Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

генерал Фузион

Аватар пользователя Лектор

Сегодня я расскажу про один альтернативный проект создания реактора управляемого термоядерного синтеза, который лично мне нравится за свою абсолютную инженерную непохожесть ни на что. Речь пойдет о канадском стартапе General Fusion, существующем уже больше 10 лет и собравшем за это время порядка 100 млн долларов на свои разработки.



Сооснователи компании Doug Richardson (слева) и Michel Laberge (справа) на фоне плазменного инжектора для своей машины.


А теперь послушайте, на какую идею можно насобирать столько денег. В сферическом реакторе GF сотня мощных паровых молотов, расставленных по периметру будет синхронно ударять во вращающуюся трехметровую "каплю" из расплавленного свинца, что бы сформировать сходящуюся сферическую волну.  В центре капли остается вертикальный канал в который инжектируются плазменные вихри из дейтерий-тритиевой смеси. Точно расчитанная работа системы приведет к сжатию ровно в центре плазменного образования жидкометаллической стенкой и произойдет термоядерная реакция, в ходе которой выделится эквивалент взрыва нескольких десятков тонн тротила.



Опытная сфера с 14 паровыми молотами, на которой проверялся принцип формирования сходящейся ударной волны.


Проектное изображение энергетического реактора на этом принципе и последовательность его работы.

Схлопывающаяся жидкометаллическая оболочка вокруг плазменных вихрей рассматривалась в качестве драйвера термоядерной реакции еще в 70х, в концептуальной установке LINUS. Однако 70е...80е - это было время наступающей победы токамаков, первых установок, достигших проявления термоядерных реакций. До LINUS руки не дошли.


Оригинальный концепт LINUS, 1979 год

А вот в 90е годы, когда началось разочарование токамаками, и магнитными ловушками вообще,две альтернативные ветки термоядерных установок, основанные на инерциальном синтезе (“лазерный термояд”) и менее известной идее сжатия замагниченной плазмы (к этому направлению например вот эта группа проектов , в т.ч. известный MagLIF, разнообразные pinch-установки и т.п.) получают развитие. При этом, если инерциальный синтез быстро получает поддержку военных, (т.е. условия в мишени получаются близкими к тем что есть в термоядерном оружии), то сжатие замагниченной плазмы (СЗП дальше) становится меккой для стартапов. Самыми известными из них являются Tri Alpha Energy, Helion Energy и вот пожалуй General Fusion.


Работа плазменного инжектора. Видно, что еще до финальной компрессии жидким металлом плазму сжимают в несколько раз, поднимая температуру до 2 млн градусов и плотность до 0,06% от необходимой для термоядерной реакции.


Установка General Fusion планируется как импульсная - один термоядерный микровзрыв раз в 2 секунды. Большим преимуществом по сравнению с другими импульсными установками является отсутствие расходуемых элементов (холраумов, лайнеров, картриджей и т.п.) - нужна только плазма и свинцовая капля. При каждом взрыве будет производится 720 мегаджоулей тепла, которое будет поглощаться жидким металлом и отводится на парогенератор через теплообменник. 


Проектное изображение энергетического реактора. Синие элементы - высоковольтное питание плазменных инжекторов.

Часть пара будет работать драйвером паровых молотов, а часть вырабатывать 65 мегаватт электричества на турбогенераторе. Разумеется, в настоящей установке понадобится еще довольно мудренная система высоковольтной запитки плазменных разрядников, очистки свинца, размножении трития (GF считают, что это можно сделать путем подмешивания лития в жидкий свинец. Поглощая термоядерные нейтроны он будет разваливаться на гелий и тритий), но до всего этого еще надо дожить. В целом, если ключевой момент - термоядерный поджиг - будет реализован, на фоне других концептов реакторов УТС это будет прорыв в плане простоты и дешевизны.


Текущая установка GF с жидкометаллической петлей, на которой в 2013 году получены сферические имплозии нужного качества.


Однако ключевой проблемой всего этого направления, и машины GF в частности является развитие неустойчивостей, которые не позволяют концентрировать энергию до нужных значений, а бесполезно рассеивают ее вокруг. Любые несимметричности и неточности в обжатии приведут к тому, что положительного выхода энергии с этого стимпанковского монстра не получится. Эта проблема в тех или иных видах на данный момент успешно похоронила не один десяток концепций.  Тем не менее, детище Майкла Лаберже прошло множество проверок на ранних, модельных этапах, с открытыми обсуждениями научными сообществом полученных результатов. Именно такой подход и позволил привлечь множество серьезных инвесторов (в т.ч. основателя Amazon.com Джефа Безоса).


Настройка плазменного инжектора для тестов.


Пока GF полны оптимизма, хотя не смотря на успешное полноразмерных создание прототипов всех элементов машины (паровых молотов, сферы с жидким свинцом, разрядников - генераторов плазменных вихрей) и даже самой машины уже два года как не показывают никаких результатов, что скорее всего сигнализирует о том, что как и десятки других концепций в этом поле GF столкнулись с большими сложностями на пути концентрации энергии.

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя Alex Grybin
Alex Grybin(2 года 6 месяцев)(01:55:07 / 09-08-2015)

Часы у сооснователей на левой руке. :)

Аватар пользователя СергиоПетров

А что такое с часами на левой руке ?

Аватар пользователя Alex Grybin
Alex Grybin(2 года 6 месяцев)(15:10:01 / 10-08-2015)

А почему с часами?

Аватар пользователя Federal
Federal(5 лет 11 месяцев)(07:21:11 / 09-08-2015)

Тоже ношу на левой руке всю сознательную жизнь. Что со мной не так?

Аватар пользователя chertikiztabakerki
chertikiztabakerki(2 года 6 месяцев)(10:27:54 / 10-08-2015)

значит левша

Аватар пользователя Federal
Federal(5 лет 11 месяцев)(15:56:59 / 10-08-2015)

Отнюдь.

Аватар пользователя Xtriss
Xtriss(5 лет 1 месяц)(08:52:39 / 13-08-2015)

Совсем наоборот. Я тоже ношу часы на левой руке, именно потому, что я правша, и мне правой рукой удобнее застегивать браслет.

Аватар пользователя Alex Grybin
Alex Grybin(2 года 6 месяцев)(15:11:43 / 10-08-2015)

Дохтур подскажет. На оплаченном приёме. А я не он. И здесь не приём.

Аватар пользователя Federal
Federal(5 лет 11 месяцев)(15:57:38 / 10-08-2015)

Остроумно.

Аватар пользователя Alex Grybin
Alex Grybin(2 года 6 месяцев)(00:14:53 / 13-08-2015)
Иногда.
Аватар пользователя Dark Side
Dark Side(5 лет 3 месяца)(02:00:05 / 09-08-2015)

О да! Антигравитация это шарлатанство, а попытка заменить гравитацию в термоядерном синтезе передовая наука )))

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 6 месяцев)(02:05:31 / 09-08-2015)

Как же вы утомили-то. Разницу между D+T реакцией и протон-протонным циклом замечать не собиратетесь?

Аватар пользователя Dark Side
Dark Side(5 лет 3 месяца)(03:04:49 / 09-08-2015)

Ну давайте с другой стороны. Через границу океанских пластов с разной температурой не проходит акустический сигнал, а вы хотите убедить мiр что можете провести управляющий сигнал через границу сред с разной (на десятки порядков)  плотностью информационных потоков? Это смешно. В черной дыре информация теряется вместе с носителем (испарение как функция от бесконечного времени не в счет), из звезды выходит информации меньше чем наличествует. стремясь к нулю с ростом гравитации. Где-то на пол пути зажигается термояд. А что тормозит информацию в этих шайтан-арбах? Добрые джины?  

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(4 года 6 месяцев)(02:32:36 / 09-08-2015)

Закусыватьподписывать "воскресным" нннада.

Аватар пользователя украинец Абдулла

вы пилите! пилите!

Аватар пользователя Скорпион
Скорпион(4 года 1 месяц)(02:55:48 / 09-08-2015)

Свои 100 млн баксов они уже заработали, когда запустят свой "реактор" и научатся управлять ТР нам сообщите.       :-)))

  А так да, любопытная технология - при помощи молотов создать обжатие и довести температуру аж до 2 млн градусов.  Хотя ИМХуется мне, что на синхронизацию всего этого безобразия они потратят ещё 100 млн баксов и десять лет жизни.  

Аватар пользователя orlov
orlov(4 года 8 месяцев)(03:52:07 / 09-08-2015)

Плотность 0.06 % от необходимой читается как-то неоптимистично.

Комментарий администрации:  
*** Если елки стоят в ряд - это Путин виноват! ***
Аватар пользователя fav
fav(2 года 7 месяцев)(06:49:58 / 09-08-2015)

У них на модели с синхронизацией ударных волн проблемы, а что будет когда количество молотов увеличат на порядок?

Токамак тоже виделся простым и понятным, но там нестабильность можно хотя-бы компенсировать размером, а тут похоже будет обратное соотношение.

Аватар пользователя Federal
Federal(5 лет 11 месяцев)(07:35:16 / 09-08-2015)

Не взлетит. Принцип формирования волны нужен другой.

Они может тормозят проект, чтобы сооснователям бошки не пообрывало. ) Чуют свой косяк.

 

Аватар пользователя btk
btk(2 года 6 месяцев)(07:41:40 / 09-08-2015)

Запуск термоядерной реакции с помощью паровых молотов -  отличная идея, тбм. Если не получится - можно ещё конную тягу попробовать, или водяное колесо. 

Аватар пользователя Federal
Federal(5 лет 11 месяцев)(07:56:08 / 09-08-2015)

Вы так драгоцеными идеями не разбрасывайтесь.)

Сооснователи США знали, что самый дешевый способ получить бесплатную энергию - завезти на континент миллионы чёрных рабов. Почему этого не знают сооснователи General Fusion?

Аватар пользователя grr
grr(2 года 11 месяцев)(09:17:13 / 10-08-2015)

Вспоминется бородатый анекдот: "ТАСС сообщает: Сегодня, при запуске космического спутника 30000000 китайев получили пупочную грыжу..."

Аватар пользователя btk
btk(2 года 6 месяцев)(07:36:59 / 09-08-2015)

Что-то я не пойму, каким образом плазменная сфера удерживается в середине свинцовой капли. Её плотность выше плотности свинца?

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 6 месяцев)(10:34:14 / 09-08-2015)

Она туда прилетает с двух полюсов. Пока есть сквозной канал.

Аватар пользователя DimVad
DimVad(4 года 2 месяца)(08:59:10 / 09-08-2015)

Меня смущает вот такая штучка :

"В бомбах выполнения условия термоядерного горения достигли за пятилетку. Это породило, по-моему, иллюзию, что миллиграмм дейтерия можно зажечь так же, как килограмм. "Фотографируя" горящий термояд, мы поняли, что это не так. На одной из конференций в 2001 году мы рассказали о своих безуспешных попытках зажечь малые количества смеси дейтерия и трития (эту смесь зажечь намного легче, чем чистый дейтерий), используя энергию ядерного взрыва.


Подробнее см.: http://www.nkj.ru/archive/articles/4460/ (Наука и жизнь, ВЗРЫВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА ВМЕСТО УПРАВЛЯЕМОГО ТЕРМОЯДЕРНОГО СИНТЕЗА)"


Снежинцы знают толк в ядерных взрывах. И они  говорят - "в малых объёмах не горит". Амеры недавно получили отрицательный результат на лазерном термояде. Объяснили, как всегда, нессиметричностью сжатия. А до экспериментов говорили, что у них симметричность гарантирована...

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 6 месяцев)(10:33:45 / 09-08-2015)

Сложно судить по этой фразе, что они имеют в виду. Скорее всего падение кпд стандартных (для ТЯО) способов поджога. Генераторы нейтронов на D+T реакции - вполне себе серийный товар, т.е. реакция-то идет в любых количествах.

>Амеры недавно получили отрицательный результат на лазерном термояде. Объяснили, как всегда, нессиметричностью сжатия. А до экспериментов говорили, что у них симметричность гарантирована...

Не знаю, что они там кому гарантировали, нормальные ученые так никогда не говорят. На самом деле отрицательный результат - это как раз то что надо, ведь основная задача NIF - верификация расчетных кодов, которыми работу термоядерного оружия моделируют. Поэтому подобные установки строятся во Франции и России, хотя с т.з. термоядерной энергетики это глупость и пустая трата денег. 

Аватар пользователя DimVad
DimVad(4 года 2 месяца)(17:36:14 / 09-08-2015)

"Генераторы нейтронов на D+T реакции - вполне себе серийный товар" - думаю, что нейтроны от D+T снежинцы тоже получили. Их вообще можно получить разными способами - только с потерей энергии...


Предполагаю, что имели они в виду самоподдерживающуюся реакцию с положительным энергетическим выходом. В любом случае, сжимать смесь с помощью атомного взрыва - ИМХО - это сильнее, чем паровым молотом...

Аватар пользователя DimVad
DimVad(4 года 2 месяца)(17:45:44 / 09-08-2015)

"Генераторы нейтронов на D+T реакции - вполне себе серийный товар" - думаю, что нейтроны от D+T снежинцы тоже получили. Их вообще можно получить разными способами - только с потерей энергии...


Предполагаю, что имели они в виду самоподдерживающуюся реакцию с положительным энергетическим выходом. В любом случае, сжимать смесь с помощью атомного взрыва - ИМХО - это сильнее, чем паровым молотом...


Мне кажется, что возможно есть серьезные непонимания физики процесса.

Аватар пользователя Vladyan
Vladyan(2 года 7 месяцев)(09:53:36 / 09-08-2015)

Почему-то в голову лезут мысли о том, например, что когда же Илон Маск займется термоядерным синтезом и освоением и тут млрд казенного бабла? 100 млн как-то не серьезно, нужен более глобальный подход!

Аватар пользователя negr
negr(6 лет 2 дня)(11:23:20 / 09-08-2015)

срочно куплю мюонную зажигалку (дешево)

Аватар пользователя BERES
BERES(5 лет 11 месяцев)(11:41:17 / 09-08-2015)

А чо её покупать - зайдите в метро "Невский проспект", г. СПб, идите на переход на ст. "Гостиный Лвор", там справа в стене дверка с кодом. Открыли - зашли, это лаборатория РИАНа, баночку с дейтерием - на стол и ждете в среднем 5 лет, пока не грохнет.

Аватар пользователя Старичок
Старичок(4 года 4 месяца)(14:32:04 / 09-08-2015)

Создание направленных в центр капли продольных волн упругости с помощью паровых молотов - очень ненадёжно и слабоуправляемо, бо синхронизировать механическеие устройства, подверженные влиянию множества неучтённых факторов очень тяжело. Там такая интерфарренционная содомогоморра будет - такое не просчитаешь. А жидкосвинцовая капля, я так понимаю - это линза, собирающая механичсескую энергию в одной точке, куда как раз хотят плазму "вкалывать"? А если использовать плазму, как проводник и даваать через нее импульсы, которые будут сжимать свинец, генерируя фокусирующуюся в центре мех. волну? И плазму подогреют, и синхронизировать ничего не надо, и уже не похоже будет на стимпанковский бред?...

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 6 месяцев)(14:39:13 / 09-08-2015)

Ничего не могу сказать по реалистичности синхронизации молотов. GF утверждает, что им удалось достичь синхронизации в 5 микросекунд(!) http://fire.pppl.gov/FPA12_Richardson_GF.pdf - 13 слайд. 

А вот идея сжимать плазму электрическими методами... она отлично сжимается, но пока ни один из десятков вариантов ТЯ реактора не сумел сжать таким образом плазму до критериев зажигания. Уж очень неравновесный процесс.

Аватар пользователя Старичок
Старичок(4 года 4 месяца)(14:53:49 / 09-08-2015)

Может - как раз упруго колеблющийся с РЕЗОНАНСНОЙ частотой сферический жидкий свинец поможет? Это как контур - внешняя энергия нужна только для компенсации потерь...

Аватар пользователя Юр_ра
Юр_ра(3 года 9 месяцев)(16:28:33 / 09-08-2015)

   У меня поразительно схожий с вами ход мыслей по данной теме.   Множественные электрические разряды по границе сферы в резонанс звуковой волны и с фапч - это куда более точный и управляемый процесс. И чем больше сфера -тем более высокого давления можно достичь в центре.

  

   А эти мучёные ещё бы на счет "три-четыре" молотками научились синхронно ударять - мож и точнее синхронизыцию получили б. 

 

 

Аватар пользователя юрчён
юрчён(5 лет 1 месяц)(14:56:01 / 09-08-2015)

Истинно стимпанковский термояд.

Аватар пользователя gerasimenko-vla
gerasimenko-vla(2 года 9 месяцев)(15:01:06 / 09-08-2015)

А что мешает вместо паровых молотов гауссовые молоты использовать ???. Это ведь и точность на порядки выше и мощность в единицу объема больше. 

ЗЫ вместо пара электромагнитные силы как в рельсотроне.

Комментарий администрации:  
*** Если ребёнок родился с браком - родителям следует положить ладонь на рот и нос, и с любовью разьединить душу и тело (с) ***
Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 6 месяцев)(15:02:14 / 09-08-2015)

Пар дешевле. Насчет точности я бы поспорил. Если они реально достигли точности 5 микросекунд, то это очень круто.

Аватар пользователя gerasimenko-vla
gerasimenko-vla(2 года 9 месяцев)(09:11:07 / 10-08-2015)

Бризантное взрывчатое вещество может разлагаться ( превратившись в горячий газ) мах 15 км/сек. Это я взрывчаткам комплимент делаю. Гаусс ограничен лишь инерцией. Главная задача в единицу времени на единицу объема создать конденсатор -аккумулятор, который бы заряжался-разряжался с необходимыми параметрами, для устойчивой работы установки. А для этого нужно взглянуть на энергию и материю с другой стороны.

ЗЫ Посмотри в моих комментах.  Я думаю ты поймешь.

Комментарий администрации:  
*** Если ребёнок родился с браком - родителям следует положить ладонь на рот и нос, и с любовью разьединить душу и тело (с) ***
Аватар пользователя Доктор Миша
Доктор Миша(2 года 5 месяцев)(16:33:56 / 09-08-2015)

По идее, влиять на синхронизацию молотков будет любое гравитационное возмущение, фаза луны,  магнитные бури и уйма всего на свете. 

Аватар пользователя BOV
BOV(2 года 7 месяцев)(09:02:33 / 10-08-2015)

Я человек от физики бесконечно далекий, но с моей точки зрения профана и дилетанта что-то во всей этой истории не так. Удачные термоядерные реакции с положительным выходом энергии - всегда сопровождаются ядерным взрывом. Без  ядерного взрыва всегда приходится закачивать в реакцию больше энергии, чем получается на выходе. Объясняют это пролемами с концентрацией, размерами, флуктуациями, но с точки зрения постороннего - не взлетает никак. И у постороннего появляется сомнение - а оно взлетаемо в принципе? Не имеется ли в первоначальной идее фундаментальной ошибки? Не является ли увеличение размеров токамаков и настройка прицелов этих вот паровых молотов попыткой прикрутить еще один эпицикл к птолемеевской модели мира?

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 6 месяцев)(09:58:21 / 10-08-2015)

>Без  ядерного взрыва всегда приходится закачивать в реакцию больше энергии, чем получается на выходе. 

В 97 году на токомаке JET получили выход термоядерной реакции в 70% от греющей мощности, в 2002 на токомаке JT-60U - пересчетные (работали на D+D а не D+T) 120% от греющей мощности. Это токамаки поколения 80х, т.е. в 80х физики решили задачу, остался вопрос за инженерами и политиками.

>И у постороннего появляется сомнение - а оно взлетаемо в принципе?

Вот это читали?

Аватар пользователя BOV
BOV(2 года 7 месяцев)(10:54:37 / 10-08-2015)

читал

в описании этих историй интересный пассаж:

"была достигнута мощность энерговыделения 16 МВт при полной мощности дополнительного нагрева 25 Мвт. Расчеты показали ... ядерное энерговыделение примерно стравнялось с мощностью плазменных потерь."

Я извиняюсь за аналогию, это очень похоже на известный анекдот - теоретически мы миллионеры, а по факту имеем трех ... и старого ...

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 6 месяцев)(18:42:35 / 11-08-2015)

Ну если читали, то я не буду повторятся с выводом, почему термоядерную энергетику никто не развивает. Токамаки - дорого, альтернативы - не достигают нужных параметров. Вот и остаются госинвестиции в ученых, которые никуда не спешат и частные инвестиции во всякие безумные идеи. 

Аватар пользователя BOV
BOV(2 года 7 месяцев)(08:33:48 / 12-08-2015)

И я считаю такой подход абсолютно правильным - даже если ученые ошибаются принципиально, других ученых нет. Отказ от участия в ИТЭР это в любом случае был бы удар по кадрам и школам, которые невосполнимы в современных условиях.

Аватар пользователя Er0p
Er0p(2 года 8 месяцев)(09:50:40 / 10-08-2015)

Ребята изобрели сонолюминисценцию в свинце ))) на нее тоже большие надежды возлагались некоторыми энтузиастами. Но сдается мне вертикальный канал им жутко помешает.

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 6 месяцев)(10:14:54 / 10-08-2015)

Не совсем сонолюминисценцию. Все же плазму инжектируют в центр.

Аватар пользователя Omni
Omni(5 лет 3 месяца)(21:57:39 / 11-08-2015)

Видел как-то по ТВ, давно, наши другой подход использовали - кавитационное схлопывание, оно должно-бы синхронизацию решить само собой.

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 6 месяцев)(22:09:11 / 11-08-2015)

Наши ли? По описанию похоже на сонолюминисценцию. Не работает.

Аватар пользователя Omni
Omni(5 лет 3 месяца)(19:54:44 / 13-08-2015)

Да, похоже по описанию. А не работает почему?

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 6 месяцев)(20:13:58 / 13-08-2015)

Слишком слабый эффект, почитайте.

Аватар пользователя Omni
Omni(5 лет 3 месяца)(13:56:25 / 24-08-2015)

Спасибо.

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...