पृथ्वी की परमाणु ऊष्मा। पृथ्वी की गर्मी। आंतरिक ऊष्मा के संभावित स्रोत

लंबे समय से, लोग गहराई में छिपी विशाल ऊर्जा की सहज अभिव्यक्तियों के बारे में जानते हैं पृथ्वी... मानव जाति की स्मृति में विनाशकारी ज्वालामुखी विस्फोटों के बारे में किंवदंतियाँ हैं, जिन्होंने लाखों मानव जीवन का दावा किया, अनजाने में पृथ्वी पर कई स्थानों की उपस्थिति को बदल दिया। अपेक्षाकृत छोटे ज्वालामुखी के फटने की शक्ति भी विशाल होती है, यह मानव हाथों द्वारा बनाए गए सबसे बड़े बिजली संयंत्रों की शक्ति से कई गुना अधिक होती है। सच है, ज्वालामुखी विस्फोटों की ऊर्जा के प्रत्यक्ष उपयोग के बारे में बात करने की आवश्यकता नहीं है: अभी तक लोगों के पास इस विद्रोही तत्व पर अंकुश लगाने का अवसर नहीं है, और सौभाग्य से, ये विस्फोट काफी दुर्लभ घटनाएँ हैं। लेकिन ये पृथ्वी की आंतों में छिपी ऊर्जा की अभिव्यक्तियाँ हैं, जब इस अटूट ऊर्जा का केवल एक छोटा सा अंश ज्वालामुखियों के अग्नि-श्वास छिद्रों के माध्यम से एक आउटलेट पाता है।

छोटा यूरोपीय देशआइसलैंड (शाब्दिक अनुवाद में "बर्फ की भूमि") टमाटर, सेब और यहां तक ​​कि केले में पूरी तरह से आत्मनिर्भर है! कई आइसलैंडिक ग्रीनहाउस अपनी ऊर्जा पृथ्वी की गर्मी से प्राप्त करते हैं; आइसलैंड में व्यावहारिक रूप से ऊर्जा का कोई अन्य स्थानीय स्रोत नहीं है। लेकिन यह देश बहुत अमीर है गर्म पानी के झरने और प्रसिद्ध गीजर - गर्म पानी के फव्वारे,जमीन से बाहर निकलने वाले क्रोनोमीटर की सटीकता के साथ। और यद्यपि गैर-आइसलैंडवासियों को भूमिगत स्रोतों की गर्मी का उपयोग करने में प्राथमिकता है (यहां तक ​​​​कि प्राचीन रोमन भी प्रसिद्ध स्नान- कैराकल्ला के थर्मल बाथ - वे जमीन से पानी लाए), इस छोटे से उत्तरी देश के निवासी एक भूमिगत बॉयलर हाउस को बहुत गहनता से संचालित करें... रेक्जाविक की राजधानी, जो देश की आधी आबादी का घर है, केवल भूमिगत स्रोतों से गर्म होती है। रिक्जेविक आइसलैंड की खोज के लिए एक आदर्श प्रारंभिक बिंदु है: यहां से आप इस अनोखे देश के किसी भी कोने में सबसे दिलचस्प और विविध भ्रमण पर जा सकते हैं: गीजर, ज्वालामुखी, झरने, रयोलाइट पहाड़, fjords ... रेक्जाविक में हर जगह आप स्वच्छ अनुभव करेंगे ऊर्जा - गीजर की तापीय ऊर्जा, जमीन से टकराती हुई, स्वच्छता की ऊर्जा और एक आदर्श रूप से हरे शहर की जगह, एक हंसमुख और आग लगाने वाली ऊर्जा नाइटलाइफ़पूरे साल रेकजाविक।

लेकिन न केवल गर्म करने के लिए लोग पृथ्वी की गहराई से ऊर्जा खींचते हैं। गर्म भूमिगत झरनों का उपयोग करने वाले बिजली संयंत्र लंबे समय से काम कर रहे हैं।पहला ऐसा बिजली संयंत्र, जो अभी भी बहुत कम शक्ति वाला है, 1904 में छोटे इतालवी शहर लार्डेरेलो में बनाया गया था, जिसका नाम फ्रांसीसी इंजीनियर लार्डरेली के नाम पर रखा गया था, जिसने 1827 में इस क्षेत्र में कई हॉट स्प्रिंग्स का उपयोग करने के लिए एक परियोजना तैयार की थी। धीरे-धीरे, बिजली संयंत्र की क्षमता बढ़ी, अधिक से अधिक इकाइयों को चालू किया गया, गर्म पानी के नए स्रोतों का उपयोग किया गया, और आज स्टेशन की शक्ति पहले से ही प्रभावशाली मूल्य तक पहुंच गई है - 360 हजार किलोवाट। न्यूजीलैंड में, वैराकेई क्षेत्र में एक ऐसा बिजली संयंत्र है, जिसकी क्षमता 160 हजार किलोवाट है। संयुक्त राज्य अमेरिका में सैन फ्रांसिस्को से 120 किमी दूर, 500 हजार किलोवाट की क्षमता वाला एक भू-तापीय स्टेशन बिजली पैदा करता है।

भू - तापीय ऊर्जा

लंबे समय से, लोगों ने विश्व के आंतों में छिपी विशाल ऊर्जा की सहज अभिव्यक्तियों के बारे में जाना है। मानव जाति की स्मृति में विनाशकारी ज्वालामुखी विस्फोटों के बारे में किंवदंतियाँ हैं, जिन्होंने लाखों मानव जीवन का दावा किया, अनजाने में पृथ्वी पर कई स्थानों की उपस्थिति को बदल दिया। अपेक्षाकृत छोटे ज्वालामुखी के फटने की शक्ति भी विशाल होती है, यह मानव हाथों द्वारा बनाए गए सबसे बड़े बिजली संयंत्रों की शक्ति से कई गुना अधिक होती है। सच है, ज्वालामुखी विस्फोटों की ऊर्जा के प्रत्यक्ष उपयोग के बारे में बात करने की कोई आवश्यकता नहीं है - अभी तक लोगों को इस विद्रोही तत्व पर अंकुश लगाने का अवसर नहीं मिला है, और, सौभाग्य से, विस्फोट काफी दुर्लभ घटनाएँ हैं। लेकिन ये पृथ्वी की आंतों में छिपी ऊर्जा की अभिव्यक्तियाँ हैं, जब इस अटूट ऊर्जा का केवल एक छोटा सा अंश ज्वालामुखियों के अग्नि-श्वास छिद्रों के माध्यम से एक आउटलेट पाता है।

गीजर is गर्म झरनाजो अपने पानी को एक फव्वारे की तरह नियमित या अनियमित ऊंचाई पर उगलता है। यह नाम आइसलैंडिक शब्द "पोर्स" से आया है। गीजर की उपस्थिति के लिए एक निश्चित अनुकूल वातावरण की आवश्यकता होती है, जो केवल पृथ्वी पर कुछ ही स्थानों पर बनता है, जो उनकी दुर्लभ उपस्थिति को निर्धारित करता है। लगभग 50% गीजर में स्थित हैं राष्ट्रीय उद्यानयेलोस्टोन (यूएसए)। आंतों में बदलाव, भूकंप और अन्य कारकों के कारण गीजर की गतिविधि रुक ​​सकती है। गीजर की क्रिया मैग्मा के साथ पानी के संपर्क के कारण होती है, जिसके बाद पानी जल्दी गर्म हो जाता है और भूतापीय ऊर्जा की क्रिया के तहत हिंसक रूप से ऊपर की ओर फेंका जाता है। विस्फोट के बाद, गीजर में पानी धीरे-धीरे ठंडा हो जाता है, फिर से मैग्मा में रिस जाता है, और फिर से बह जाता है। विभिन्न गीजर के फटने की आवृत्ति कई मिनटों से लेकर कई घंटों तक भिन्न होती है। गीजर के संचालन के लिए बड़ी ऊर्जा की आवश्यकता - मुख्य कारणउनकी दुर्लभता। ज्वालामुखी क्षेत्रों में गर्म झरने हो सकते हैं, मिट्टी के ज्वालामुखी, फ्यूमरोल, लेकिन बहुत कम स्थान हैं जहां गीजर स्थित हैं। तथ्य यह है कि यदि ज्वालामुखी की गतिविधि के स्थान पर एक गीजर का गठन किया गया था, तो बाद के विस्फोटों से पृथ्वी की सतह नष्ट हो जाएगी और इसकी स्थिति बदल जाएगी, जिससे गीजर गायब हो जाएगा।

पृथ्वी की ऊर्जा ( भू - तापीय ऊर्जा) पृथ्वी की प्राकृतिक ऊष्मा के उपयोग पर आधारित है। पृथ्वी की आंतें ऊर्जा के एक विशाल, व्यावहारिक रूप से अटूट स्रोत से भरी हुई हैं। हमारे ग्रह पर आंतरिक ऊष्मा का वार्षिक विकिरण 2.8 * 1014 बिलियन kWh है। कुछ समस्थानिकों के रेडियोधर्मी क्षय द्वारा इसकी लगातार भरपाई की जाती है पृथ्वी की ऊपरी तह.

भूतापीय ऊर्जा के स्रोत दो प्रकार के हो सकते हैं। पहला प्रकार प्राकृतिक ताप वाहकों के भूमिगत पूल हैं - गर्म पानी (हाइड्रोथर्मल स्प्रिंग्स), या भाप (भाप थर्मल स्प्रिंग्स), या भाप-पानी का मिश्रण। संक्षेप में, ये "भूमिगत बॉयलर" सीधे उपयोग के लिए तैयार हैं, जहां से पारंपरिक बोरहोल का उपयोग करके पानी या भाप का उत्पादन किया जा सकता है। दूसरा प्रकार है गर्मी की गर्मी चट्टानों... ऐसे क्षितिज में पानी पंप करके, आप ऊर्जा उद्देश्यों के लिए आगे उपयोग के लिए भाप या अत्यधिक गरम पानी भी प्राप्त कर सकते हैं।

लेकिन दोनों मामलों में उपयोग करें मुख्य दोषशायद, भूतापीय ऊर्जा की एक बहुत ही कमजोर एकाग्रता है। हालाँकि, उन जगहों पर जहाँ अजीबोगरीब भूतापीय विसंगतियाँ बनती हैं, जहाँ गर्म झरने या चट्टानें सतह के अपेक्षाकृत करीब आती हैं और जहाँ गहराई में डूबने पर तापमान हर 100 मीटर के लिए 30-40 ° C बढ़ जाता है, भूतापीय ऊर्जा की सांद्रता हो सकती है इसके आर्थिक उपयोग के लिए परिस्थितियाँ बनाएँ। पानी, भाप या भाप-पानी के मिश्रण के तापमान के आधार पर, भूतापीय स्रोतों को निम्न और मध्यम तापमान (130 - 150 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान के साथ) और उच्च तापमान (150 डिग्री से अधिक) में विभाजित किया जाता है। उनके उपयोग की प्रकृति काफी हद तक तापमान पर निर्भर करती है।

यह तर्क दिया जा सकता है की भू - तापीय ऊर्जाचार लाभकारी विशिष्ट विशेषताएं हैं।

सबसे पहले, इसके भंडार व्यावहारिक रूप से अटूट हैं। 70 के दशक के उत्तरार्ध के अनुमानों के अनुसार, 10 किमी की गहराई तक, वे ऐसे मूल्य हैं जो भंडार से 3.5 हजार गुना अधिक हैं। पारंपरिक प्रजातिखनिज ईंधन।

दूसरे, भूतापीय ऊर्जा काफी व्यापक है। इसकी सांद्रता मुख्य रूप से सक्रिय भूकंपीय और के बेल्ट से जुड़ी है ज्वालामुखी गतिविधि, जो पृथ्वी के क्षेत्रफल के 1/10 भाग पर कब्जा करता है। इन बेल्टों के भीतर, कुछ सबसे आशाजनक "भू-तापीय क्षेत्रों" की पहचान की जा सकती है, जिनमें से उदाहरण संयुक्त राज्य अमेरिका, न्यूजीलैंड, जापान, आइसलैंड, कामचटका में कैलिफोर्निया हैं। उत्तरी काकेशसरसिया में। अकेले पूर्व यूएसएसआर में, 90 के दशक की शुरुआत तक, लगभग 50 भूमिगत गर्म पानी और भाप बेसिन खोले गए थे।

तीसरा, भूतापीय ऊर्जा के उपयोग के लिए उच्च लागत की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि इस मामले में वह आता हैप्रकृति द्वारा निर्मित "रेडी-टू-यूज़" ऊर्जा स्रोतों के बारे में।

अंत में, चौथा, भूतापीय ऊर्जा पारिस्थितिक दृष्टिकोण से पूरी तरह से हानिरहित है और पर्यावरण को प्रदूषित नहीं करती है।

मनुष्य लंबे समय से पृथ्वी की आंतरिक गर्मी की ऊर्जा का उपयोग कर रहा है (याद रखें, कम से कम प्रसिद्ध रोमन स्नान), लेकिन इसका व्यावसायिक उपयोग केवल 1920 के दशक में इटली में और फिर अन्य देशों में पहले भू-शक्ति संयंत्रों के निर्माण के साथ शुरू हुआ। . 1980 के दशक की शुरुआत तक, दुनिया में 1.5 मिलियन kW की कुल क्षमता वाले लगभग 20 ऐसे स्टेशन काम कर रहे थे। उनमें से सबसे बड़ा यूएसए (500 हजार किलोवाट) में गीजर स्टेशन है।

भूतापीय ऊर्जा का उपयोग बिजली, ताप गृह, ग्रीनहाउस आदि उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। शुष्क भाप, अत्यधिक गरम पानी या कम क्वथनांक (अमोनिया, फ़्रीऑन, आदि) के साथ किसी प्रकार का शीतलक ऊष्मा वाहक के रूप में उपयोग किया जाता है।

हाइड्रोकार्बन से समृद्ध हमारे देश में, भूतापीय ऊर्जा एक विदेशी संसाधन है, जो वर्तमान स्थिति को देखते हुए, तेल और गैस के साथ प्रतिस्पर्धा करने की संभावना नहीं है। फिर भी, ऊर्जा के इस वैकल्पिक रूप का उपयोग लगभग हर जगह किया जा सकता है और यह काफी कुशल है।

भूतापीय ऊर्जा पृथ्वी के आंतरिक भाग की ऊष्मा है। यह गहराई में उत्पन्न होता है और पृथ्वी की सतह पर आता है अलग - अलग रूपऔर अलग-अलग तीव्रता के साथ।

मिट्टी की ऊपरी परतों का तापमान मुख्य रूप से बाहरी (बहिर्जात) कारकों - सूर्य के प्रकाश और हवा के तापमान पर निर्भर करता है। गर्मियों में और दिन के दौरान, मिट्टी कुछ गहराई तक गर्म होती है, और सर्दियों में और रात में यह हवा के तापमान में बदलाव के बाद ठंडी हो जाती है और कुछ देरी से गहराई के साथ बढ़ती है। हवा के तापमान में दैनिक उतार-चढ़ाव का प्रभाव कुछ से लेकर कई दसियों सेंटीमीटर की गहराई पर समाप्त होता है। मौसमी उतार-चढ़ाव मिट्टी की गहरी परतों को कवर करते हैं - दसियों मीटर तक।

एक निश्चित गहराई पर - दसियों से सैकड़ों मीटर तक - मिट्टी का तापमान स्थिर रहता है, जो पृथ्वी की सतह पर औसत वार्षिक वायु तापमान के बराबर होता है। पर्याप्त रूप से गहरी गुफा में जाकर इसे सत्यापित करना आसान है।

जब किसी दिए गए क्षेत्र में औसत वार्षिक हवा का तापमान शून्य से नीचे होता है, तो यह खुद को पर्माफ्रॉस्ट (अधिक सटीक, पर्माफ्रॉस्ट) के रूप में प्रकट करता है। पूर्वी साइबेरिया में, साल भर जमी हुई मिट्टी की मोटाई, यानी मोटाई, स्थानों में 200-300 मीटर तक पहुंच जाती है।

एक निश्चित गहराई से (मानचित्र पर प्रत्येक बिंदु के लिए अपना), सूर्य और वायुमंडल की क्रिया इतनी कमजोर हो जाती है कि अंतर्जात (आंतरिक) कारक सामने आ जाते हैं और पृथ्वी का आंतरिक भाग अंदर से गर्म हो जाता है, जिससे तापमान गहराई से ऊपर उठने लगती है।

पृथ्वी की गहरी परतों का गर्म होना मुख्य रूप से वहां स्थित रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय से जुड़ा हुआ है, हालांकि गर्मी के अन्य स्रोतों को भी कहा जाता है, उदाहरण के लिए, पृथ्वी की पपड़ी और मेंटल की गहरी परतों में भौतिक रासायनिक, विवर्तनिक प्रक्रियाएं। लेकिन कारण जो भी हो, चट्टानों और उससे जुड़े तरल और गैसीय पदार्थों का तापमान गहराई के साथ बढ़ता है। खनिकों को इस घटना का सामना करना पड़ता है - यह हमेशा गहरी खानों में गर्म होता है। 1 किमी की गहराई पर, तीस डिग्री गर्मी सामान्य होती है, और गहरा तापमान और भी अधिक होता है।

पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाली पृथ्वी के आंतरिक भाग का ताप प्रवाह छोटा है - औसतन, इसकी शक्ति 0.03–0.05 W / m 2, या लगभग 350 W · h / m 2 प्रति वर्ष है। सूर्य से निकलने वाली गर्मी और उसके द्वारा गर्म की गई हवा की पृष्ठभूमि के खिलाफ, यह एक अगोचर मूल्य है: सूर्य सभी को देता है वर्ग मीटरपृथ्वी की सतह लगभग ४००० kWh सालाना है, यानी १०,००० गुना अधिक (बेशक, यह औसतन है, ध्रुवीय और भूमध्यरेखीय अक्षांशों के बीच भारी भिन्नता और अन्य जलवायु और मौसम कारकों के आधार पर)।

अधिकांश ग्रह पर गहराई से सतह तक गर्मी के प्रवाह का महत्व चट्टानों और सुविधाओं की कम तापीय चालकता से जुड़ा है भूवैज्ञानिक संरचना... लेकिन अपवाद हैं - ऐसे स्थान जहां गर्मी का प्रवाह अधिक होता है। ये हैं, सबसे पहले, क्षेत्र विवर्तनिक दोष, बढ गय़े भूकंपीय गतिविधिऔर ज्वालामुखी, जहां पृथ्वी के आंतरिक भाग की ऊर्जा बाहर निकलने का रास्ता खोजती है। इस तरह के क्षेत्रों को स्थलमंडल की थर्मल विसंगतियों की विशेषता है, यहां पृथ्वी की सतह तक पहुंचने वाली गर्मी का प्रवाह कई बार हो सकता है और यहां तक ​​​​कि "सामान्य" की तुलना में अधिक शक्तिशाली परिमाण के आदेश भी हो सकते हैं। ज्वालामुखी विस्फोट और गर्म पानी के झरने इन क्षेत्रों में सतह पर भारी मात्रा में गर्मी ले जाते हैं।

ये ऐसे क्षेत्र हैं जो भूतापीय ऊर्जा के विकास के लिए सबसे अनुकूल हैं। रूस के क्षेत्र में, यह सबसे पहले, कामचटका है, कुरील द्वीप समूहऔर काकेशस।

साथ ही, भू-तापीय ऊर्जा का विकास लगभग हर जगह संभव है, क्योंकि गहराई के साथ तापमान में वृद्धि एक सर्वव्यापी घटना है, और कार्य आंतों से गर्मी को "निकालना" है, जैसे खनिज कच्चे माल वहां से निकाले जाते हैं।

औसतन, प्रत्येक 100 मीटर के लिए गहराई के साथ तापमान 2.5-3 डिग्री सेल्सियस बढ़ जाता है। अलग-अलग गहराई पर दो बिंदुओं के बीच तापमान अंतर के बीच की गहराई के अंतर के अनुपात को भू-तापीय ढाल कहा जाता है।

पारस्परिक भूतापीय चरण, या गहराई अंतराल है, जिस पर तापमान 1 डिग्री सेल्सियस बढ़ जाता है।

उच्च ढाल और, तदनुसार, कम कदम, पृथ्वी की गहराई की गर्मी सतह के करीब पहुंचती है और यह क्षेत्र भू-तापीय ऊर्जा के विकास के लिए अधिक आशाजनक है।

विभिन्न क्षेत्रों में, भूवैज्ञानिक संरचना और अन्य क्षेत्रीय और स्थानीय परिस्थितियों के आधार पर, गहराई के साथ तापमान वृद्धि की दर नाटकीय रूप से भिन्न हो सकती है। पृथ्वी के पैमाने पर, भूतापीय ढाल और चरणों के परिमाण में उतार-चढ़ाव 25 गुना तक पहुंच जाता है। उदाहरण के लिए, ओरेगन (यूएसए) में ढाल 150 डिग्री सेल्सियस प्रति किमी है, और दक्षिण अफ्रीका में यह 6 डिग्री सेल्सियस प्रति किमी है।

सवाल यह है कि बड़ी गहराई पर तापमान क्या है - 5, 10 किमी या उससे अधिक? यदि प्रवृत्ति जारी रहती है, तो 10 किमी की गहराई पर तापमान औसतन लगभग 250-300 ° C होना चाहिए। सुपरडीप कुओं में प्रत्यक्ष अवलोकनों द्वारा इसकी कमोबेश पुष्टि की जाती है, हालांकि तापमान में रैखिक वृद्धि की तुलना में तस्वीर बहुत अधिक जटिल है।

उदाहरण के लिए, कोलास में सुपरदीप वेलबाल्टिक क्रिस्टलीय ढाल में ड्रिल किया गया, तापमान 3 किमी की गहराई तक 10 डिग्री सेल्सियस / 1 किमी की दर से बदलता है, और फिर भू-तापीय ढाल 2-2.5 गुना अधिक हो जाता है। 7 किमी की गहराई पर, 120 डिग्री सेल्सियस का तापमान पहले से ही 10 किमी - 180 डिग्री सेल्सियस की गहराई पर और 12 किमी - 220 डिग्री सेल्सियस की गहराई पर दर्ज किया गया था।

एक और उदाहरण उत्तरी कैस्पियन क्षेत्र में एक अच्छी तरह से ड्रिल किया गया है, जहां 42 डिग्री सेल्सियस का तापमान 500 मीटर की गहराई पर, 70 डिग्री सेल्सियस 1.5 किमी, 80 डिग्री सेल्सियस 2 किमी और 108 डिग्री सेल्सियस 3 किमी पर दर्ज किया गया था।

यह माना जाता है कि भू-तापीय प्रवणता 20-30 किमी की गहराई से शुरू होकर घटती है: 100 किमी की गहराई पर, अनुमानित तापमान लगभग 1300-1500 ° C, 400 किमी - 1600 ° C की गहराई पर, पृथ्वी की गहराई में होता है। कोर (6000 किमी से अधिक गहराई) - 4000-5000 डिग्री सेल्सियस।

१०-१२ किमी तक की गहराई पर, ड्रिल किए गए कुओं के माध्यम से तापमान मापा जाता है; जहां वे अनुपस्थित हैं, यह अप्रत्यक्ष संकेतों द्वारा उसी तरह निर्धारित किया जाता है जैसे अधिक गहराई पर। इस तरह के अप्रत्यक्ष संकेत भूकंपीय तरंगों के पारित होने की प्रकृति या बहिर्वाह लावा का तापमान हो सकते हैं।

हालांकि, भूतापीय ऊर्जा के प्रयोजनों के लिए, 10 किमी से अधिक की गहराई पर तापमान पर डेटा अभी तक व्यावहारिक रुचि के नहीं हैं।

कई किलोमीटर की गहराई पर बहुत गर्मी होती है, लेकिन इसे कैसे बढ़ाया जाए? कभी-कभी यह समस्या हमारे लिए प्रकृति द्वारा ही एक प्राकृतिक ऊष्मा वाहक की मदद से हल की जाती है - गर्म थर्मल पानीजो सतह पर उभर आते हैं या हमारे लिए सुलभ गहराई पर स्थित होते हैं। कुछ मामलों में, गहराई में पानी भाप की स्थिति में गरम किया जाता है।

"थर्मल वॉटर" शब्द की कोई सख्त परिभाषा नहीं है। एक नियम के रूप में, उनका मतलब एक तरल अवस्था में या भाप के रूप में गर्म भूजल है, जिसमें 20 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान के साथ पृथ्वी की सतह पर आने वाले, एक नियम के रूप में, हवा के तापमान से अधिक है।

भूजल, भाप, भाप-पानी के मिश्रण की गर्मी जलतापीय ऊर्जा है। तदनुसार, इसके उपयोग पर आधारित ऊर्जा को हाइड्रोथर्मल कहा जाता है।

सूखी चट्टानों से सीधे गर्मी के उत्पादन के साथ स्थिति अधिक जटिल है - पेट्रोथर्मल ऊर्जा, विशेष रूप से उच्च तापमान के बाद से, एक नियम के रूप में, कई किलोमीटर की गहराई से शुरू होता है।

रूस के क्षेत्र में, पेट्रोथर्मल ऊर्जा की क्षमता हाइड्रोथर्मल ऊर्जा की तुलना में सौ गुना अधिक है - क्रमशः 3500 और 35 ट्रिलियन टन ईंधन समकक्ष। यह काफी स्वाभाविक है - पृथ्वी की गहराई की गर्मी हर जगह है, और थर्मल पानी स्थानीय रूप से पाए जाते हैं। हालांकि, गर्मी और बिजली पैदा करने के लिए स्पष्ट तकनीकी कठिनाइयों के कारण, वर्तमान में उनका उपयोग किया जाता है अधिकाँश समय के लिएथर्मल पानी।

20-30 डिग्री सेल्सियस और 100 डिग्री सेल्सियस के बीच तापमान वाले पानी हीटिंग के लिए उपयुक्त हैं, तापमान 150 डिग्री सेल्सियस और उससे अधिक के बीच - और भू-तापीय बिजली संयंत्रों में बिजली पैदा करने के लिए।

सामान्य तौर पर, रूस के क्षेत्र में भू-तापीय संसाधन टन के बराबर ईंधन या ऊर्जा माप की किसी अन्य इकाई के संदर्भ में जीवाश्म ईंधन के भंडार से लगभग 10 गुना अधिक हैं।

सैद्धांतिक रूप से, केवल भूतापीय ऊर्जा ही पूरी तरह से संतुष्ट कर सकती है ऊर्जा की जरूरतदेश। व्यवहार में, फिलहाल, इसके अधिकांश क्षेत्र में, तकनीकी और आर्थिक कारणों से यह संभव नहीं है।

दुनिया में, भू-तापीय ऊर्जा का उपयोग अक्सर आइसलैंड से जुड़ा होता है - एक देश जो मध्य-अटलांटिक रिज के उत्तरी छोर पर स्थित है, एक अत्यंत सक्रिय विवर्तनिक और ज्वालामुखी क्षेत्र... शायद सभी को इजाफजल्लाजोकुल ज्वालामुखी का शक्तिशाली विस्फोट याद है ( आईजफजल्लाजोकुली) 2010 में।

यह इस भूवैज्ञानिक विशिष्टता के लिए धन्यवाद है कि आइसलैंड में भूतापीय ऊर्जा का विशाल भंडार है, जिसमें गर्म झरने शामिल हैं जो पृथ्वी की सतह पर आते हैं और यहां तक ​​​​कि गीजर के रूप में बाहर निकलते हैं।

आइसलैंड में, खपत की गई सभी ऊर्जा का 60% से अधिक वर्तमान में पृथ्वी से लिया जाता है। भूतापीय स्रोतों सहित 90% ताप और 30% बिजली उत्पादन प्रदान करते हैं। हम जोड़ते हैं कि देश की बाकी बिजली का उत्पादन हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांटों में किया जाता है, यानी अक्षय ऊर्जा स्रोत का भी उपयोग किया जाता है, जिसकी बदौलत आइसलैंड एक तरह का वैश्विक पर्यावरण मानक जैसा दिखता है।

२०वीं शताब्दी में भूतापीय ऊर्जा के वर्चस्व ने आइसलैंड को आर्थिक रूप से उल्लेखनीय रूप से मदद की। पिछली शताब्दी के मध्य तक, यह एक बहुत ही गरीब देश था, अब यह प्रति व्यक्ति भू-तापीय ऊर्जा की स्थापित क्षमता और उत्पादन के मामले में दुनिया में पहले स्थान पर है और भू-तापीय की स्थापित क्षमता के पूर्ण मूल्य के मामले में शीर्ष दस में है। बिजली संयंत्रों। हालांकि, इसकी आबादी केवल 300 हजार लोग हैं, जो पर्यावरण के अनुकूल पर स्विच करने के कार्य को सरल करता है स्वच्छ स्रोतऊर्जा: इसकी जरूरतें आम तौर पर कम होती हैं।

आइसलैंड के अलावा, कुल बिजली उत्पादन संतुलन में भूतापीय ऊर्जा का एक उच्च हिस्सा न्यूजीलैंड और द्वीप राज्यों में प्रदान किया जाता है। दक्षिण - पूर्व एशिया(फिलीपींस और इंडोनेशिया), मध्य अमेरिका और पूर्वी अफ्रीका के देश, जिनके क्षेत्र में भी उच्च भूकंपीय और ज्वालामुखी गतिविधि की विशेषता है। इन देशों के विकास और जरूरतों के मौजूदा स्तर को देखते हुए, भूतापीय ऊर्जा सामाजिक-आर्थिक विकास में महत्वपूर्ण योगदान देती है।

भूतापीय ऊर्जा के उपयोग का एक बहुत लंबा इतिहास रहा है। पहले ज्ञात उदाहरणों में से एक इटली है, टस्कनी प्रांत में एक जगह, जिसे अब लार्डेरेलो कहा जाता है, जहां 19 वीं शताब्दी की शुरुआत में, स्थानीय गर्म तापीय पानी, प्राकृतिक रूप से डाला जाता था या उथले कुओं से निकाला जाता था, का उपयोग किया जाता था ऊर्जा के उद्देश्य।

बोरिक एसिड प्राप्त करने के लिए यहां बोरान युक्त भूमिगत जल का उपयोग किया गया था। प्रारंभ में, यह एसिड लोहे के बॉयलरों में वाष्पीकरण द्वारा प्राप्त किया गया था, और आस-पास के जंगलों से साधारण जलाऊ लकड़ी को ईंधन के रूप में लिया गया था, लेकिन 1827 में फ्रांसेस्को लार्डेल ने एक ऐसी प्रणाली बनाई जो खुद पानी की गर्मी पर काम करती थी। उसी समय, प्राकृतिक जल वाष्प की ऊर्जा का उपयोग ड्रिलिंग रिसाव के संचालन के लिए किया जाने लगा, और 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में - स्थानीय घरों और ग्रीनहाउस को गर्म करने के लिए। वहीं लार्डेरेलो में 1904 में थर्मल वाटर वाष्प बिजली पैदा करने का ऊर्जा स्रोत बन गया।

कुछ अन्य देशों ने १९वीं सदी के अंत और २०वीं शताब्दी की शुरुआत में इटली के उदाहरण का अनुसरण किया। उदाहरण के लिए, १८९२ में, थर्मल वाटर का उपयोग पहली बार संयुक्त राज्य अमेरिका (बोइस, इडाहो) में, १९१९ में जापान में और १९२८ में आइसलैंड में स्थानीय हीटिंग के लिए किया गया था।

संयुक्त राज्य अमेरिका में, पहला हाइड्रोथर्मल पावर प्लांट 1930 के दशक की शुरुआत में कैलिफोर्निया में, 1958 में न्यूजीलैंड में, 1959 में मैक्सिको में, 1965 में रूस (दुनिया का पहला बाइनरी जियोथर्मल पावर प्लांट) में दिखाई दिया ...

एक नए स्रोत पर पुराना सिद्धांत

विद्युत उत्पादन के लिए ताप की तुलना में जल स्रोत के उच्च तापमान की आवश्यकता होती है - 150 ° C से अधिक। एक भूतापीय विद्युत संयंत्र (जियोपीपी) के संचालन का सिद्धांत एक पारंपरिक थर्मल पावर प्लांट (टीपीपी) के संचालन के सिद्धांत के समान है। दरअसल, जियोथर्मल पावर प्लांट एक तरह का थर्मल पावर प्लांट होता है।

टीपीपी में, एक नियम के रूप में, कोयला, गैस या ईंधन तेल ऊर्जा के प्राथमिक स्रोत के रूप में कार्य करता है, और जल वाष्प काम करने वाले तरल पदार्थ के रूप में कार्य करता है। ईंधन, जलना, पानी को भाप की स्थिति में गर्म करता है, जो भाप टरबाइन को घुमाता है, और यह बिजली उत्पन्न करता है।

जियोपीपी के बीच अंतर यह है कि यहां ऊर्जा का प्राथमिक स्रोत पृथ्वी के आंतरिक भाग की गर्मी है और भाप के रूप में काम कर रहे तरल पदार्थ को विद्युत जनरेटर के टर्बाइन ब्लेड को सीधे उत्पादन से "रेडी-मेड" रूप में आपूर्ति की जाती है। कुंआ।

जियोपीपी संचालन की तीन मुख्य योजनाएं हैं: प्रत्यक्ष, शुष्क (भूतापीय) भाप का उपयोग करना; अप्रत्यक्ष, हाइड्रोथर्मल पानी पर आधारित, और मिश्रित, या बाइनरी।

किसी विशेष योजना का उपयोग एकत्रीकरण की स्थिति और ऊर्जा वाहक के तापमान पर निर्भर करता है।

सबसे सरल और इसलिए महारत हासिल करने वाली योजनाओं में से पहली सीधी रेखा है, जिसमें कुएं से आने वाली भाप को सीधे टर्बाइन के माध्यम से पारित किया जाता है। लार्डेरेलो में दुनिया का पहला जियोपीपी भी 1904 में सूखी भाप से संचालित होता था।

अप्रत्यक्ष कार्य योजना वाले जियोपीपी हमारे समय में सबसे आम हैं। वे गर्म का उपयोग करते हैं भू - जल, जिसे उच्च दबाव में बाष्पीकरण में पंप किया जाता है, जहां इसका एक हिस्सा वाष्पित हो जाता है, और परिणामस्वरूप भाप टरबाइन को घुमाती है। कुछ मामलों में, आक्रामक यौगिकों से भूतापीय पानी और भाप को शुद्ध करने के लिए अतिरिक्त उपकरणों और सर्किट की आवश्यकता होती है।

खर्च की गई भाप इंजेक्शन में अच्छी तरह से प्रवेश करती है या अंतरिक्ष हीटिंग के लिए उपयोग की जाती है - इस मामले में, सिद्धांत वही है जो सीएचपी के संचालन के दौरान होता है।

बाइनरी जियोपीपी में, गर्म थर्मल पानी एक अन्य तरल के साथ बातचीत करता है जो कम उबलते बिंदु के साथ काम कर रहे तरल पदार्थ के रूप में कार्य करता है। दोनों तरल पदार्थ एक हीट एक्सचेंजर के माध्यम से पारित होते हैं, जहां थर्मल पानी काम कर रहे तरल पदार्थ को वाष्पित कर देता है, जिसका वाष्प टरबाइन को घुमाता है।

यह प्रणाली बंद है, जो वातावरण में उत्सर्जन की समस्या को हल करती है। इसके अलावा, अपेक्षाकृत कम क्वथनांक के साथ काम करने वाले तरल पदार्थ ऊर्जा के प्राथमिक स्रोत के रूप में बहुत गर्म थर्मल पानी का उपयोग करना संभव नहीं बनाते हैं।

तीनों योजनाएं हाइड्रोथर्मल स्रोत का उपयोग करती हैं, लेकिन पेट्रोथर्मल ऊर्जा का उपयोग बिजली उत्पन्न करने के लिए भी किया जा सकता है।

इस मामले में योजनाबद्ध आरेख भी काफी सरल है। दो परस्पर जुड़े कुओं - इंजेक्शन और उत्पादन कुओं को ड्रिल करना आवश्यक है। इंजेक्शन कुएं में पानी डाला जाता है। गहराई पर, यह गर्म हो जाता है, फिर गर्म पानी या भाप जो मजबूत हीटिंग के परिणामस्वरूप बनता है, उत्पादन के माध्यम से सतह पर खिलाया जाता है। इसके अलावा, यह सब इस बात पर निर्भर करता है कि पेट्रोथर्मल ऊर्जा का उपयोग कैसे किया जाता है - हीटिंग के लिए या बिजली पैदा करने के लिए। अपशिष्ट भाप और पानी को इंजेक्शन के कुएं में वापस डालने या निपटान के किसी अन्य तरीके से एक बंद चक्र संभव है।

ऐसी प्रणाली का नुकसान स्पष्ट है: काम कर रहे तरल पदार्थ का पर्याप्त उच्च तापमान प्राप्त करने के लिए, कुओं को ड्रिल करना आवश्यक है महान गहराई... और ये गंभीर लागतें हैं और जब द्रव ऊपर की ओर बढ़ता है तो गर्मी के महत्वपूर्ण नुकसान का जोखिम होता है। इसलिए, हाइड्रोथर्मल सिस्टम की तुलना में पेट्रोथर्मल सिस्टम अभी भी कम व्यापक हैं, हालांकि पेट्रोथर्मल ऊर्जा की क्षमता अधिक परिमाण के आदेश हैं।

वर्तमान में, ऑस्ट्रेलिया तथाकथित पेट्रोथर्मल सर्कुलेशन सिस्टम (पीसीएस) के निर्माण में अग्रणी है। इसके अलावा, संयुक्त राज्य अमेरिका, स्विट्जरलैंड, ग्रेट ब्रिटेन और जापान में भूतापीय ऊर्जा की यह दिशा सक्रिय रूप से विकसित हो रही है।

लॉर्ड केल्विन का उपहार

1852 में भौतिक विज्ञानी विलियम थॉम्पसन (उर्फ लॉर्ड केल्विन) द्वारा एक हीट पंप के आविष्कार ने मानव जाति को ऊपरी मिट्टी की परतों की कम क्षमता वाली गर्मी का उपयोग करने का एक वास्तविक अवसर प्रदान किया। ऊष्मा पम्प प्रणाली, या, जैसा कि थॉम्पसन ने इसे ऊष्मा गुणक कहा है, पर आधारित है शारीरिक प्रक्रियासे गर्मी हस्तांतरण पर्यावरणरेफ्रिजरेंट को। वास्तव में, यह पेट्रोथर्मल सिस्टम के समान सिद्धांत का उपयोग करता है। अंतर ऊष्मा स्रोत में है, जिसके संबंध में एक शब्दावली प्रश्न उठ सकता है: एक ताप पंप को किस हद तक भूतापीय प्रणाली माना जा सकता है? तथ्य यह है कि ऊपरी परतों में, दसियों से सैकड़ों मीटर की गहराई तक, चट्टानें और उनमें निहित तरल पदार्थ पृथ्वी की गहरी गर्मी से नहीं, बल्कि सूर्य से गर्म होते हैं। इस प्रकार, यह इस मामले में सूर्य है जो गर्मी का प्राथमिक स्रोत है, हालांकि इसे भू-तापीय प्रणालियों के रूप में, पृथ्वी से लिया जाता है।

ताप पंप का कार्य वातावरण की तुलना में मिट्टी को गर्म करने और ठंडा करने में देरी पर आधारित होता है, जिसके परिणामस्वरूप सतह और गहरी परतों के बीच एक तापमान ढाल बनता है, जो सर्दियों में भी गर्मी बरकरार रखता है। जल निकायों में क्या होता है। ऊष्मा पम्पों का मुख्य उद्देश्य अंतरिक्ष को गर्म करना है। वास्तव में, यह एक "रिवर्स रेफ्रिजरेटर" है। गर्मी पंप और रेफ्रिजरेटर दोनों तीन घटकों के साथ बातचीत करते हैं: आंतरिक वातावरण (पहले मामले में - गर्म कमरा, दूसरे में - रेफ्रिजरेटर का प्रशीतित कक्ष), बाहरी वातावरण - ऊर्जा स्रोत और रेफ्रिजरेंट (शीतलक) , यह गर्मी वाहक भी है जो गर्मी हस्तांतरण या ठंड प्रदान करता है।

कम क्वथनांक वाला पदार्थ एक रेफ्रिजरेंट के रूप में कार्य करता है, जो इसे ऐसे स्रोत से गर्मी लेने की अनुमति देता है जिसका तापमान अपेक्षाकृत कम होता है।

रेफ्रिजरेटर में, तरल रेफ्रिजरेंट एक थ्रॉटल (दबाव नियामक) के माध्यम से बाष्पीकरणकर्ता में प्रवेश करता है, जहां, दबाव में तेज कमी के कारण, तरल वाष्पित हो जाता है। वाष्पीकरण एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया है जिसके लिए बाहरी गर्मी अवशोषण की आवश्यकता होती है। नतीजतन, बाष्पीकरणकर्ता की भीतरी दीवारों से गर्मी ली जाती है, जो रेफ्रिजरेटर कक्ष में शीतलन प्रभाव प्रदान करती है। इसके अलावा, बाष्पीकरणकर्ता से, रेफ्रिजरेंट को कंप्रेसर में चूसा जाता है, जहां यह एकत्रीकरण की तरल अवस्था में वापस आ जाता है। यह एक विपरीत प्रक्रिया है जो बाहरी वातावरण में निकाली गई गर्मी की रिहाई की ओर ले जाती है। एक नियम के रूप में, इसे कमरे में फेंक दिया जाता है और रेफ्रिजरेटर का पिछला भाग अपेक्षाकृत गर्म होता है।

एक हीट पंप लगभग उसी तरह से काम करता है, इस अंतर के साथ कि गर्मी बाहरी वातावरण से ली जाती है और बाष्पीकरणकर्ता के माध्यम से आंतरिक वातावरण में प्रवेश करती है - कमरे का हीटिंग सिस्टम।

एक वास्तविक ताप पंप में, पानी गर्म हो जाता है, बाहरी सर्किट से गुजरते हुए, जमीन में या जलाशय में रखा जाता है, फिर बाष्पीकरणकर्ता में प्रवेश करता है।

बाष्पीकरणकर्ता में, ऊष्मा को कम क्वथनांक वाले रेफ्रिजरेंट से भरे आंतरिक सर्किट में स्थानांतरित किया जाता है, जो बाष्पीकरणकर्ता से गुजरते हुए, तरल से गैसीय अवस्था में बदल जाता है, जिससे गर्मी दूर हो जाती है।

इसके अलावा, गैसीय रेफ्रिजरेंट कंप्रेसर में प्रवेश करता है, जहां यह उच्च दबाव और तापमान तक संकुचित होता है, और कंडेनसर में प्रवेश करता है, जहां हीटिंग सिस्टम से गर्म गैस और शीतलक के बीच हीट एक्सचेंज होता है।

कंप्रेसर को संचालित करने के लिए बिजली की आवश्यकता होती है, हालांकि, आधुनिक प्रणालियों में परिवर्तन अनुपात (खपत और उत्पन्न ऊर्जा का अनुपात) उनकी दक्षता सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त है।

आजकल, गर्मी पंपों का व्यापक रूप से अंतरिक्ष हीटिंग के लिए उपयोग किया जाता है, मुख्यतः किफायती विकसित देशों.

इको-सही ऊर्जा

भूतापीय ऊर्जा को पर्यावरण के अनुकूल माना जाता है, जो आमतौर पर सच है। सबसे पहले, यह एक अक्षय और व्यावहारिक रूप से अटूट संसाधन का उपयोग करता है। भूतापीय ऊर्जा को बड़े जलविद्युत ऊर्जा संयंत्रों या पवन खेतों के विपरीत बड़े क्षेत्रों की आवश्यकता नहीं होती है, और हाइड्रोकार्बन ऊर्जा के विपरीत, वातावरण को प्रदूषित नहीं करती है। औसतन, एक जियोपीपी 1 गीगावाट उत्पन्न बिजली के संदर्भ में 400 मीटर 2 पर कब्जा कर लेता है। उदाहरण के लिए, कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र के लिए एक ही आंकड़ा 3600 मीटर 2 है। जियोपीपी के पारिस्थितिक लाभों में कम पानी की खपत भी शामिल है - 20 लीटर ताजा पानीप्रति 1 किलोवाट, जबकि टीपीपी और एनपीपी के लिए लगभग 1000 लीटर की आवश्यकता होती है। ध्यान दें कि ये "औसत" जियोपीपी के पर्यावरणीय संकेतक हैं।

लेकिन नकारात्मक दुष्प्रभावअभी भी उपलब्ध हैं। उनमें से, ध्वनि, वातावरण का ऊष्मीय प्रदूषण और रासायनिक प्रदूषण - पानी और मिट्टी, साथ ही साथ ठोस कचरे का निर्माण सबसे अधिक बार प्रतिष्ठित होता है।

पर्यावरण के रासायनिक प्रदूषण का मुख्य स्रोत वास्तविक तापीय पानी (उच्च तापमान और खनिजकरण के साथ) है, जिसमें अक्सर बड़ी मात्रा में जहरीले यौगिक होते हैं, जिसके संबंध में अपशिष्ट जल और खतरनाक पदार्थों के निपटान की समस्या होती है।

भूतापीय ऊर्जा के नकारात्मक प्रभावों का पता कई चरणों में लगाया जा सकता है, जो कुओं की ड्रिलिंग से शुरू होता है। यहां, किसी भी कुएं की ड्रिलिंग करते समय समान खतरे उत्पन्न होते हैं: मिट्टी और वनस्पति आवरण का विनाश, मिट्टी और भूजल संदूषण।

जियोपीपी के संचालन के चरण में, पर्यावरण प्रदूषण की समस्या बनी रहती है। थर्मल तरल पदार्थ - पानी और भाप - में आमतौर पर कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2), सल्फर सल्फाइड (एच 2 एस), अमोनिया (एनएच 3), मीथेन (सीएच 4), टेबल नमक (NaCl), बोरॉन (बी), आर्सेनिक (जैसा) होता है। ), पारा (एचजी)। बाहरी वातावरण में छोड़े जाने पर, वे इसके प्रदूषण के स्रोत बन जाते हैं। इसके अलावा, एक आक्रामक रासायनिक वातावरण जियोटीपीपी की संरचनाओं को जंग से नुकसान पहुंचा सकता है।

साथ ही, जियोपीपी में प्रदूषकों का उत्सर्जन टीपीपी की तुलना में औसतन कम है। उदाहरण के लिए, उत्सर्जन कार्बन डाइआक्साइडउत्पन्न बिजली के प्रत्येक किलोवाट-घंटे के लिए, वे जियोपीपी पर 380 ग्राम, कोयला टीपीपी पर 1,042 ग्राम, ईंधन तेल पर 906 ग्राम और गैस टीपीपी पर 453 ग्राम होते हैं।

सवाल उठता है कि गंदे पानी का क्या किया जाए? कम लवणता के साथ, ठंडा होने के बाद, इसे डिस्चार्ज किया जा सकता है सतही जल... एक अन्य तरीका यह है कि इसे एक इंजेक्शन कुएं के माध्यम से वापस जलभृत में पंप किया जाए, जिसे आज प्राथमिकता दी जाती है और मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है।

जलभृतों से ऊष्मीय जल का निष्कर्षण (साथ ही साथ साधारण पानी को बाहर निकालना) मिट्टी के अवतलन और संचलन, भूवैज्ञानिक परतों के अन्य विकृतियों और सूक्ष्म भूकंपों का कारण बन सकता है। इस तरह की घटनाओं की संभावना, एक नियम के रूप में, छोटी है, हालांकि व्यक्तिगत मामले दर्ज किए गए हैं (उदाहरण के लिए, जर्मनी में स्टॉफेन इम ब्रिसगौ में जियोपीपी में)।

इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि अधिकांश जियोपीपी अपेक्षाकृत कम आबादी वाले क्षेत्रों और तीसरी दुनिया के देशों में स्थित हैं, जहां विकसित देशों की तुलना में पर्यावरणीय आवश्यकताएं कम कठोर हैं। इसके अलावा, फिलहाल जियोपीपी की संख्या और उनकी क्षमता अपेक्षाकृत कम है। भूतापीय ऊर्जा के अधिक व्यापक विकास के साथ, पर्यावरणीय जोखिम बढ़ सकते हैं और कई गुना बढ़ सकते हैं।

पृथ्वी की ऊर्जा कितनी है?

भू-तापीय प्रणालियों के निर्माण के लिए निवेश लागत बहुत विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होती है - $ 200 से $ 5,000 प्रति 1 kW की स्थापित क्षमता, यानी सबसे अधिक सस्ते विकल्पएक ताप विद्युत संयंत्र के निर्माण की लागत के बराबर। वे निर्भर करते हैं, सबसे पहले, थर्मल पानी की घटना की स्थितियों, उनकी संरचना और सिस्टम के डिजाइन पर। बड़ी गहराई तक ड्रिलिंग, दो कुओं के साथ एक बंद प्रणाली बनाना, जल शोधन की आवश्यकता लागत को कई गुना बढ़ा सकती है।

उदाहरण के लिए, पेट्रोथर्मल के निर्माण में निवेश परिसंचरण तंत्र(पीसीएस) 1.6-4 हजार डॉलर प्रति 1 किलोवाट स्थापित क्षमता का अनुमान है, जो निर्माण की लागत से अधिक है परमाणु ऊर्जा प्लांटऔर पवन और सौर ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण की लागत के बराबर है।

जियोटीपीपी का स्पष्ट आर्थिक लाभ एक मुक्त ऊर्जा वाहक है। तुलना के लिए, एक ऑपरेटिंग टीपीपी या एनपीपी की लागत संरचना में, वर्तमान ऊर्जा कीमतों के आधार पर, ईंधन का हिस्सा 50-80% या उससे भी अधिक होता है। इसलिए भू-तापीय प्रणाली का एक और लाभ: परिचालन लागत अधिक स्थिर और अनुमानित है, क्योंकि वे ऊर्जा की कीमतों के बाहरी संयोजन पर निर्भर नहीं हैं। सामान्य तौर पर, जियोटीपीपी की परिचालन लागत का अनुमान 2-10 सेंट (60 कोप्पेक - 3 रूबल) प्रति 1 किलोवाट प्रति घंटा है।

व्यय का दूसरा सबसे बड़ा (ऊर्जा के बाद) (और बहुत महत्वपूर्ण) मद है, एक नियम के रूप में, वेतनसंयंत्र कर्मियों, जो देशों और क्षेत्रों में नाटकीय रूप से भिन्न हो सकते हैं।

औसतन, भूतापीय ऊर्जा की 1 kWh की लागत TPP (रूसी परिस्थितियों में - लगभग 1 रूबल / 1 kWh) के लिए तुलनीय है और पनबिजली संयंत्रों (5-10 kopecks / 1) में बिजली पैदा करने की लागत से दस गुना अधिक है। केडब्ल्यूएच)।

उच्च लागत का कारण यह है कि, थर्मल और हाइड्रोलिक पावर प्लांट के विपरीत, जियोटीपीपी की अपेक्षाकृत कम क्षमता है। इसके अलावा, एक ही क्षेत्र में और समान परिस्थितियों में स्थित प्रणालियों की तुलना करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, कामचटका में, विशेषज्ञों के अनुसार, 1 kWh भू-तापीय बिजली की लागत स्थानीय ताप विद्युत संयंत्रों में उत्पादित बिजली की तुलना में 2-3 गुना कम है।

संकेतक आर्थिक दक्षताभू-तापीय प्रणाली का संचालन निर्भर करता है, उदाहरण के लिए, क्या अपशिष्ट जल का निपटान करना आवश्यक है और यह किस तरह से किया जाता है, क्या संसाधन का संयुक्त उपयोग संभव है। इसलिए, रासायनिक तत्वऔर तापीय जल से निकाले गए यौगिक अतिरिक्त आय प्रदान कर सकते हैं। आइए हम लार्डेरेलो के उदाहरण को याद करें: रासायनिक उत्पादन, और भूतापीय ऊर्जा का उपयोग मूल रूप से एक सहायक था।

भूतापीय ऊर्जा आगे

भूतापीय ऊर्जा पवन और सौर की तुलना में कुछ भिन्न रूप से विकसित हो रही है। वह वर्तमान में महत्वपूर्ण है एक बड़ी हद तकसंसाधन की प्रकृति पर ही निर्भर करता है, जो क्षेत्र द्वारा तेजी से भिन्न होता है, और उच्चतम सांद्रता भू-तापीय विसंगतियों के संकीर्ण क्षेत्रों से जुड़ी होती है, जो एक नियम के रूप में, विवर्तनिक दोष और ज्वालामुखी के क्षेत्रों से जुड़ी होती है।

इसके अलावा, भू-तापीय ऊर्जा हवा की तुलना में तकनीकी रूप से कम क्षमता वाली है, और सौर ऊर्जा के साथ और भी अधिक: भू-तापीय स्टेशनों की प्रणाली काफी सरल है।

में सामान्य संरचनाभूतापीय घटक विश्व बिजली उत्पादन का 1% से भी कम है, लेकिन कुछ क्षेत्रों और देशों में इसका हिस्सा 25-30% तक पहुंच जाता है। भूगर्भीय स्थितियों से जुड़ाव के कारण, भूतापीय ऊर्जा क्षमता का एक महत्वपूर्ण हिस्सा तीसरी दुनिया के देशों में केंद्रित है, जहां उद्योग के सबसे बड़े विकास के तीन समूह हैं - दक्षिण पूर्व एशिया, मध्य अमेरिका और पूर्वी अफ्रीका के द्वीप। पहले दो क्षेत्रों को प्रशांत "पृथ्वी की आग बेल्ट" में शामिल किया गया है, तीसरा पूर्वी अफ्रीकी दरार से जुड़ा हुआ है। सबसे अधिक संभावना है, इन बेल्टों में भूतापीय ऊर्जा का विकास जारी रहेगा। अधिक दूर का दृष्टिकोण- कई किलोमीटर की गहराई पर पड़ी पृथ्वी की परतों की गर्मी का उपयोग करके पेट्रोथर्मल ऊर्जा का विकास। यह लगभग सर्वव्यापी संसाधन है, लेकिन इसके निष्कर्षण के लिए उच्च लागत की आवश्यकता होती है; इसलिए, पेट्रोथर्मल ऊर्जा मुख्य रूप से सबसे अधिक आर्थिक और तकनीकी रूप से शक्तिशाली देशों में विकसित हो रही है।

सामान्य तौर पर, भू-तापीय संसाधनों के सर्वव्यापी वितरण और पर्यावरण सुरक्षा के स्वीकार्य स्तर को देखते हुए, यह मानने का कारण है कि भू-तापीय ऊर्जा अच्छी संभावनाएंविकास। विशेष रूप से पारंपरिक ऊर्जा संसाधनों की कमी और उनके लिए बढ़ती कीमतों के बढ़ते खतरे के साथ।

कामचटका से काकेशस तक

रूस में, भूतापीय ऊर्जा के विकास का इतिहास काफी लंबा है, और कई पदों पर हम विश्व के नेताओं में से हैं, हालांकि एक विशाल देश के कुल ऊर्जा संतुलन में भू-तापीय ऊर्जा का हिस्सा अभी भी नगण्य है।

दो क्षेत्र - कामचटका और उत्तरी काकेशस - रूस में भूतापीय ऊर्जा के विकास के लिए अग्रणी और केंद्र बन गए हैं, और अगर पहले मामले में हम मुख्य रूप से विद्युत ऊर्जा उद्योग के बारे में बात कर रहे हैं, तो दूसरे में - तापीय ऊर्जा के उपयोग के बारे में थर्मल पानी की।

उत्तरी काकेशस में - in क्रास्नोडार क्षेत्र, चेचन्या, दागिस्तान - ऊर्जा प्रयोजनों के लिए थर्मल पानी की गर्मी का उपयोग ग्रेट के पहले भी किया गया था देशभक्ति युद्ध... 1980 और 1990 के दशक में, स्पष्ट कारणों से इस क्षेत्र में भू-तापीय ऊर्जा का विकास रुक गया था और अभी तक ठहराव की स्थिति से उभरा नहीं है। फिर भी, उत्तरी काकेशस में भूतापीय जल आपूर्ति लगभग 500 हजार लोगों को गर्मी प्रदान करती है, और, उदाहरण के लिए, 60 हजार लोगों की आबादी वाले क्रास्नोडार क्षेत्र में लाबिंस्क शहर पूरी तरह से भूतापीय जल से गर्म होता है।

कामचटका में, भूतापीय ऊर्जा का इतिहास मुख्य रूप से जियोपीपी के निर्माण से जुड़ा है। उनमें से पहला, जो अभी भी पॉज़ेत्सकाया और परटुन्स्काया स्टेशनों का संचालन कर रहा है, 1965-1967 में बनाया गया था, जबकि 600 kW की क्षमता वाला Paratunskaya GeoPP एक द्विआधारी चक्र के साथ दुनिया का पहला स्टेशन बन गया। यह रूसी विज्ञान अकादमी के साइबेरियाई शाखा के थर्मोफिजिक्स संस्थान के सोवियत वैज्ञानिकों एस.एस.कुटाटेलडेज़ और ए.एम. रोसेनफेल्ड का विकास था, जिन्होंने 1965 में 70 डिग्री सेल्सियस के तापमान के साथ पानी से बिजली निकालने के लिए एक लेखक का प्रमाण पत्र प्राप्त किया था। यह तकनीक बाद में दुनिया में 400 से अधिक बाइनरी जियोपीपी के लिए प्रोटोटाइप बन गई।

1966 में कमीशन किए गए पॉज़ेत्सकाया जियोपीपी की क्षमता शुरू में 5 मेगावाट थी और बाद में बढ़कर 12 मेगावाट हो गई। वर्तमान में, स्टेशन पर एक बाइनरी ब्लॉक निर्माणाधीन है, जो इसकी क्षमता को और 2.5 मेगावाट बढ़ा देगा।

यूएसएसआर और रूस में भूतापीय ऊर्जा का विकास पारंपरिक ऊर्जा स्रोतों - तेल, गैस, कोयले की उपलब्धता से बाधित हुआ, लेकिन कभी नहीं रुका। इस समय सबसे बड़ी भू-तापीय ऊर्जा सुविधाएं वेरखने-मुतनोव्स्काया जियोपीपी हैं जिनकी कुल क्षमता 12 मेगावाट बिजली इकाइयों की है, जो 1999 में चालू की गई थी, और मुतनोव्सकाया जियोपीपी 50 मेगावाट (2002) की क्षमता के साथ है।

Mutnovskaya और Verkhne-Mutnovskaya GeoPPs न केवल रूस के लिए, बल्कि वैश्विक स्तर पर भी अद्वितीय वस्तुएं हैं। स्टेशन समुद्र तल से 800 मीटर की ऊंचाई पर, मुटनोव्स्की ज्वालामुखी के तल पर स्थित हैं, और चरम जलवायु परिस्थितियों में काम करते हैं, जहां सर्दी साल में 9-10 महीने होती है। Mutnovsky GeoPPs के उपकरण, जो वर्तमान में दुनिया में सबसे आधुनिक में से एक है, पूरी तरह से बिजली इंजीनियरिंग के घरेलू उद्यमों में बनाया गया है।

वर्तमान में, सेंट्रल कामचटका की ऊर्जा खपत की कुल संरचना में Mutnovsky पौधों की हिस्सेदारी पावर यूनिट 40% है। आने वाले वर्षों में क्षमता में वृद्धि की योजना है।

अलग से, यह रूसी पेट्रोथर्मल विकास के बारे में कहा जाना चाहिए। हमारे पास अभी तक बड़े डीएसपी नहीं हैं, लेकिन बड़ी गहराई (लगभग 10 किमी) तक ड्रिलिंग के लिए उन्नत प्रौद्योगिकियां हैं, जिनका दुनिया में कोई एनालॉग भी नहीं है। उन्हें आगामी विकाशपेट्रोथर्मल सिस्टम बनाने की लागत को काफी कम करने की अनुमति देगा। इन प्रौद्योगिकियों और परियोजनाओं के विकासकर्ता N. A. Gnatus, M. D. Khutorskoy (भूवैज्ञानिक संस्थान, RAS), A. S. Nekrasov (आर्थिक पूर्वानुमान संस्थान, RAS) और कलुगा टर्बाइन वर्क्स के विशेषज्ञ हैं। रूस में पेट्रोथर्मल सर्कुलेशन सिस्टम की परियोजना वर्तमान में प्रायोगिक चरण में है।

रूस में भूतापीय ऊर्जा की संभावनाएं हैं, हालांकि अपेक्षाकृत दूर हैं: फिलहाल, क्षमता काफी बड़ी है और पारंपरिक ऊर्जा की स्थिति मजबूत है। इसी समय, देश के कई दूरदराज के क्षेत्रों में, भू-तापीय ऊर्जा का उपयोग आर्थिक रूप से लाभदायक है और अब मांग में है। ये उच्च भू-ऊर्जा क्षमता वाले क्षेत्र हैं (चुकोटका, कामचटका, कुरील - रूसी हिस्साप्रशांत "पृथ्वी की आग बेल्ट", दक्षिण साइबेरिया और काकेशस के पहाड़) और एक ही समय में रिमोट और केंद्रीकृत बिजली आपूर्ति से काट दिया।

शायद, आने वाले दशकों में, हमारे देश में भू-तापीय ऊर्जा ऐसे क्षेत्रों में विकसित होगी।

2. पृथ्वी की तापीय व्यवस्था

पृथ्वी एक ठंडा अंतरिक्ष पिंड है। सतह का तापमान मुख्य रूप से बाहरी गर्मी पर निर्भर करता है। पृथ्वी की ऊपरी परत की ऊष्मा का ९५% है बाहरी (सौर) गर्म, और केवल 5% गर्म अंदर का , जो पृथ्वी की आंतों से आता है और इसमें ऊर्जा के कई स्रोत शामिल हैं। पृथ्वी के भीतरी भाग में गहराई के साथ तापमान 1300 o C (ऊपरी मेंटल में) से बढ़कर 3700 o C (कोर के केंद्र में) हो जाता है।

बाहरी गर्मी... पृथ्वी की सतह पर ऊष्मा मुख्य रूप से सूर्य से आती है। प्रत्येक वर्ग सेंटीमीटर सतह एक मिनट में लगभग 2 कैलोरी ऊष्मा प्राप्त करती है। इस मात्रा को कहा जाता है सौर स्थिरांक और सूर्य से पृथ्वी को आपूर्ति की जाने वाली गर्मी की कुल मात्रा निर्धारित करता है। एक वर्ष के लिए, यह 2.26 · 10 21 कैलोरी की मात्रा में होता है। पृथ्वी के आँतों में सौर ऊष्मा के प्रवेश की गहराई मुख्य रूप से सतह क्षेत्र की एक इकाई पर पड़ने वाली ऊष्मा की मात्रा और चट्टानों की तापीय चालकता पर निर्भर करती है। अधिकतम गहराई जिसमें बाहरी गर्मी प्रवेश करती है, महासागरों में 200 मीटर और भूमि पर लगभग 40 मीटर है।

आंतरिक गर्मी... गहराई के साथ तापमान में वृद्धि होती है, जो विभिन्न प्रदेशों में बहुत असमान रूप से होती है। तापमान में वृद्धि रुद्धोष्म नियम का पालन करती है और दबाव में पदार्थ के संपीड़न पर निर्भर करती है जब पर्यावरण के साथ गर्मी का आदान-प्रदान असंभव है।

पृथ्वी के अंदर ऊष्मा के मुख्य स्रोत:

तत्वों के रेडियोधर्मी क्षय के दौरान निकलने वाली ऊष्मा।

पृथ्वी के निर्माण से अवशिष्ट ऊष्मा।

पृथ्वी के संपीड़न और घनत्व द्वारा पदार्थ के वितरण के दौरान जारी गुरुत्वाकर्षण गर्मी।

पृथ्वी की पपड़ी की गहराई में रासायनिक प्रतिक्रियाओं से उत्पन्न ऊष्मा।

पृथ्वी के ज्वारीय घर्षण से मुक्त हुई ऊष्मा।

3 तापमान क्षेत्र हैं:

मैं - चर तापमान क्षेत्र ... तापमान में परिवर्तन स्थानीय जलवायु से निर्धारित होता है। दैनिक उतार-चढ़ाव व्यावहारिक रूप से लगभग 1.5 मीटर की गहराई पर, और वार्षिक उतार-चढ़ाव 20 ... 30 मीटर की गहराई पर होता है। Iа - हिमीकरण क्षेत्र।

द्वितीय - निरंतर तापमान क्षेत्र क्षेत्र के आधार पर 15 ... 40 मीटर की गहराई पर स्थित है।

तृतीय - तापमान वृद्धि क्षेत्र .

पृथ्वी की पपड़ी की गहराई में चट्टानों का तापमान शासन आमतौर पर एक भू-तापीय ढाल और एक भू-तापीय चरण द्वारा व्यक्त किया जाता है।

प्रत्येक १०० मीटर गहराई के लिए तापमान वृद्धि की मात्रा को कहा जाता है भूतापीय ढाल... अफ्रीका में, विटवाटरसैंड क्षेत्र में, यह 1.5 ° है, जापान में (इचिगो) - 2.9 ° , दक्षिण ऑस्ट्रेलिया में - 10.9 ° , कजाकिस्तान (समारिंडा) में - 6.3 ° , कोला प्रायद्वीप पर - 0.65 ° C .

चावल। 3. पृथ्वी की पपड़ी में तापमान के क्षेत्र: I - चर तापमान का क्षेत्र, Iа - हिमांक क्षेत्र; II - निरंतर तापमान का क्षेत्र; III - तापमान वृद्धि का क्षेत्र।

वह गहराई जिस पर तापमान 1 डिग्री बढ़ जाता है, कहलाता है भूतापीय चरण।भूतापीय चरण के संख्यात्मक मान न केवल विभिन्न अक्षांशों पर, बल्कि क्षेत्र में एक ही बिंदु की विभिन्न गहराई पर भी स्थिर होते हैं। भू-तापीय चरण का परिमाण 1.5 से 250 मीटर तक भिन्न होता है। आर्कान्जेस्क में यह 10 मीटर है, मास्को में - 38.4 मीटर, और प्यतिगोर्स्क में - 1.5 मीटर। इस चरण का सैद्धांतिक रूप से औसत मूल्य 33 मीटर है।

मॉस्को में 1630 मीटर की गहराई तक ड्रिल किए गए एक कुएं में, बॉटमहोल का तापमान 41 डिग्री सेल्सियस था, और डोनबास में 1545 मीटर की गहराई तक ड्रिल की गई खदान में तापमान 56.3 डिग्री सेल्सियस था। सबसे अधिक तापमान संयुक्त राज्य अमेरिका में एक बोरहोल में 7136 मीटर की गहराई के साथ दर्ज किया गया था, जहां यह 224 डिग्री सेल्सियस के बराबर है। गहरी संरचनाओं को डिजाइन करते समय गहराई के साथ तापमान में वृद्धि को ध्यान में रखा जाना चाहिए। गणना के अनुसार, 400 किमी की गहराई पर तापमान 1400 ... 1700 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचना चाहिए। पृथ्वी की कोर के लिए उच्चतम तापमान (लगभग 5000 डिग्री सेल्सियस) प्राप्त किया गया था।

शब्द "भूतापीय ऊर्जा" पृथ्वी (भू) और थर्मल (थर्मल) के लिए ग्रीक शब्द से आया है। असल में, भूतापीय ऊर्जा पृथ्वी से ही आती है... पृथ्वी की कोर से निकलने वाली गर्मी, जिसका औसत 3,600 डिग्री सेल्सियस है, ग्रह की सतह की ओर विकीर्ण होती है।

कई किलोमीटर की गहराई पर भूमिगत स्प्रिंग्स और गीजर को विशेष कुओं का उपयोग करके गर्म किया जा सकता है जिसके माध्यम से गर्म पानी (या इससे भाप) सतह पर बहता है, जहां इसे सीधे गर्मी के रूप में या परोक्ष रूप से मोड़कर बिजली उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। घूर्णन टर्बाइनों पर।

चूंकि पृथ्वी की सतह के नीचे का पानी लगातार भर रहा है, और पृथ्वी की कोर अपेक्षाकृत गर्मी उत्पन्न करती रहेगी मानव जीवनअंत में, भूतापीय ऊर्जा अंततः स्वच्छ और नवीकरणीय।

पृथ्वी के ऊर्जा संसाधनों को एकत्रित करने के तरीके

आज भूतापीय ऊर्जा के संचयन के तीन मुख्य तरीके हैं: शुष्क भाप, गर्म पानी और द्विआधारी चक्र। शुष्क भाप प्रक्रिया सीधे बिजली जनरेटर के टरबाइन ड्राइव को घुमाती है। गर्म पानी नीचे से ऊपर की ओर प्रवेश करता है, फिर टर्बाइनों को चलाने के लिए भाप बनाने के लिए टैंक में छिड़काव किया जाता है। ये दो विधियां सबसे आम हैं, संयुक्त राज्य अमेरिका, आइसलैंड, यूरोप, रूस और अन्य देशों में सैकड़ों मेगावाट बिजली पैदा करती हैं। लेकिन स्थान सीमित है, क्योंकि ये कारखाने केवल विवर्तनिक क्षेत्रों में काम करते हैं जहां गर्म पानी तक पहुंचना आसान होता है।

द्विआधारी चक्र प्रौद्योगिकी के साथ, सतह पर गर्म (जरूरी नहीं कि गर्म) पानी निकाला जाता है और ब्यूटेन या पेंटेन के साथ मिलाया जाता है, जिसका क्वथनांक कम होता है। इस तरल को एक हीट एक्सचेंजर के माध्यम से पंप किया जाता है जहां इसे वाष्पीकृत किया जाता है और सिस्टम में वापस परिचालित होने से पहले टरबाइन के माध्यम से भेजा जाता है। बाइनरी साइकिल तकनीक संयुक्त राज्य अमेरिका में दसियों मेगावाट बिजली प्रदान करती है: कैलिफोर्निया, नेवादा और हवाई द्वीप।

ऊर्जा प्राप्त करने का सिद्धांत

भूतापीय ऊर्जा प्राप्त करने के नुकसान

उपयोगिता स्तर पर, भू-तापीय विद्युत संयंत्रों का निर्माण और संचालन करना महंगा है। एक उपयुक्त स्थान खोजने के लिए एक महंगे कुएं के सर्वेक्षण की आवश्यकता होती है, जिसमें उत्पादक भूमिगत गर्म स्थान से टकराने की कोई गारंटी नहीं होती है। हालांकि, विश्लेषकों को उम्मीद है कि अगले छह वर्षों में यह क्षमता लगभग दोगुनी हो जाएगी।

इसके अलावा, भूमिगत स्रोत के उच्च तापमान वाले क्षेत्र सक्रिय भूवैज्ञानिक ज्वालामुखियों वाले क्षेत्रों में स्थित हैं। ये "हॉट स्पॉट" टेक्टोनिक प्लेटों की सीमाओं पर उन जगहों पर बने हैं जहां क्रस्ट काफी पतला है। प्रशांत क्षेत्र, जिसे अक्सर अलास्का, कैलिफ़ोर्निया और ओरेगन सहित कई हॉटस्पॉट वाले कई ज्वालामुखियों के लिए रिंग ऑफ़ फायर के रूप में संदर्भित किया जाता है। नेवादा में सैकड़ों हॉटस्पॉट हैं जो अधिकांश उत्तरी संयुक्त राज्य को कवर करते हैं।

अन्य भूकंपीय रूप से सक्रिय क्षेत्र भी हैं। भूकंप और मैग्मा आंदोलन पानी को प्रसारित करने की अनुमति देते हैं। कुछ स्थानों पर, पानी सतह पर बढ़ जाता है और प्राकृतिक गर्म झरने और गीजर होते हैं, जैसे कामचटका में। कामचटका के गीजर में पानी 95 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है।

समस्याओं में से एक खुली प्रणालीगीजर कुछ वायु प्रदूषकों की रिहाई है। हाइड्रोजन सल्फाइड एक बहुत ही पहचानने योग्य "सड़े हुए अंडे" गंध के साथ एक जहरीली गैस है - भाप से निकलने वाले आर्सेनिक और खनिजों की एक छोटी मात्रा। नमक एक पर्यावरणीय समस्या भी पैदा कर सकता है।

अपतटीय भूतापीय विद्युत संयंत्र सार्थक राशिहस्तक्षेप करने वाला नमक पाइपों में जमा हो जाता है। बंद प्रणालियों में, कोई उत्सर्जन नहीं होता है और सतह पर लाया गया सभी तरल वापस आ जाता है।

ऊर्जा संसाधन की आर्थिक क्षमता

केवल हॉट स्पॉट ही ऐसे स्थान नहीं हैं जहां भूतापीय ऊर्जा पाई जा सकती है। पृथ्वी पर वस्तुतः कहीं भी सतह के नीचे 4 मीटर से लेकर कई किलोमीटर तक कहीं भी प्रत्यक्ष ताप उद्देश्यों के लिए प्रयोग करने योग्य ऊष्मा की निरंतर आपूर्ति होती है। यहां तक ​​​​कि आपके अपने पिछवाड़े या स्थानीय स्कूल की जमीन में भी आपके घर या अन्य इमारतों में गर्मी के रूप में गर्मी के रूप में आर्थिक क्षमता है।

इसके अलावा, वहाँ है बड़ी राशिसतह के बहुत नीचे (4 - 10 किमी) शुष्क चट्टान संरचनाओं में तापीय ऊर्जा।

नई तकनीक का उपयोग भू-तापीय प्रणालियों का विस्तार कर सकता है, जहां मनुष्य इस गर्मी का उपयोग पारंपरिक प्रौद्योगिकियों की तुलना में बहुत बड़े पैमाने पर बिजली पैदा करने के लिए कर सकते हैं। बिजली पैदा करने के इस सिद्धांत की पहली प्रदर्शन परियोजनाओं को 2013 में संयुक्त राज्य अमेरिका और ऑस्ट्रेलिया में दिखाया गया था।

यदि भू-तापीय संसाधनों की पूर्ण आर्थिक क्षमता को साकार किया जा सकता है, तो यह उत्पादन सुविधाओं के लिए बिजली के एक विशाल स्रोत का प्रतिनिधित्व करेगा। वैज्ञानिकों का अनुमान है कि पारंपरिक भूतापीय स्रोतों में 38,000 मेगावाट की क्षमता है, जो प्रति वर्ष 380 मिलियन मेगावाट बिजली पैदा कर सकती है।

गर्म शुष्क चट्टानें भूमिगत हर जगह 5 से 8 किमी की गहराई पर और कुछ जगहों पर उथली गहराई पर पाई जाती हैं। इन संसाधनों तक पहुंच में गर्म चट्टानों के माध्यम से घूमने वाले ठंडे पानी की शुरूआत और गर्म पानी को निकालना शामिल है। वर्तमान में नहीं व्यावसायिक उपयोगयह तकनीक। मौजूदा प्रौद्योगिकियां अभी तक बहाल करने की अनुमति नहीं देती हैं तापीय ऊर्जासीधे मैग्मा से, बहुत गहरा, लेकिन यह भूतापीय ऊर्जा का सबसे शक्तिशाली संसाधन है.

ऊर्जा संसाधनों के संयोजन और इसकी निरंतरता के साथ, भूतापीय ऊर्जा एक स्वच्छ, अधिक टिकाऊ ऊर्जा प्रणाली के रूप में एक अपूरणीय भूमिका निभा सकती है।

भूतापीय विद्युत संयंत्र संरचनाएं

भूतापीय ऊर्जा पृथ्वी से आने वाली स्वच्छ और टिकाऊ ऊष्मा है। बड़े संसाधन पृथ्वी की सतह के नीचे कई किलोमीटर की सीमा में पाए जाते हैं, और इससे भी अधिक गहरे, पिघली हुई चट्टान के उच्च तापमान तक, जिसे मैग्मा कहा जाता है। लेकिन जैसा कि ऊपर बताया गया है, लोग अभी तक मैग्मा तक नहीं पहुंचे हैं।

भूतापीय विद्युत संयंत्रों के तीन डिजाइन

अनुप्रयोग प्रौद्योगिकी संसाधन द्वारा निर्धारित की जाती है। अगर पानी कुएं से भाप के रूप में आता है, तो इसे सीधे इस्तेमाल किया जा सकता है। यदि गर्म पानी पर्याप्त गर्म है, तो उसे हीट एक्सचेंजर से गुजरना होगा।

बिजली उत्पादन के लिए पहला कुआं 1924 से पहले खोदा गया था। 1950 के दशक में गहरे कुएं खोदे गए, लेकिन वास्तविक विकास 1970 और 1980 के दशक में हुआ।

भूतापीय ऊष्मा का प्रत्यक्ष उपयोग

भूतापीय स्रोतों का उपयोग सीधे हीटिंग उद्देश्यों के लिए भी किया जा सकता है। गर्म पानी का उपयोग इमारतों को गर्म करने, ग्रीनहाउस में पौधे उगाने, सूखी मछलियों और फसलों को उगाने, तेल उत्पादन में सुधार करने, दूध के पास्चराइज़र के रूप में औद्योगिक प्रक्रियाओं में मदद करने और मछली के खेतों में पानी गर्म करने के लिए किया जाता है। अमेरिका में, क्लैमथ फॉल्स, ओरेगन और बोइस, इडाहो, भूतापीय पानी का उपयोग एक सदी से भी अधिक समय से घरों और इमारतों को गर्म करने के लिए किया जाता रहा है। पूर्वी तट पर, वार्म स्प्रिंग्स शहर, वर्जीनिया को स्थानीय रिसॉर्ट्स में से एक में गर्मी स्रोतों का उपयोग करके सीधे वसंत के पानी से गर्मी मिलती है।

आइसलैंड में, देश की लगभग हर इमारत गर्म पानी के झरने से गर्म होती है। वास्तव में, आइसलैंड को अपनी प्राथमिक ऊर्जा का 50 प्रतिशत से अधिक भू-तापीय स्रोतों से प्राप्त होता है। रेकजाविक में, उदाहरण के लिए, (आबादी 118 हजार), 25 किलोमीटर से अधिक गर्म पानी पहुंचाया जाता है, और निवासी इसका उपयोग हीटिंग और प्राकृतिक जरूरतों के लिए करते हैं।

न्यूजीलैंड को अपनी बिजली का 10% अतिरिक्त मिलता है। तापीय जल की उपस्थिति के बावजूद अविकसित है।

उन्हें। कपितोनोव

पृथ्वी की परमाणु ऊष्मा

सांसारिक गर्मी

पृथ्वी काफी गर्म पिंड है और ऊष्मा का स्रोत है। यह सबसे पहले अवशोषित सौर विकिरण के कारण गर्म होता है। लेकिन पृथ्वी के पास सूर्य से प्राप्त ऊष्मा की तुलना में अपना स्वयं का ऊष्मा संसाधन भी है। ऐसा माना जाता है कि पृथ्वी की इस आत्म-ऊर्जा की उत्पत्ति निम्नलिखित है। पृथ्वी लगभग ४.५ अरब साल पहले सूर्य के बनने के बाद एक प्रोटोप्लेनेटरी गैस-डस्ट डिस्क के चारों ओर घूमने और संघनित होने के बाद उभरी थी। इसके गठन के प्रारंभिक चरण में, अपेक्षाकृत धीमी गुरुत्वाकर्षण संपीड़न के कारण स्थलीय पदार्थ गर्म हो गया था। पृथ्वी के ऊष्मीय संतुलन में एक महत्वपूर्ण भूमिका तब निकलती है जब छोटे ब्रह्मांडीय पिंड उस पर गिरते हैं। इसलिए, युवा पृथ्वी पिघली हुई थी। ठंडा होने पर, यह धीरे-धीरे एक ठोस सतह के साथ अपनी वर्तमान स्थिति में आ गया, जिसका एक महत्वपूर्ण हिस्सा समुद्री और से ढका हुआ है समुद्र का पानी... इस कठोर बाहरी परत को कहते हैं पपड़ीऔर औसतन भूमि क्षेत्रों में इसकी मोटाई लगभग ४० किमी और उससे कम है समुद्र का पानी- 5-10 किमी। पृथ्वी की गहरी परत, कहलाती है आच्छादन, एक ठोस भी होता है। यह लगभग 3000 किमी की गहराई तक फैला हुआ है और इसमें पृथ्वी की अधिकांश सामग्री शामिल है। अंत में, पृथ्वी का अंतरतम भाग उसका है सार... इसमें दो परतें होती हैं - बाहरी और आंतरिक। बाहरी गूदायह 4500-6500 K के तापमान और 2000-2500 किमी की मोटाई पर पिघले हुए लोहे और निकल की एक परत है। अंदरूनी तत्व१०००-१५०० किमी की त्रिज्या के साथ एक कठोर लौह-निकल मिश्र धातु है जिसे ४०००-५००० K के तापमान पर गर्म किया जाता है, जिसका घनत्व लगभग १४ ग्राम / सेमी ३ होता है, जो एक विशाल (लगभग ४ मिलियन बार) दबाव में उत्पन्न होता है।
पृथ्वी की आंतरिक गर्मी के अलावा, इसके गठन के शुरुआती गर्म चरण से विरासत में मिला है, और जिसकी मात्रा समय के साथ घटनी चाहिए, एक और दीर्घकालिक है, जो लंबे आधे जीवन के साथ नाभिक के रेडियोधर्मी क्षय से जुड़ा है। - मुख्य रूप से 232 थ, 235 यू, 238 यू और 40 के। इन क्षयों में जारी ऊर्जा - वे पृथ्वी की रेडियोधर्मी ऊर्जा का लगभग 99% हिस्सा हैं - लगातार पृथ्वी के थर्मल भंडार की भरपाई करती हैं। उपरोक्त कोर क्रस्ट और मेंटल में पाए जाते हैं। इनके क्षय से पृथ्वी की बाहरी और भीतरी दोनों परतें गर्म होती हैं।
पृथ्वी के अंदर निहित प्रचंड गर्मी का एक हिस्सा लगातार इसकी सतह पर आता है, अक्सर बहुत बड़े पैमाने पर ज्वालामुखी प्रक्रियाओं में। पृथ्वी की गहराई से इसकी सतह से होकर बहने वाले ऊष्मा प्रवाह को जाना जाता है। यह (४७ ± २) · १० १२ वाट है, जो उस गर्मी के बराबर है जो ५० हजार परमाणु ऊर्जा संयंत्र उत्पन्न कर सकते हैं (एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र की औसत शक्ति लगभग १० ९ वाट है)। प्रश्न उठता है कि क्या रेडियोधर्मी ऊर्जा पृथ्वी के कुल तापीय बजट में कोई महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, और यदि होती है, तो क्या भूमिका? इन सवालों का जवाब लंबे समय तकअज्ञात रह गया। इन सवालों के जवाब देने के अवसर अब सामने आए हैं। यहां मुख्य भूमिका न्यूट्रिनो (एंटीन्यूट्रिनो) की है, जो पृथ्वी के पदार्थ को बनाने वाले नाभिक के रेडियोधर्मी क्षय की प्रक्रियाओं में पैदा होते हैं और जिन्हें कहा जाता है भू-न्यूट्रिनो.

भू-न्यूट्रिनो

भू-न्यूट्रिनो- यह न्यूट्रिनो या एंटीन्यूट्रिनो का सामूहिक नाम है, जो पृथ्वी की सतह के नीचे स्थित नाभिक के बीटा क्षय के परिणामस्वरूप उत्सर्जित होते हैं। जाहिर है, उनकी अभूतपूर्व मर्मज्ञ क्षमता के कारण, ग्राउंड-आधारित न्यूट्रिनो डिटेक्टरों द्वारा उनका (और केवल उन्हें) पंजीकरण पृथ्वी के अंदर गहरे रेडियोधर्मी क्षय की प्रक्रियाओं के बारे में वस्तुनिष्ठ जानकारी प्रदान कर सकता है। इस तरह के क्षय का एक उदाहरण 228 रा नाभिक का β--क्षय है, जो लंबे समय तक रहने वाले 232 Th नाभिक के α-क्षय का एक उत्पाद है (तालिका देखें):

228 रा नाभिक का आधा जीवन (टी 1/2) 5.75 वर्ष है, जारी ऊर्जा लगभग 46 केवी है। एंटीन्यूट्रिनो का ऊर्जा स्पेक्ट्रम जारी ऊर्जा के करीब ऊपरी सीमा के साथ निरंतर है।
232 Th, 235 U, 238 U नाभिक के क्षय क्रमिक क्षय की श्रृंखलाएं हैं जो तथाकथित बनाती हैं रेडियोधर्मी रैंक... ऐसी श्रृंखलाओं में, α-decays को β--decays के साथ जोड़ा जाता है, क्योंकि α-decays के दौरान अंतिम नाभिक को β-स्थिरता रेखा से न्यूट्रॉन के साथ अतिभारित नाभिक के क्षेत्र में स्थानांतरित कर दिया जाता है। प्रत्येक पंक्ति के अंत में क्रमिक क्षय की एक श्रृंखला के बाद, स्थिर नाभिक का निर्माण प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के करीब या बराबर जादुई संख्या (Z) के साथ होता है। = 82,एन= 126)। इस तरह के अंतिम नाभिक सीसा या बिस्मथ के स्थिर समस्थानिक होते हैं। इस प्रकार, T 1/2 का क्षय एक दोहरे जादू 208 Pb नाभिक के निर्माण के साथ समाप्त होता है, और पथ 232 Th → 208 Pb पर, छह α-क्षय होते हैं, चार β - -decays (श्रृंखला 238 U में) के साथ बारी-बारी से → 206 Pb, आठ α- और छह β - - क्षय; 235 U → 207 Pb श्रृंखला में, सात α और चार β-क्षय हैं)। इस प्रकार, प्रत्येक रेडियोधर्मी श्रृंखला से एंटीन्यूट्रिनो का ऊर्जा स्पेक्ट्रम व्यक्तिगत β - क्षय से आंशिक स्पेक्ट्रा का एक सुपरपोजिशन है जो इस श्रृंखला को बनाते हैं। 232 Th, 235 U, 238 U, 40 K के क्षय में बनने वाले एंटीन्यूट्रिनो के स्पेक्ट्रा को अंजीर में दिखाया गया है। 1. 40 K का क्षय एकल β-क्षय है (तालिका देखें)। क्षय में एंटीन्यूट्रिनो उच्चतम ऊर्जा (3.26 MeV तक) तक पहुँचते हैं
214 Bi → 214 Po, जो 238 U रेडियोधर्मी श्रृंखला की एक कड़ी है। 232 Th → 208 Pb श्रृंखला के सभी क्षय लिंक के पारित होने के दौरान जारी कुल ऊर्जा 42.65 MeV है। रेडियोधर्मी श्रेणी 235 U और 238 U के लिए, ये ऊर्जाएँ क्रमशः 46.39 और 51.69 MeV हैं। क्षय में जारी ऊर्जा
40 K → 40 Ca, 1.31 MeV है।

232 वें, 235 यू, 238 यू, 40 के कोर के लक्षण

सार	में शेयर% मिश्रण में आइसोटोप	कोर की संख्या संबंधित है। कोर सी	टी 1/2, अरब वर्ष	पहला लिंक क्षय
232 थ	100	0.0335	14.0
235 यू	0.7204	6.48 · 10 -5	0.704
238 यू	99.2742	0.00893	4.47
४० के	0.0117	0.440	1.25

पृथ्वी के पदार्थ में निहित 232 थ, 235 यू, 238 यू, 40 के नाभिक के क्षय के आधार पर किए गए भू-न्यूट्रिनो प्रवाह का अनुमान 10 6 सेमी -2 सेकेंड -1 के क्रम के मूल्य की ओर जाता है। इन भू-न्यूट्रिनो को पंजीकृत करके, कोई भी पृथ्वी के कुल ताप संतुलन में रेडियोधर्मी ऊष्मा की भूमिका के बारे में जानकारी प्राप्त कर सकता है और पृथ्वी के पदार्थ की संरचना में लंबे समय तक रहने वाले रेडियोआइसोटोप की सामग्री के बारे में हमारे विचारों की जांच कर सकता है।

चावल। 1. परमाणु क्षय से एंटीन्यूट्रिनो का ऊर्जा स्पेक्ट्रा

232 थ, 235 यू, 238 यू, 40 के, मूल नाभिक के एक क्षय के लिए सामान्यीकृत

इलेक्ट्रॉनिक एंटीन्यूट्रिनो को पंजीकृत करने के लिए, प्रतिक्रिया का उपयोग किया जाता है

पी → ई + + एन, (1)

जिसमें वास्तव में इस कण की खोज की गई थी। इस प्रतिक्रिया की दहलीज 1.8 MeV है। अतः उपरोक्त अभिक्रिया में 232 Th तथा 238 U नाभिकों से प्रारंभ होकर क्षय शृंखलाओं में बने भू-न्यूट्रिनो को ही पंजीकृत किया जा सकता है। चर्चा की गई प्रतिक्रिया का प्रभावी क्रॉस सेक्शन बेहद छोटा है: १०-४३ सेमी २. इसलिए यह इस प्रकार है कि 1 मीटर 3 की संवेदनशील मात्रा वाला न्यूट्रिनो डिटेक्टर प्रति वर्ष कुछ घटनाओं से अधिक नहीं दर्ज करेगा। जाहिर है, भू-न्यूट्रिनो फ्लक्स के विश्वसनीय निर्धारण के लिए, पृष्ठभूमि के खिलाफ अधिकतम सुरक्षा के लिए भूमिगत प्रयोगशालाओं में स्थित बड़ी मात्रा में न्यूट्रिनो डिटेक्टरों की आवश्यकता होती है। भू-न्यूट्रिनो के पंजीकरण के लिए सौर और रिएक्टर न्यूट्रिनो के अध्ययन के लिए डिज़ाइन किए गए डिटेक्टरों का उपयोग करने का विचार 1998 में उत्पन्न हुआ। वर्तमान में, दो बड़े-मात्रा वाले न्यूट्रिनो संसूचक हैं जो एक तरल सिंटिलेटर का उपयोग कर रहे हैं और इस समस्या को हल करने के लिए उपयुक्त हैं। ये कामलैंड (जापान) और बोरेक्सिनो (इटली) प्रयोगों के न्यूट्रिनो डिटेक्टर हैं। नीचे हम बोरेक्सिनो डिटेक्टर के उपकरण और भू-न्यूट्रिनो के पंजीकरण पर इस डिटेक्टर पर प्राप्त परिणामों पर विचार करते हैं।

बोरेक्सिनो डिटेक्टर और जियो-न्यूट्रिनो पंजीकरण

बोरेक्सिनो न्यूट्रिनो डिटेक्टर ग्रैन सासो पर्वत श्रृंखला के तहत एक भूमिगत प्रयोगशाला में मध्य इटली में स्थित है, जिसकी पर्वत चोटियों की ऊंचाई 2.9 किमी (छवि 2) तक पहुंचती है।

चावल। 2. ग्रैन सासो पर्वत श्रृंखला (मध्य इटली) के तहत न्यूट्रिनो प्रयोगशाला का लेआउट

बोरेक्सिनो एक अखंडित विशाल संसूचक है, जिसका सक्रिय माध्यम है
280 टन ऑर्गेनिक लिक्विड स्किन्टिलेटर। इसमें 8.5 मीटर व्यास का एक नायलॉन का गोलाकार बर्तन भरा है (चित्र 3)। एक स्पेक्ट्रम-स्थानांतरण योजक पीपीओ (1.5 ग्राम / एल) के साथ स्किंटिलेटर स्यूडोक्यूमिन (सी 9 एच 12) है। एक स्टेनलेस स्टील के गोले (एसएनएस) पर लगे 2,212 आठ इंच के फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब (पीएमटी) द्वारा स्किन्टिलेटर से प्रकाश एकत्र किया जाता है।

चावल। 3. बोरेक्सिनो डिटेक्टर डिवाइस का आरेख

स्यूडोक्यूमिन के साथ एक नायलॉन पोत एक आंतरिक डिटेक्टर है जिसका कार्य न्यूट्रिनो (एंटीन्यूट्रिनो) को पंजीकृत करना है। आंतरिक संसूचक दो संकेंद्रित बफर ज़ोन से घिरा हुआ है जो इसे बाहरी गामा किरणों और न्यूट्रॉन से बचाते हैं। आंतरिक क्षेत्र एक गैर-स्किन्टिलेटिंग माध्यम से भरा होता है जिसमें 900 टन स्यूडोक्यूमिन होता है जिसमें स्किंटिलेशन शमन डाइमिथाइल फ़ेथलेट एडिटिव्स होता है। बाहरी क्षेत्र एसएनएस के शीर्ष पर स्थित है और एक पानी चेरेनकोव डिटेक्टर है जिसमें 2000 टन अल्ट्राप्योर पानी होता है और बाहर से सेटअप में प्रवेश करने वाले म्यूऑन से सिग्नल काट देता है। आंतरिक डिटेक्टर में होने वाली प्रत्येक बातचीत के लिए, ऊर्जा और समय निर्धारित किया जाता है। विभिन्न रेडियोधर्मी स्रोतों का उपयोग करके डिटेक्टर के अंशांकन ने इसके ऊर्जा पैमाने और प्रकाश संकेत के पुनरुत्पादन की डिग्री को बहुत सटीक रूप से निर्धारित करना संभव बना दिया।
बोरेक्सिनो अत्यधिक उच्च विकिरण शुद्धता का संसूचक है। सभी सामग्रियों को कड़ाई से चुना गया है और आंतरिक पृष्ठभूमि को कम करने के लिए सिंटिलेटर को शुद्ध किया गया है। इसकी उच्च विकिरण शुद्धता के कारण, बोरेक्सिनो एंटीन्यूट्रिनो का पता लगाने के लिए एक उत्कृष्ट डिटेक्टर है।
प्रतिक्रिया (1) में, पॉज़िट्रॉन एक तात्कालिक संकेत देता है, जो थोड़ी देर बाद हाइड्रोजन नाभिक द्वारा न्यूट्रॉन पर कब्जा कर लेता है, जो 2.22 MeV की ऊर्जा के साथ γ-क्वांटम की उपस्थिति की ओर जाता है, जो एक बनाता है पहले के सापेक्ष विलंबित संकेत। बोरेक्सिनो में, न्यूट्रॉन पर कब्जा करने का समय लगभग 260 μs है। तात्कालिक और विलंबित संकेतों को स्थान और समय में सहसंबद्ध किया जाता है, जिससे ई.
प्रतिक्रिया के लिए दहलीज (1) 1.806 MeV है और जैसा कि अंजीर से देखा जा सकता है। १, ४० के और २३५ यू के क्षय से सभी भू-न्यूट्रिनो इस दहलीज से नीचे हो जाते हैं, और २३२ वें और २३८ यू के क्षय में उत्पादित भू-न्यूट्रिनो के केवल एक हिस्से का पता लगाया जा सकता है।
बोरेक्सिनो डिटेक्टर ने पहली बार 2010 में भू-न्यूट्रिनो से संकेतों का पता लगाया था, और हाल ही में दिसंबर 2007 से मार्च 2015 तक 2056 दिनों के अवलोकन के आधार पर नए परिणाम प्रकाशित किए गए हैं। नीचे हम लेख के आधार पर प्राप्त डेटा और उनकी चर्चा के परिणाम प्रस्तुत करते हैं।
प्रयोगात्मक डेटा के विश्लेषण के परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रॉन एंटीन्यूट्रिनो के लिए 77 उम्मीदवारों की पहचान की गई, जिन्होंने सभी चयन मानदंडों को पारित किया। ई की नकल करने वाली घटनाओं की पृष्ठभूमि का अनुमान मूल्य से लगाया गया था। इस प्रकार, सिग्नल-टू-बैकग्राउंड अनुपात 100 था।
रिएक्टर एंटीन्यूट्रिनो पृष्ठभूमि का मुख्य स्रोत थे। बोरेक्सिनो के लिए, स्थिति काफी अनुकूल थी, क्योंकि ग्रैन सासो प्रयोगशाला के पास कोई परमाणु रिएक्टर नहीं हैं। इसके अलावा, रिएक्टर एंटीन्यूट्रिनो जियो-न्यूट्रिनो की तुलना में अधिक ऊर्जावान होते हैं, जिससे इन एंटीन्यूट्रिनो को पॉज़िट्रॉन से सिग्नल परिमाण में अलग करना संभव हो जाता है। ई से पंजीकृत घटनाओं की कुल संख्या में भू-न्यूट्रिनो और रिएक्टर एंटीन्यूट्रिनो के योगदान के विश्लेषण के परिणाम अंजीर में दिखाए गए हैं। 4. इस विश्लेषण द्वारा दिए गए ज्ञात भू-न्यूट्रिनो की संख्या (चित्र 4 में वे अंधेरे क्षेत्र के अनुरूप हैं) के बराबर है ... विश्लेषण के परिणामस्वरूप निकाले गए भू-न्यूट्रिनो स्पेक्ट्रम में, दो समूह दिखाई देते हैं - कम ऊर्जावान, अधिक तीव्र और अधिक ऊर्जावान, कम तीव्र। वर्णित अध्ययन के लेखक इन समूहों को क्रमशः थोरियम और यूरेनियम के क्षय से जोड़ते हैं।
चर्चा किए गए विश्लेषण ने पृथ्वी की सामग्री में थोरियम और यूरेनियम के द्रव्यमान के अनुपात का इस्तेमाल किया
एम (थ) / एम (यू) = 3.9 (तालिका में, यह मान 3.8 है)। यह आंकड़ा चोंड्रेइट्स में इन रासायनिक तत्वों की सापेक्ष सामग्री को दर्शाता है - उल्कापिंडों का सबसे आम समूह (पृथ्वी पर गिरने वाले 90% से अधिक उल्कापिंड इस समूह के हैं)। यह माना जाता है कि प्रकाश गैसों (हाइड्रोजन और हीलियम) के अपवाद के साथ चोंड्राइट्स की संरचना, सौर मंडल और प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क की संरचना को दोहराती है जिससे पृथ्वी का निर्माण हुआ था।

चावल। 4. उम्मीदवार एंटीन्यूट्रिनो घटनाओं (प्रयोगात्मक बिंदुओं) के लिए फोटोइलेक्ट्रॉनों की संख्या की इकाइयों में पॉज़िट्रॉन से प्रकाश उत्पादन का स्पेक्ट्रम। छायांकित क्षेत्र भू-न्यूट्रिनो का योगदान है। ठोस रेखा रिएक्टर एंटीन्यूट्रिनो का योगदान है।