az ilyen robbantásokat nem tiltja semmilyen nemzetközi egyezmény sem. (A CTBT, az átfogó atomcsend egyezmény sem.)
Az USA atombomba robbantások színhelye volt még: Carlsbad, New Mexico; Hattiesberg, Missisipi; Grand Valley, Colorado; Rifle, Colorado; Farmington, New Mexico; Hot Creek Valley, Central Nevada; Fallon, Nevada és Alaszka, Aleut-szigetek (Amchitka Island), ahol az eddigi legnagyobb erejű* (5,1 megatonna robbanóanyag) földalatti robbantást végezték. Itt 1971-ig 520. atombomba-robbantást hajtotta végre. (Az első robbantás 1965-ben volt a Project Long Shot szerint.). A szigetek körül a tengeri vidra állomány a huszadára esett. A hidegháború végeztével 1994-ben az amerikai hadsereg elvonult a szigetekről, több tízezres elhagyatott települést és rengeteg mérget hagyva maga után.
* A legnagyobb erejű nukleáris robbantást 1961-ben az Új-földi kísérleti telepen az oroszok végezték. Ez majdnem 60 megatonna TNT erejű, légköri robbantás volt, 4 km magasságban. A.D. Szaharov szerint (aki egyébként ennek a típusú H-bombának a "szülőatyja") a légköri atomrobbantások minden megatonnája 50 ezer ember halálát okozta a Földön.
A világ legnagyobb atombombájának modellje. (58 megatonna) Felrobbantották 1961. október 30-án, Új-földön. (Múzeumi fotó)
Aki még nem próbálta ki az atomfegyverét - hivatalosan nem számít atomhatalomnak. Az atomfegyver birtoklása szempontjából megkülönböztethetünk:
- atomhatalmakat (melyek 1967. január 1. előtt nukleáris fegyvert, vagy más nukleáris robbanószerkezetet fejlesztettek ki és robbantottak fel): Amerikai Egyesül Államok, Szovjetunió (majd FÁK, később Oroszország), Nagy-Britannia, Franciaország, Kína;
- küszöb országokat, melyen belül lehetnek:
- de facto atomhatalmak (India, Pakisztán, Izrael),
- "jó útra tért" küszöb országok (Argentína, Brazília, DAK),
- potenciális küszöb országok (Algéria, Líbia, Észak-Korea, Irak, Irán)
India és Pakisztán 1998-ban nyilvánította magát atomhatalomnak, miután nukleáris robbantásokat hajtottak végre. Egyik állam sem engedélyezte nukleáris arzenáljának ellenőrzését, így teljesen nem lehet tudni, pontosan milyen atomfegyvereket birtokolnak.
Franciaország a Muruora korallzátony közelében, Anglia Ausztrália melletti Montebello szigeten, Kína, India, Pakisztán a saját országuk határán belül robbantott atombombát.
2003-ban a tudósok már arra számítottak, hogy Észak-Korea kísérleti atomrobbantást hajt majd végre, ahogyan tette ezt India és Pakisztán is 1998-ban, tudtára adva a világnak, hogy beléptek az atomhatalmak sorába. A CIA akkori értékelése szerint: "Észak-Korea ezt azonban nem tartja feltétlenül szükségesnek. A kísérleti atomrobbantás végrehajtása ugyan megerősítené, hogy Phenjan rendelkezik atomfegyverrel, de nem változtat azon, hogy az észak-koreai vezetés már most is hisz e fegyvereinek hadrafoghatóságában." (Reuters hírügynökség, 2003. november 7)
2006. október 9-én Észak-Korea sikeres föld alatti kísérleti atomrobbantást végzett. A tesztet helyi idő szerint nem sokkal fél tizenegy után - közép-európai idő szerint hajnali fél négy után - hajtották végre a Kildzsu város közelében, az ország északkeleti részén. A geológiai kutatóintézet mérése szerint 550 tonna hagyományos TNT robbanóanyag erejének felelt meg a kísérletben felrobbantott atomeszköz detonációja. (dél-koreai Yonhap hírügynökség jelentése)
AJÁNLAT
Hatalmas fekete lyukak fűtöttek be az Univerzumban
Közel 11 milliárd évvel ezelőtt enyhén lelassult a törpegalaxisok keletkezése, mivel az aktív galaxismagok, azaz kvazárok erős ultraibolya sugárzása ionizálta a héliumatomokat. A megfigyelés új fázissal gazdagítja a Világegyetem fejlődését leíró modelleket. Ezek szerint a Nagy Bumm utáni sötét korszak és a hidrogén reionizációja után a héliumatomok is forró periódust éltek át.
A Hubble-űrtávcső segítségével az Univerzum korai állapotával kapcsolatban gyűjtöttek új adatokat kutatók. Mint azt régóta tudjuk, a korai forró pillanatokat követően a Világegyetem a tágulással párhuzamosan hűlt, és különféle változások történtek benne. Az alábbi ábra ezekből mutatja be a fontosabb lépéseket.
A Nagy Bumm (Ősrobbanás) után táguló Univerzumban először egy sötét időszak köszöntött be, ekkor ugyanis még nem voltak fényforrások, még egyetlen csillag sem állt össze és nem világított. A teret kitöltő hidrogén és hélium semleges gáz formájában oszlott el, de már ekkor is kisebb csomókat alkothatott (amelyek mellett a láthatatlan tömeg is egyenetlenül rendeződött el).
Ezekből a csomókból alakultak ki az első galaxisok, és az anyag sűrűsődése révén ezekben keletkeztek az első csillagok. Amikor utóbbiak "begyulladtak", sugárzásuk ionizálta a csillagközi teret kitöltő hidrogéngázt. Ezt nevezik reionizációs időszaknak, mivel ekkor ionizálódott ismét a hidrogén jelentős része a Világegyetemben (nem sokkal a Nagy Bumm után volt már egyszer ionizált állapotban az anyag).
Fontos események a Világegyetem fejlődése során. A sematikus ábrán lentől felfelé halad az idő, jobbra a kérdéses időpontok, középen az ekkor jellemző események (NASA, ESA, A. Feild (STScI))
A továbbiakban folytatódott a galaxisok fejlődése: a centrumukban lévő hatalmas fekete lyukak sok gázt vonzottak magukhoz és nyeltek el. Ennek eredményeként a csillagoknál sokkal energikusabb sugárforrások, a kvazárok, azaz az ősi aktív galaxismagok is megjelentek. Ezek középpontjában egy több millió naptömegű fekete lyuk gyűjti maga köré folyamatosan az anyagot. A hidrogén reionizációját követően közel 2 milliárd évbe telt, hogy a nagyenergiájú, ultraibolya sugárzást termelő kvazárok energiakibocsátása a hidrogénnél nehezebb héliumatomokat is ionizálja. Erről az időszakról nyújtottak új ismereteket a Hubble-űrtávcső újabb megfigyelései.
Az űrtávcső COS jelű spektrográfjával végzett mérések alapján sikerült megállapítani, hogy a 11,3-11,7 milliárd év közötti időszakban a kvazárok intenzív ultraibolya sugárzása már képes volt áthatolni a csillagközi és galaxisközi gázanyagon, és az abban lévő héliumgázt is ionizálta. A hélium emelkedő hőmérséklete lassította az anyag törpegalaxisokká zsugorodását. A meleg gáz összehúzódásához ugyanis nagyobb tömegű gázcsomó kell, és a törpegalaxisok tömege ehhez nem volt elegendő. Ebben az időszakban tehát enyhén alábbhagyott a galaxisleketkezés, illetve a csillagvárosokon belül is kevésbé lehetett aktív a csillagok kialakulása.
Fontos események a Világegyetem fejlődése során. A sematikus ábrán lentől felfelé halad az idő, jobbra a kérdéses időpontok, középen az ekkor jellemző események (NASA, ESA, A. Feild (STScI))
A továbbiakban folytatódott a galaxisok fejlődése: a centrumukban lévő hatalmas fekete lyukak sok gázt vonzottak magukhoz és nyeltek el. Ennek eredményeként a csillagoknál sokkal energikusabb sugárforrások, a kvazárok, azaz az ősi aktív galaxismagok is megjelentek. Ezek középpontjában egy több millió naptömegű fekete lyuk gyűjti maga köré folyamatosan az anyagot. A hidrogén reionizációját követően közel 2 milliárd évbe telt, hogy a nagyenergiájú, ultraibolya sugárzást termelő kvazárok energiakibocsátása a hidrogénnél nehezebb héliumatomokat is ionizálja. Erről az időszakról nyújtottak új ismereteket a Hubble-űrtávcső újabb megfigyelései.
Az űrtávcső COS jelű spektrográfjával végzett mérések alapján sikerült megállapítani, hogy a 11,3-11,7 milliárd év közötti időszakban a kvazárok intenzív ultraibolya sugárzása már képes volt áthatolni a csillagközi és galaxisközi gázanyagon, és az abban lévő héliumgázt is ionizálta. A hélium emelkedő hőmérséklete lassította az anyag törpegalaxisokká zsugorodását. A meleg gáz összehúzódásához ugyanis nagyobb tömegű gázcsomó kell, és a törpegalaxisok tömege ehhez nem volt elegendő. Ebben az időszakban tehát enyhén alábbhagyott a galaxisleketkezés, illetve a csillagvárosokon belül is kevésbé lehetett aktív a csillagok kialakulása.
Sötét energia uralja a Világegyetemet
A Hubble-űrtávcső legújabb megfigyelései is megerősítik az elgondolást, amely szerint gyorsuló ütemben tágul a Világegyetem. Az új eredmények alapján a gyorsuló tágulást okozó láthatatlan energia legalább 9 milliárd éve jelen van az Univerzumban, és 5-6 milliárd éve vette át az uralmat.
Forrás: NASA, ESA, A. Reiss, STScIA felmérés keretében talált egyik távoli szupernóva
AJÁNLAT
AJÁNLAT
Kozmikus távolságjelzők
Az Univerzum tágulásának megfigyeléséhez idős, a korai állapotokat képviselő objektumokat kell tanulmányozni, és azok távolságát minél pontosabban megállapítani. Az ilyen nagy méretskálán történő távolságmérés a csillagászat nehéz területe. Az egyik legmegbízhatóbbnak tartott és nagy távolságokon is használható módszer az Ia típusú szupernóvák robbanásának megfigyelése. Ilyen eseményekre akkor kerülhet sok, amikor egy kettős csillagrendszerben egy fehér törpére (a közepes tömegű csillagok fejlődésének késői állapota) anyag áramlik át társcsillagáról. A kritikus anyagmennyiséget elérve termonukleáris fúziós robbanás történik, és Ia típusú szupernóvaként lángol fel a rendszer.
Ha a jelenség valóban a fentiek szerint zajlik le, akkor a robbanásra mindig nagyjából ugyanakkora tömegnél kerülhet sor, tehát az Ia típusú szupernóvák mindig "ugyanakkorát robbannak", azaz abszolút fényességük megegyezik. Ezt pedig fel tudjuk használni távolságmérésre: minél messzebb történik a robbanás, fénye annál halványabbnak látszik - amit a valódi fényességgel összehasonlítva a távolságra következtethetünk.
A probléma az, hogy egyelőre nem vagyunk teljesen biztosak abban, hogy pontosan így zajlanak-e az Ia típusú szupernóva-robbanások, és nem például két fehér törpe összeolvadása révén. Emellett az ilyen távoli eseményeket nem is egyszerű megfigyelni. Ugyanakkor a láthatatlan energia mibenléte, időbeli változása avagy állandósága szintén nem ismert eléggé elméleti szinten sem. Mindezek miatt kiemelten fontos a távoli Ia típusú szupernóva-robbanások megfigyelése.
A láthatatlan energia és láthatatlan tömeg
Mint említettük, a korábbi eredmények alapján feltételezett gyorsuló tágulást a láthatatlan (avagy sötét) energia bevezetésével magyarázták. Egy ehhez hasonló, a gravitációhoz viszonyítva ellentétes jelleggel működő (taszító) tényezőt Eistein már a múlt században előre jelzett, kozmológiai állandó néven - később azonban mégis elvetette létezését.
Ma azonban ismét számolnak vele: a mai elgondolások alapján a Világegyetem tágulásával az egyes objektumok egyre távolabb jutottak egymástól, és a közöttük lévő gyengülő gravitációs vonzás nyomán a láthatatlan energia antigravitáció jellegű hatása idővel dominánssá válhatott. Ennek eredményeként a Világegyetem tágulása egy kezdeti lassulás - amelyben a szintén csak közvetve megfigyelhető láthatatlan tömegnek volt döntő szerepe - befejeződése után gyorsulásba váltott. Nagy kérdés, hogy mikor vette át az "uralmat" a láthatatlan energia, tehát az eleinte lassuló tágulás mikor váltott gyorsuló fázisba.
Az eddigi megfigyelések eredményei
A Hubble-űrtávcső elmúlt két évben végzett megfigyelései 24 távoli Ia típusú szupernóva-robbanás elemzését tették lehetővé. A megfigyelések alapján egyrészt úgy fest, hogy a felrobbant szupernóvák viselkedése és jellemzői erősen hasonlítanak a mai, a közelünkben megfigyelt robbanásokra - azaz nyugodtan használhatók távolságmérésre. A megfigyelések alapján a sötét energia nem "új" jövevény a Világegyetemben, hanem fejlődéstörténetének nagy részében, legalább kilencmilliárd évvel ezelőtt már érezhető volt a hatása.
A mellékelt felvételeken a HST által megörökített, 3,5 és 10 milliárd fényév közötti távolságban lévő galaxisok láthatók a szupernóva-robbanás idején (fent), illetve azt megelőzően (lent) (NASA, ESA, A. Reiss, STScI)
A növekvő méretű Világegyetemben az egymástól egyre távolabb kerülő objektumok közötti gyengülő tömegvonzás nyomán öt-hatmilliárd évvel ezelőtt vehette át a domináns szerepet a láthatatlan energia - innen kezdve tágult tehát a Világegyetem gyorsuló ütemben. Mindent összevetve úgy fest, hogy a láthatatlan energia révén a Világegyetem jelenleg is gyorsuló ütemben tágul. Az Univerzumban jelenlévő teljes anyag és energia mennyiségének kb.70%-át teszi ki a láthatatlan (avagy sötét) energia. A maradék 30% nagyobb felét a láthatatlan (avagy sötét) tömeg adja, és a jéghegynek csak egészen kis csúcsa az, amit mi látható formában, csillagok, galaxisok és egyéb objektumok képében megfigyelhetünk.
Balra a lassuló és a gyorsuló tágulás egyszerű szemléltetése látható. Az ábrán az idő felfelé halad, alul az Ősrobbanás, legfelül pedig napjaink Világegyeteme foglal helyet. A láthatatlan energiával kapcsolatos fejtegetések és események jól jellemzik a természettudomány fejlődésének jellegét: első lépésként egy új megfigyelés a korábbival ellenkezőt állít. Erre a válasz a jogos kételkedés, és ugyanakkor egy lehetséges magyarázat megalkotása/felélesztése. Mindezek után új megfigyelésekkel próbálunk közelebb jutni a megismerhető valósághoz, amely során elméleteinket is fejlesztjük. A sötét energia létezésének bizonyítékai egyre erősebbnek mondhatók, de még sok megfigyelés szükséges ahhoz, hogy megnyugtatóan beilleszthessük világképünkbe.
Kereszturi Ákos
Gróf Spanyol Zoltán feltaláló
A VÍZ ÉG! A VÍZ A LEGOLCSÓBB ÉS LEGTISZTÁBB ÜZEMANYAG!
A benzinnél sokkal hatékonyabb üzemanyag, a vízplazma biztosítja az áramot, fűtést, közlekedést, és ez az olcsó, tiszta energia az élet minden területén anyagi fellendülést és tiszta környezetet teremt.
A világon egyedülálló technológia magyar kézben van, a szabadalom a feltaláló magántulajdona. Gróf Spanyol Zoltán szándéka, hogy Magyarországon valósítsa meg.
A találmány nem eladó, mert ez a magyar jövő!
A VÍZENERGIA ALAPÍTVÁNY célja a találmány mielőbbi hazai megvalósítása. Ezért felhívjuk a világ magyarságát, itthon és külföldön élő honfitársainkat, hogy anyagilag és erkölcsileg támogassák munkánkat! A jogok megtartásához saját laboratóriumra van szükségünk. A hazai teszteléshez, és fejlesztéshez a nemzet jövőjéért felelősséget érző támogatókat, és leendő csendestársakat várunk.
A nemzetközi törvények 3 évet biztosítanak egy technológia felfuttatására. A fejlesztés és a modellek elkészítése után indítjuk be a vállalkozást a gyártással és az átépítéssel. A gyártás alapja a víz nukleáris energiájának hasznosítása robbanómotorok, sugárhajtóművek, kazánok és erőművek üzemeltetésében. Egyenlőre nem kell újakat gyártani,mert ezeket a hagyományos fogyasztókat olcsón átalakítjuk vízüzeműre.
Imre szerint:
A BME elhatárolódott a vízüzemű autótól
Index * 2006.04.26 * Szerző: Munk Veronika
Index * 2006.04.26 * Szerző: Munk Veronika
A vízüzemű autó megvalósításáért dolgozó Vízenergia Alapítvány 2006-tól társadalmi célú hirdetésekben kéri az adófizetőket, hogy adójuk egy százalékával támogassák a szervezet működését. A hirdetésben támogatóként szereplő Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem közleményben határolódott el a találmánytól. A feltaláló szerint az elhatárolódás bűncselekmény, ami hazafiassága ellen irányul.
A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) munkatársai szerint az alapítvány megtévesztő módon használja az intézmény nevét. Härtlein Károly, a BME Fizikai Intézetének munkatársa elmondta, a hirdetéssel ellentétben az egyetem kutatói nem támogatják, épp ellenkezőleg, kereken elutasítják a találmány megvalósíthatóságának lehetőségét, úgy vélik, a szabadalom működési elve ellentmond a természet alaptörvényeinek.
A vízenergia hasznosítása
A vízenergia hasznosítása
Gróf Spanyol Zoltán 1985-ben hozta nyilvánosságra azt az elképzelését, hogy a vízhajtású járműveké a jövő, a környezetre káros benzinesek helyett. Találmányának alapja a vízenergia hasznosítása: “A projektem alapja a víz nukleáris energiájának hasznosítása, azaz a szabadalmaztatott találmányom bevezetése a robbanómotorok, kazánok, sugárhajtóművek, áramtermelő aggregátorok és szinkrongenerátorok üzemeltetésére. Ez az üzemeltetési eljárás azt jelenti, hogy a jövőben a szénhidrogén származékok helyett a vizet tankolják fel az autók, a gépek és az égés végterméke is a Föld biológiai lényeit éltető tiszta víz lesz” – fogalmaz a Vízenergia Alapítvány [1] weboldalán közölt ismertetőben. Gróf Spanyol Zoltán 1992-ben Németországban szabadalmaztatta találmányát, azóta Magyarországon szeretne támogatókat szerezni a megvalósításhoz, mert az ország boldogulásának egy lehetséges gazdasági esélyét látja találmányában. “Én Németországból azért hoztam Magyarországra, hazámba ezt a tudományt, mert én magyar vagyok, – nem csak “állampolgár”, – ezzel tartozom a magyar hazának, a magyar nemzetnek. Ugyanis, az autók, repülőgépek, kazánok sorozatos átépítése és gyártása, világpiaci forgalmazása gazdasági felemelkedést, újra-iparosítást jelent” – fogalmaz az Indexnek küldött közleményében.
1998-ban és 2000-ben Gróf Spanyol Zoltán a Földművelési és Vidékfejlesztési Minisztériumhoz fordult a találmány hasznosíthatósága ügyében. A minisztérium négy szakértőt kért fel a szabadalom véleményezésre. A BME oktatói elutasító állásfoglalást írtak, a Miskolci Egyetem volt oktatói támogatták a találmányt. (Az állásfoglalások szövege a BME szájtján olvasható [2].)
Támogató és ellenző vélemények
Támogató és ellenző vélemények
Härtlein Károly elmondta, a BME elhatárolódása tudományos alapokon nyugszik. “Spanyol Zoltán értelmetlen fizikai fogalmakkal dobálózik. Azt állítja például, hogy a víz izotóp, holott csak kémiai elemek atomjaira értelmezhető ez a fogalom, víz és vízplazma esetén értelmezhetetlen. Biztos középiskolai fizikatudással bárki kabarétréfának vélheti Gróf Spanyol Zoltán érvelését. Érvei között szép számmal akadnak az érzelmekre ható a tudományos alapot nélkülöző állítások, ‘aki magyar, az velem tart’. Az ilyen, hamis nacionalista érvelésnek nincs helye a tudományos vitában” – mondta az Indexnek.
Izotóp és plazma
Izotóp és plazma
Az izotópok [3] olyan kémiai elemek, amelyek atommagjai azonos számú protonból, de eltérő számú neutronból épülnek fel. Ebből következik, hogy egy adott elem izotópjai ugyanazon helyet foglalják el a periódusos rendszerben, innen az elnevezés is, az izotóp azonos helyet jelent.
A fizikában és a kémiában a plazma ionizált gázt jelent, illetve egy fajta halmazállapotot is. Az ionizált ebben az esetben azt jelenti, hogy az anyagot alkotó atomokról egy vagy több elektron leszakad és így a plazma ionok és szabad elektronok keveréke lesz. A halmazállapot e negyedik formáját először Sir William Crookes írta le 1879-ben, az elnevezés pedig Irving Langmuir nevéhez fűződik 1928-ban (a vérplazmára emlékeztette).
A BME munkatársa szerint a német szabadalom sem jelenti azt, hogy megvalósítható a találmány, csak az ötlet védettségét jelzi. Dr. Pirkó József, a találmányról támogató szakvéleményt megfogalmazó nyugdíjas gépészmérnök docens azonban éppen a Német Szabadalmi Hivatal döntése miatt érvelt a találmány mellett. “Azt gondoltuk végig Dr. Nánási Tibor kollégámmal, hogy a Német Szabadalmi Hivatal a legszigorúbb intézet, és feltételezhető, hogy végzett ellenőrző méréseket” – fogalmazott.
Bár a Vízenergia Alapítvány Pirkó József véleményére, mint a Miskolci Egyetem állásfoglalására hivatkozik, a nyugdíjas docens a vélemény megfogalmazásakor már nem állt az oktatási intézmény alkalmazásában. “Vizsgálatról nem volt szó, csak arról, hogy véleményezzük a szabadalmi leírást. Saját nevünk alatt, az egyetemtől függetlenül írtuk a véleményt, és semmilyen ellenszolgáltatást nem kaptunk érte. A német szabadalom szövegével ismerkedtünk meg, és abban nem találtunk semmit, amit támadni lehetett volna” – mondta Dr. Pirkó József, majd hozzátette, a szabadalom nem magáról a vízenergiát hasznosító szerkezettel, hanem az elgondolással foglalkozik, így méréseket csak azután lehet végezni, ha a feltaláló elkészíti, és nyilvánosan bemutatja a találmányát.
A plazmatechnológiával foglalkozó Pirkó József azt is elmondta, az a szerkezet, amit Gróf Spanyol Zoltán az elgondolás demonstrációjakor vízenergiával működő fémvágóként rendszeresen bemutat, egyszerű plazmapisztoly. “Miklóssy professzor, a prágai egyetemen már a hatvanas évek elején gyártotta és forgalmazta a fémek vágására használt plazmapisztolyt” – magyarázta Pirkó József.
Hazafisága miatt
Hazafisága miatt
Gróf Spanyol Zoltán szerint hazafisága ellen irányul a BME elhatárolódása. “Az egyetem nívóját jól érzékelteti a gyűlölettől csepegő internetes anyagsorozat. A szakmai ‘bíráskodásuk’, ami bűncselekmény, tulajdonképpen az én hazafiságom ellen irányul. A nemzeti öntudatommal van bajuk, nem az egy százalékkal, nem a vízplazma égésével. A ‘magas’ szakmai hozzáértésükkel akarják ellenem fordítani a plazmafizikában járatlan magyart, hogy ne sikerüljön Magyarországon kezdenem a fogyasztók átépítését. A tudálékos, ‘magasröptű’ fizikusi végzettségükkel akarnak előadásaimon is a jelenlévőkre hatni, azokat ellenem hangolni. Én ezzel az új tudománnyal azt akarom rendbe hozni, amit ők leromboltak, amit mi lerombolni hagytunk, az iparunkat és a mezőgazdaságot! A rendületlen hazaszeretetem az oka annak, hogy nem tudnak önmagukon uralkodni” – írta az Indexnek.
A víz ég!
2006. szeptember 22.-én pénteken, 1830 órakor "A víz ég!" címmel előadást tartott gróf Spanyol Zoltán elektromérnök a pilisvörösvári városi könyvtárban. A meghívó első felének szövege az alábbi: "A víz ég! Magyar találmány a magyar jövő kulcsa! Az atomtechnológiánál sokkal fejlettebb - és veszélytelenebb - technológia létezik, a vízplazma energiájának hasznosítása, amellyel nemcsak a Kárpát-medence, hanem az egész Föld továbbszennyeződését megállíthatjuk. Gróf Spanyol Zoltán korszakalkotó találmányt dolgozott ki a hidrogéntechnológia területén. Az üzemanyag a Föld 72 %-át borító víz, amelyet nem használunk el, hiszen az égés végterméke is víz, amely visszakerül a természetes körforgásba. A folyamatosan emelkedő árú benzinnél sokkal hatékonyabb üzemanyag, a víz nukleáris energiája biztosítja az áramot, a fűtést és a közlekedés hajtóanyagát és ez az olcsó, tiszta energia minden háztartásban és a nemzetgazdaságban is anyagi fellendülést jelent.".
A meghívó elolvasása után három fontos észrevételem lett: 1. a plazma az anyag negyedik halmazállapota (különleges gázállapot!), a plazmában nincsenek vegyületek (pl. víz), hanem elektronjaiktól részben megfosztott atomok (pozitív ionok) és szabad elektronok. Ezért a plazma jó elektromos vezető. A plazmában azonos számú pozitív ion és elektron szerepel, így kifelé elektromosan semleges. Elektromágneses terekkel igen erős a kölcsönhatása! Mozgása közben maga is elektromágneses teret kelt. Az előadáson bemutatásra került egy orosz gyártmányú plazmapisztoly, ami vízzel és villamos energiával működik. Az előadó szerint a plazma hőmérséklete 8000 0C, és előnye az ívhegesztéshez képest az, hogy nem bocsát ki UV fényt, ha igaz a 8000 0C, akkor ez nagyon súlyos tévedés! Ívhegesztésnél az ív (ez is plazma!) hőmérséklete 4-5000 0C körüli, és kötelező a hegesztőszemüveg használata! A Nap külső hőmérséklete egy kicsivel 6000 fok alatt van, a légkör az UV fénynek (különösen az ózon a sztratoszféra feletti rétegben) jelentős részét elnyeli, mégsem tanácsos a Napba nézni. Minél magasabb a hőmérséklet, annál jelentősebb az UV sugárzás. 2. "a víz nukleáris energiája biztosítja az áramot…". Ezzel az a problémám, hogy nem történik magátalakulás, a folyamat során vízből víz lesz, tehát sem a hidrogén, sem az oxigén nem alakul át más elemé. A csillagok energiatermelése úgy történik, hogy a hidrogén atomok hélium atomokká egyesülnek, miközben óriási energia szabadul fel. A hélium atom tömege a fúzióban résztvevő hidrogén atomok tömegénél valamivel kevesebb, a hiányzó tömeg alakul át energiává. 3. „A vizet, mint energiahordozót használjuk; plazmásítjuk, és a plazmát égetjük el. Amikor a plazmát elégetjük, akkor újra víz lesz belőle." A plazmát nem kell elégetni, mivel minden anyag plazmává válik, ha kívülről elegendő hőenergiát közlünk vele. Természetes, hogy a plazmát magas hőmérséklete miatt égőnek látjuk, de nem a víz ég! Amikor a vízből keletkezett plazma kezd hűlni, akkor adott hőmérsékleten újra egyesül a hidrogén az oxigénnel, azaz a hidrogén elég. Ekkor az égéssel visszakapjuk azt az energiát, ami szükséges volt ahhoz, hogy a víz elemeire bomoljon. Vízből víz lesz, és közben energiát nyerünk? Ez olyan, mintha a földszintről valamilyen nagyságú tömeget felvinnénk egy toronyba, kötelet kötnénk rá, majd csigán átvetve leeresztenénk, dinamót működtetnénk vele, a dinamó áramávalvilágítanánk, és azt állítanánk, hogy olcsó energiát nyerünk.
Nem vádolom a feltalálót, minden kutató tévedhet, tévedtek is, sokan és sokszor, de ez a víz -plazma- víz átváltozás és ebből majdnem ingyen energia, alapvető természeti törvényeket sért. Ha ez igaz lenne, akkor az egész fizikát újra kellene építeni, pedig a fizikára sok tudomány és műszaki szakma eredményesen támaszkodik, és termékei működnek. Arisztotelésztől Newtonig a fizika közel kétezer évig alig fejlődött. Arisztotelész elméletét felváltotta Newton dinamikája. Ezután a fizika és vele együtt valamennyi természet- és műszaki tudomány rohamos fejlődésnek indult. Newton törvényeit eredményesen használják a fizikusokon kívül csillagászok, gépészmérnökök és még a villamosmérnökök is. Einstein relativitás elmélete nem tette érvénytelené Newton elméletét, csak kijelölte a határait. Hasonlóan a kvantumfizika sem érvénytelenítette a klasszikus fizikát, csak molekuláris és atomi szinten nem mindenre ad magyarázatot a klasszikus fizika.
Spanyol Zoltán elektromérnök írja magáról: "Igen, ipari robotok vezérlése, programozása, tervezése volt a szakterületem, ebből szereztem diplomát, mint elektromérnök".
A cikk írója gépésztechnikus és villamosmérnök. A Híradástechnikai Kutató Intézetben dolgoztam, kezdetben félvezető fizikával, félvezetőeszközök fizikájával (ezek műveléséhez alapos kvantumfizikai ismeret szükséges), valamint tranzisztoros analóg áramkörök, rendszerek fejlesztésével foglalkoztam. Később különböző digitális integrált áramköri és mikroprocesszoros rendszerek fejlesztése volt a feladatom. A kutatóintézetből 84-ben kormányhatározatra Mikroelektronikai Vállalat (MEV) lett. A vállalat 86-ban leégett, több milliárdos kár keletkezett. A vállalat leégése és az elektronikai iparág leépülése miatt, hogy normálisabb nyugdíjam legyen Robottechnikai Kft-be mentem, tudományos szaktanácsadónak. Magamról azért írtam ezt a pár sort, hogy lássa az olvasó, hogy nem egészen alap nélkül írok véleményt a témáról, bár energetikával külön nem foglalkoztam.
Az előadás anyaga majdnem szó szerint megegyezik az interneten számtalan helyen található írásokkal, ezeket bárki olvashatja. Azok számára, akik nem interneteznek, bemásoltam a fontosabb részeket. „A vizet, mint energiahordozót használjuk; plazmásítjuk, és a plazmát égetjük el, nem kell sok plusz energiát befektetnünk, nem robbanásveszélyes, nincs semmi veszélye az emberre nézve. Amikor a plazmát elégetjük, akkor újra víz lesz belőle. Azon kívül, hogy robbanómotorokat, sugárhajtóműveket, kazánokat tudunk üzemeltetni vele, nem lesz szükség az atomreaktorokra, a tönkretett környezetünket megtisztítjuk. Gyakorlatilag ingyen lesz az energia, egy gazdasági felemelkedés lesz és újra egészségesebb környezetbe kerül. A nemzet olyan energiakészlettel rendelkezik, hogy saját magunkat el tudjuk látni. Stratégiailag is védi az országot, nem kell megvásárolnunk az atomtablettákat, nincs gondunk a hulladékkal, nem kell olajat, földgázt vásárolnunk, akár egy tanyán is, akár aggregátorral, akár más berendezéssel, kis kazánnal üzemelteti és fűti a lakását. A mezőgazdaság is nagyon ki tudja használni, egész más kultúra alakul ki általa. Az arabok mondták, hogy nekik azért kéne, mert hogy a plazmakazánokkal magas hőmérsékleten olyan sok vizet lehet desztillálni másodpercenként, hogy azzal az egész sivatagot lehetne locsolni, és ha a homokot locsolják, akkor termékennyé válik".
Bemutatásra került egy orosz gyártmányú plazmapisztoly, amit különböző anyagok vágására lehet használni. Az előadó állítása szerint tőle lopták el az ötletet, de örül neki, mert így be tudja mutatni, hogy a találmánya működőképes. "Ez egy vízplazmával üzemelő vágókészülék, ami nyolcezer fokot állít elő. Egy kicsike kis pisztoly működik, összesen 2,2 kilowatt kell. Annyi energiát igényel, mint két hajszárító. A vizet kezeljük, először előmelegítjük, utána plazmásítjuk, a plazma kijön a nyíláson, égve jön már ki a nyíláson, mert van benne egy gyújtószerkezet, és felgerjed összesen nyolcezer fokig. Tehát ez az én szabadalmam, az én találmányom, amit én 1985-ben adtam be". Megjegyzésem: 2,2 kW-tal, vékony hegesztőpálcával, lehet hegeszteni és vékony fémlemezt vágni (szigetelő lemezt nem), az amatőr hegesztőkészülékek 2-4 kwattosak.
A BME tájékoztatója a vízhajtású autóról:
"A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem tájékoztatja a közvéleményt, hogy az egyetemünk két docense által kiadott szakvéleményeket megtévesztő módon használja fel a Vízenergia Alapítvány, amely társadalmi célú hirdetésekben kéri az adófizetőket, hogy adójuk 1 %-ával is támogassák működését.
Nyomatékosan felhívjuk a figyelmet arra, hogy az alapítvány által kitűzött célok ("… a víz nukleáris energiájának hasznosítása a robbanómotorok, kazánok, sugárhajtóművek, áramtermelő aggregátorok stb., üzemeltetésében.") megvalósíthatóságát, vagy az ilyen elven készített berendezés működő képességét igazoló szakvéleményt sem a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, sem munkatársai nem adtak ki. Ezzel szemben a munkatársaink által készített szakvélemények rámutatnak a célkitűzések indoklásának megfogalmazásában a természettudományos képtelenségekre.
Tekintettel arra, hogy az írott és elektronikus sajtóban már több cikk, interjú egyoldalúan, világszenzációnak állította be Gróf Spanyol Zoltán találmányát, a "vízhajtású autót", kérjük a médiát, hogy álláspontunkat hozzák nyilvánosságra. További részleteket a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem PR Irodájától kérhetnek."
A perpetuum mobile (örökmozgó) találmányok korszakán már túl vagyunk, most eljött a szabadenergiákat, a tér energiáját, a vákuum energiáját és újabban a vízplazma energiáját hasznosító szabadalmak korszaka. A szabadalmakról: a szabadalom nem mindig jelenti azt, hogy a találmány megvalósítható, csak az ötlet védettségét jelzi. 1992 végén, amikor számos iparágunk tönkrement, vagy kezdett tönkremenni, így a robottechnikai kft is, ahol az elnök a menekülési utat a szabadenergia és a vákuum energiájának kinyerésében látta. Az elnök 28 USA szabadalmat adott át nekem véleményezésre. Mindegyik szabadalomról bizonyítottam a működésképtelenséget, azóta sem működnek. Ezután nem kívánatos személy lettem, és 93. januárban nyugdíjba mentem, szerencsémre betöltöttem a 60. évemet.
Azok számára, akik mélyebben kívánnak foglalkozni a témával, írják be a Google keresőbe a következőket. "Gróf Spanyol Zoltán", "Vízenergia Alapítvány", a németnyelvű szabadalmi leíráshoz: "DE PS 36 30 345 A1" vagy "DE PS 36 30 345 CC2", ezt csak hosszú keresés után találtam meg. Német nyelvű véleményt a témáról "Graf Zoltán Spanyol" keresésre találnak. Tegyék idézőjel közé a keresőbe írt szavakat, különben rengeteg felesleges találat lesz, sok híres ember keresztneve Zoltán, vagy sok Spanyol és gróf találathoz jutunk.
Saufert János
Fúzió a Világegyetemben: a Nap energiája
Submitted by sis on 13 June 2007
Fordította Adorjánné Farkas Magdolna
 Mark Tiele Westra szíves hozzájárulásával | Mark Tiele Westra, a németországi Garchingban lévő Európai Fúziófejlesztési Egyezmény (European Fusion Development Agreement, EFDA) munkatársa megmagyarázza, hogy a Föld számára a Nap az energia forrása. |
Alig több mint száz évvel ezelőtt még senkinek sem volt fogalma arról, hogy a Nap milyen módon termeli meg azt a hatalmas energiamennyiséget, amelyet kisugároz az űrbe. Természetesen számos ötlet és elmélet született, és sok szellemes is volt közöttük. Némelyik tudós azt gondolta, hogy a Nap egy hatalmas gázfelhő, amely összeroppan a saját súlya alatt, és az eközben fellépő súrlódás és az ütközések hőt termelnek. Mások úgy gondolták, hogy a Nap még nem hűlt ki a keletkezése óta. Mindegyik elméletből azt a következtetést lehetett levonni, hogy a Nap kora nem lehet több néhány tízmillió évnél. Ezek szerint, ha a Nap ennél idősebb lenne, már kihűlt volna.
Ekkor jött azonban Darwin a kollégáival, akik tanulmányozták a sziklák képződését és pusztulását, valamint az élet igen lassú evolúcióját. A jelenségek konzekvens magyarázatára felállított elméletükben fel kellett tételezzék, hogy a Napnak sokkal idősebbnek kell lennie, legalább néhány száz millió évesnek, sőt akár milliárd évesnek. Megindult a vita.
A tudomány akkor került közelebb a megoldáshoz, amikor felfedezték a radioaktivitást és elfogadták azt a meglepő feltételezést, hogy a tömeg és az energia valamilyen módon egymásba alakítható, Einstein E=mc2 egyenletének megfelelően. Sir Arthur Eddington, a brit csillagász mérlegelte először az összes bizonyítékot és azt a merész következtetést vonta le, hogy a Nap a hatalmas energiát fúziós folyamatokban termeli, amelyek során a könnyebb atommagokból nehezebb atommagok jönnek létre. Időközben megtudtuk, hogy a Nap valójában hidrogént, a Világmindenség legkönnyebb elemét “égeti el” héliummá. Most már azt is tudjuk, hogyan – lásd az ábrát.
Energiatermelés a Napban: két hidrogén-atommag egyesül, miközben egy deutérium-mag, egy pozitron és egy neutrino keletkezik. A pozitron azonnal összeütközik egy elektronnal, megsemmisítik egymást, miközben energiává alakulnak át. A fúzió során keletkezett deutérium-mag egyesül egy másik hidrogén-atommaggal, miközben hélium-3 keletkezik. Az utolsó lépésben két hélium-3 atommag fúziója során egy hélium-4 atommag és két hidrogén-atommag keletkezik. Click on the image to enlarge it
Mark Tiele Westra szíves hozzájárulásával
Nagyon érdekesek a folyamat részletei. A Napban a hidrogén-atommag (proton) először átlagosan öt milliárd évig vár, mielőtt fejest ugrik a kapcsolatba, vagyis egyesül egy másik hidrogén-atommaggal, hogy deutérium képződjön belőlük. Ez végül is jó hír a számunkra: ha ez a folyamat gyorsabban menne végbe, a Nap üzemanyaga már régen elfogyott volna és mi nem lennénk itt. A következő lépés, amelyben hélium-3 keletkezik a deutériumból és a hidrogénből, átlagosan 1,4 másodperc után történik meg. Az utolsó lépés, a hélium keletkezése 240 000 évet vesz igénybe, szintén átlagban. A fúzió során felszabaduló energia fotonok vagyis fény formájában jelenik meg.
Miután túl vagyunk az első izgalmakon és létrejöttek azok a fényfotonok, amelyek egy napon eljuthatnak a Földre, még egy kicsit türelemmel kell lennünk. A foton fénysebességgel indul útjára a Nap belsejéből a Föld felé, azonban szinte azonnal beleütközik egy elektronba. Az ütközés következtében a foton véletlenszerűen visszapattan az elektronról, akár egy labda egy játékautomatában. Ez újra és újra megtörténik. Ezért azután több mint 20 000 évet vesz igénybe, míg egy átlagos foton megteszi a Nap belseje és a felszíne közötti 695 000 kilométeres utat. Ez azt jelenti, hogy a foton meglehetősen méltóságteljesen halad előre óránként 4 méteres sebességgel.
Ezután a hosszú és tekervényes út után a foton a Nap felszíne és a Föld közötti 149 millió kilométeres távolságot már a megszokott fénysebességgel teszi meg, és végül 8 perc alatt megérkezik az úticéljához. És ezek az fotonok a szerencsések, ugyanis vannak olyanok is, amelyek ötmilliárd évvel ezelőtt keletkeztek, de még nem sikerült kitalálniuk a Napból. A Nap belseje olyan, mint egy labirintus…
A fúziós folyamat során egy különleges részecske is képződik: a neutrino (lásd az ábrát). A neutrino alig lép kölcsönhatásba az anyaggal, ezért azonnal kiszabadul a Napból. Rengeteg neutrino keletkezik a Napban: minden egyes ujjad hegyén másodpercenként 100 milliárd repül keresztül. A legtöbb neutrino egyenesen keresztülrohan a Földön anélkül, hogy az bármilyen hatással lenne rá. Valójában egy neutrino egy fényév vastagságú ólomrétegen is megállás nélkül keresztülrepülhet!
Amikor a Nap belsejére gondolunk, azt egy vad tüzes kohóként képzeljük el, ami hőt bocsát ki. A sűrűsége 150-szerese a vízének (fél liternyi Nap-anyag súlya annyi, mint egy átlagos emberé), a hőmérséklete 15 000 000 oC , igazán rémisztő környezet. Azonban ha a Nap belsejéből ki tudnál venni egy köbméternyit, azt tapasztalnád, hogy az mindössze körülbelül 30 Watt teljesítményt biztosítana, amely alig elegendő egy villanykörte üzemeltetéséhez. A Nap hatalmas méretének köszönhetjük, hogy mégis elég meleg van a Földön.
Jelenleg a Napban másodpercenként 600 millió tonna hidrogén ég el, miközben 596 tonna hélium keletkezik. Hova tűnik el a hiányzó négy millió tonna anyag? Teljes egészében átalakul energiává. Az E=mc2 (E az energia, m a tömeg és c a fény-sebesség) egyenlet alapján azt kapjuk, hogy négy millió tonna anyag 100 000 000 000 000 000 000 kilowattóra energiának felel meg. Ez durvánegymilliószorosa annak az energiamennyiségnek, amit az egész világ egy év alatt felhasznál. És a Nap minden másodpercben ennyi energiát sugároz ki! Hát ez a napenergia!
A Nap mostanáig a hidrogén-készletének a felét égette el. Öt milliárd éve tart ez a folyamat és még további öt milliárd évig fog tartani. És mi lesz azután? Vége lesz a bulinak. A Nap fel fog fúvódni, “vörös óriássá” válik, a hőség következtében a légkör, a víz és az élet el fog tűnni az otthonunkat jelentő bolygóról. Jó lesz, ha még ezelőtt elmenekülünk, addig azonban élvezzük a Nap energiáját.
A hélium felfedezése
A 17. században a természettudósok egy keskeny rés és egy prizma segítségével a fényt összetevőire bontották és a színképet tanulmányozták. Az izzó gázokkal végzett kísérletek alapján vált ismerté, hogy az elemek melegítés hatására különböző, pontosan meghatározott színű fényösszetevőket sugároznak ki, amelyek a színképben fényes színes csíkok formájában jelennek meg (gondoljunk egy neoncsőre).
A Nap színképében pontosan azokon a helyeken látunk sötét vonalakat, ahol az izzó gázok által kibocsátott színképben fényes vonalak jelennek meg. A szakemberek hamar rájöttek arra, hogy a sötét vonalakat pontosan ugyanazok az elemek okozzák, csak ebben az esetben ahelyett, hogy fényt bocsátanának ki, elnyelik azt. Ezért a Nap színképének gondos tanulmányozásával pontosan meg lehet állapítani a Nap elemi összetételét.
A Nap színképében látható vonalak nagy részét már ismerték a Földön előforduló elemek spektrumából. Volt azonban néhány olyan vonal, amely meglepte a tudósokat. 1868-ban Norman Lockyer, brit csillagász azt feltételezte, hogy a vonalakért egy olyan, addig ismeretlen elem a felelős, amely a Napban fordul elő. El is nevezte a feltételezett elemet “héliumnak”, a görög napisten, Helios után. 25 év telt el addig, míg a Földön is sikerül ezt a gázt elkülöníteni.
Források
A fúzióról, mint a jövő energiaforrásáról a:
Ismertetés
Egy olyan korszakban, amikor a nem-megújuló energiaforrások kimerülőben vannak és kétségbeesetten kutatnak hatékony megújuló energiaforrások után, sok ismeretterjesztő folyóirat és újság foglalkozik a fúzióval. A diákok már fiatal korban találkozhatnak ezzel a fogalommal, azonban nem mindig értik, mit is jelent ez pontosan.
Mark Tiele Westra, a németországi Garchingban lévő European Fusion Development Agreement (EFDA) munkatársa nagyon érdekesen és tömören magyarázza el a Napban lejátszódó fúziós folyamatokat. Bár a cikk elméleti síkon tárgyalja a témát, és így főként a tanárok érdeklődésére számíthat, azonban a jól áttekinthető illusztrációkat fel lehet használni a természettudomány órákon a fúziós folyamatok magyarázatához, a tanulók szintjéhez igazítva. A magasabb évfolyamokba járó tanulók számára érdekes információkat közöl a hélium felfedezéséről.Elton Micallef, Málta
| Felbukkant a legősibb ismert galaxis a sötét korszak utáni ködből |
| 2010. október 21. 08:35:00   |
| Minden eddiginél távolabbi galaxist fedeztek fel a fiatal Világegyetemben. Az objektum a Nagy Bumm után mindössze 600 millió évvel létezett, és sugárzása már áthatolt azon a ködön, amely a még csillagok nélküli sötét korszak után uralkodott az Univerzumban. A kép még homályos, de a következő években megtudjuk, miként születtek meg a legelső csillagok és galaxisok. A Világegyetem egyenlő a Tejútrendszerrel - ezt mondták a csillagászok az 1920-as évek végéig. A csillagászati műszerek fejlődésével azonban egyértelművé vált, hogy néhány régóta ismert halvány, ködös objektum egyszerűen "nem fér bele" a körülbelül 100 ezer fényév átmérőjű korongba, azaz saját Galaxisunkba. Később az is kiderült, hogy ezek a távoli ködök valójában csillagokból állnak, tehát a Tejútrendszerhez hasonló távoli galaxisok. Hirtelen kitágult a világ Ezekkel a felfedezésekkel hirtelen óriási mértékben "kitágult" a világ. Az ismert galaxisok száma gyors ütemben növekedett, és a legtávolabbinak tartott ismert objektumokra állandóan újabb és újabb jelölteket "neveztek" a csillagászok - fokozatosan egyre messzebb tolva az ismert Univerzum határait. Az elmúlt években kiderült, hogy a Világegyetem 13,7 milliárd éves, tehát 13,7 milliárd fényévre lehet a legtávolabbi létező objektum. Ugyanakkor a legmesszebb lévő galaxisok és csillagok ennél valamivel közelebb kell hogy legyenek, hiszen a Nagy Bumm (Ősrobbanás) után bizonyos időnek kellett eltelnie, hogy kialakuljanak. Mára a galaxisok azonosítása az automata égbolttérképező távcsöves programok révén rutinfeladattá vált - de legtávolabbi képviselőik felfedezése most is komoly kihívás. A legtávolabbi objektumok vizsgálata segít annak meghatározásában, hogy miként álltak össze az első galaxisok, és miként "gyulladtak be" bennük a legelső csillagok. Az első csillagnemzedék megjelenése az addig sötét Világegyetemet fénnyel árasztotta el, amit reionizációs időszaknak neveznek - ekkor ionizálódott a csillagközi hidrogén többsége, majd később a héliumatomokkal is ez történt, mint arról korábban beszámoltunk. Sok még a megválaszolatlan kérdés az első galaxisok keletkezésével kapcsolatban. Léteztek-e csillagok az első galaxisokat megelőzően, önállóan is? Miként formálódtak a galaxisok centrumában lévő hatalmas fekete lyukak? Mikortól tartalmazott a csillagközi anyag a hidrogénnél és a héliumnál is nehezebb elemeket olyan mennyiségben, hogy abból a Földhöz hasonló bolygók születhettek? Galaxisok a sötét korszak után A fenti kérdések megválaszolásához közelebb visz bennünket egy új eredmény. A Nature 2010. október 19-i számában jelentették be az Európai Déli Obszervatórium (ESO) munkatársai, hogy sikerült azonosítani egy minden korábbinál távolabbi galaxist. Az UDFy-38135539 jelű objektum vöröseltolódása rekordértékű (z = 8,6), ennek alapján a Nagy Bumm után mindössze 600 millió évvel létezett.  Fantáziarajz a most felfedezett távoli és ősi galaxisról, amely anyagot gyűjt be a környezetéből, és belsejében aktív csillagkeletkezés zajlik (ESO) A galaxis különlegessége, hogy nem sokkal az Univerzum úgynevezett "sötét korszaka" után létezett. Az Ősrobbanás után táguló Univerzumban először egy sötét időszak köszöntött be, ekkor ugyanis még nem voltak fényforrások, még egyetlen csillag sem állt össze és nem világított. A teret kitöltő hidrogén és hélium semleges gáz formájában oszlott el, de már ekkor is kisebb csomókat alkothatott (mindezek mellett a láthatatlan tömeg is egyenetlenül rendeződött el).  Fontos események a Világegyetem fejlődése során. A sematikus ábrán balról jobbra halad az idő (NASA, ESA, A. Feild (STScI)) Ezekből a csomókból alakultak ki az első galaxisok, és az anyag sűrűsődése révén ezekben keletkeztek az első csillagok, amelyek sugárzása ionizálta a csillagközi teret kitöltő hidrogéngázt. Ezt nevezik reionizációs időszaknak, mivel ekkor ionizálódott ismét a hidrogén jelentős része a Világegyetemben (közvetlenül a Nagy Bumm már egyszer ionizált állapotban volt az anyag).  Szimuláció az ionizációs időszakról. Az első csillagok ultraibolya sugárzása a hidrogénből álló "ködöt" ionizálta, átlátszóvá tette. Az ilyen átlátszó térségeket kék árnyalat, az ionizációs frontokat fehér, a gyengén átlátszó hidrogént pedig fekete szín jelzi (M. Alvarez, R. Kaehler, T. Abel) A továbbiakban folytatódott a galaxisok fejlődése: a centrumukban lévő hatalmas fekete lyukak sok gázt vonzottak magukhoz és nyeltek el. Ennek eredményeként a csillagoknál sokkal energikusabb sugárforrások, a kvazárok, tehát az ősi aktív galaxismagok is megjelentek. Ezek középpontjában egy több millió naptömegű fekete lyuk gyűjti maga köré folyamatosan az anyagot. A hidrogén reionizációját követően közel 2 milliárd évbe telt, hogy a nagyenergiájú, ultraibolya sugárzást termelő kvazárok energiakibocsátása a hidrogénnél nehezebb héliumatomokat is ionizálja. Az UDFy-38135539 jelű objektum tehát a jelenleg ismert legtávolabbi galaxis, amelynek fénye áthatolt már a fent említett "ködön". A legújabb kapcsolódó megfigyelések alapján az Ősrobbanás után 600 millió évvel a világűrt kitöltő gáznak átlagosan harmada-negyede volt ionizált állapotban. Eszerint ekkor már sok más csillagváros is létezhetett, mert csak ezek együttes sugárzása lehetett elég ahhoz, hogy ionizálják a hidrogént. A következő időszakban remélhetőleg sok újabb ilyen ősi galaxisokat azonosítanak, és a legelső csillagokat is megpillanthatják majd.  Korábbi kép a hélium reionizációs időszaka utáni korszakról, még mindig igen távoli galaxisokkal. A Hubble-űrteleszkóp Hubble ultra-mély-ég (HUDF) nevű felvételének részlete. Az űreleszkóp négy napon keresztül exponált a kérdéses égterületre, hogy rendkívül halvány és távoli objektumokat is megörökítsen (NASA, ESA, STScI) A távolságrekorder objektumot egyébként a Hubble-űrtávcsővel fedezték fel, ám távolságának meghatározásához nagyobb műszerek, a 8,2 méter átmérőjű VLT-teleszkópok kellettek. Az ilyen objektumok nem csak nagyon halványak, de a kimérendő színképvonalaik hullámhossza a Világegyetem tágulása miatt az infravörös tartományba tolódott. Az UDFy-38135539 jelű objektumnál az egyik VLT-távcsőre felszerelt SIFONI nevű detektorral sikerült kimérni a vöröseltolódást, ebből pedig megbecsülni a távolságot. Forrás: origo.hu |
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése