Арифметика ITER

Недавно в ЖЖ tnenergy выложил новую статью, этакое FAQ по по вопросам касающимся самого большого в мире токомака. Некоторые подробности в этой статье показались мне интересными, за подробностями прошу под кат.

Введение

Давно хотелось какой нибудь тепловой фактологии по токомакам и вот наконец tnenergy расщедрился.

Сразу оговорюсь, tnenergy является признанным специалистом в области популяризации энергетики, поэтому во избежании каких либо кривотолков буду цитировать только его материал, все претензии по валидности информации прошу предъявлять в ЖЖ автора.

Если кто-то сможет объяснить приведенную ниже энергетику буду весьма благодарен.

Теперь, что касается моей точки зрения на проблему, чтобы было понятно о чем разговор.

Я придерживаюсь той точки зрения, что атомные реакции слияния провести довольно просто, однако, энергия при этом не выделяется, а поглощается.

То есть, говоря фигурально, ядерный синтез,- это способ запасти энергию, но никак не выработать ее, а вот при ядерном анализе запасенная энергия высвобождается, это например горение урана или плутония в АЭС.

В свое время, в дискуссиях на АШ касающихся ЯС, меня обвиняли в недостаточной компетентности, рассказывали о каких-то схемах ядерных реакций, тепловые эффекты которых наши доблестные физики видимо получили читая труды Эйнштейна. Что ж, им виднее.

Цитата.

Q: А какая мощность у ИТЭР?

A: Начнем с того, что ИТЭР не будет вырабатывать электроэнергию - все тепло будет просто сбрасываться в градирни системы охлаждения. Турбина оказалась малосовместима с импульсными режимами работы, которые освоены для токамаков на сегодня (о них ниже) и интересами ученых. Поэтому получается, что мощностей у ИТЭР довольно много, давайте их перечислим:

• Мощность сбрасываемая в градирни всеми источниками тепла, максимальная - 1150 мегаватт.

• Мощность, выделяющаяся в плазме в разных режимах токамака от 250 до 700 мегаватт.

• Из них мощность термоядерной реакции от 200 до 630 мегаватт, а остальное вкладывается системами нагрева плазмы.

• При этом сам ИТЭР потребляет значительную мощность от “розетки” - порядка 600 мегаватт в момент горения (или как его называют - выстрела) плазмы и около 110 мегаватт при подготовке

• Еще большее количество энергии циркулирует в системе электропитания сверхпроводящих магнитов - из-за необходимости изменять ток в магнитах во время плазменного выстрела в системе магниты - реактивная компенсация гуляет около 2 гигаватт реактивной мощности. Из “розетки” эта система потребляет около 250 мегаватт, входящих в 600 общего потребления.

Таким образом, получается, что хотя с физической точки зрения ИТЭР, его термоядерная мощность в 10 раз превосходит мощность нагрева, с инженерной точки зрения ИТЭР не дотягивает даже до единицы. Однако связано это скорее не с принципиальной невозможностью, а оптимизацией затрат - пока выгоднее сделать токамак импульсным и не вырабатывающим энергию.

Разбор полетов

И так, что же мы видим так сказать по факту?

Берем максимальные цифры, так как очевидно, что остальные цифры приводятся для всяких тестовых режимов, их математика может быть искажена ИМХО. Кроме того, обращаю внимание на то, что ITER работает в импульсном режиме и все данные даются на один импульс. По крайней мере я так понял автора, если у кого-то есть другие соображения приведите их пожалуйста. Кроме того не совсем понятно что автор имеет в виду под общим потреблением в 600 МВт, ну да ничего рассмотрим все возможные варианты.

Общая тепловая мощность

Мощность сбрасываемая в градирни = 1150 МВт.

Расходные статьи (трата энергии)

Мощность подготовки к импульсу = ~110 МВт.

Мощность поддержания горения = ~600 МВт.

Мощность запитки «сверхпроводников» = 250 МВт.*

Мощность прочих обслуживающих устройств = 350 МВт.*

Доходные статьи (приход энергии)

Мощность термоядерной реакции 630 МВт.

Сначала простой тепловой баланс:

110+600+250+350+630=1940

Итого 1940 МВт должно быть сброшено в градирни.

Предположим, что автор допустил небрежность, и слова «общее потребление» (*) относятся к режиму запала, те самые 600 МВт поддержания горения. 250 МВт кушают магниты, 350 кушает шнур токомака.

110+600+630=1340

Итого 1340 МВт должно быть сброшено в градирни.

И так давайте сделаем финальное математическое действие

1940 — 1150 = 790

790 — 630 = 160

Если говорить об этом случае, то очевидно что никакого тепловыделения при термоядерной реакции нет, более того, поглотилось около 160 МВт энергии, которая пошла на ядерный синтез, больше ей деваться некуда. Я думаю что это как раз и есть фактический тепловой баланс ITER, хотя физики отказываются верить в свое счастье.

1340 — 1150 = 190

А вот тут все еще хуже. Если верна эта ветка данных, то видимо от нас «что-то пытаются скрыть»(с). Здесь не идет тепловой баланс на 190 МВт (~14%). Что это может означать.

Первый вариант.

Самый простой ответ, мы теряем эти 14% внутри системы, хочу отметить, что они проходят мимо градирен, то есть,- это излучение усваивается конструкциями в том, или ином виде и не выделяется в виде тепловой энергии, это фантастика, такого просто не может быть, потому что при таких вкладах в конструкцию, ITER как инженерное сооружение .нормально эксплуатироваться не сможет. Средняя мощность реактора АЭС (исходя из открытых источников) около 870 МВт, то есть за пять импульсов мы создадим такое же количество радиоактивного материала которое распадается в блоке АЭС за секунду.

Второй вариант

Эти 14% «вылетают в трубу». То есть мы просто теряем эту энергию в виде теплового излучения но она не попадает в систему градирен из-за их плохой продуманности (привет инженерам). То есть при каждом импульсе конструкции строения усваивают 160 МВт тепловой энергии, которые не попадают в системы охлаждения, что очень странно. Скажу вам по секрету, знатная сауна выйдет из этого токомака. Мне кажется невероятным такое низкое качество инженерных работ. И уж конечно эксплуатировать такую бандуру будет тяжело.

Третий вариант

Физики не совсем точно знают, что у них должно получиться, либо данные по токомаку сознательно подтасованы и скомпрометированы. Зачем такое делать? Спросите лучше у тех, кто это делает. Судя по всему, они уже настолько обнаглели, что публикуют откровенную туфту, или система спроектирована так, что течет как решето. Впрочем конспирологии в этом деле и так достаточно, так что мои измышления могут быть не хуже ваших. Но все же, желательно чтобы хоть кто нибудь опубликовал вменяемые цифры по тепловому балансу ITER, иначе возникает обширное поле для разного рода спекуляций.

Итоги

Если предоставленные tnenergy данные верны, то мы просто наблюдаем еще один из пузырей только не в фонде или недвиге, а вот такой вот оригинальный. На АШ про такое добро много говорят. Тогда, понятно почему эти люди сознательно путают данные и вводят сообщество в заблуждение, к физике это имеет отношение чуть более чем никакое.

Очень печально, что по факту, в результате многолетних трудов, соорудили какую-то мандулу, которая настолько бесполезна, что из нее даже путевого фейерверка устроить нельзя, а 14% энергии теряются вообще непонятно куда, это еще в самом расчудесном случае.

Причем, сами эти подлые клоуны уже говорят: «Однако связано это скорее не с принципиальной невозможностью, а оптимизацией затрат - пока выгоднее сделать токамак импульсным и не вырабатывающим энергию».

Хороша минимизация затрат. То есть пока не построят гробину большую чем ITER ни одна живая душа не сможет сказать, работает там хоть что нибудь как ожидают или нет. Учитывая что итер они уже лет двадцать мурыжут, следующие новости о ЯС мы узнаем лет через 400, хорошо устроились, профессионалы. Так и хочется вспомнить, что они бакланили в 1980 гг, что на ITER все обкатают, а потом уж эх заживем. Обкатали, нечего сказать.

З.Ы. Я сейчас относительно редко бываю на АШ, поэтому прошу извинения если кому-то не отвечу на комментарий.