Точный метод синтеза окончательных изотопов во многом зависит от того, какие элементы участвуют в работе атомного реактора, как долго они в нем находились и сколько нейтронов было по ним выпущено. Реактор, переоборудованный в установку для трансмутаций (то есть реактор для переработки ядерных отходов), может вырабатывать энергию даже безотходным способом вопреки распространенному в политических кругах мнению о том, что такой
процесс предполагает избыточное потребление энергии. Хотя описанный выше ускоритель частиц действительно потребляет 15% выработанной электроэнергии (еще небольшая доля требуется для работы самого реактора), основная доля энергии поступает в распределительную сеть. Главной задачей такого реактора с самого начала будет не выработка энергии, а преобразование ядерных отходов.
Основная проблема состоит в разделении ядерных отходов на составляющие для последующей специально подобранной обработки. Хотя не так трудно удалить из отходов плутоний, с младшими актинидами (нептунием, америцием и кюрием) работать сложнее, так как они присутствуют в крошечных количествах, но отличаются большей радиоактивностью.
Во Франции исследователи уже упорно работают над совершенствованием процесса разделения ядерных отходов.
Биологические методы очищения океанов от мусора
Наши океаны превратились в гигантские свалки. В них дрейфуют два мусорных острова из пластиковых бутылок, пакетов и различной упаковки — оба размером с Европу. По данным Федерального агентства Германии по охране окружающей среды, вес плавучего мусора в морях и океанах Земли достигает 140 млн тонн. Эти пластиковые отходы часто застревают в рыболовных сетях. Рыбаки предпочитают выбросить непрошеный улов обратно в море, так как его утилизация на суше потребует от них дополнительных расходов. Дрейфующие отходы — это лишь небольшая часть проблемы. Около 70% выброшенного в море мусора уже давно не плавает на поверхности. Эта часть опустилась в толщу воды и образовала огромные ядовитые пласты, губительные для всего живого.
Именно тут в дело вступает FEAT. Поверхность пластикового мусора, плавающего в океанах, покрыта колониями микробов. Британские и американские ученые выяснили, что некоторые из этих бактерий питаются пластиком. Ранее подобные микроорганизмы удавалось обнаружить только на мусорных полигонах. Подобные микробиологические методы утилизации отходов остаются спорными, поскольку никто не знает, как повлияет на и без того хрупкую океанскую экосистему целенаправленное использование новых видов бактерий. Ученые FEAT намерены выявить и предотвратить возможные негативные последствия использования подобной молекулярной биолого-бактериологической технологии утилизации мусора. Они хотят разобраться в том, как именно обнаруженные микроорганизмы перерабатывают пластик и не выделяют ли они в процессе токсичные вещества, которые сводят на нет все преимущества такого метода.
Как показал ряд непродуманных и неудачных попыток борьбы с засорением океана, молекулярный биолого-бактериологический метод остается единственным эффективным вариантом. Например, было предложено собирать дрейфующий в океане пластиковый мусор с помощью гигантских заграждений-фильтров. Эти механизмы, которые цепляются якорями за океанское дно, напоминают гигантских скатов, отрастивших огромные клешни. Этот проект уже был отмечен наградами, хотя всем известно, что основная масса пластиковых отходов давно распалась на бесчисленное множество частиц, поэтому польза от такой системы будет ничтожна. Такие методы не позволяют уловить пластиковую взвесь, поэтому она оседает токсичным слоем в желудках у рыб, которые затем попадают к нам на стол или служат кормом для домашних животных. Микроскопические частицы пластика оседают даже в столовой соли. Положение усугубляется тем, что сбор отходов из океана — затратное, но неприбыльное занятие. Например, в Германии 1 тонна пластиковых отходов стоит всего лишь 200—300 евро. Поэтому наука, в том виде, как ее развивает фонд FEAT, должна предложить доступный и эффективный способ безопасной очистки океанской экосистемы от пластика с помощью потребляющих его бактерий. Следует также рассмотреть применение передающих информацию вирусов, чтобы расшифровать геном этих микроорганизмов и изучить их свойства.
Водные ресурсы и физико-химические методы их очистки
Суть проблемы: Водой покрыто 70% поверхности Земли. Из общего объема 97% приходится на соленую воду, 2% — на ледники и снега и лишь 1% — на воду, пригодную для питья. Рост населения, урбанизация, развитие сельского хозяйства и промышленности — все это ведет к масштабному загрязнению водных ресурсов. В развивающихся странах 70% сточных вод без какой-либо очистки попадает в ненадежные канализации. Ежегодно от употребления загрязненной воды умирает в 10 раз больше человек, чем от растущего числа войн. Зараженная вода каждый год становится причиной гибели 1,5 млн детей. Еще одна проблема заключается в нехватке воды. Одна из причин — износ трубопроводов. Так, в Узбекистане из-за прогнивших труб теряется более половины воды. В других, прежде всего африканских, странах система водоснабжения находится в столь плачевном состоянии, что питьевая вода выливается и испаряется. В Европе 44% общего объема воды направляется на электростанции, 24% идет на нужды сельского хозяйства, 21% приходится на бытовое потребление, оставшиеся 11% — на снабжение промышленных предприятий. Налаживание всеобщей регламентированной системы водоснабжения обойдется в 200 млрд долл. США.
Последствия в виде миграционного кризиса: Площадь Африки составляет 30,2 млн км2. На этой территории расположены 55 стран, большинство из которых враждуют друг с другом. Местное население, которое составляет около 1⁄4 от общего числа жителей Земли, страдает от засухи, войн и эпидемий. Все эти беды привели к затяжному миграционному оттоку. Министр экономического развития Германии Герд Мюллер (Gerd Müller) 18 июня 2017 года предупредил, что в Европу могут прибыть до 100 млн африканских беженцев. Пока приток мигрантов составил немногим более 5% от предсказанного, но уже успел стать для политиков настоящим бременем. Если же прогноз министра сбудется в полном объеме, то беженцы в буквальном смысле захлестнут Европу. Европейцам, убаюканным иллюзией благоденствия и безопасности, есть чего опасаться! Финансового решения этой проблемы не существует. Это становится ясно, если учесть, что капитал 8 самых богатых людей мира превышает общее состояние беднейшей половины мирового населения, которая в свою очередь владеет менее чем 16% мирового богатства.
Решение кроется в обеспечении доступа к питьевой воде Древнегреческий философ, астроном и математик Фалес Милетский (ок. 624 г. до н. э. — 547 г. до н. э.), живший еще до Сократа, говорил: «Начало элементов, сущих вещей — вода; начало и конец Вселенной — вода. Все возникает из воды и в нее превращается». Спустя более двух тысяч лет, в 1985 году, бывший генеральный секретарь ООН Бутрос-Гали (Boutros-Ghali) предупредил: «В следующий раз народы будут воевать за воду». Хотя страны Персидского залива владеют богатыми залежами нефти, они давно вынуждены получать большую часть питьевой воды, а также технической и охлаждающей воды для нужд промышленности и сельского хозяйства путем опрессовки. По водопроводам океанская вода, как нефть по нефтепроводам, поступает на опреснительные и обеззараживающие установки, где проходит химическую и физическую обработку, становясь пригодной для питья. С учетом надвигающегося миграционного кризиса задача, которая встает перед учеными FEAT, носит не только технический, но и политический характер.
Гипофункция повседневных технологий: преодоление за счет четкой системы данных
Библейское предание гласит, что смешение языков стало Божьей карой за дерзость жителей Вавилона. Сейчас неважно, стала ли утрата общего языка наказанием, которое Яхве обрушил на человечество за самонадеянность, или же наши предки сами смирились с непониманием и потерей власти над языком. Однако эта история пугающим образом напоминает о современной опасности лишиться контроля над растущей массой изобретений. От них зависит и наша повседневная жизнь, и судьба планеты, поэтому так важно выстроить четкую систему данных о гипофункциональных бытовых технологиях (этому посвящен следующий проект).
[Остатки Вавилонской башни сейчас едва различимы. По легенде, примерно через две тысячи лет после постройки этой башни-храма Александр Македонский повелел разобрать ее. На протяжении многих веков на ее месте находилась каменоломня. От грандиозной Вавилонской башни осталась лишь зловонная затопленная основа.]
«Доисторическая современность» этой цивилизации пала жертвой не войн и не стихии, а коммуникационного хаоса. Он возник из-за огромной массы порождающих зависимость изобретений, которым был потерян счет. Этим вавилонское столпотворение напоминает современность, когда мы перестаем быть хозяевами ситуации и утрачиваем понимание.
Политические, финансовые и промышленные кульбиты рынка, а также вал новых идей, призванных решить глобальные проблемы, доказывают растерянность науки перед лицом этой неупорядоченной массы. В связи с этим фонд FEAT намерен заняться упорядочиванием терминологии. Многочисленные невнятные, а порой и несуразные термины будут распределены по категориям и получат разумное толкование. Для этого ученые составят сокращенный список свойств функциональных современных технологий и, насколько это возможно, приведут их к общему знаменателю. Таким образом назначение технологии будет описано максимально четко и станет ясным конечному пользователю.
Часто компании вынуждены изобретать собственные термины. FEAT ставит перед собой задачу привести эту массу понятий в порядок, отказавшись от излишней многословности в пользу продуманной терминологии, которая упростит производство, исследования и внедрение инноваций. Эту задачу можно решить за счет математического алгоритма передачи информации путем матрично-векторного умножения. Вот как это работает. Днем и ночью свыше 3,3 млрд интернет-пользователей со всего мира загружают серверные центры беспорядочным и часто совершенно спонтанным переплетением размышлений и эмоциональных высказываний. Эти всплески мыслей достигают адресатов всего за доли секунды, но этому предшествует строгая алгоритмическая регистрация и классификация переданной информации. Информационный поток от современных технологий привел к образованию неупорядоченных массивов данных, разобрать и очистить которые можно только лишь с помощью описанной «алгоритмической фабрики».
Дооборудование автомобилей с учетом затрат энергии:
Со времен Александра Македонского, который перекроил политическую карту античного мира, объединил процветающие цивилизации в великую империю, а в конце повелел разобрать Вавилонскую башню, человечество не знало более быстрого способа перемещения по земле, чем верхом. Мир изменился после эпохи Наполеона. В 1886 году Карл Фридрих Бенц (Carl Friedrich Benz) в Мангейме построил первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Его изобретению предшествовал паровоз, сконструированный в 1804 году Ричардом Тревитиком (Richard Trevithick).
Прошло свыше 130 лет. Теперь в мире ежегодно производят 83 млн автомобилей, что эквивалентно одной новой машине каждые 2,6 секунды. Общее число моторных транспортных средств, выпущенных с 2010 года, превысило 1 миллиард. К 2020 году в мире будет свыше 1,3 млрд автомобилей. Автомобильное засилье сопровождается бесчисленными скандалами, политическими воззваниями и господством лоббистов. В этой связи экологическое ведомство Вены весной 2017 года заявило, что намерено с 2020 года запретить использование автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями. В Германии были подготовлены законопроекты о запрете автомобилей с двигателями внутреннего сгорания к 2030 году. Тем временем производителей охватило замешательство. В обществе в связи с призывами к защите окружающей среды все популярнее становится идея перехода на придуманные еще 130 лет назад электромобили.
Однако исследования показали, что электромобили не решают ни одной экологической проблемы. Они никак не помогают защитить окружающую среду! Политики не понимают этого факта, а производители автомобилей не могут их образумить. Например, профессор и доктор технических наук Ульрих Шпихер (Ulrich Spicher) из Технологического института Карлсруэ изучил объем выбросов углекислого газа за полный цикл производства топлива и показал, что по эффективности доступные в Германии электрические двигатели в 1,6 раза уступают любому современному двигателю внутреннего сгорания. В соседней с ней Австрии, где в большей степени используется гидроэнергия, этот коэффициент составляет 1,3, а в Китае — от 4 до 5. В этом анализе еще не учтен огромный объем электроэнергии, необходимый для производства аккумуляторов для электромобилей, причем по достижении машиной пробега в 30 000 км батареи требуют замены. Не учтены ни затраты электроэнергии на переработку отслуживших свое аккумуляторов, ни тот факт, что пока этот процесс нигде не налажен надлежащим образом. Тем не менее правительство направило полученные от налогоплательщиков 13 млрд евро на субсидии автомобильным магнатам, чтобы те нарастили выпуск электромобилей. Решение проблемы кроется в следующей зависимости: чем мощнее двигатель, тем он экономичнее! Ученые FEAT задались целью разработать синтетическое топливо с нейтральным балансом CO2 — то есть на производство такого топлива должно затрачиваться столько же углекислого газа, сколько образуется при его сжигании.
Любой ребенок знает закон сохранения энергии: «Энергия не может возникнуть из ничего или исчезнуть в никуда». Также широко известно, что емкость аккумуляторов со временем снижается независимо от того, используются они или нет, тогда как теплотворность горючего топлива не меняется. Заявления о том, что при использовании электромобилей выбросы углекислого газа равны нулю, рассчитаны на необразованную аудиторию. Получение энергии без выбросов углекислого газа невозможно. Такие дилетантские проекты — вызов ученым FEAT, которые намерены провести междисциплинарные исследования, накопить информацию, поделиться своими передовыми разработками с экспертными группами и довести эти идеи до коммерческого качества в сотрудничестве с прогрессивными университетами.
Человечество прежде и не мечтало о подобной доступности материалов для научных исследований. Однако создание обособленных исследовательских групп ведет к искусственным ограничениям.
FEAT поможет преодолеть эти барьеры. Наша первоочередная задача — обеспечить своим талантливым ученым свободу действий.
