Geotermalna energija i načini njenog dobijanja. Geotermalna energija Forwards

Za Rusiju, energija Zemljine toplote može postati stalan, pouzdan izvor obezbeđivanja jeftine i pristupačne električne i toplotne energije korišćenjem novih visokih, ekološki prihvatljivih tehnologija za njeno izdvajanje i snabdevanje potrošača. Ovo je posebno tačno u ovom trenutku

Ograničeni resursi fosilnih energetskih sirovina

Potražnja za organskim energetskim sirovinama velika je u industrijalizovanim zemljama i zemljama u razvoju (SAD, Japan, države ujedinjene Evrope, Kina, Indija itd.). Istovremeno, sopstveni resursi ugljovodonika u ovim zemljama su ili nedovoljni ili rezervisani, a zemlja, poput Sjedinjenih Država, kupuje energetske sirovine u inostranstvu ili razvija nalazišta u drugim zemljama.

U Rusiji, jednoj od energetski najbogatijih zemalja, ekonomske potrebe za energijom i dalje se zadovoljavaju mogućnostima korišćenja prirodnih resursa. Međutim, vađenje fosilnih ugljikovodika iz podzemlja odvija se vrlo brzo. Ako je 1940-1960-ih. Glavni regioni za proizvodnju nafte bili su "Drugi Baku" na Volgi i Cis-Uralu, zatim, počevši od 1970-ih, pa do danas, Zapadni Sibir je bio takvo područje. Ali čak i ovdje postoji značajan pad proizvodnje fosilnih ugljovodonika. Era "suvog" senomanskog gasa prolazi. Prethodna faza ekstenzivnog razvoja proizvodnje prirodnog gasa je završena. Njegovo vađenje iz divovskih ležišta kao što su Medvežje, Urengojskoje i Jamburgskoje iznosilo je 84, 65 i 50%, respektivno. Udio rezervi nafte pogodnih za razvoj također se smanjuje tokom vremena.

Zbog aktivne potrošnje ugljikovodičnih goriva, kopnene rezerve nafte i prirodnog plina značajno su smanjene. Sada su njihove glavne rezerve koncentrisane na kontinentalnom pojasu. I iako je sirovinska baza naftne i plinske industrije još uvijek dovoljna za proizvodnju nafte i plina u Rusiji u potrebnim količinama, u bliskoj budućnosti će se ona u sve većoj mjeri obezbjeđivati kroz razvoj polja sa složenim rudarstvom i geološki uslovi. Istovremeno, troškovi proizvodnje ugljovodonika će rasti.

Većina neobnovljivih resursa izvučenih iz podzemlja koristi se kao gorivo za elektrane. Prije svega, to je udio koji u strukturi goriva iznosi 64%.

U Rusiji se 70% električne energije proizvodi u termoelektranama. Energetska preduzeća u zemlji godišnje sagore oko 500 miliona tona c.e. tona za potrebe proizvodnje električne i toplotne energije, dok se za proizvodnju toplotne energije troši 3-4 puta više ugljikovodičnih goriva nego za proizvodnju električne energije.

Količina topline dobivena sagorijevanjem ovih količina ugljikovodičnih sirovina jednaka je korištenju stotina tona nuklearnog goriva - razlika je ogromna. Međutim, nuklearna energija zahtijeva osiguranje okolišne sigurnosti (kako bi se spriječilo ponavljanje Černobila) i zaštitu od mogućih terorističkih napada, kao i sigurno i skupo rasklapanje zastarjelih i istrošenih nuklearnih jedinica. Dokazane nadoknadive rezerve uranijuma u svijetu iznose oko 3 miliona 400 hiljada tona, a za cijeli prethodni period (do 2007. godine) iskopano je oko 2 miliona tona.

OIE kao budućnost globalne energije

Povećano interesovanje u svijetu za alternativne obnovljive izvore energije (OIE) posljednjih desetljeća uzrokovano je ne samo iscrpljivanjem rezervi ugljikovodičnih goriva, već i potrebom rješavanja ekoloških problema. Objektivni faktori (zalihe fosilnog goriva i uranijuma, kao i promjene okoliša povezane s korištenjem tradicionalne vatre i nuklearne energije) i trendovi razvoja energetike sugeriraju da je prijelaz na nove metode i oblike proizvodnje energije neizbježan. Već u prvoj polovini XXI veka. doći će do potpunog ili gotovo potpunog prelaska na netradicionalne izvore energije.

Što prije bude napravljen iskorak u tom pravcu, to će biti manje bolno za cijelo društvo, a korisnije za državu, gdje će se u tom pravcu činiti odlučni koraci.

Svjetska ekonomija je već postavila kurs za prelazak na racionalnu kombinaciju tradicionalnih i novih izvora energije. Potrošnja energije u svijetu je do 2000. godine iznosila više od 18 milijardi tona ekvivalenta goriva. tona, a potrošnja energije do 2025. može porasti na 30–38 milijardi tona ekvivalenta goriva. tona, prema prognoznim podacima, do 2050. godine moguća je potrošnja na nivou od 60 milijardi tona ekvivalenta goriva. t. Karakterističan trend razvoja svjetske privrede u posmatranom periodu je sistematsko smanjenje potrošnje fosilnih goriva i odgovarajuće povećanje korištenja netradicionalnih energetskih resursa. Toplotna energija Zemlje zauzima jedno od prvih mjesta među njima.

Trenutno je Ministarstvo energetike Ruske Federacije usvojilo program za razvoj netradicionalne energije, uključujući 30 velikih projekata za korišćenje jedinica toplotne pumpe (HPU), čiji se princip zasniva na potrošnji nisko- potencijalna toplotna energija Zemlje.

Niskopotencijalna energija Zemljinih toplotnih i toplotnih pumpi

Izvori niskopotencijalne energije Zemljine toplote su sunčevo zračenje i toplotno zračenje zagrejanih creva naše planete. Trenutno je korištenje takve energije jedno od oblasti energetike koja se najdinamičnije razvija na bazi obnovljivih izvora energije.

Toplota Zemlje može se koristiti u različitim vrstama zgrada i objekata za grijanje, snabdijevanje toplom vodom, klimatizaciju (hlađenje), kao i za grijanje staza u zimskoj sezoni, sprječavanje zaleđivanja, grijna polja na otvorenim stadionima itd. U tehničkoj literaturi na engleskom jeziku sistemi koji koriste Zemljinu toplotu u sistemima za grejanje i klimatizaciju nazivaju se GHP - "geotermalne toplotne pumpe" (geotermalne toplotne pumpe). Klimatske karakteristike zemalja srednje i sjeverne Evrope, koje su, zajedno sa Sjedinjenim Državama i Kanadom, glavna područja za korištenje niskogradne topline Zemlje, to određuju uglavnom za potrebe grijanja; hlađenje zraka, čak i ljeti, je relativno rijetko potrebno. Stoga, za razliku od SAD, toplotne pumpe u evropskim zemljama rade uglavnom u režimu grejanja. U SAD se češće koriste u sistemima zračnog grijanja u kombinaciji sa ventilacijom, što omogućava i grijanje i hlađenje vanjskog zraka. U evropskim zemljama toplotne pumpe se obično koriste u sistemima za grejanje vode. Budući da se njihova efikasnost povećava kako se smanjuje temperaturna razlika između isparivača i kondenzatora, sistemi podnog grijanja se često koriste za grijanje zgrada, u kojima cirkulira rashladno sredstvo relativno niske temperature (35-40 ° C).

Vrste sistema za korišćenje niskopotencijalne energije Zemljine toplote

U opštem slučaju, mogu se razlikovati dva tipa sistema za korišćenje niskopotencijalne energije Zemljine toplote:

- otvoreni sistemi: kao izvor toplotne energije niskog kvaliteta koristi se podzemna voda koja se direktno dovodi do toplotnih pumpi;

- zatvoreni sistemi: izmjenjivači topline se nalaze u masivu tla; kada kroz njih cirkuliše rashladno sredstvo sa temperaturom nižom od tla, toplotna energija se „skida“ sa tla i prenosi na isparivač toplotne pumpe (ili kada se koristi rashladno sredstvo sa višom temperaturom u odnosu na tlo, ono se hladi ).

Nedostaci otvorenih sistema su što bunari zahtijevaju održavanje. Osim toga, upotreba ovakvih sistema nije moguća u svim oblastima. Glavni zahtjevi za tlo i podzemne vode su sljedeći:

- dovoljna vodopropusnost tla, koja omogućava popunjavanje rezervi vode;

– dobra hemija podzemnih voda (npr. nizak sadržaj gvožđa) kako bi se izbjegao kamenac u cijevima i problemi s korozijom.

Zatvoreni sistemi za korišćenje niskopotencijalne energije Zemljine toplote

Zatvoreni sistemi su horizontalni i vertikalni (slika 1).

Rice. 1. Šema instalacije geotermalne toplotne pumpe sa: a - horizontalnim

i b - vertikalni izmjenjivači topline tla.

Horizontalni izmjenjivač topline tla

U zemljama zapadne i srednje Evrope horizontalni razmenjivači toplote su obično odvojene cevi položene relativno čvrsto i međusobno povezane u nizu ili paralelno (slika 2).

Rice. 2. Horizontalni izmjenjivači topline tla sa: a - sekvencijalnim i

b - paralelna veza.

Da bi se uštedjelo područje mjesta gdje se toplina uklanja, razvijeni su poboljšani tipovi izmjenjivača topline, na primjer, izmjenjivači topline u obliku spirale (slika 3), smješteni vodoravno ili okomito. Ovaj oblik izmjenjivača topline je uobičajen u SAD-u.

geotermalna energija- ovo je energija toplote koja se oslobađa iz unutrašnjih zona Zemlje tokom stotina miliona godina. Prema geološkim i geofizičkim istraživanjima, temperatura u Zemljinom jezgru dostiže 3.000-6.000 °C, postepeno opadajući u pravcu od centra planete do njene površine. Erupcija hiljada vulkana, kretanje blokova zemljine kore, potresi svjedoče o djelovanju moćne unutrašnje energije Zemlje. Naučnici veruju da je toplotno polje naše planete posledica radioaktivnog raspada u njenim dubinama, kao i gravitacionog odvajanja materije jezgra.
Glavni izvori zagrevanja creva planete su uranijum, torijum i radioaktivni kalijum. Procesi radioaktivnog raspada na kontinentima odvijaju se uglavnom u granitnom sloju zemljine kore na dubini od 20-30 km ili više, u okeanima - u gornjem plaštu. Pretpostavlja se da je na dnu zemljine kore na dubini od 10-15 km vjerovatna vrijednost temperature na kontinentima 600-800 ° C, au okeanima - 150-200 ° C.
Čovjek može koristiti geotermalnu energiju samo tamo gdje se ona ispoljava blizu površine Zemlje, tj. u područjima vulkanske i seizmičke aktivnosti. Sada geotermalnu energiju efikasno koriste zemlje kao što su SAD, Italija, Island, Meksiko, Japan, Novi Zeland, Rusija, Filipini, Mađarska, Salvador. Ovdje se unutrašnja toplina zemlje diže do same površine u obliku tople vode i pare s temperaturom do 300°C i često izbija kao toplina šikljajućih izvora (gejzira), na primjer, poznatih gejzira. Jelouston parka u SAD, gejziri Kamčatke, Island.
Geotermalni izvori energije podijeljena na suhu toplu paru, mokru toplu paru i toplu vodu. Bunar, koji je važan izvor energije za električnu željeznicu u Italiji (blizu Larderella), pogonjen je suhom toplom parom od 1904. godine. Druga dva poznata mjesta u svijetu sa vrućom suhom parom su polje Matsukawa u Japanu i polje gejzira u blizini San Francisca, gdje se geotermalna energija također efikasno koristi već duže vrijeme. Najviše u svijetu vlažne vruće pare nalazi se na Novom Zelandu (Wairakei), geotermalnim poljima nešto manje snage - u Meksiku, Japanu, El Salvadoru, Nikaragvi, Rusiji.
Dakle, mogu se razlikovati četiri glavna tipa geotermalnih energetskih resursa:
površinska toplota zemlje koju koriste toplotne pumpe;
energetski resursi pare, tople i tople vode u blizini površine zemlje, koji se danas koriste u proizvodnji električne energije;
toplota koncentrisana duboko ispod površine zemlje (možda u nedostatku vode);
energija magme i toplota koja se akumulira ispod vulkana.

Geotermalne rezerve toplote (~ 8 * 1030J) su 35 milijardi puta veće od godišnje globalne potrošnje energije. Samo 1% geotermalne energije zemljine kore (dubina od 10 km) može da obezbedi količinu energije koja je 500 puta veća od svih svetskih rezervi nafte i gasa. Međutim, danas se samo mali dio ovih resursa može iskoristiti, i to prvenstveno zbog ekonomskih razloga. Početak industrijskog razvoja geotermalnih resursa (energija tople duboke vode i pare) položen je 1916. godine, kada je u Italiji puštena u rad prva geotermalna elektrana snage 7,5 MW. Tokom proteklog vremena akumulirano je značajno iskustvo u oblasti praktičnog razvoja geotermalnih energetskih resursa. Ukupni instalisani kapacitet operativnih geotermalnih elektrana (GeoTPP) bio je: 1975. - 1.278 MW, 1990. godine - 7.300 MW. Sjedinjene Države, Filipini, Meksiko, Italija i Japan postigli su najveći napredak po ovom pitanju.
Tehnički i ekonomski parametri GeoTPP variraju u prilično širokom rasponu i zavise od geoloških karakteristika područja (dubina pojave, parametri radnog fluida, njegov sastav itd.). Za većinu puštenih u rad GeoTE, cijena električne energije je slična cijeni električne energije proizvedene u TE na ugalj i iznosi 1200 ... 2000 američkih dolara/MW.
Na Islandu se 80% stambenih zgrada grije toplom vodom iz geotermalnih bunara ispod grada Reykjavika. U zapadnim Sjedinjenim Državama, oko 180 domova i farmi grije se geotermalnom toplom vodom. Prema procjenama stručnjaka, između 1993. i 2000. globalna proizvodnja električne energije iz geotermalne energije se više nego udvostručila. U Sjedinjenim Državama ima toliko rezervi geotermalne topline da bi ona teoretski mogla osigurati 30 puta više energije nego što država trenutno troši.
U budućnosti je moguće koristiti toplinu magme u onim područjima gdje se nalazi blizu površine Zemlje, kao i suhu toplinu zagrijanih kristalnih stijena. U potonjem slučaju, bunari se buše nekoliko kilometara, hladna voda se ispumpava, a topla se vraća nazad.

Termin "geotermalna energija" dolazi od grčkih riječi zemlja (geo) i termalna (toplotna). Zapravo, geotermalna energija dolazi iz same zemlje. Toplota iz jezgra Zemlje, čija je prosječna temperatura 3600 stepeni Celzijusa, zrači se prema površini planete.

Zagrijavanje izvora i gejzira pod zemljom na dubini od nekoliko kilometara može se vršiti pomoću posebnih bunara kroz koje topla voda (ili para iz nje) teče na površinu, gdje se može koristiti direktno kao toplina ili indirektno za proizvodnju električne energije uključivanjem rotirajućim turbinama.

Budući da se voda ispod zemljine površine stalno obnavlja, a jezgro Zemlje će nastaviti stvarati toplinu u odnosu na ljudski život neograničeno, geotermalna energija će na kraju čista i obnovljiva.

Metode prikupljanja energetskih resursa Zemlje

Danas postoje tri glavne metode za prikupljanje geotermalne energije: suha para, topla voda i binarni ciklus. Proces suve pare direktno pokreće turbinske pogone generatora energije. Topla voda ulazi odozdo prema gore, a zatim se raspršuje u rezervoar kako bi se stvorila para za pogon turbina. Ove dvije metode su najčešće, proizvode stotine megavata električne energije u SAD-u, Islandu, Evropi, Rusiji i drugim zemljama. Ali lokacija je ograničena, jer ova postrojenja rade samo u tektonskim regijama gdje je lakše doći do zagrijane vode.

Sa tehnologijom binarnog ciklusa, topla (ne nužno topla) voda se izvlači na površinu i kombinuje sa butanom ili pentanom, koji ima nisku tačku ključanja. Ova tečnost se pumpa kroz izmjenjivač topline, gdje isparava i šalje se kroz turbinu prije nego što se vrati natrag u sistem. Tehnologija binarnog ciklusa obezbeđuje desetine megavata električne energije u SAD: Kaliforniji, Nevadi i Havajskim ostrvima.

Princip dobijanja energije

Nedostaci dobijanja geotermalne energije

Na nivou komunalnih usluga, geotermalne elektrane su skupe za izgradnju i rad. Pronalaženje odgovarajuće lokacije zahtijeva skupa istraživanja bunara bez garancije da će doći do produktivnog podzemnog žarišta. Međutim, analitičari očekuju da će se ovaj kapacitet skoro udvostručiti u narednih šest godina.

Osim toga, područja s visokom temperaturom podzemnog izvora nalaze se u područjima s aktivnim geološkim i hemijskim vulkanima. Ove "vruće tačke" nastale su na granicama tektonskih ploča na mjestima gdje je kora prilično tanka. Pacifik se često naziva vatrenim prstenom za mnoge vulkane gdje ima mnogo žarišta, uključujući one na Aljasci, Kaliforniji i Oregonu. Nevada ima stotine žarišnih tačaka koje pokrivaju veći dio sjevera SAD-a.

Postoje i druga seizmički aktivna područja. Zemljotresi i kretanje magme omogućavaju kruženje vode. Na nekim mjestima voda izlazi na površinu i javljaju se prirodni topli izvori i gejziri, kao na primjer na Kamčatki. Voda u gejzirima Kamčatke dostiže 95°C.

Jedan od problema sa otvorenim gejzirima je oslobađanje određenih zagađivača vazduha. Vodonik sulfid - otrovan plin vrlo prepoznatljivog mirisa "pokvarenih jaja" - male količine arsena i minerala koji se oslobađaju parom. Sol takođe može predstavljati ekološki problem.

U priobalnim geotermalnim elektranama, značajna količina ometajuće soli akumulira se u cijevima. U zatvorenim sistemima nema emisija i sva tečnost iznesena na površinu se vraća.

Ekonomski potencijal energetskog resursa

Seizmički aktivna mjesta nisu jedina mjesta gdje se može pronaći geotermalna energija. Postoji stalna opskrba upotrebljivom toplinom za potrebe direktnog grijanja na dubinama od 4 metra do nekoliko kilometara ispod površine praktično bilo gdje na zemlji. Čak i zemljište u vlastitom dvorištu ili u lokalnoj školi ima ekonomski potencijal za grijanje kuće ili drugih zgrada.

Osim toga, postoji ogromna količina toplinske energije u suhim stijenama vrlo duboko ispod površine (4 - 10 km).

Upotreba nove tehnologije mogla bi proširiti geotermalne sisteme gdje ljudi mogu koristiti tu toplinu za proizvodnju električne energije u mnogo većem obimu od konvencionalne tehnologije. Prvi demonstracijski projekti ovog principa proizvodnje električne energije prikazani su u Sjedinjenim Državama i Australiji već 2013. godine.

Ukoliko se ostvari puni ekonomski potencijal geotermalnih resursa, to će predstavljati ogroman izvor električne energije za proizvodne kapacitete. Naučnici sugerišu da konvencionalni geotermalni izvori imaju potencijal od 38.000 MW, što može proizvesti 380 miliona MW električne energije godišnje.

Vruće suhe stijene se javljaju na dubinama od 5 do 8 km svuda pod zemljom i na manjim dubinama na pojedinim mjestima. Pristup ovim resursima uključuje uvođenje hladne vode koja cirkuliše kroz vruće stijene i uklanjanje zagrijane vode. Trenutno ne postoji komercijalna primjena ove tehnologije. Postojeće tehnologije još ne dozvoljavaju povrat toplotne energije direktno iz magme, veoma duboke, ali ovo je najmoćniji izvor geotermalne energije.

Kombinacijom energetskih resursa i njegove konzistentnosti, geotermalna energija može igrati nezamjenjivu ulogu kao čistiji, održiviji energetski sistem.

Izgradnja geotermalnih elektrana

Geotermalna energija je čista i održiva toplota sa Zemlje. Veći resursi se kreću od nekoliko kilometara ispod površine zemlje, pa čak i dublje, do rastopljene stijene visoke temperature zvane magma. Ali kao što je gore opisano, ljudi još nisu stigli do magme.

Tri projekta geotermalnih elektrana

Tehnologija primjene određena je resursom. Ako voda dolazi iz bunara kao para, može se koristiti direktno. Ako je topla voda dovoljno visoka, ona mora proći kroz izmjenjivač topline.

Prva bušotina za proizvodnju električne energije izbušena je prije 1924. Dublje bušotine su izbušene 1950-ih, ali pravi razvoj događa se 1970-ih i 1980-ih.

Direktno korištenje geotermalne topline

Geotermalni izvori se također mogu koristiti direktno za potrebe grijanja. Topla voda se koristi za grijanje zgrada, uzgoj biljaka u staklenicima, sušenje ribe i usjeva, poboljšanje proizvodnje ulja, pomoć industrijskim procesima kao što su pasterizatori mlijeka i grijanje vode u ribnjacima. U SAD-u, Klamath Falls, Oregon i Boise, Idaho koriste geotermalnu vodu za grijanje domova i zgrada više od jednog stoljeća. Na istočnoj obali, gradu Warm Springs, Virginia dobiva toplinu direktno iz izvorske vode koristeći izvore topline u jednom od lokalnih ljetovališta.

Na Islandu se gotovo svaka zgrada u zemlji grije toplom izvorskom vodom. Zapravo, Island više od 50 posto svoje primarne energije dobiva iz geotermalnih izvora. U Reykjaviku, na primjer (118.000 stanovnika), topla voda se prenosi 25 kilometara pokretnom trakom, a stanovnici je koriste za grijanje i prirodne potrebe.

Novi Zeland dodatno dobija 10% električne energije. je nerazvijena, uprkos prisustvu termalnih voda.

Doktor tehničkih nauka NA. Kunem se profesore,
Akademik Ruske akademije tehnoloških nauka, Moskva

Posljednjih decenija svijet razmišlja o pravcu efikasnijeg korištenja energije duboke topline Zemlje kako bi se djelimično zamijenili prirodni plin, nafta i ugalj. To će postati moguće ne samo u područjima s visokim geotermalnim parametrima, već iu bilo kojem dijelu svijeta kada se buše injekcione i proizvodne bušotine i stvaraju cirkulacijski sistemi između njih.

Povećano interesovanje za alternativne izvore energije u svijetu posljednjih decenija uzrokovano je iscrpljivanjem rezervi ugljikovodičnih goriva i potrebom rješavanja niza ekoloških problema. Objektivni faktori (zalihe fosilnih goriva i uranijuma, kao i promjene u okolišu uzrokovane tradicionalnom vatrom i nuklearnom energijom) omogućavaju nam da tvrdimo da je prelazak na nove metode i oblike proizvodnje energije neizbježan.

Svjetska ekonomija trenutno ide ka prelasku na racionalnu kombinaciju tradicionalnih i novih izvora energije. Toplina Zemlje zauzima jedno od prvih mjesta među njima.

Geotermalni energetski resursi se dijele na hidrogeološke i petrogeotermalne. Prvi od njih predstavljaju nosioci toplote (koji čine samo 1% ukupnih geotermalnih energetskih resursa) - podzemne vode, para i mešavine pare i vode. Drugi su geotermalna energija sadržana u vrućim stijenama.

Tehnologija fontane (samoizlivanje) koja se koristi u našoj zemlji i inostranstvu za vađenje prirodne pare i geotermalnih voda je jednostavna, ali neefikasna. Uz mali protok samoprotočnih bušotina, njihova proizvodnja topline može nadoknaditi troškove bušenja samo na maloj dubini geotermalnih rezervoara s visokim temperaturama u područjima termičkih anomalija. Vijek trajanja takvih bunara u mnogim zemljama ne doseže ni 10 godina.

Istovremeno, iskustvo potvrđuje da je u prisustvu plitkih kolektora prirodne pare izgradnja geotermalne elektrane najisplativija opcija za korištenje geotermalne energije. Rad takvih GeoTE je pokazao njihovu konkurentnost u odnosu na druge tipove elektrana. Stoga je korištenje rezervi geotermalnih voda i parnih hidrotermi u našoj zemlji na poluostrvu Kamčatka i na ostrvima Kurilskog lanca, u regionima Sjevernog Kavkaza, a moguće i u drugim područjima, svrsishodno i pravovremeno. Ali nalazišta pare su rijetkost, njene poznate i predviđene rezerve su male. Mnogo češći depoziti toplotne i električne vode nisu uvek locirani dovoljno blizu potrošača – objekta za snabdevanje toplotom. To isključuje mogućnost njihove efikasne upotrebe u velikim razmjerima.

Često se pitanja borbe protiv skaliranja razvijaju u složen problem. Korištenje geotermalnih, u pravilu, mineraliziranih izvora kao nosača topline dovodi do zarastanja zona bušotina sa formacijama željeznog oksida, kalcijevog karbonata i silikata. Osim toga, problemi erozije-korozije i skaliranja negativno utječu na rad opreme. Problem je, također, ispuštanje mineraliziranih i otpadnih voda koje sadrže toksične nečistoće. Stoga najjednostavnija tehnologija fontana ne može poslužiti kao osnova za široki razvoj geotermalnih resursa.

Prema preliminarnim procjenama na teritoriji Ruske Federacije, predviđene rezerve termalnih voda sa temperaturom od 40-250 °C, salinitetom od 35-200 g/l i dubinom do 3000 m iznose 21-22 miliona m3/dan, što je ekvivalentno sagorevanju 30-40 miliona tona vode. .t. u godini.

Predviđene rezerve parno-vazdušne mešavine sa temperaturom od 150-250 °C na poluostrvu Kamčatka i Kurilskim ostrvima iznose 500 hiljada m3/dan. i rezerve termalne vode sa temperaturom od 40-100°C - 150 hiljada m3 / dan.

Zalihe termalnih voda sa protokom od oko 8 miliona m3/dan, sa salinitetom do 10 g/l i temperaturom iznad 50 °C smatraju se glavnim prioritetom za razvoj.

Od mnogo većeg značaja za energetiku budućnosti je vađenje toplotne energije, praktično neiscrpnih petrogeotermalnih resursa. Ova geotermalna energija, zatvorena u čvrste vruće stijene, čini 99% ukupnih resursa podzemne toplinske energije. Na dubini do 4-6 km, masivi sa temperaturom od 300-400 °C mogu se naći samo u blizini međuodora nekih vulkana, ali su vruće stijene s temperaturom od 100-150 °C rasprostranjene gotovo posvuda na ove dubine, i sa temperaturom od 180-200 °C na prilično značajnom dijelu teritorije Rusije.

Milijardama godina nuklearni, gravitacijski i drugi procesi unutar Zemlje stvarali su i nastavljaju stvarati toplinsku energiju. Deo toga se zrači u svemir, a toplota se akumulira u dubinama, tj. toplotni sadržaj čvrste, tečne i gasovite faze zemaljske materije naziva se geotermalna energija.

Kontinuirano stvaranje unutarzemaljske topline kompenzira njene vanjske gubitke, služi kao izvor akumulacije geotermalne energije i određuje obnovljivi dio njenih resursa. Ukupno odvođenje toplote iz unutrašnjosti na površinu zemlje je tri puta veće od trenutnog kapaciteta elektrana u svijetu i procjenjuje se na 30 TW.

Međutim, jasno je da je obnovljivost bitna samo za ograničene prirodne resurse, a ukupan potencijal geotermalne energije je praktično neiscrpan, jer ga treba definirati kao ukupnu količinu topline koja je dostupna Zemlji.

Nije slučajno što se posljednjih decenija u svijetu razmišlja o pravcu efikasnijeg korištenja energije duboke topline Zemlje kako bi se djelimično zamijenili prirodni plin, nafta i ugalj. To će postati moguće ne samo u područjima s visokim geotermalnim parametrima, već iu bilo kojem dijelu svijeta kada se buše injekcione i proizvodne bušotine i stvaraju cirkulacijski sistemi između njih.

Naravno, uz nisku toplotnu provodljivost stena, za efikasan rad cirkulacionih sistema potrebno je imati ili stvoriti dovoljno razvijenu površinu razmene toplote u zoni odvođenja toplote. Takva površina se često nalazi u poroznim formacijama i zonama prirodnog otpora na lom, koje se često nalaze na gore navedenim dubinama, čija propusnost omogućava organiziranje prisilne filtracije rashladne tekućine uz efikasno izvlačenje energije stijena, kao i umjetno stvaranje ekstenzivne površine za razmjenu topline u niskopropusnim poroznim masivima hidrauličkim lomljenjem (vidi sliku).

Trenutno se hidrauličko frakturiranje koristi u industriji nafte i plina kao način povećanja propusnosti ležišta kako bi se poboljšao oporavak nafte u razvoju naftnih polja. Moderna tehnologija omogućava stvaranje uske, ali dugačke pukotine, ili kratke, ali široke. Poznati su primjeri hidrauličnih lomova sa lomovima dužine do 2-3 km.

Domaću ideju o vađenju glavnih geotermalnih resursa sadržanih u čvrstim stijenama izrazio je još 1914. godine K.E. Obruchev.

Godine 1963. u Parizu je stvoren prvi GCC za izdvajanje toplote iz poroznih stijena za grijanje i klimatizaciju u prostorijama kompleksa Broadcasting Chaos. Godine 1985. u Francuskoj su već radila 64 GCC-a sa ukupnim toplotnim kapacitetom od 450 MW, uz godišnju uštedu od približno 150.000 tona nafte. Iste godine stvoren je prvi takav GCC u SSSR-u u dolini Khankala u blizini grada Groznog.

Godine 1977., prema projektu Nacionalne laboratorije Los Alamos u SAD-u, počela su ispitivanja eksperimentalnog GCC-a sa hidrauličkim lomljenjem gotovo nepropusnog masiva na lokaciji Fenton Hill u državi Novi Meksiko. Hladna slatka voda ubrizgana kroz bušotinu (injektiranje) zagrijavana je zbog izmjene topline sa stijenskom masom (185 OC) u vertikalnoj pukotini površine 8000 m2, nastaloj hidrauličkim lomljenjem na dubini od 2,7 km. U drugoj bušotini (proizvodnji), takođe prelazeći ovu pukotinu, pregrijana voda je izašla na površinu u obliku parnog mlaza. Prilikom cirkulacije u zatvorenom krugu pod pritiskom, temperatura pregrijane vode na površini dostizala je 160-180 °C, a toplotna snaga sistema - 4-5 MW. Propuštanje rashladne tečnosti u okolni masiv iznosilo je oko 1% ukupnog protoka. Koncentracija mehaničkih i hemijskih nečistoća (do 0,2 g/l) odgovarala je uslovima sveže vode za piće. Hidraulični lom nije zahtijevao fiksiranje i držan je otvoren hidrostatskim pritiskom fluida. Slobodna konvekcija koja se razvijala u njemu je osigurala efektivno učešće u razmjeni toplote gotovo cijele površine izdanaka vruće stijenske mase.

Ekstrakcija podzemne toplotne energije iz vrućih nepropusnih stijena, zasnovana na metodama kosog bušenja i hidrauličkog frakturiranja koje su dugo ovladane i praktikovane u industriji nafte i plina, nije izazvalo seizmičku aktivnost niti bilo koje druge štetne efekte na okruženje.

Britanski naučnici su 1983. ponovili američko iskustvo stvarajući eksperimentalni GCC sa hidrauličkim lomljenjem granita u Carnwellu. Sličan posao je obavljen u Njemačkoj, Švedskoj. U SAD je implementirano više od 224 projekta geotermalnog grijanja. Pretpostavlja se, međutim, da geotermalni resursi mogu obezbijediti najveći dio budućih potreba SAD-a za neelektričnom toplinskom energijom. U Japanu je kapacitet GeoTPP 2000. godine dostigao približno 50 GW.

Trenutno se istraživanja i istraživanja geotermalnih resursa sprovode u 65 zemalja. U svijetu su na bazi geotermalne energije stvorene stanice ukupnog kapaciteta oko 10 GW. Ujedinjeni narodi aktivno podržavaju razvoj geotermalne energije.

Iskustvo akumulirano u mnogim zemljama svijeta u korištenju geotermalnih rashladnih tekućina pokazuje da su pod povoljnim uvjetima 2-5 puta isplativije od termo i nuklearnih elektrana. Proračuni pokazuju da jedna geotermalna bušotina može zamijeniti 158 hiljada tona uglja godišnje.

Stoga je toplina Zemlje možda jedini veliki obnovljivi izvor energije, čiji racionalni razvoj obećava smanjenje cijene energije u odnosu na modernu energetsku energiju. Sa jednako neiscrpnim energetskim potencijalom, solarne i termonuklearne instalacije, nažalost, bit će skuplje od postojećih goriva.

Uprkos veoma dugoj istoriji razvoja Zemljine toplote, geotermalna tehnologija danas još nije dostigla svoj visoki razvoj. Razvoj toplotne energije Zemlje doživljava velike poteškoće u izgradnji dubokih bunara, koji su kanal za dovođenje rashladnog sredstva na površinu. Zbog visoke temperature na dnu rupe (200-250 °C), tradicionalni alati za rezanje kamena nisu pogodni za rad u takvim uslovima, postoje posebni zahtevi za izbor cevi za bušenje i omotač, cementne suspenzije, tehnologije bušenja, omotača bunara i završetak. Domaća mjerna oprema, serijski operativni pribor i oprema se proizvode u izvedbi koja dozvoljava temperature ne veće od 150-200°C. Tradicionalno duboko mehaničko bušenje bunara ponekad se odlaže godinama i zahtijeva značajne finansijske troškove. U glavnim proizvodnim sredstvima trošak bunara je od 70 do 90%. Ovaj problem se može i treba riješiti samo stvaranjem progresivne tehnologije za razvoj glavnog dijela geotermalnih resursa, tj. vađenje energije iz vrućih stijena.

Naša grupa ruskih naučnika i specijalista se više od godinu dana bavi problemom vađenja i korišćenja neiscrpne, obnovljive duboke toplotne energije usijanih Zemljinih stena na teritoriji Ruske Federacije. Svrha rada je stvaranje, na bazi domaćih, visokih tehnologija, tehničkih sredstava za duboko prodiranje u utrobu zemljine kore. Trenutno je razvijeno nekoliko varijanti alata za bušenje (BS) koje nemaju analoga u svjetskoj praksi.

Rad prve verzije BS-a povezan je sa trenutnom konvencionalnom tehnologijom bušenja bunara. Brzina bušenja tvrdog kamena (prosječna gustina 2500-3300 kg/m3) do 30 m/h, prečnik rupe 200-500 mm. Druga varijanta BS izvodi bušenje bušotina u autonomnom i automatskom režimu. Lansiranje se vrši sa posebne platforme za lansiranje i prihvatanje, sa koje se kontroliše njegovo kretanje. Hiljadu metara BS u tvrdim stenama moći će da prođe za nekoliko sati. Prečnik bunara od 500 do 1000 mm. Višekratne BS varijante imaju veliku isplativost i ogromnu potencijalnu vrijednost. Uvođenjem BS u proizvodnju otvoriće se nova faza u izgradnji bunara i omogućiti pristup neiscrpnim izvorima toplotne energije Zemlje.

Za potrebe snabdijevanja toplotom, potrebna dubina bunara u cijeloj zemlji je u rasponu od 3-4,5 hiljada metara i ne prelazi 5-6 hiljada metara. Temperatura nosača toplote za stambeno-komunalno snabdijevanje toplinom ne prelazi ne prelazi 150 °C. Za industrijske objekte temperatura u pravilu ne prelazi 180-200 °C.

Svrha stvaranja GCC-a je osigurati stalnu, pristupačnu, jeftinu toplinu u udaljenim, teško dostupnim i nerazvijenim regijama Ruske Federacije. Trajanje rada GCS-a je 25-30 godina ili više. Period povrata stanica (uzimajući u obzir najnovije tehnologije bušenja) je 3-4 godine.

Stvaranje u Ruskoj Federaciji u narednim godinama odgovarajućih kapaciteta za korištenje geotermalne energije za neelektrične potrebe zamijenit će oko 600 miliona tona ekvivalentnog goriva. Uštede mogu biti do 2 triliona rubalja.

Do 2030. godine postaje moguće stvoriti energetske kapacitete za zamjenu energije požara do 30%, a do 2040. godine gotovo potpuno eliminirati organske sirovine kao gorivo iz energetskog bilansa Ruske Federacije.

Književnost

1. Goncharov S.A. Termodinamika. Moskva: MGTUim. N.E. Bauman, 2002. 440 str.

2. Dyadkin Yu.D. itd. Geotermalna termalna fizika. Sankt Peterburg: Nauka, 1993. 255 str.

3. Mineralna sirovinska baza gorivnog i energetskog kompleksa Rusije. Status i prognoza / V.K. Branchhugov, E.A. Gavrilov, V.S. Litvinjenko i dr., ur. V.Z. Garipova, E.A. Kozlovsky. M. 2004. 548 str.

4. Novikov G. P. i dr. Bušenje bunara za termalne vode. M.: Nedra, 1986. 229 str.

NJIH. Kapitonov

Zemljina nuklearna toplota

Zemljina toplota

Zemlja je prilično jako zagrijano tijelo i izvor je topline. Zagreva se prvenstveno zbog sunčevog zračenja koje apsorbuje. Ali Zemlja takođe ima sopstveni termalni resurs koji se može uporediti sa toplotom koju dobija od Sunca. Vjeruje se da ova vlastita energija Zemlje ima sljedeće porijeklo. Zemlja je nastala prije oko 4,5 milijardi godina nakon formiranja Sunca iz protoplanetarnog diska plina i prašine koji se rotira oko njega i kondenzira. U ranoj fazi svog formiranja, Zemljina supstanca se zagrijala zbog relativno sporog gravitacionog kompresije. Važnu ulogu u toplotnoj ravnoteži Zemlje imala je i energija oslobođena prilikom pada malih kosmičkih tijela na nju. Stoga je mlada Zemlja bila rastopljena. Hladeći se, postepeno je došao u sadašnje stanje sa čvrstom površinom, čiji je značajan dio prekriven oceanskim i morskim vodama. Ovaj tvrdi vanjski sloj se zove zemljine kore a u prosjeku, na kopnu, njegova debljina je oko 40 km, a pod okeanskim vodama - 5-10 km. Dublji sloj zemlje, tzv mantle takođe se sastoji od čvrstog materijala. Proteže se do dubine od skoro 3000 km i sadrži najveći dio Zemljine materije. Konačno, najdublji dio Zemlje je njen jezgro. Sastoji se od dva sloja - spoljašnjeg i unutrašnjeg. vanjsko jezgro ovo je sloj rastopljenog gvožđa i nikla na temperaturi od 4500-6500 K debljine 2000-2500 km. unutrašnje jezgro sa radijusom od 1000-1500 km je čvrsta legura željeza i nikla zagrijana na temperaturu od 4000-5000 K gustoće od oko 14 g / cm 3, koja je nastala pri ogromnom (gotovo 4 miliona bara) pritisku.
Osim unutrašnje topline Zemlje, naslijeđene iz najranije vruće faze njenog formiranja, a čija bi se količina s vremenom trebala smanjivati, postoji još jedna - dugotrajna, povezana s radioaktivnim raspadom jezgara sa dugom polovinom. -život - prije svega, 232 Th, 235 U , 238 U i 40 K. Energija koja se oslobađa u tim raspadima - oni čine skoro 99% Zemljine radioaktivne energije - stalno obnavlja termalne rezerve Zemlje. Gore navedena jezgra se nalaze u kori i plaštu. Njihovo raspadanje dovodi do zagrijavanja vanjskih i unutrašnjih slojeva Zemlje.
Dio ogromne topline sadržane u Zemlji stalno izlazi na njenu površinu, često u vulkanskim procesima vrlo velikih razmjera. Poznat je tok toplote koji teče iz dubina Zemlje kroz njenu površinu. To je (47±2)·10 12 vati, što je ekvivalentno toplini koju može proizvesti 50 hiljada nuklearnih elektrana (prosječna snaga jedne nuklearne elektrane je oko 10 9 vati). Postavlja se pitanje da li radioaktivna energija igra značajnu ulogu u ukupnom termalnom budžetu Zemlje, i ako ima, kakvu ulogu? Odgovor na ova pitanja dugo je ostao nepoznat. Sada postoje prilike da se odgovori na ova pitanja. Ključnu ulogu ovdje imaju neutrini (antineutrini), koji se rađaju u procesima radioaktivnog raspada jezgri koja čine Zemljinu materiju i koja se nazivaju geo-neutrino.

Geo-neutrino

Geo-neutrino je kombinovani naziv za neutrine ili antineutrine, koji se emituju kao rezultat beta raspada jezgara koje se nalaze ispod površine Zemlje. Očigledno, zbog neviđene sposobnosti prodiranja, registracija ovih (i samo njih) detektorima neutrina na zemlji može pružiti objektivne informacije o procesima radioaktivnog raspada koji se dešavaju duboko u Zemlji. Primjer takvog raspada je β - raspad jezgra 228 Ra, koji je proizvod α raspada dugovječnog 232 Th jezgra (vidi tabelu):

Vrijeme poluraspada (T 1/2) jezgra 228 Ra je 5,75 godina, a oslobođena energija je oko 46 keV. Energetski spektar antineutrina je kontinuiran sa gornjom granicom blizu oslobođene energije.
Raspadi 232 Th, 235 U, 238 U jezgra su lanci uzastopnih raspada koji formiraju tzv. radioaktivne serije. U takvim lancima, α-raspadi su isprepleteni β − -raspadima, budući da se kod α-raspada konačna jezgra pomeraju sa linije β-stabilnosti u područje jezgara preopterećenih neutronima. Nakon niza uzastopnih raspada na kraju svakog reda, formiraju se stabilna jezgra s brojem protona i neutrona koji je blizu ili jednak magičnim brojevima (Z = 82,N= 126). Takva konačna jezgra su stabilni izotopi olova ili bizmuta. Tako se raspad T 1/2 završava formiranjem dvostruko magičnog jezgra 208 Pb, a na putu 232 Th → 208 Pb dolazi do šest α-raspada, naizmenično sa četiri β - raspada (u lancu 238 U → 206 Pb, osam α- i šest β - - raspada; u lancu 235 U → 207 Pb postoji sedam α- i četiri β − raspada). Dakle, energetski spektar antineutrina iz svake radioaktivne serije je superpozicija parcijalnih spektra pojedinačnih β − raspada koji čine ovu seriju. Spektri antineutrina proizvedenih u raspadima 232 Th, 235 U, 238 U, 40 K prikazani su na Sl. 1. Raspad od 40 K je pojedinačni β − raspad (vidi tabelu). Antineutrini dostižu najveću energiju (do 3,26 MeV) u raspadu
214 Bi → 214 Po, što je karika u radioaktivnoj seriji 238 U. Ukupna energija oslobođena tokom prolaska svih veza raspada u seriji 232 Th → 208 Pb je 42,65 MeV. Za radioaktivne serije 235 U i 238 U, ove energije su 46,39 i 51,69 MeV, respektivno. Energija koja se oslobađa u raspadu
40 K → 40 Ca je 1,31 MeV.

Karakteristike 232 Th, 235 U, 238 U, 40 K jezgri

Nukleus	Udio u % u mješavini izotopi	Broj jezgara odnosi. Si nuclei	T 1/2 milijardi godina
232Th	100	0.0335	14.0
235 U	0.7204	6,48 10 -5	0.704
238 U	99.2742	0.00893	4.47
40K	0.0117	0.440	1.25

Procjena fluksa geoneutrina, napravljena na osnovu raspada jezgara 232 Th, 235 U, 238 U, 40 K sadržanih u sastavu Zemljine materije, dovodi do vrijednosti reda veličine 10 6 cm. -2 sek -1 . Registracijom ovih geo-neutrina može se dobiti informacija o ulozi radioaktivne topline u ukupnoj toplinskoj ravnoteži Zemlje i testirati naše ideje o sadržaju dugovječnih radioizotopa u zemaljskoj materiji.

Rice. 1. Energetski spektri antineutrina iz nuklearnog raspada

232 Th, 235 U, 238 U, 40 K normalizirano na jedan raspad matičnog jezgra

Reakcija se koristi za registraciju elektronskih antineutrina

P → e + + n, (1)

u kojoj je ova čestica zapravo otkrivena. Prag za ovu reakciju je 1,8 MeV. Stoga se u gornjoj reakciji mogu registrovati samo geo-neutrini formirani u lancima raspada počevši od 232 Th i 238 U jezgara. Efektivni presjek reakcije o kojoj se raspravlja je izuzetno mali: σ ≈ 10 -43 cm 2. Otuda sledi da detektor neutrina sa osetljivom zapreminom od 1 m 3 neće registrovati više od nekoliko događaja godišnje. Očigledno je da su za pouzdano fiksiranje geoneutrinskih tokova potrebni detektori neutrina velikog volumena, smješteni u podzemnim laboratorijama za maksimalnu zaštitu od pozadine. Ideja o korištenju detektora dizajniranih za proučavanje solarnih i reaktorskih neutrina za registraciju geo-neutrina nastala je 1998. godine. Trenutno postoje dva detektora neutrina velikog volumena koji koriste tekući scintilator i pogodni su za rješavanje problema. Ovo su detektori neutrina iz eksperimenata KamLAND (Japan, ) i Borexino (Italija, ). U nastavku se razmatra uređaj Borexino detektora i rezultati dobijeni na ovom detektoru o registraciji geo-neutrina.

Borexino detektor i registracija geo-neutrina

Detektor neutrina Borexino nalazi se u centralnoj Italiji u podzemnoj laboratoriji ispod planinskog lanca Gran Sasso, čiji planinski vrhovi dosežu 2,9 km (slika 2).

Rice. Slika 2. Dijagram lokacije laboratorije za neutrino ispod planinskog lanca Gran Sasso (centralna Italija)

Borexino je nesegmentirani masivni detektor čiji je aktivni medij
280 tona organskog tečnog scintilatora. Ispunila je najlonsku sferičnu posudu promjera 8,5 m (sl. 3). Scintilator je bio pseudokumen (C 9 H 12) sa dodatkom PPO koji pomera spektar (1,5 g/L). Svjetlost iz scintilatora prikuplja se pomoću 2212 fotomultiplikatora od osam inča (PMT) postavljenih na sferu od nehrđajućeg čelika (SSS).

Rice. 3. Šema uređaja Borexino detektora

Najlonska posuda sa pseudokumenom je unutrašnji detektor čiji je zadatak da registruje neutrine (antineutrine). Unutrašnji detektor je okružen sa dve koncentrične tampon zone koje ga štite od spoljašnjih gama zraka i neutrona. Unutrašnja zona je ispunjena nescintilirajućim medijumom koji se sastoji od 900 tona pseudokumena sa aditivima dimetil ftalata za gašenje scintilacija. Spoljna zona se nalazi na vrhu SNS-a i predstavlja detektor vode Čerenkov koji sadrži 2000 tona ultra čiste vode i odseca signale miona koji ulaze u objekat spolja. Za svaku interakciju koja se javlja u unutrašnjem detektoru, određuju se energija i vrijeme. Kalibracija detektora korištenjem različitih radioaktivnih izvora omogućila je vrlo precizno određivanje njegove energetske skale i stepena ponovljivosti svjetlosnog signala.
Borexino je detektor vrlo visoke radijacijske čistoće. Svi materijali su rigorozno odabrani, a scintilator je očišćen kako bi se minimizirala unutrašnja pozadina. Zbog svoje visoke čistoće zračenja, Borexino je odličan detektor za detekciju antineutrina.
U reakciji (1) pozitron daje trenutni signal, koji nakon nekog vremena prati hvatanje neutrona jezgrom vodika, što dovodi do pojave γ-kvanta s energijom od 2,22 MeV, koji stvara signal kasni u odnosu na prvi. U Borexinu, vrijeme hvatanja neutrona je oko 260 μs. Trenutačni i odgođeni signali su u korelaciji u prostoru i vremenu, pružajući precizno prepoznavanje događaja uzrokovanog e .
Prag za reakciju (1) je 1,806 MeV i, kao što se može vidjeti sa Sl. 1, svi geo-neutrini iz raspada 40 K i 235 U su ispod ovog praga, a može se detektovati samo dio geo-neutrina koji je nastao u raspadima 232 Th i 238 U.
Detektor Borexino je prvi put detektovao signale sa geo-neutrina 2010. godine, a nedavno je objavio nove rezultate na osnovu posmatranja tokom 2056 dana od decembra 2007. do marta 2015. U nastavku predstavljamo dobijene podatke i rezultate njihove rasprave, na osnovu članka.
Kao rezultat analize eksperimentalnih podataka, identifikovano je 77 kandidata za elektronske antineutrine koji su prošli sve kriterijume selekcije. Pozadinu događaja koji simuliraju e procijenio je . Dakle, odnos signal/pozadina je bio ≈100.
Glavni izvor pozadine bili su reaktorski antineutrini. Za Borexino je situacija bila prilično povoljna, jer u blizini laboratorije Gran Sasso nema nuklearnih reaktora. Osim toga, reaktorski antineutrini su energičniji od geo-neutrina, što je omogućilo odvajanje ovih antineutrina od pozitrona po jačini signala. Rezultati analize doprinosa geo-neutrina i reaktorskih antineutrina ukupnom broju zabilježenih događaja iz e prikazani su na sl. 4. Broj registrovanih geo-neutrina dat ovom analizom (osenčena površina im odgovara na slici 4) jednaka je . U spektru geoneutrina izdvojenih kao rezultat analize, vidljive su dvije grupe - manje energični, intenzivniji i energičniji, manje intenzivni. Autori opisane studije povezuju ove grupe sa raspadima torija, odnosno uranijuma.
U analizi o kojoj se raspravlja koristili smo omjer masa torija i uranijuma u materiji Zemlje
m(Th)/m(U) = 3,9 (u tabeli ova vrijednost je ≈3,8). Ova brojka odražava relativni sadržaj ovih hemijskih elemenata u hondritima - najčešća grupa meteorita (više od 90% meteorita koji su pali na Zemlju pripada ovoj grupi). Smatra se da sastav hondrita, sa izuzetkom lakih gasova (vodonik i helijum), ponavlja sastav Sunčevog sistema i protoplanetarnog diska od kojeg je nastala Zemlja.

Rice. Slika 4. Spektar izlazne svjetlosti iz pozitrona u jedinicama broja fotoelektrona za događaje kandidata za antineutrino (eksperimentalne tačke). Zasjenjeno područje je doprinos geo-neutrina. Puna linija je doprinos reaktorskih antineutrina.