Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

Настоящее будущее. Гибридные системы для термоядерной стратегии России

Аватар пользователя Кот Баюн

AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 05.03.2014

Возможно, вместо DEMO Россия будет строить свой термоядерный реактор. Пора запоминать новые сокращения: ОТЭ, ПТЭ, ОПГР.

27 февраля на заседании традиционной Зимней школы ПЯИФ в Рощино был представлен доклад "Коррекция дорожной карты российской термоядерной стратегии", подготовленный группой авторов. С докладом выступил Борис КУТЕЕВ (Курчатовский институт).

Стратегия и коррекция

В начале выступления докладчик назвал основные этапы овладения энергией термоядерного синтеза.

Современный уровень характеризуется равенством затрат и выработки энергии. Параметр Q (отношение термоядерной мощности к затраченной на создание плазмы) приблизительно равен единице. Времена удержания плазмы - порядка 10 секунд.

После завершения строительства реактора ITER станет возможным перейти на этап длительной реакции и интеграции технологий. На этой стадии при Q=5 реакция будет проходить в стационарном режиме, а при Q>10 времена удержания плазмы составят 300-500 секунд.

Следующий этап - строительство международной демонстрационной термоядерной станции DEMO электрической мощностью 1 ГВт(эл.). Её задача - работать в стационарном режиме при значениях Q в диапазоне от 30 до 50. А после успешного пуска DEMO настанет этап создания промышленной термоядерной электростанции (ПТЭ).

В 2007 году под эгидой ГК "Росатом" была разработана стратегия овладения энергией термоядерного синтеза. Она предполагает создание ПТЭ в России к 2050 году и реализуется на основе управляемого термоядерного синтеза в установках токамак с магнитным удержанием дейтерий-тритиевой плазмы.

Российская стратегия предполагает использование знаний о физике горящей плазмы и технологиях, полученных в рамках проекта ITER. Этап между ITER и ПТЭ должен быть пройден или в международной кооперации (проект DEMO), или путём создания отечественной опытной станции ОТЭ.

Объём финансирования российской стратегии на срок до 2050 года запланирован как 515,6 миллиардов рублей в ценах 2007 года, причём львиная доля средств (свыше 460 миллиардов) должна быть получена из госбюджета. Самым дорогостоящим является этап создания ПТЭ в 2030-2050 годах - 353,3 миллиарда рублей.

За время, прошедшее с момента появления стратегии, стали более чёткими временные масштабы осуществления проекта ITER. Очевидно также, что заниматься проектированием DEMO или ОТЭ до получения первых данных по физике горящей плазмы на ITER рискованно. Всё это потребовало коррекции дорожной карты российской стратегии.

В июне 2013 года по инициативе академика Е.П.Велихова была сформирована рабочая группа по гибридной программе. Речь идёт о гибридных технологиях "синтез-деление". От группы требуется сформулировать концепцию энергетически значимой установки со сроками сооружения до 2030 года.

Работа группы концентрировалась вокруг опытно-промышленного гибридного реактора ОПГР и жидко-солевых технологий ЯТЦ. В прошлом году концепция была одобрена в НИЦ КИ и на заседании секции НТС ГК "Росатом". Начались работы по техническому проектированию нейтронного источника ДЕМО-ТИН.

ОПГР

У гибридных систем, как полагает докладчик, могут быть как минимум три применения.

Такая система может выступать в качестве наработчика топлива с подавленным делением и при непрерывной переработке жидкосолевой смеси.

Второе возможное применение - трансмутация младших актинидов.

Наконец, третий вариант - подкритическая электростанция на 238U или 232Th с жидкосолевым теплоносителем.

Опытно-промышленный реактор ОПГР, появление которого возможно к 2030 году, будет иметь тепловую мощность 500 МВт и Q=1. Для его создания понадобится проведение НИР и НИОКР, а также строительство ряда новых стендов.

Среди стендов, которые могут быть построены по гибридной программе, докладчик перечислил следующие установки:

- демонстрационный нейтронный источник ДЕМО-ТИН;

- компактный нейтронный источник ТИН-К;

- сферический токамак Глобус-М3;

- стенды стационарных технологий токамака;

- стенды жидко-солевых технологий бланкета.

Научным руководителем проекта ОПГР предлагается Курчатовский институт. Главный конструктор - НИИЭФА. Главный конструктор бланкета - НИКИЭТ. Генпроектировщик - ВНИПИЭТ.

Важным обстоятельством, по мнению докладчика, является возможность использовать для ОПГР материалы, производящиеся промышленностью. Этому способствует снижение требований по нейтронной нагрузке в ОПГР до 0,2 МВт/м2 и радиационных доз до 2 МВт×лет/м2.

Реактор ОПГР.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.

Докладчик определил также основные риски, связанные с сооружением ОПГР:

- низкий уровень проектной проработки гибридных систем (эскизный либо предпроектный);

- стационарные технологии токамака нуждаются в существенном увеличении ресурса (с минут до примерно 5000 часов);

- ядерная физика и технологии термоядерного синтеза требуют дополнительных НИР и НИОКР;

- жидко-солевые ядерные технологии гибридного бланкета и радиохимической части требуют вывода на демонстрационный уровень;

- недостаточная информация о работе токамаков в условиях повышенных плазменных нагрузок, неиндукционных режимов поддержания тока, сильно-неравновесной плазмы;

- скудная база данных по радиационным повреждениям материалов в спектре термоядерных 14 МэВ нейтронов;

- предстоит сделать выбор материалов и солевых композиций для ЖС бланкетов и радиохимических систем;

- возможные задержки лицензирования.

Основные параметры промышленного гибридного реактора и предлагаемая дорожная карта проекта гибридных систем "синтез-деление" приводятся в презентации доклада Э.А.Азизова, П.Н.Алексеева и Б.В.Кутеева "Коррекция дорожной карты российской термоядерной стратегии".

Ключевые слова: Синтез, Курчатовский институт, Россия, Статьи

P.S. Для тех, кто дочитал до конца. Комментарии модерируются на предмет флуда и пустобрёхства.

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя Velantir
Velantir(4 года 7 месяцев)(01:22:04 / 06-03-2014)

Годно!

Наконец-то видны движения и конкретное направление. Из текста видно, хоть это открыто и не заявляется, что наши ядерщии не питают особых надежд к международной кооперации (скорее всего из-за банальных финансовых проблем по ту сторону и нежедания делиться технологиями), а потому готовы форсировать самостоятельную работу. Заметьте, по ОПГР никакой кооперации не предполагается.

Аватар пользователя Cat-Advocate
Cat-Advocate(3 года 11 месяцев)(05:45:53 / 06-03-2014)

какая кооперация! у русских в этой теме запас приоритета лет на ...дцать

Аватар пользователя Velantir
Velantir(4 года 7 месяцев)(11:47:44 / 06-03-2014)

НЯЗ, изначально кооперация была выбрана как рецепт от нашей традиционной болезни - нежелания верхов финансировать фундаментальную науку.

Однако, когда речь заходит об источнике энергии с Q=5 и потенциалом доведения до Q=30 в первые 30 лет эксплуатации - тут, уж извините, речь идёт даже не о нацбезопасности, а - на минуточку - о контроле неисчерпаемого источника энергии, ни в какое сравнение не идущего с углеводородами.

Аватар пользователя Лазиз Пардабаев

Опять на токамаки ставка? Вроде ж было про неэффективность, и нехватку материалов?

Аватар пользователя tokomak
tokomak(6 лет 1 день)(01:50:55 / 06-03-2014)

У вас есть предложение лучше, особенно для гибридных ректоров?

Аватар пользователя Андрей Гаврилов

ГДМЛ хотя бы. Это про "свое, родное", обладающее свойствами "есть в железе", "перспективно" и "технологично". 

Компактную дипольную ловушку (из "есть в железе" - только "МАГНЕТОР" в МИФИ, но их схема размешения диполей в одной плоскости - это, конечно, в пользу бедных. Буквально, самое дешевое, что могли сделать; была еще реализация Галетеи-А, из говна и палок, в никакущенском варианте, в ниццие (для науки) 90-е. В общем, там классику - "MIRAGE"(в девичестве), она же Галатея-А.

"Галатею-Б"(Б - "бисер"), например в модифицированном варианте, посчитанном (с неожиданно хорошими результатами расчетов) Цветнтухом в 2008-м.

А вообще сейчас бы выгодно было бы самим попробовать систему, которую Макгвайр в Локхид Мартин пилит. Если она таки заработает как поливелл, то вопрос про гибридные реакторы слегка потеряет актуальность (нет, конечно, как о дожигаталях о них, может вспомнят, но кому это надо "прям здесь и сейчас", если такие поливеллы смогут p+B11 жечь).

Ну или хотя бы прочите "магнитные баллоны", о которых столько говорил Морозов А.И. (Лохкидовская ловушка - одна из таких, только там в области без магнитного поля Макгвайр поливельскую магию мутит, похоже (виртуальный катод, => электростатическое ускорение ионов, etc).

Аватар пользователя Aijy01
Aijy01(5 лет 2 месяца)(03:28:55 / 06-03-2014)

Тут как в любом нормальном проекте: нужно искать толковых, даже гениальных фанатиков своего дела и давать им возможность работать на благо России. И невозможное становится возможным. 

Аватар пользователя BERES
BERES(5 лет 11 месяцев)(02:15:47 / 06-03-2014)

Паровую машину 100 лет изобретали. На ДВС ушло 16 лет. По плану на разработку термояда уйдет 100 лет. Опять глупеем-с.

Аватар пользователя Muller
Muller(5 лет 11 месяцев)(02:57:14 / 06-03-2014)

>Паровую машину 100 лет изобретали. На ДВС ушло 16 лет

Ну сравните: поршневая паровая машина и поршневой ДВС. К тому же на доведение паровой машины до промышленного вида ушло больше 100 лет (с 1660-х до 1790-х, а по факту до 1820-х). Первые шахтные пароатмосферные машины - это еще дремучий 17 век.

Кстати первый ДВС построил Дени Папен в самом начале XVIII века, он работал на угольной пыли. Переделан из обычной пароатмосферной машины. После этого принцип был забыт на 100 с лишним лет. На доведение до промышленного вида - еще 80 лет.

Принцип преобразования энергии - один: расширяющиеся газы - в поступательное движение. А термоядерный реактор аналогов не имеет.

Аватар пользователя Aijy01
Aijy01(5 лет 2 месяца)(03:32:31 / 06-03-2014)

Не передёргивайте, разница в технологиях совсем другая. Ну и не 100 лет. И вообще, РФ этот проект тянет почти одна, без ресурсов СССР и в условиях враждебного окружения. 

В общем, всё путём пока. Сделаем - будем молодцы. А текущему поколению пока что придётся юзать урановые и БН - реакторы, и давать силовую крышу проекту. Кто-то же должен, раз на Западе одни неучи остались. 

Я вот дочку изо всех сил агитирую идти работать учёным в атомную сферу. Умная голова, она может справиться и "подхватить знамя". Главное, чтобы за ближайшие 10 лет оплата молодых специалистов - ядерщиков реально выросла до уровня сильно выше сейлз-мендежеров, тогда это всё будет ДЛЯ НЕЁ не зря. 

Аватар пользователя sv717
sv717(5 лет 2 месяца)(07:10:36 / 06-03-2014)

Учёным в атомную сферу с оплатой сильно выше сейлз-менеджеров? Или за сильно выше сейлзменеджеровской оплаты в учёные пойти?

Что-то мне представляется, что тут система координат неверна.

Аватар пользователя andyt78
andyt78(4 года 2 месяца)(07:40:40 / 06-03-2014)

а что ученые святым духом питаются и не хотят жить в хороших квартирах, ездить на хороших автомобилях и растить по 4-5 детей?

Просто ради интереса зайдите в любую аспирантскую и расскажите там про ВАШУ систему координат, потом расскажете об ощущениях...

Комментарий администрации:  
*** Окрашиваю нашествие нацистов в розовые тона ***
Аватар пользователя sv717
sv717(5 лет 2 месяца)(07:57:29 / 06-03-2014)

Да и без того ясно, что аспиранты не "святым духом питаются и ... хотят жить в хороших квартирах, ездить на хороших автомобилях и растить по 4-5 детей". Хотя насчёт детей у Вас явно искажённое мнение о молодых учёных.

А я "систему координат" неких идеальных подвижников науки имел в виду, типа героев НФ-произведений моего детства. Тоже, своего рода, идеал.

Аватар пользователя Кот Баюн
Кот Баюн(4 года 11 месяцев)(09:00:31 / 06-03-2014)

Вы знаете мнение ВСЕХ молодых ученых? Опрос проводили? Данные не покажете?

Аватар пользователя sv717
sv717(5 лет 2 месяца)(11:32:47 / 06-03-2014)

Вы о чём?Перечитайте,что я написал, попытайтесь понять прочитанное.

Аватар пользователя Кот Баюн
Кот Баюн(4 года 11 месяцев)(11:36:22 / 06-03-2014)

Вы написали? "Хотя насчёт детей у Вас явно искажённое мнение о молодых учёных." - Об этом я и задаю вопрос. Если не будет ответа или сообщение не будет отредактировано - бан за неподтвержденную информацию.

Аватар пользователя BERES
BERES(5 лет 11 месяцев)(10:46:24 / 06-03-2014)

Просто ради интереса зайдите в любую аспирантскую и расскажите там про ВАШУ систему координат, потом расскажете об ощущениях...

Что такое аспирантская? В какой конторе такое бывает? Раздевалка - знаю, каптерка - знаю, караульная - знаю, а про аспирантскую (при том что сам выпустил 5-х аспирантов) ну просто в первый раз такой. Вы уверены, что материалом владеете?

Аватар пользователя BERES
BERES(5 лет 11 месяцев)(10:42:06 / 06-03-2014)

Я вот дочку изо всех сил агитирую идти работать учёным в атомную сферу

Напрасно агитируете. Я 40 лет близко соприкасаюсь с этой сферой, лишнюю сотню рентген получил - это гадость. Лучше бы научили её жить своим умом, не держась стены ако слепой. Атомная сфера, это конечно важно, но не перспективно. Нужно на жисть смотреть ширше, а к людям - мягше. Вы удивитесь, но на самом деле вы сейчас сидите на неисчерпаемом (в рамках временного интервала, отведенным человечеству) источнике экологически чистой энергии. Если сообразите, что я имею ввиду, Вам может быть, расхочется агитировать за стереотип.

Аватар пользователя S.I.
S.I.(3 года 10 месяцев)(12:13:34 / 06-03-2014)

Иными словами, вы против не только экспоненциального роста численности населения, но и роста вообще?

Аватар пользователя BERES
BERES(5 лет 11 месяцев)(03:43:13 / 06-03-2014)
Это всё так. Но. Не верю(с). Идея высокотемпературной плазмы слишком некрасивая, чтобы быть осуществимой. Примерно как изготовление ножа из... Гм.... сливочного масла для резки инструментальной стали. В принципе можно исхитриться, но ..... не красиво это. А там впереди еще прорва препятствий, на преодоление коих понадобится не 100, а 200 лет. Обычных энергоресурсов просто не хватит чтобы человечеству дожить до всемирно-исторической победы термояда.
Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(5 лет 3 месяца)(12:04:23 / 06-03-2014)

Сто лет? Да нет, батенька, поболее будет: древнегреческий математик и механик Герон Александрийский в начале нашей эры .

Строго говоря, это - паровая машина. Только в то время рабский труд был дешевле, чем создание таких механизмов, вот и "похерили тему".

Аватар пользователя BERES
BERES(5 лет 11 месяцев)(12:12:19 / 06-03-2014)
Блеснули знаниями? Поздравляю. Только вот не учли, что термин "паровая машина" закрепился исключительно за поршневым механизмом, а Вы привели в пример прототип паровой турбины.
Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(5 лет 3 месяца)(12:17:43 / 06-03-2014)

Вопрос терминологии очень тонок. Паровая машина, это когда движение создается кипящей водой. И вы правы, на рисунке турбина. Тем не менее, попытки использования пара в качестве движущей силы не признать нельзя. А оскорбленный сарказм как то не смотрится.

Аватар пользователя BERES
BERES(5 лет 11 месяцев)(13:12:51 / 06-03-2014)

ладно, поупражняемся дальше. В турбине используется пар, а не кипящая вода. На рисунке не турбина, а реактивный движитель. Может замнем для ясности?

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(5 лет 3 месяца)(13:33:01 / 06-03-2014)

А пар там откуда взялся? Сам собой образовался? Или все таки из воды посредством нагрева? Называйте как хотите: турбиной, реактивным двигателем. Это не меняет сути - привод паровой. И это первая в истории машина, использующая для создания движения пар. Хотите замять - да не вопрос.

Аватар пользователя Vanderhaas
Vanderhaas(3 года 9 месяцев)(04:17:10 / 06-03-2014)

А теоретически доказана возможность получения в земных условиях энергии управляемого ядерного синтеза? Там типа никаких "критических" параметров соблюдаться не должно? Или только глядят на Солнышко и на Кузькину Мать и заключают, что как бы должно. Ведь процесс управления должен описываться какими-то законами. Формулы с уравнениями есть?

Аватар пользователя Кот Баюн
Кот Баюн(4 года 11 месяцев)(09:07:51 / 06-03-2014)

Она уже практически давно показана. Токамаки, например.

Аватар пользователя BERES
BERES(5 лет 11 месяцев)(10:57:29 / 06-03-2014)

Камрада интересует не практика, а теория. И он во многом прав. Теория термояда начала пробуксовывать с самого начала, когда теоретики проглядели очевидный факт, что температура электронов может быть очень высокой, а ионы при этом остаются холодными. И сейчас на каждом новом шаге возникают камни преткновения. Причем способ преодоления всякий раз один - "тех же щей, да погуще влей". Для диссертаций нормально, для попила бабла - ещё лучше, а на подумать уже не остаётся.

Аватар пользователя Кот Баюн
Кот Баюн(4 года 11 месяцев)(11:43:43 / 06-03-2014)

Если сидеть на жопе ровно, и ныть что ничего не получится, то насидишь геморрой и ничего и не получится. Если теория имеет противоречие с практикой, то надо создавать новую теорию. Для этого нужны новые данные. Для этого нужны новые установки.

Аватар пользователя BERES
BERES(5 лет 11 месяцев)(12:08:03 / 06-03-2014)
Нужны новые теории и новые практики. Термояд не взлетит уже. Ему много раз давали шанс. Знаю, как неприятно бросить многолетний труд и начать с нуля. Пять раз был вынужден так поступать. Ни разу не пожалел. Но это я с немногими коллегами. Тут же речь идет о громадной отрасли, тысячах ученых и полудюжине моногородов. Так я и советую бросить всё только один раз :)
Аватар пользователя Кот Баюн
Кот Баюн(4 года 11 месяцев)(12:21:59 / 06-03-2014)

Советовать у нас в стране не запрещено )

Аватар пользователя S.I.
S.I.(3 года 10 месяцев)(12:21:59 / 06-03-2014)

Извините что вмешиваюсь, но т.к.  меня крайне интересует данная тема -  не могу не задать вопрос: какую Вы  видите альтернативу перманентому росту и возможна ли, по Вашему мнению, остановка с сохранением текущего уровня жизни\гражданских свобод\образования широких слоёв населения? 

Аватар пользователя BERES
BERES(5 лет 11 месяцев)(13:04:40 / 06-03-2014)

Уточните. Перманентному росту чего? Населения, жопогреек, знаний? Альтернативы перманентному росту знаний я не хочу видеть, т.к. это перманентная деградация всего остального. Для перманентного роста знаний требуется рост энергопотока на душу населения. Крайний параметр достижим либо путем роста производства энергии, либо путем сокращения населения. Для роста производства энергии опять же нужен опережающий рост знаний. Это замкнутый круг, дурная бесконечность по Марксу. Остаётся единственный путь - сокращение избыточного населения. Украина - полигон.

Аватар пользователя S.I.
S.I.(3 года 10 месяцев)(13:24:06 / 06-03-2014)

Я имел в виду перманентный рост, гм..  разумности цивилизации,  если это можно так назвать. Что касается вашего ответа - он слишком общий,  требуются уточнения:  по какому признаку сокращать население и нет ли в  этом опасности выплеснуть младенца вместе с водой?  Имхо,  Украинцы гораздо достойней жизни (с интеллектуальной точки зрения),  чем подавляющее большинство пендосов,  нигеров, индусов и далее по списку.

  Что Вы думаете о искуственном отборе методом С.Савельева,  стерилизации неполноценных  не прошедьших  аналог теста Тьюринга для разумных?

*Для роста производства энергии опять же нужен опережающий рост знаний

Спорное утверждение, на мой взгляд.   Достаточно  один раз разработать принцип,  а дальше клепать энергоустановки по типовому проекту,  лишь бы было что жечь в топках.  Китай так делает с  угольными энергостанциями,  поэтому не вижу причин почему-бы нам не начать сейчас массово строить энергостанции-наработчики с замкнутым циклом.  238 урана, по грубым прикидкам,  хватит ещё очень надолго, конечно если исключить экспоненциальный рост численности населения. 

 

 

Аватар пользователя Кот Баюн
Кот Баюн(4 года 11 месяцев)(13:43:39 / 06-03-2014)

Мальтузианец detected. Здесь больше ни слова.

Аватар пользователя S.I.
S.I.(3 года 10 месяцев)(13:49:24 / 06-03-2014)

Зря. Он умный человек, а как гласит народная мудрость  -  "лучше с умным потерять, чем с дураком найти". 

Аватар пользователя Кот Баюн
Кот Баюн(4 года 11 месяцев)(14:05:39 / 06-03-2014)

Заведите свою тему и разговаривайте с ним там. В конце статьи стоит предупреждение о модерации. Ветка ушла во флуд.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 7 месяцев)(01:44:42 / 07-03-2014)

выпилили единственного интересного собеседника в теме. Глупо.

Аватар пользователя vadim144
vadim144(6 лет 1 день)(12:45:08 / 06-03-2014)

Насколько я понимаю термоядерные установки будут использовать в двух направлениях.

Первое направление это замыкание топливного цикла обычных реакторов и преобразование разного рода уранов, ториев и других трансурановых элементов с помощью быстрых нейтронов из несъедобных в съедобные для классических реакторов.

Второе направление это чистая энергетика, получение тепла и электричества.

Третье направление это комбинация первых двух.

Просьба сильно не пинать))

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 7 месяцев)(01:58:03 / 07-03-2014)

Из-за того, что до сих пор нет ни первых, ни вторых, ни тем более третьих, и рождаются описанные в статье гибридные схемы. Основной гешефт в них то, что там (теоретически) можно жечь уран238 (которого в природе относительно дофигища) хоть до свинца. Само собой, и основная энергия добывается из урана. А относительно маломощный термояд идет как источник нейтронов. В этом случае отпадает головная боль по поводу обеспечения положительной энергоэффективности термояда.

задумке бы цены не было, если бы взялись за нее лет 40 назад. А сейчас - тупо не успеваем к краху углеводородов, впрочем как и со всей остальной термоядерной и атомной энергетикой. О чем и сказано в статье

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...