Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

Звёздочка моя, солнышко земное (NUC21)

Аватар пользователя Already Yet

Понимание проблем токамакостроения и плазмоудержания у современных обывателей, к сожалению, находится на весьма убогом уровне. Те светлые времена, когда журнал "Наука и Жизнь" выходил тиражом в 3 миллиона экземпляров, уже позади. Сейчас тираж "Науки и Жизни" скатился до жалких 40 000 экземпляров, а сам журнал представляет собой убогую тень своего славного прошлого.

Поэтому я попробую рассказать вам о инженерных проблемах термоядерной энергетики максимально доступно, но в то же время — с сохранением всего объёма технической информации, необходимого для понимания того, во что и где упёрлись учёные, инженеры и строители в деле создания "рукотворного Солнца" на Земле.

Вначале о понятном — о размерах. Вот сравнение (чисто в рамках геометрии установок!) того пути, который уже был пройден и который ещё предстоит пройти термоядерной энергетике:


Блоха в левом нижнем углу рисунка — это первый настоящий токамак Т-3, созданный в СССР и продемонстрировавший миру принципиальную возможность создания электростанции, основанной на магнитном удержании высокотемпературной плазмы для создания термоядерной реакции. Маленькая палочка под трубой большого ITERa, который сейчас строит весь мир — это человек, вот он же в сравнении с токамаком Т-3 на старом архивном фото:



Как видите — наши отцы даже и не представляли, насколько трудная и масштабная задача предстоит им в деле покорения термоядерной энергии.
Причём, если кто-либо думает, что путь прогресса от Т-3 до ITERа — это лишь вопрос нахождения молотка побольше и организации таджиков на заливку бетонного основания токамака — то он глубоко ошибается.
ITER гораздо технологичнее самого последнего и самого большого современного токамака JET во столько же раз, во сколько раз и сам JET технологичнее старого, доброго, "лампового" Т-3.

Надо сказать, что даже ITER ещё будет, несмотря на всю свою технологичность, всего лишь "наскоро сделанным на коленке" прототипом. Конечно, не на коленке, конечно не наскоро, но именно — прототипом. Например, охлаждение первой стенки реактора в нём будет вестись с помощью обычной воды, в то время, как в серийной термоядерной станции DEMO, строительство которой начнут сразу же после постройки и успешного пуска ITERа — первая стенка плазменной камеры будет охлаждаться уже жидким гелием.

И вот тут мы подходим к одному интересному моменту, который часто не осознаётся многими людьми, которые слушали о термоядерной энергии только в рамках школьного курса физики.
Поясню, в чём состоит тонкий момент термоядерной реакции, которую сейчас хотят запустить в реакторе ITER.

Как вы помните, напрямую повторить реакции по слиянию ядер протия, которые идут в недрах нашего Солнца или же сложный CNO-цикл, который тоже понемногу превращает "лёгкий" водород в гелий, в земных условиях невозможно. Просто потому, что размеры реактора для таких циклов и реакций необходимы просто безумные — речь идёт о том, что термоядерные реакции на лёгком водороде нуждаются в реакторе размером с наше Солнце.


CNO-цикл, который тоже греет наше Солнце, вместе с вездесущим протием.


Вообще же. если мы начнём искать варианты минимальных условий для создания самоподдерживающейся  ядерной реакции на лёгких элементах (так, чтобы ничего не строить), то мы упрёмся в такие необычные объекты, как коричневые карлики.
"Коричневый карлик" — это звездоподобный объект, размеры которого будут сравнимы с размерами нашего Юпитера, но масса будет уже в 10-30 раз больше, что уже позволят ненадолго зажечь в своих недрах эрзац-реакцию на лёгких элементах.


Сравнение Солнца, красного карлика, коричневого карлика, Юпитера и Земли.

Как видите, по размеру небольшой коричневый карлик ненамного больше Юпитера. Основное его отличие — это плотность и масса. Масса коричневого карлика создаёт более сильное гравитационное поле, поле сжимает карлик, плотность и температура внутри него растут и, вуаля — начинается термоядерная реакция.

Если красные карлики — это всё ещё полноценные звёзды (правда и маленькие), то коричневые карлики — это что-то среднее между планетами типа Юпитера и настоящими светилами. Из-за своей наружной температуры около 1200 К (900 °C) коричневые карлики светятся тёмно-вишнёвым светом. Самые яркие и самые массивные из них могут даже разгореться до тёмно-красного свечения, набрав на пике своей "мощности" температуру до 3000 К (около 2700 °C).

Отличны от настоящих звёзд главной последовательности и реакции, которые идут в коричневых карликах.
В нашем Солнце реакции "протий+протий" и CNO-цикл вносят где-то по 60 и 40% в общее энерговыделение нашего светила. Но проблема в том, что реакция "протий+протий" стартует в звёздах где-то от температуры в 4 млн. К, а CNO-цикл — и при того более высоких температурах — при 12 млн. К.


При температурах же, характерных для коричневых карликов, ни реакцию "протий-протий" ни тем более, CNO-цикл — не зажечь. Совершенно же невозможно для коричневого карлика зажечь и реакцию синтеза углерода из ядер гелия-4, которую предстоит пройти и нашему Солнцу где-то через 3,5 млрд. лет, в момент превращения его в красный гигант. Для реакции синтеза гелия в углерод надо поднять температуру внутри звезды "всего лишь" до 100 миллионов градусов Кельвина, чем даже наше Солнце пока, к счастью, похвастаться не может.

Что же жгут в своих недрах коричневые карлики? Ведь их уже нашли больше трёх десятков (в основном, по понятным причинам —  у ближайших к нам звёзд), а жечь протий или что-то другое у себя в недрах они не могут.
Для того, чтобы понять, что жгут коричневые карлики, посмотрим на несколько диаграмм. Первая — это энергия связи ядер различных химических элементов в расчёте на один нуклон — нейтрон или протон:



График начинается с ядра дейтерия, нелёгкое образование которого из протия мы рассмотрели в прошлом материале. Сам протий — ядро 1H или одиночный протон. на этом графике не показан по понятной причине — энергия связи одиночного протона по определению равна нулю.

Энергия связи дейтрона уже составляет около 1 МэВ на нуклон. Однако, уже для следующего химического — гелия энергия связи в расчёте на один нуклон резко возрастает до 7,03 МэВ на один нуклон. Такая энергия связи характерна для "магической частицы" всей ядерной физики — ядра гелия-4 или 4He, часто называемого ещё и альфа-частицей (α-частица).
Альфа-частица — это сверхустойчивый ядерный организм. Как я уже сказал, превращаться во что-либо иное она согласна только при температурах более 100 млн. градусов, в недрах достаточно массивных звёзд. Кроме того, альфа-частица — это постоянный спутник многих радиоактивных распадов тяжёлых ядер.
Почему? Это тоже очень легко наблюдать на графике. Энергия связи атома урана, например, составляет всего 7,6 МэВ на один нуклон. Разница между энергией связи нуклонов в уране и в альфа-частице — всего около 0,57 МэВ. Рано или поздно ядро урана не выдерживает ужасов социалистического общежития и скученности 238 нуклонов на ограниченной жилплощади — и выталкивает из себя альфа-частицу. Альфа-частица, со своим "блэкджеком и поэтессами", успешно улетает, ну а 238U превращается в... 234U. В то же самое социалистическое общежитие, но уже — с 234 жителями. Подробности, если что, тут.

Исходя из такой мощной энергии связи альфа-частицы мы уже можем по-настоящему понять график распространённости химических элементов во Вселенной:





Как видите, "магистральное шоссе" синтеза ядер у нас чёткое и однозначное.
Водород горит в гелий, гелий горит в углерод и кислород, кислород и углерод горят в кремний, а кремний горит в железо.
Железо — это термоядерные угли, которые уже не могут гореть сами по себе, поскольку имеют максимально возможную для ядер энергию связи.
Практически все элементы группы железа и всё тяжелее этого химического элемента попадает во внешний мир только при взрывах сверхновых звёзд.
Если это вас утешит — то каждый атом углерода, кислорода или азота в вашем теле — уже как минимум один раз побывал в звезде. ну а вся Земля, в целом — это звёздный пепел. По большей части, конечно.

И в этом звёздном пепле можно всё-таки отыскать немного недогоревших головешек. Именно эти головешки и жгут коричневые карлики и собираются поджечь хитрые учёные.
Это атомы, которые притаились в первой части таблицы, но которые имеют энергию связи меньшую, чем наша магическая альфа-частица.
Вот, поимённо, весь этот список: дейтерий и тритий (это у нас изотопы водорода), литий, бериллий, бор.

Всё.

Всего пять головешек оставила нам природа для того, чтобы поджигать наш земной костёр из лёгких ядер. Причём это именно что "огарки" — по сравнению с лёгким водородом — протием этих элементов и изотопов у нас до обидного мало.
Но людишки бы не были Homo Sapiens, если бы не нашли интересный выход из сложившейся ситуации с недостатком свинца в организме врага лёгких ядер в составе Земли.

Энергия связи ядра протия, как мы помним, равна нулю. При встрече двух протонов должно произойти невероятное событие: один из протонов должен виртуально превратиться в нейтрон (за счёт слабого взаимодействия) и тут же образовать устойчивое ядро дейтерия — дейтрон, энергия связи в котором чуть больше, чем разница в массах протона и нейтрона.
То есть, конечно, окончательное состояние двух протонов в ядре дейтрона более энергетически выгодное, но вот в начале вопрос того, кто будет сверху превратится в нейтрон, отнюдь не столь очевидно.

А что будет, если протону подсунуть под нос уже готовый нейтрон?



Да, всё будет так, как показали в "Матрице". Любой протон, который окажется достаточно близко с тепловым (то есть — медленно идущим) нейтроном, тут же быстро захватит его под руку и образует супружескую пару устойчивое ядро дейтрона.
Ну а дейтрон, в принципе, может захватить и ещё один нейтрон и образовать ядро трития.
Тут, конечно, аналогии с людьми можно смело заканчивать — поскольку хоть тритий и неустойчивое ядро, но распадается по β-распаду в 3He, тот самый гелий-3, который надо копать на Луне.

В общем, был бы у нас годный источник тепловых нейтронов — а уже задача наработки термоядерного горючего из обычной воды для нас стоять не будет в принципе. Хочешь дейтерий получай, хочешь — тритий, а хочешь — подожди и гелий-3 получишь.

Что же у нас является самым мощным источником тепловых нейтронов, который был создан человечеством? Да он же, любимый, и является. Ядерный реактор на распаде тяжёлых ядер — урана, тория и плутония. На каждое деление — по два-три нейтрона, плюс ещё немножко — от осколков деления.

Значит, на каждый атом урана можно легко получить атом дейтерия. Просто из воды охлаждающей водяной рубашки первого контура. В которой у нас будет "коктейль" из дейтерия. трития и гелия-3. Доставку термоядерного топлива заказывали?

С топливом разобрались? А теперь ответим на прозвучавший в начале статьи вопрос. А зачем охлаждают переднюю стенку камеры токамака? Как же учёные собираются забрать тепло от плазменного шнура в реакторе ITER?

А никак. Не будут снимать тепло прямо со шнура — не для этого с таким трудом и с такими мучениями грели плазму. Не для тебе ця квітка розцвіла.

Энергию будут снимать с нейтронов. Которые в изобилии будет давать термоядерная реакция синтеза дейтерия и трития в гелий, которую и хотят запустить в термоядерном реакторе. Вот она:



Ещё раз, что важно. Энергия при реакции синтеза не выделяется просто так. Часть энергии остаётся в плазме в виде заряженной частицы гелия-4, а часть энергии неизбежно покидает плазму в виде быстрого нейтрона. Нейтрон — частица незаряженная, девушка вольная и улетает со своим "приданным" куда импульс велит.
А приданного — почти что 80% от всего выхода термоядерной реакции. Только 3,5 МэВ энергии от реакции синтеза остаётся в плазме, а 14,1 МэВ улетает куда подальше в виде высокоэнергетического нейтрона, которому это ваше магнитное поле — что слону дробина.

14,1 МэВ — это много или мало?
Это не просто много — это супермного. Такими высокоэнергетическими частицами можно делать всё, что угодно. Например, дробить неделимый торий, который слабенькими нейтронами распада делиться не хочет в принципе. Или — получать из урана плутоний. Или — делить упрямый 238U, который, как и торий, делится нейтронами от распада 235U очень неохотно.
Ну или, опять-таки, окружить токамак за первой, тонкой и охлаждаемой стенкой вакуумной камеры с плазмой, которая для нейтронов всё равно, что бумага, снова-таки водяной рубашкой.

Из протиевой воды, которой у нас — целые океаны по всей Земле. И снова, за счёт нейтронов синтеза, нарабатывать из протия дейтерий, тритий и гелий-3.
Короче, если кто смотрел "Обливион" с Томом Крузом, то мегакипятильники, которые "воровали" с Земли дейтерий и которые Круз смело и героически охранял — это бред:



Скрипач Кипятильник не нужен.
Если у тебя есть термоядерный реактор на реакции D+T, то ты наработаешь себе и немножко трития и "трошечки, тiльки для себе" дейтерия на будущее. И плутония. И тория. И урана. Да и вообще — всю таблицу Менделеева.

Философский камень заказывали?
Да, я тут нашёл... В головешках от термоядерного пожара последней сверхновой.

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя maxvlad
maxvlad(5 лет 11 месяцев)(14:36:24 / 10-06-2013)

Т.е. всё-таки именно источник нейтронов? И МОХ для ВВЭРов нарабатывать, из тория?

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(14:41:14 / 10-06-2013)

Не только МОХ. Под действием нейтронов термоядерной реакции бланкет с торием и ураном-238 просто будет "светиться" реакциями деления этих ядер. 14,1 МэВ разносят торий-232, как капля никотина - хомячка.

Я ж говорю - там плюшки сыпятся тоннами, пока гелий-3 загорится, и на D+T ещё полетать можно.

Аватар пользователя maxvlad
maxvlad(5 лет 11 месяцев)(15:28:31 / 10-06-2013)

ИМХО, но получается, что надо будет готовыми ТВЭЛами с МОХом "звёздочку" обкладывать. Следить за тем, как слиток тория трансмутирует в слиток плутония и прикидывать, при каком соотношении у него критическая масса может возникнуть - не уверен, что очередь из желающих выстроится. И до чего же стрёмная радиохимия у всех этих процессов будет....

Аватар пользователя Zviri
Zviri(5 лет 9 месяцев)(14:39:06 / 10-06-2013)

я видел этот псто без коментов!

Аватар пользователя Читаювсё

везёт же !

я тоже, как и несколько десятков других опусов автора )))

Аватар пользователя IgorT
IgorT(5 лет 11 месяцев)(14:43:11 / 10-06-2013)

Отлично все разложил по полочкам. То есть для "философского камня" вкладываются миллиарды резаных денег? чтоб получить физическую прибыль? Это реально может быть технологично?

чего то раскидался вопросами)

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(14:51:18 / 10-06-2013)

По ядерной физике всё обстоит именно так. Левая рука (лёгкие ядра) моет правую руку (тяжёлые ядра) - и наоборот.

В реальности же, конечно, это сверхсложный агрегат. Например, токамак JET сейчас обслуживают уже только манипуляторами - поскольку конструкция токамака уже "нахваталась" термоядерных нейтронов по самое "не могу". и теперь фонит не хуже отработавших ТВЭЛов.

Аватар пользователя Zviri
Zviri(5 лет 9 месяцев)(14:55:54 / 10-06-2013)

Ну. так все таки получается, что термоядерные электростанции не будут чистыми. Нужно будет возиться с торием, ураном и т.д, которые будут ловить эти сверхвисокоэнергетические нейтроны. Так как водой и вообще легкими поглощателями нейтронов сложно уловить такие сверхбыстрые нейтроны

сечения - на 5 порядков ниже чем в урана на этих энергиях

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(15:00:38 / 10-06-2013)

Конечно, не свинцом же термодерный тор обкладывать. Лучше уж обложить торием и ураном и делить их "забесплатно".

Впрочем, эта первая часть - про D+T. С гелием-3 ситуация повеселее, но у него и критерий Лоусона раз в 100 выше.

Аватар пользователя ata
ata(5 лет 11 месяцев)(16:02:25 / 10-06-2013)

Так, на заметку: интересный рассказ про проблемы американцев, французов и японцев с парогенераторами. Вывод: делать разучились.

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(16:16:54 / 10-06-2013)

Да прибили уже болезную Сан-Онофре, прибили...

А какая станция была. Сколько нам лулзов доставила.

Я несу возмездие во имя Луны!

Аватар пользователя ata
ata(5 лет 11 месяцев)(16:34:08 / 10-06-2013)

Я так понял, веселье только начинается - вертикальные ПГ-то много где стоят. 

Аватар пользователя hostas
hostas(6 лет 6 дней)(17:12:18 / 10-06-2013)

Т.е. с реактором всё хорошо ? Только в парогенераторе беда ? 

В машине пепельница забилась, пора менять машину ?

Аватар пользователя woddy
woddy(4 года 11 месяцев)(21:20:18 / 10-06-2013)

Аэс это и есть большой кипятильник. сравнение некорректно

Аватар пользователя tokomak
tokomak(6 лет 6 дней)(16:39:18 / 10-06-2013)

Если это пойдёт в книгу, а редактор проспит, то стоит поменять сразу:

"и образует супружескую пару устойчивое ядро дейтрона."

на нечто такое:

"и образует супружескую пару устойчивое ядро дейтерия, т.е. дейтрон."

или на что-то похожее...

Аватар пользователя trader
trader(5 лет 2 месяца)(16:57:25 / 10-06-2013)

Энергия при реакции синтеза не выделяется просто так. Часть энергии остаётся в плазме в виде заряженной частицы гелия-4, а часть энергии неизбежно покидает плазму в виде быстрого нейтрона.

А ту часть энергии, которая остается в плазме в виде заряженной частицы гелия-4, мы как-то можем использовать? Меня просто мучает сфероконный вопрос, как мы будем получать энергию, когда уран и торий на Земле кончатся и бомбить быстрыми нейтронами будет нечего?


Извините за ламерский вопрос :)


Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(17:12:47 / 10-06-2013)

Ею, в общем-то, можно спокойно греть плазму. На этом и основана идея самоподдерживающегося горения.

Энергию надо будет снимать с нейтронов, в этом-то и состоит и огромный минус, и возможный громадный плюс реакции D+T. А пока не зажгли гелий-3 - выбора особого-то и нет.

Но можно, конечно, просто тупиковать нейтроны в свинец и в бетон. Но это - жутко неумно.

Аватар пользователя hostas
hostas(6 лет 6 дней)(17:10:23 / 10-06-2013)

Всё разжевано донельзя, но основного я не понял. Тупой, да.

Сначала грели кастрюлю дровами, потом углём, потом бензином/керосином, потом ураном.

Здесь, я так понял, кастрюли нет вообще ? А как мощность то снимать ?

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(17:14:41 / 10-06-2013)

Почему кастюли нет? И нейтроны, и всё, что летит во все стороны из ториево-уранового бланкета, вполне себе разогревает окружающую оболочку. В ней и будет циркулировать охлаждающая вода первого контура. А её уже можно запускать в парогенераторы.

Аватар пользователя hostas
hostas(6 лет 6 дней)(17:18:37 / 10-06-2013)

Эх, а я то подумал что уже без посредника-кастрюли обошлись. Ан нет, всё греем..

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(17:22:44 / 10-06-2013)

Без кастрюли только гелий-3 работать может, там все продукты реакции заряженные получаются. А тут 80% энергии с нейтроном улетает, который иначе, как в тепло, ни во что и не превратишь.

Аватар пользователя trader
trader(5 лет 2 месяца)(17:25:25 / 10-06-2013)

Я тоже тупой. Как без кастрюли (парогенераторов) с помощью гелия-3 получить электричество?

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(17:29:45 / 10-06-2013)
Аватар пользователя Zviri
Zviri(5 лет 9 месяцев)(20:37:44 / 10-06-2013)

незнайка. антипод америки в индийском океане.

Аватар пользователя tokomak
tokomak(6 лет 6 дней)(22:39:42 / 10-06-2013)

Из зоны реакции будут вылетать только заряженные частицы (протоны)... А, как вам известно, из школьного курса физики - движение заряженных частиц - это не что иное, как электрический ток!

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(22:44:44 / 10-06-2013)

Электроны тоже будут вылетать. Плазма-то нейтральная в своей массе...

Аватар пользователя tokomak
tokomak(6 лет 6 дней)(22:54:10 / 10-06-2013)

Конечно... просто я решил написать как можно проще - что б товарищЪ понял ;) а то лунный язык - не все знают.

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(4 года 6 месяцев)(17:26:07 / 11-06-2013)

Да, жаль только, что мы ещё не научились загонять электроны табунами в провода, беда.

Аватар пользователя tokomak
tokomak(6 лет 6 дней)(18:36:28 / 11-06-2013)

Но из этого мы можем получать поля электрические...

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(4 года 6 месяцев)(19:14:34 / 11-06-2013)

Статика? Ионисторы тоже имеют бооольшие недостатки. Или мы уже научились быстрые нейтроны напрямую преобразовывать в электроны? Насколько я знаю - это частицы из совершенно разных ветвей классификации.  ;)

Аватар пользователя Виктор П
Виктор П(5 лет 3 недели)(19:54:13 / 10-06-2013)

"Волшебный конь, запряженный в старую дедовскую телегу..."(с)

Аватар пользователя korsunenko
korsunenko(6 лет 6 дней)(17:33:36 / 10-06-2013)

.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 7 месяцев)(19:13:01 / 10-06-2013)

Грустные вы вещи нам сегодня рассказали. Чеоловечество еще не придумало что делать с грязным атомом, а тут архигрязный токомак на горизонте замаячил. Похоже, обещание чистых реакторов никогда не сбудется.

Тем не менее за статью, - как всегда огромное спасибо.

PS И давно хотел спросить, - чем вызван рост физических размеров установок?

Аватар пользователя Zviri
Zviri(5 лет 9 месяцев)(20:45:36 / 10-06-2013)

Нужно магнитное поле более высокой напряженности. Оно получается от больших электромагнитов

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 7 месяцев)(21:05:37 / 10-06-2013)

Хм. У эл.магнита от увеличения размеров зависит его мощность, а не напряженность поля. Или я чегото недопонимаю? 

Аватар пользователя Zviri
Zviri(5 лет 9 месяцев)(14:48:59 / 11-06-2013)

напряженность зависит от тока наверное. Для больших токов нужны потолще провода, иначе поплавлятся)

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 7 месяцев)(16:16:30 / 11-06-2013)

>напряженность зависит от тока наверное. Для больших токов нужны потолще провода, иначе поплавлятся

Не не срастается. Магнит индукция зависит от ампер-витков. Насчет толщины, - ладно, забудем на минуту про то что там сверхпроводящие обмотки под жидким гелием. По любому выгоденее в малый объем запихивать больше энергии. Чтобы кочегарить такую кастрюлю как ITER, нужны веские основания. 

Я на самом деле к тому веду, что если такой рост размеров неизбежен, то промышленный реактор будет еще в несколько раз больше. А если так, то сколько он будет стоить, сколько будет стоить энергия полученная от него, сколько стран на планете смогут позволить себе такое счастье? 

Выходит как с атомными станциями. Простейшее (в теории) устройство - кастрюля с ураном и стержнями, вырождается в сложнейшее сооружение. (даже не машину, а именно - сооружение)

Аватар пользователя Андрей Гаврилов

во-первых, у нас не было пороха, нужны не токамаки, бо на них низкое значение бета не позволит анейтронные реакции жечь. Вообще. Что там во-вторых, сильно зависит от того, что будет "во-первых".

Товарици из Новосибирска, вон, вообще предлагают способ не то, что D+He3, а вообще p+B11 жечь без тормозного, причем, излучения (АЦЛ-реактор, Волосов сотоварищи); там даже не термояд получается (немаксвеловское распределение ибо (потому и не "термо"); это и позволит от тормозного избавится (1-3% останется)), а то, что они назвали "резонансный синтез". Никаких мегатребований к магнитному полю, что характерно, там нет. Даже какие-то части схемы на эксперементальной установке (ПСП-2) опробовали. Это все, конечно, пока еще не сильно далеко вышло за рамки "многообещающая концепция", но тут таки ключевое слово "много".

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(22:53:04 / 10-06-2013)

Я вообще ещё про токамаки не писал. Чесслово, просто надо отдать им должное - слишком многое получено именно ими.

Тут вообще больше про всякие изотопы, атомы... а где их жечь - уже вопрос второй.

И про гелий-3 ещё будет, и про литий, и про бор.

Тут было только сказано: Головешки - это дейтерий и тритий, литий, бериллий, бор.

Ну и гелий-3, который у нас хоть завтра все готовы лопатами на Луне копать.

Аватар пользователя Химик
Химик(5 лет 7 месяцев)(23:15:20 / 10-06-2013)

Вряд ли гелий 3 с луны получится таскать.

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(23:45:30 / 10-06-2013)

И об этом мы тоже напишем...

Аватар пользователя Nordicx86
Nordicx86(5 лет 11 месяцев)(14:28:27 / 11-06-2013)

одного понять не могу  в каком виде  гелий-3 на  луне? 

Те  как он связан? счем? процентное  содержание в этой "руде"?

Те  я конечно примерно понимаю что он просто "забит" в реголит, но тогда его процентные содержания мизерны....

Если разобратся получается что он будет на глубине проникновения Альфа частицы те не  более 30 см и получаются  гигансткие  электромагнитные разделители изотопов  плюс  харвестеры  которые ползают и собирают реголит.... те  для запуска производства на Луну придется только невоспроизводимых в тамошних условиях грузов  доставить сотни тысяч тонн...

Комментарий администрации:  
*** Криптобес ***
Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(19:02:54 / 11-06-2013)

Добыче гелия-3 на Луне - очень непростое занятие. Лучше уже добывать его в атмосфере Урана.

Аватар пользователя Химик
Химик(5 лет 7 месяцев)(22:06:59 / 11-06-2013)

Оно не то что не простое, оно не рентабельно при любых раскладах.

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(23:07:10 / 11-06-2013)

Принципиально - да. Просто нет смысла, потому что:

или, на худой конец

а потом можно и

То есть - наработать гелий-3 в реакциях на монотопливе можно гораздо проще.

Аватар пользователя Андрей Гаврилов

<del дубль>

Аватар пользователя Андрей Гаврилов

Это не верно. См, например http://en.wikipedia.org/wiki/Self-replicating_machine#Advanced_Automation_for_Space_Missions

Аватар пользователя RocK
RocK(5 лет 1 месяц)(14:56:19 / 11-06-2013)

Дополню своего "друга".
http://www.ict.nsc.ru/jct/getfile.php?id=634
Вот эти ребята. Справедливости для: p + B11 много кто собирается зажечь. Одну из ссылок я приводил ранее. И да - высокие показатели по бете группы достигают.
Асимметричная центробежная ловушка - штука интересная. По ней то же можно сделать обзор, раз уж по ИТЭР-у был.

Аватар пользователя Андрей Гаврилов

если уж давать ссылки, то хоть путние: http://vant.iterru.ru/vant_2008_1/4.pdf,  www.inp.nsk.su/news/seminars/2010_227_ACTreactor.ppt

Аватар пользователя Андрей Гаврилов

>Я вообще ещё про токамаки не писал. 


- справедливо. Хотя в уже написанных статьях чувствуется какое-то, <не могу подобрать эпитет> отношение к ним. Я искренне надеюсь/верю, что человечество (не как субъект, а как множество субъектов) таки умнее будут, и допилят одну или несколько их весьма многообещающих альтернатив изрядно раньше просветов в токамаковском будущем.


> Чесслово, просто надо отдать им должное - слишком многое получено именно ими.


- с целью отдать должное истории - да, конечно. Согласен, надо. Получили бы то же самое к этому времени, если б иначе организовали фронт работ и на других направлениях? Безусловно (привет хотя бы от ливерморских ОЛ в подтверждение). Точнее, скорей всего уже реактор готовый, журчал бы где-нибудь, а то и тысячи. 

Они (токомаки) оказались тем, на чем получили те самые "результаты" потому, что туда все ломанулись. Самоподдерживающийся процесс - больше народу ломануломь, больше результатов, больше результатов, больше ломятся.

Да, туда все ломанулись после хороших результатов [привет советскомму токамаку Т-3]  (и от первого разочарования (маленький Q) в "тех" открытых ловушках (ну, и никто не додумался до более хороших запираний), и способов нагрева, на тот момент способного соперничать с омическим нагревом токамаков не было).  Но по сути это направление - ловушка, обманка, тупик. Туда ломанулись, да, но при этом по сути "бросили" остальные направления. А за хорошими результатами "на старте" у токамаков никакущие результаты в нужной области - эта конфигурация по сути своей продуцирует/педалирует развитие неустойчивостей. Так что это свисток для пара такой получился.  Очень удобный в этом смысле (в смысле свистка для пара) - неустойчивостей хоть попой ешь (спасибо, конфигурация), чем дальше в лес, тем толще партизаны; и цена у установок растет по кубу в зависимости от параметров установки. И бросить жалко, и тащить все тяжелее, и, главное, дотащить практически невозможно.

Правда очень жаль, что история по-другому не повернула. Даже в такой последовательности открытий, достаточно было бы политической воли, другой организации для изрядно других исходов. Чтоб не быть голословным - вспоминаем судьбу MFTF-B.

Аватар пользователя tokomak
tokomak(6 лет 6 дней)(23:03:17 / 10-06-2013)

Токамак можно окружить такими изотопно однородными материалами, что наведённой от нейтронного потока радиации совершенно не будет. А нейтроны всю свою энергию спакойненько отдадут этим материалам уже в виде тепла... И всё будет чисто при чисто... ибо нейтрон со временем превращается неизбежно в протон.

Но, как вы должны понимать - просто так дать нейтрону (быстро двигающемуся) превратится в протон - это преступление... Тут даже вами любимый Острецов подтвердит - что нейтроном нужно, например, облучить торий и получить ещё кусочек энергии...

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 7 месяцев)(23:29:38 / 10-06-2013)

Не люблю я этих всяких нейтронных мегапотоков. Не наш это метод. Ибо наступание на вчерашние грабли, - сначала раскочегарить шайтан машину, а потом прятать её, чтобы не чадила на весь свет.

Эх! Идеальный реактор, должен быть не сложнее садового ведра из которого торчат два провода. 

А Алреди такую мечту обламывает. 

Аватар пользователя tokomak
tokomak(6 лет 6 дней)(23:37:01 / 10-06-2013)

Что поделать, он реалист...

Аватар пользователя Слон
Слон(5 лет 2 недели)(08:01:08 / 11-06-2013)

Идеальный реактор - это Солнце.  И жители тропиков вовсю им пользуются. Греют пузо, лёжа под пальмой.  А наших предков людоеды загнали  в Сибирь.   Пора призвать молодёжь возвращаться туда, где можно прожить без нефти и токамаков.

Комментарий администрации:  
*** Альтернативно адекватен ***
Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 7 месяцев)(10:10:31 / 11-06-2013)

Допустим. А что делать с жителями этих территорий?

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(13:05:41 / 11-06-2013)

Судя по постоянным комментариям "Слона" в моих постах, пока у него чёткого понимания данного вопроса нет.

То, есть, конечно, трактор он уже приготовил, но вот процесс переезда у него пока больше сугубо теоретического плана.

"Фигня, по дороге разберёмся!"

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 7 месяцев)(15:54:59 / 11-06-2013)

:-))) И BFG-9000 для зачистки территории от дикарей.

Аватар пользователя Omni
Omni(5 лет 3 месяца)(10:17:44 / 11-06-2013)

Без нефти и токамаков даже там сможет прожить около 150 000, готов самоустранится для горки избранной молодёжи, а геноцидчик?

Аватар пользователя Nordicx86
Nordicx86(5 лет 11 месяцев)(14:32:55 / 11-06-2013)

кусок  плутония и термопары... Таблетка диоксида плутония-238 ссаморазогрев  до температуры в 340-420 граусов  тепловая мощность примерно 1,2-1,8- кВт

 


Комментарий администрации:  
*** Криптобес ***
Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 7 месяцев)(16:25:09 / 11-06-2013)

Здорово! Жаль что в открытой продаже такого нет за умеренные деньги :-).

Уж теплосьем бы я ей и вручную прикрутил бы.

А какой размер "таблетки"? И насколько сильно "фонит"?

Аватар пользователя Nordicx86
Nordicx86(5 лет 11 месяцев)(16:59:09 / 11-06-2013)

не в курсе но там одна проблем плутонийдолжен быть довольно чистым....

 

Комментарий администрации:  
*** Криптобес ***
Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 7 месяцев)(17:45:13 / 11-06-2013)

А на фотке болванка довольно грязная.... Ну ни чо, я ее бархоткой подчищу. ;-)

Эх! Сколько еще разных ништяков недоступно моим шаловливым ручкам, аж дух захватывает...

Аватар пользователя Русский ДухЪ

Статья интересная, но в начале пассаж доставляет:

> Понимание проблем токамакостроения и плазмоудержания у современных обывателей, к сожалению, находится на весьма убогом уровне.

Только у современных? У наших предков понимание токомаков было глубже? ))) Живо представил себе, как мой дед после 12-ти часов в сталилитейном цехе разбирается с токомаком ))) 

> Те светлые времена, когда журнал "Наука и Жизнь" выходил тиражом в 3 миллиона экземпляров, уже позади. Сейчас тираж "Науки и Жизни" скатился до жалких 40 000 экземпляров, а сам журнал представляет собой убогую тень своего славного прошлого.

Дружище, у меня на 64Гб Айпада половина библиотеки им. Ленина :)))) Нахрена мне мукулатура в 3-х миллионном экземпляре? Любой интересующийся может залезть в инет и скачать себе все выпуски, начиная с ххх-го года )) Хотя зачем это нужно, если на хибите, хабре, экспоненте и пр. можно найти гораздо более детальные обсуждения на тему всевозможных хайтеков.

У вас интересные статьи и видно, что вы умный человек, но этот гон на современное поколение уже достал. Изменились времена и источники информации стали электронными, только и всего. А если даже человек, вместо токомаков интересуется электроникой, вышиванием крестиком, или просто качает мускулы -- это его сугубо личное дело.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 7 месяцев)(19:57:33 / 10-06-2013)

Бедняга. Несмотря на айфон (а скорее благодаря ему) ты не понял о чем говорил автор. 

Аватар пользователя Русский ДухЪ

Срезал?

Аватар пользователя Андрей Гаврилов

не поймет, можно и не стараться.

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(4 года 6 месяцев)(17:42:29 / 11-06-2013)

Айфон. Понятно. Неоперабелен.

Аватар пользователя nictrace
nictrace(5 лет 10 месяцев)(20:48:39 / 10-06-2013)

айпад и хабра - покруче академического образования! ;)

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(4 года 6 месяцев)(17:47:04 / 11-06-2013)

А то-ж! Айфон через iCloud с помощью Siri посредством iTunes волшебным образом конвертирует диплом Мухозадрищенской сельхозакадемии в Гарвардский. Заграница нам поможет!!! Really, It'll help us!!! I Guarantee This! :)

Аватар пользователя Nordicx86
Nordicx86(5 лет 11 месяцев)(14:40:03 / 11-06-2013)

процент ВАМИ прочитанного из раздела ядерная физика в вашей копии библиотеки Ленина

процент понятого?

 

Комментарий администрации:  
*** Криптобес ***
Аватар пользователя damadiluma
damadiluma(5 лет 11 месяцев)(21:26:12 / 10-06-2013)

А учебники для школы согласитесь написАть?

Аватар пользователя Слон
Слон(5 лет 2 недели)(08:06:01 / 11-06-2013)

 

Ну хорошо, несколько штук таких реакторов, допустим, удастся построить.  Но хватит ли этого на отопление России после прекращения добычи нефти и газа?  И будет ли существовать строительная индустрия в случае отсутствия углеводородов?

Кстати, сколько лет, по-вашему, осталось существовать нашей стране до момента прекращения добычи нефти? Успеет ли появиться хоть один термоядерный реактор?

Только ответьте по-честному.  А я больше комментировать ваши статьи не буду, можно не банить, как вы раньше делали, когда я задавал неудобный вопрос.

 

 

 

Комментарий администрации:  
*** Альтернативно адекватен ***
Аватар пользователя maxvlad
maxvlad(5 лет 11 месяцев)(11:33:15 / 11-06-2013)

Насколько я понял из предыдущих статей, тория, уже добытого и готового к использованию, в нашей стране чуть больше,чем дохрена. Подобным реактором этот самый торий можно трансмутировать в типовой МОХ-топливо, которое уже можно использовать в типовых реакторах. Каковые реакторы РосАтом клепает если не как пирожки сейчас, то явно к этому стремится.

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(12:59:06 / 11-06-2013)

Хуже. Торий под действием таких высокоэнергетических нейтронов просто распадётся на осколки деления, подобно урану-235.

Не надо никакого МОХ-топлива, достаточно ториевого. В том-то и состоит весь цимус химерного реактора. Скрипач (МОХ-топливо) не нужен. Можно работать на чистом тории-232 или уране-238.

В общем - мечта Острецова об ускорителе, только в разумном исполнении - с "бесплатными" нейтронами.

Аватар пользователя maxvlad
maxvlad(5 лет 11 месяцев)(13:14:15 / 11-06-2013)

Ну, реактор тут... своеобразный больно. По мне, так его в качестве бридера юзать - самое оно было бы. Но, конечно, получившиеся ТВЭЛы в руках уже не подержишь.

А про химерный реактор - вроде ж был где-то здесь  бурное обсуждение. Термоядерный запал, бублик с торием в качестве корпуса - типа, один здоровенный ТВЭЛ получается - только и забот, как им теплоноситель более эффективно нагреть.

Аватар пользователя Zviri
Zviri(5 лет 9 месяцев)(14:54:04 / 11-06-2013)

ну. подкритическая сборка. в нас вроде такой где-то возле Харькова строят - что-то там облучается нейтронами и оно разпадается выделяя энергию. или нет? 

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(13:07:43 / 11-06-2013)

"Момент прекращения добычи нефти" не наступит и через 100 лет.

А вот экспорт прекратится быстрее - и мы это уже несколько раз с вами разбирали. Но страна от этого не умрёт и даже кашлять будет не сильно. Разбирать это в 10001 раз я не буду, извините, всё уже сказал.

Аватар пользователя Herz
Herz(5 лет 1 месяц)(09:29:12 / 11-06-2013)

Размеры ITER, даже не DEMO-реактора!, просто чудовищные.
Жидкий гелий, которого вовсе не дофига, радиоактивные изотопы в оболочке... ацкая машина
Ни о какой массовости не может быть и речи. Но игрушка интересная.

Аватар пользователя aleksit76
aleksit76(5 лет 10 месяцев)(16:15:20 / 11-06-2013)

Угу. А вот интересно было бы услышать мнение Уатта про ВВЭР-1000. Наверное тоже бы что-то такое сказал. :)

Аватар пользователя urk
urk(5 лет 3 месяца)(10:19:45 / 11-06-2013)

Хорошая статья!

Одно маленькое замечание: после испускания альфы из Урана-238 получается Торий-234. 

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(12:59:47 / 11-06-2013)

А потом, через две очень быстрых беты - уран-234. Там же ссылка на ряды есть. ;)

Аватар пользователя urk
urk(5 лет 3 месяца)(13:05:27 / 11-06-2013)

Согласен ;-)) Если 3 точки за 2 беты принять, то все хорошо - просто при быстром прочтении: Уран - альфа распад = Уран - прочиталось странно.  

Аватар пользователя nictrace
nictrace(5 лет 10 месяцев)(18:02:13 / 11-06-2013)

а из свинца парочку альфы с протоном - будет золото! :)

Аватар пользователя Omni
Omni(5 лет 3 месяца)(10:25:15 / 11-06-2013)

Энергия связи ядра протия, как мы помним, равна нулю.

Вот тут я против этого обрезания полёта мысли. В самом протоне есть связи, значит надо оставить мозгу лазейку.

 

Аватар пользователя kokunov
kokunov(5 лет 9 месяцев)(12:57:21 / 11-06-2013)

Так ведь получается, что тормоядерный реактор еще и можно использовать для стабилизации всевозможных "грязных" отходов от атомной промшленности?

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 8 месяцев)(13:01:16 / 11-06-2013)

Именно. Здесь он даже лучше бридера на обычном уране-235, так как его нейтроны очень жёсткие и делять даже неделимые ядра, которые тепловыми нейтронами хрен поделишь. Ну и "выжигают" всякую короткоживущую хрень.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 7 месяцев)(18:16:33 / 11-06-2013)

Интересный кульбит судьбы получается:

для того чтобы в бомбе зажечь термояд используют реакцию деления.

А для того чтобы в мирных станциях эффективно сжечь имеющееся в достатке атомное топливо, придется жечь его термоядом.

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(4 года 6 месяцев)(18:03:28 / 11-06-2013)

Вы , конечно, извините меня (новичка), но - на баш. Очень метко сказали! (Ц) - сохраню.

Аватар пользователя Xtriss
Xtriss(5 лет 2 месяца)(08:57:20 / 12-06-2013)

>>Сейчас тираж "Науки и Жизни" скатился до жалких 40 000 экземпляров, а сам журнал представляет собой убогую тень своего славного прошлого.

Два года назад в Крыму на бабушкиной квартире откопала подшивку науки и жизнь за 70е годы и с удовольствием прочла. Понравилась очень четкая научно-просветительская направленность. Сейчас же НКЖ преставляет из себя сборную солянку из юбилейных интервью, околонаучных статей и разделов для дачников и домохозяек. Почти в каждом номере размещают объемную статью какого-нибудь доктора философских наук о рабской сущности русского народа и неистребимости в его душе ностальгии по "позорному советскому прошлому", а также перепечатки всяких заметок из буржуйских журналов типа Nature о грядущем буме зеленых ростков и прочей солнечной энергетики. В рыночных условиях, видимо, остается только радоваться, что для повышения тиража там ещё не появился раздел светской хроники.

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...