Přesné laserové paprsky by mohly manipulovat s blesky  
Blesky jsou fascinující a nezkrotné. Ale to se teď možná změní. Nový laserový systém dokáže usměrnit elektrické výboje v ovzduší za simulované bouřky. Pokud to bude fungovat v reálné bouři, tak se staneme pány blesků. Thór by se jistě divil.
Ovládneme blesky.
Ovládneme blesky.

Zní to jako odvázaná science-fiction. Pracují na tom ale reální vědci, kteří takový výzkum publikují v opravdových časopisech. Jde o systém se super přesnými laserovými paprsky, který umožňuje měnit dráhu blesků.

 

Jak by taková věc mohla být užitečná? Za tímhle výzkumem je velmi praktická motivace. Probíhá totiž v Austrálii a právě v Austrálii jsou údery blesky příčinou velkého množství přírodních požárů. A nejen tam. Stále více se jich objevuje ve Spojených státech i jinde ve světě. Pokud by fungoval systém odklánění blesků, tak by mohl zamezit mnoha požárům a chránit životy lidí i volně žijících zvířat. Jako Thór hromovládce se svým kladivem

Vladlen Shvedov. Kredit: Australian National University.
Vladlen Shvedov. Kredit: Australian National University.

 

Podle vedoucího výzkumu fyzika Vladlena Shvedova z Australian National University si můžeme představit, že podobná technologie bude v budoucnu vybíjet blesky, což zvýší bezpečnost pro lidi na Zemi a omezí výskyt katastrofický požárů, jakých jinak bude v budoucnu spíše přibývat.

 

Zjednodušeně řečeno, blesk je vlastně intenzivní elektrický proud, který obvykle propojuje kladně nabitý bod u zemského povrchu a záporně nabitý bod na základně mraků. Na vzniku blesků se přitom zásadním způsobem podílí aktivita zmrzlý kapiček vody. Vyvíjený systém přitom napodobuje proces vzniku blesku a zároveň vytváří novou „dráhu“. Je navržený tak, aby nízkoenergetický laserový paprsek lapal a přesouval světlo absorbující částice v ovzduší.

 

Badatelé svůj unikátní přístup k bleskům otestovali pomocí mikročástic grafenu, které nesly elektrický náboj. Experiment simuloval atmosférické podmínky za bouřky. Ukázalo se, že s jejich systémem je možné spouštět, zachycovat a usměrňovat elektrické výboje v ovzduší. Zatím to, pravda, netestovali na skutečných přírodních blescích, prý by to ale mělo fungovat.

Australian National University, logo.
Australian National University, logo.

 

Velkou výhodou je, že technologie funguje na velkou vzdálenost a přitom postačí laser o nízkém výkonu. Díky tomu je systém praktický a jednoduchý. Intenzita laseru, jakou využili Shvedov a spol. je přitom asi tisíckrát nižší oproti dosavadním podobným experimentům. Zároveň tento systém funguje jako vlečný paprsek (tractor beam), známý ze science-fiction. V tomto případě sice není jeho kořistí Millennium Falcon, nýbrž blesky, nicméně princip je prý stejný.

 

Ještě lepší je, že systém pro manipulaci s elektrickými výboji by bylo možné využít i jinde, než jen v bouřkách. Mohl by se uplatnit v průmyslové výrobě nebo v medicíně, například k odstraňování nádorové tkáně bez invazivního chirurgického zásahu. Tvůrci technologie již dovedou nasměrovat elektrický výboj do oblasti, která velikostí odpovídá desetině šířky lidského vlasu.

 

Literatura

Science Alert 13. 11. 2020.

Nature Communications 11: 5306.


 

Bylo by už záhodno něco s tou nevyzpytatelnou energií něco udělat, ať už kvůli sportu:

 

 

...nebo škodám materiálním:


Datum: 14.11.2020
Tisk článku

Nikola Tesla vládce blesku -
 
 
cena původní: 328 Kč
cena: 292 Kč
Nikola Tesla vládce blesku

Související články:

Města budí bouře     Autor: Jaroslav Petr (28.08.2007)
Odpaluje blesky kosmické záření?     Autor: Stanislav Mihulka (09.05.2013)
Blesky za bouřky vyrábějí radioizotopy a antihmotu     Autor: Stanislav Mihulka (24.11.2017)
Elektromagnetická pole blesků možná chrání živé organismy     Autor: Stanislav Mihulka (09.02.2019)
Blesky z bouřek pomohou ochránit rozvodné sítě před hackery     Autor: Stanislav Mihulka (11.03.2019)



Diskuze:

LIPC

Boris Lukáč,2020-11-16 12:20:42

znovu objevený princip: laser-induced plasma channel (LIPC) ?

Odpovědět


Re: LIPC

Jan Novák9,2020-11-17 00:14:22

Ne, tohle má být 1000x slabší a na rozdíl od plazmového kanálu to funguje až při průrazovém napětí. Prostě to jemom lehce zhustí nabité částice podél paprsku a blesk si musí prorazit cestu sám. Což ale také znamená že to těžko vybije celý mrak. Jen to usměrní blesky které by dopadly blízko.

Odpovědět

Trochu konspirace

Miroslav Polák,2020-11-16 08:27:20

A co zneužití toho k zabíjení nepohodlných? Těžko prokazatelné, prostě do něj praštil blesk..

Odpovědět


Re: Trochu konspirace

Jan Novák9,2020-11-17 00:02:35

Je možné ... pokud mu ten laser dáte pod nohy za bouřky...

Blesk poletí směrem k laseru a nikam jinam - po paprsku.

Odpovědět

bleskosvod

David Pešek,2020-11-16 07:16:41

a co vynález pana Diviše? ten se do Austrálie ještě nedostal? systém je plně pasivní a stačí kus pozinkovaného drátu

Odpovědět

.

Antonín Lejsek,2020-11-14 15:25:31

Přírodní požáry jsou součástí přirozeného cyklu a příroda si s nimi dobře poradí. Pokud jim delší dobu bráníme, což se někde děje, dochází k hromadění biologického materiálu. Když to pak nakonec začne hořet, tak to stojí za to. Vznikají intenzivní požáry na velké ploše, které ale už tak přirozené nejsou a příroda se z nich zotavuje hůře a déle.

Odpovědět


Re: .

Pavel Hudecek,2020-11-14 15:32:06

Naprostý souhlas. Je to i celkem jednoduchá úloha na počítačové simulace.

Když se to pustí, vyroste přes celou plochu les, pak celej shoří, ... po nějakém počtu opakování se udělá spousta flíčků v růsném stádiu růstu a a mezi tím problikávají flíčky s požáry.

Když se zavede hašení, požáry na nějakou dobu skoro zmizí, celá mapa víc zezelená a pak zase začnou problikávat požáry, ale mnohem větší. Když se zvyšuje účinnost hašení, nakonec to skončí obrovským požárem přes celou mapu.

Odpovědět

No to by ale byl OZE !

Miroslav Gretschelst,2020-11-14 13:00:47

Ještě to doplnit nějakou pořádnou Layndenskou flaškou a nabíjet nábojem blesků z bouřek kondenzátorovou baterii a můžeme všecky fofrníky i lány solárních panelů poslat do důchodu. Toho se chci ještě dožít. :-)

Odpovědět


Re: No to by ale byl OZE !

Pavel Hudecek,2020-11-14 15:27:13

To už bylo v Rákosníčkovi:-)

Bohužel energie tímto způsobem získatelná je mizivá, solár u polárního kruhu je lepší:-)

Odpovědět


Re: Re: No to by ale byl OZE !

Milan Štětina,2020-11-16 10:01:31

Intuitivně si taky myslím, že blesky jsou málo často, a budou stejné potíže, jako u ostatních OZE (tj. elektrárna vyrábí jen za vhodného počasí, je nízká hustota energie, musí se řešit akumulace). Máte k tom ale nějaká data. Google mi našel čísla jako délka trvání od 0.0005 při špičkovém proudu 20kA do 0.25 při středním proudu 250kA a napětí 100 až 200kV. To je 4 řády rozdílu v energii blesku.
Navíc se mi nezdá to napětí. Pro suchý vzduch se udává elektrická pevnost (tj. jaké napětí musí být, aby přeskočil blesk) 1MV/m. Za vlhka to bude jinak, ale u venkovních elektrických vedení jsou izolátory tak 100kV/m, takže mi není jasné, jak při napětí 200kV může přeskočit jiskra/blesk na vzdálenost 0.5 až 5km. A to mezi mraky jsou i delší blesky, ale tam může nastat, že se několik menších blesků spojí v jeden gigantický. Takže si myslím, že napětí (a tím i energie) by mělo být přibližně 1000x větší. A že tedy těch 100kV je napětí mezi hromosvodem a zemí.
Dále se udává na celé Zemi průměrně 100blesků/s a na stránkách Českého hydrometerologického ústavu je stránka, kde jsou blesky za posledních 10minut a často tam něco bývá.

Odpovědět


Re: Re: Re: No to by ale byl OZE !

Tomáš Holý,2020-11-16 22:01:01

Existuje služba https://map.blitzortung.org/ a tam lze vidět údery blesků z celého světa v reálném čase.

Odpovědět


Re: Re: Re: No to by ale byl OZE !

Jan Novák9,2020-11-17 01:07:34

Dejme tomu 100 blesků/s. Dejme tomu (optimisticky) že vám stačí jen jedna stanice na 1km2
Tj. 510 065 600 stanic. tj jeden blesk na stanici za 6 dnů. To se mi zdá příliš optimistické, tolik blesků jsem vživotě neviděl. Určitě počítají i blesky mezi mraky které k zemi nedostanete.

Váš nejoptimističtější odhad 0.25s při středním proudu 250kA a napětí 200kV.
Tzn. průměrný výkon jedné stanice totální nejoptimističtější teoretické maximum 24kW.
Nejpesimističtější odhad 0,0005s-20kA-100kV hodí průmětný výkon 1,9W - Wattu, ne kiloWattu

Teď cena stanice- Protože potřebujete 200kV-250kA zařízení tak minimálně 10 milionů. Normální VVN zařízení to nevydrží, blesky pouští do země přes bleskojistky a jiskřiště.

Tolik mědi zaručeně na zemi není. VVN vedení každý kilometr by mi taky docela vadilo.

Odpovědět


Re: Re: Re: No to by ale byl OZE !

Pavel Hudecek,2020-11-17 10:48:45

Ty stovky kV jsou přepětí které vznikne, když blesk uhodí do vedení VVN. Samozřejmě, napětí v mracích je mnohem větší. Jenže pak je tu ještě vnitřní odpor zdroje...

Jinak s tou elektrickou pevností vzduchu je to zajímavé, je velká pro malé vzdálenosti (3,2 kV/mm) a od nějaké hranice, kdy začíná být nezanedbatelná šance, že je k dispozici dráha po ionizující částici pevnost klesá: 100kv/100mm = 1 kV/mm, 1MV/1,4m = 0,71 kV/mm. A taky trochu záleží na době trvání napětí, jestli se dočká vhodné konfigurace těch cest. Takže impulzní generátory dělají blesky trochu kratší. Třeba mě marxův generátor 400-450 kV dělal blesky 47 cm.

Od nějakých 50 kV, kdy se začínají projevovat ty ionizované stopy, výpoje začíjají být klikaté a kolem 100 kV už malinko rozvětvené, mezi 300-400 začínají normálně vypadající miniblesky.
Moje starší pokusy: http://dejvice.cz/edison/mg/
Mám rozestavěnej megavolt, tak jsem zvědav:-)

No a přírodní blesky by se měly zapalovat v řádu GV a do jejich cest významně kecaj nahoře elektrony a další částice původem ze spršek generovaných kosmickými protony, dál až k zemi hlavně miony téhož původu. Vede to k vývoji norem pro hromosvody. Dřív se používala metoda ochranného kužele: Mějme kužel s vrcholem v hromosvodu, s určitým úhlem (myslím, že to bylo 45°, nebo nějak odstupňované), co je v kuželu, to je chráněno. Dnes se přechází na tzv. valivou bleskovou kouli: Virtuální koule může všude, dokud se nedotkne hromosvodu, vše, čeho se může koule dotknout nechráněno. V závislosti na třídě bezpečnosti se uvažuje průměr 20, 40, nebo 60 m. Nepříjemné zjištění pro výletníky: Na dně rokliny, kam se vejde koule 60 m, můžete normálně dostat bleskem.

Zpět k energii:

E = U*Q (napětí krát náboj)

Z CZ wiki:
"přes 95 % všech blesků. Průměrný blesk nese proud 30 kA a má potenciálový rozdíl asi 100 MV až 1 GV (miliarda voltů). Přemístí se jím náboj asi 15 C"

Takže 1GV * 15C = 15 GJ = 4,16 MWh.

Jenže tuhle energii bychom získali jedině tehdy, kdybychom do mraku zavedli drát s gigavoltovým vypínačem, počkali na maximum napětí a zapnuli. Pak je další problém, jak udělat účinnou konverzi. Jediné co dává smysl je, že by na konci toho drátu byla cívka, do které se celá ta energie vejde a z té by se pak zas dala vytáhnout při použitelném napětí. Takovej maxi step-down měnič:-)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: No to by ale byl OZE !

Pavel Hudecek,2020-11-17 12:46:58

Pardon, ta energie je poloviční, protože U v průběhu přenosu Q klesá.

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace