Термояд: медленные шаги вперед (трафик)

Аватар пользователя Dragen

Накануне Нового года на АШ спонтанно возникло несколько дискуссий о нашем будущем - молчание Вселенной, конечность доступной энергии на Земле, что будет с разумом на Земле (https://aftershock.news/?q=node/716127https://aftershock.news/?q=node/716249). Как водится, доминировали мрачные прогнозы, но читать комментарии на АШ часто не менее интересно, чем посты. В качестве светлой возможности, все же Новый год, новые фотографии с главной стройки первой половины 21 века. 

Новые снимки, представленные ITER, дают представление о том, как продвигается постройка крупнейшего термоядерного реактора на планете

ITER, Международный экспериментальный термоядерный реактор, является самым большим проектом человечества в области энергетики. Если все пойдет по плану, то в конце 2025 года внутри его вакуумной камеры зажжется первая плазма и в течение следующих двух десятилетий на примере ITER будет отработана технология термоядерного синтеза. Установки, использующие дейтерий из простой воды и тритий, получаемый из лития, смогут в XXI столетии избавить мир от необходимости использовать и углеводороды, и уран с его опасными продуктами деления.

medialibrarywVeZiN.jpeg

ITER Organization, http://www.iter.org/

Общий вид на строительную площадку. Все здания построены на едином фундаменте длиной свыше 400 метров. Сооружение фундамента заняло несколько лет.

medialibraryrGZ27G.jpeg

ITER Organization, http://www.iter.org/

То же место неделей раньше и при дневном свете. Слева — здание реактора (под него рассчитана круглая конструкция), справа — здания, где разместят вспомогательное оборудование.

medialibrarycJK9JT.jpeg

ITER Organization, http://www.iter.org/

Под реактор уже готова цилиндрическая шахта, чьи бетонные стенки будут поглощать возникающее при работе нейтронное излучение. Однако высокоактивных отходов термоядерный реактор производить не будет, и это одно из его основных достоинств.

medialibraryNoTXBg.jpeg

ITER Organization, http://www.iter.org/

Вспомогательные здания уже готовы на 70 процентов. Под строительной площадкой проложено множество тоннелей (обратите внимание на траншеи), однако основные коммуникации, электрические кабели и трубы пройдут над поверхностью. Строительная площадка с реактором находится за спиной фотографа.

medialibraryYhbYxy.jpeg

ITER Organization, http://www.iter.org/

Корпус реактора собирается из деталей массой в сотни тонн. Для того чтобы поднять и установить их с высокой точностью, на стройплощадке смонтированы специальные механизмы.

medialibraryeEdzKb.jpeg

ITER Organization, http://www.iter.org/

Система с гидравлическим приводом для перемещения частей реактора в процессе сборки сама по себе представляет уникальный инструмент массой 800 тонн.

medialibraryD7CgId.jpeg

ITER Organization, http://www.iter.org/

Проходы к реактору перекрываются мощными дверями, которые начали устанавливать уже сейчас. Всего таких дверей будет 46.

medialibrary0rAFZ1.jpeg

ITER Organization, http://www.iter.org/

Навесить дверь на петли и выровнять ее так, чтобы не было перекоса при открывании — в случае с ITER эта задача решается при помощи специальных манипуляторов.

medialibrarykPUPgG.jpeg

ITER Organization, http://www.iter.org/

Сборка криостата — камеры, в которой будут располагаться работающие при сверхнизкой температуре магниты реактора. Магнитное поле сворачивает плазму в бублик и позволяет подвесить раскаленное до миллионов градусов вещество так, чтобы оно не касалось стенок. Весной 2019 года предполагается начать монтаж криостата, а пока все работы ведутся в отдельном цехе.

medialibraryyYxFCc.jpeg

ITER Organization, http://www.iter.org/

Монтажные работы ведутся и в здании, где располагаются все насосы и гидравлическое оборудование. Несмотря на то что насосную станцию редко рассматривают как самостоятельное сооружение, она играет ключевую роль в работе ITER.

medialibraryrHJAbo.jpeg

ITER Organization, http://www.iter.org/

Будь ITER промышленным реактором, вырабатываемое плазмой тепло (по расчетам, установка наконец-то позволит дать больше энергии, чем потребуется для работы) шло бы на производство пара для турбин. Но в случае с исследовательским проектом это непрактично, поэтому тепло просто уйдет в атмосферу. Сооружение здания под систему охлаждения уже началось.

medialibrary4mNx2r.jpeg

ITER Organization, http://www.iter.org/

Резервуар для горячей воды. Во время работы реактора эти помещения будут заполнены водой с температурой до 65 ℃.

medialibrarypw44zJ.jpeg

ITER Organization, http://www.iter.org/

Одно из помещений, уже готовое к установке оборудования.

medialibrary9TVq7W.jpeg

ITER Organization, http://www.iter.org/

Подходящие к реактору трубопроводы и кабели будут проложены внутри специальных труб, часть из которых — те, что расположены в самом низу здания, — уже начали устанавливать на место.

medialibraryXF7LCr.jpeg

ITER Organization, http://www.iter.org/

Типичная картина для стройплощадки: привезли очередной негабаритный груз. На этот раз что-то из электрооборудования.

medialibraryICPqxs.jpeg

ITER Organization, http://www.iter.org/

Аспиранты делают селфи на фоне стройки.

medialibraryKF7hnF.jpeg

ITER Organization, http://www.iter.org/

Так выглядела шахта для реактора в сентябре 2018 года, когда ее еще не закрыли временной крышей.

 

Авторство: 
Копия чужих материалов
Комментарий автора: 

По планам промышленные станции в середине второй половины текущего столетия. Год этак 2075, наверно. У отдельных читателей АШ есть шанс узнать как будет. Лев Арцимович сказал, что термоядерная энергетика «она будет создана, когда станет действительно необходимой человечеству».

Комментарии

Аватар пользователя дровосек
дровосек(11 лет 3 недели)

Вот это спектакль, аж до 75-го года, а там «заработает» реактор.

Аватар пользователя Dragen
Dragen(8 лет 3 месяца)

Есть такая проблема. И началась она еще в 60-е годы 20 века. Но в перспективе столетий, других принципиальных решений производства энергии не видно.

Аватар пользователя дровосек
дровосек(11 лет 3 недели)

А ни каких проблем с производством энергии ни сейчас не через 100 лет не наблюдается, всех кого надо этот нефтегазовый мирок с вкраплениями атома и ВИЭ полностью устраивает и будет и дальше их радовать не одно столетие.

Аватар пользователя Dragen
Dragen(8 лет 3 месяца)

Это понятно. Жители Африки сами хотят использовать в сотни раз меньше квт час на душу. Пусть глупые другие потребляют. Энергии-то всюду полно, бери - не хочу. 

Аватар пользователя дровосек
дровосек(11 лет 3 недели)

А кто им мешает вперёд добывайте энергию, хватит на всех ещё и останется.

Аватар пользователя Хромой Шайтан
Хромой Шайтан(11 лет 9 месяцев)

Конечно. Иначе бы развивали науку и строили электростанции. Занимались бы развитием, а не деградировали.
Но они САМИ ХОТЯТ жить как животные.

Кто мы такие чтобы им мешать?
Советский союз пытался там чего-то делать, но как только прекратил существование, они все вместе под дружное улюлюкание разхерачили все построенное, скатились в каменный век и  с упоением режут друг друга.

Не потому что мы, белые люди их заставляем, а потому что вот это их состояние - полностью соответствует их умственному развитию. Да это не толерантно. Но это истина

Аватар пользователя Dragen
Dragen(8 лет 3 месяца)

Хромой Шайтан, понятно почему на АШ, а не на австрийском ресурсе. Там и постучаться могут?

Аватар пользователя Хромой Шайтан
Хромой Шайтан(11 лет 9 месяцев)

У вас есть знакомые афроамериканцы? У меня - да

Вот какое отношение в России к такжикам? Не сильно оно отличается толерантностью, да?
А теперь представьте что Таджикистан - это на самом деле очень развитая цивилизация, по сравнению с большинством африканских стран. Нравится вам это или нет, мне без разницы.  
От вашего желания уровнять всех людей, объективная реальность не изменится

Аватар пользователя balamber
balamber(9 лет 4 месяца)

Все здания построены на едином фундаменте длиной свыше 400 метров.

Не все, только основное здание токамака (здание #11), диагностическое (#14) и тритиевый комплекс (#74).

Вот они же в общем фундаменте

В области крыши (где ездят краны) главное здание стыкуется без стен со зданием #13, где мотают большие катушки полоидального поля PF2-PF5 (PF1 мотают в Питере, на Средненевском заводе, PF6 - в Китае). Как видите, там еще зданий овердофига со своими фундаментами

Аватар пользователя balamber
balamber(9 лет 4 месяца)

Так выглядела шахта для реактора ...

Это называется биоэкран (bioshield). У вас на последнем снимке хорошо видно на дне опорное кольцо, на  котором соберут криостат

Биоэкран - бетонный цилиндр с отверстиями (портами), где будет гигантское количество всякой диагностической аппаратуры. Эта диагностика плазмы - существенная часть цены ITER. В промышленных реакторах с этим будет попроще, хотя размеры их и вырастут.

Функциональными портами являются четыре маленьких отверстия на уровне L1 (в среднем ряду, хорошо у вас видны, хоть одно и закрыто краном) для нагревных инжекторов. Они или подобные в промреакторах будут обязательно. Остальные - сильно урежут.

 

 

Аватар пользователя Иванушка Иванов

А полетит? Или опять какой-нибудь коэффициентик не учтут? Что-то я ясно помню победные статьи в ЮТе  и ТМ, что Токамак энергию даст если не в этом году так в следующем.(70-е ежели что).

Аватар пользователя дровосек
дровосек(11 лет 3 недели)

Вы представляете себе как тяжело 50 лет тянуть кота за хвост, создавать вид бурной деятельности и научно- исследовательской работы но люди стали спрашивать где результат так что пришлось строить декорации лет на 50 ещё хватит.

Аватар пользователя Extremalist
Extremalist(7 лет 3 месяца)

Вот это - по-настоящему зеленая энергетика.

Поэтому, несмотря ни на что, желаю им удачи.

Аватар пользователя Escander
Escander(5 лет 4 месяца)

Но не возобновляемая...поэтому зелёные фашисты не поддежат.

Аватар пользователя Extremalist
Extremalist(7 лет 3 месяца)

Ну мне как-то с прибором на зеленых хипсторов, я за экологию.

Да, оно, конечно, невозобновляемое... Но так и солнце, которое на тех же принципах, когда-то погаснет.

А пока... Оно светит, и тяжелой воды в океанах - на очень разумный срок хватит.

Аватар пользователя Сергей Вятский

Слишком монументально и дорого, чтобы стать массовым. А если нет массовости, и себестоимость продукта непомерно высока, то возникает вопрос - зачем?   И это при условии,  что вообще будет работать.

Было бы неплохо, если бы кто-нибудь грамотный вкратце обрисовал (или напомнил), как обстоят дела в обычной ядерной энергетике. Я не специалист, и не собираю новости о тех делах, но вроде бы вспоминается, что там есть успехи. 

Аватар пользователя дровосек
дровосек(11 лет 3 недели)

Ничего монументального здесь нет, обычная железобетонная стройка коих сотни по всему миру.

Аватар пользователя Сергей Вятский

Разве там проблемы в бетоне? 

Аватар пользователя Dragen
Dragen(8 лет 3 месяца)

Проблемы, конечно, в создании конфигурации магнитного поля, которое бы стабильно долго удерживало плазму при температуре ~ 10 млн градусов. А бетон - это стенки, фундамент.

Аватар пользователя дровосек
дровосек(11 лет 3 недели)

Там вообще нет никаких проблем.

Аватар пользователя Radiohead
Radiohead(8 лет 11 месяцев)

Там вообще нет никаких проблем.

Хренассе)

Проблем там - выше крыши!

И это на экспериментальном реакторе...

https://tnenergy.livejournal.com/tag/ИТЭР

 
 
Аватар пользователя Daemon
Daemon(6 лет 11 месяцев)

Вроде росатом допиливает последние испытания и инфраструктуру для замыкания ядерного цикла, что позволит использовать имеющиеся запасы урана(в том числе еще не добытые) раз в 10 дольше/эффективнее. Экспериментальный реактор для этой технологии (бн800) работает... промышленный предсерийник (бн1200) есть в чертежах - я так понял, его не строят только потому, что сначала хотят глянуть на теоретически более эффективный реактор на свинце, но у него еще не построен действующий прототип - может не зайдет. Может есть какие наипоследнейшие новости - не в курсе.

Аватар пользователя Электрег
Электрег(6 лет 2 месяца)

Ну вот изобрел тоталитарный ватниковский Росатом технологию производства и обогащения изотопа никеля 63. Он даёт мягкое бета излучение при распаде, относительно безвреден. Из него можно делать атомные батарейки габаритами втрое меньше литий ионных и со сроком службы лет в 50. Оцени перспективы.

Аватар пользователя Dragen
Dragen(8 лет 3 месяца)

У таких батареек мощность маленькая будет - область применения не массовая. Ток маленький. Применять для космических аппаратов? Непонятно, чем лучше более мощных устройств. Не знаю, может быть в медицине, если ядерная батарейка безопасна. 

Аватар пользователя Электрег
Электрег(6 лет 2 месяца)

У одной батарейки может быть. Но масштабировать жеж можно до нужной мощности, благо размеры миниатюрные.

Хотя - болтун находка для шпиона) так что стоит промолчать о выводах)

Аватар пользователя Просто Так
Просто Так(9 лет 10 месяцев)

По телевизору год назад (примерно) смотрел про эти батарейки. Но, сейчас что-то ничего про них не слышно. Хотя я специально и не искал. Какие-то наработки видимо есть.

Аватар пользователя Slava_1951
Slava_1951(8 лет 1 месяц)

Термояд. Ностальжи. 1970 год. Мы, второкурсники физфака решаем задачи на движение электрона в магнитной линзе... И узнаём слово "токомак" и историю, как наши физики в Лондоне взяли да рассказал всему миру о своих успехах в области термояда. Рассекретили. И вот опять, вот-вот и запустят. А я уже на пенсии. Тогда запустить его не получалось из-за возникавших неустойчивостей. И тогда говорили, что была бы установка побольше...

Аватар пользователя Extremalist
Extremalist(7 лет 3 месяца)

Именно.

Я беседовал с ребятами, которые исследователи по этой теме.

Они уперлись именно в то, что процесс не масштабируется (пока) вниз. То есть сделать РАБОТАЮЩИЙ ТР размером с луну - хоть сейчас возможно (ну, кроме стоимости). Или, хотя бы, размером с Москву. Причем вырабатывать он будет достаточно для того, чтобы остальную энергетику вообще закрыть, причем во всем мире.

Не претендую на научную истину, просто делюсь мнением.

Аватар пользователя просто пользователь

Тоже считаю, что эта идея реализуема в размерах от километра и больше. Но на Земле такое не построить. Только в невесомости.

Аватар пользователя Dragen
Dragen(8 лет 3 месяца)

Для управляемого термоядерного синтеза два ключевых параметра - температура и время удержания, на плоскости этих двух параметров и показывают положение нового устройства. 

Маленькие токамаки (метровые) сильно придвинулись к области "долгого горения". Поэтому и начали делать большой - расчеты показывают, что заходим в нужную область. По температуре он даже не рекордсмен. Главное долго обеспечивает рабочий режим.

Картинки несколько старые, но ситуация понятна.

 

 

 

 

Аватар пользователя indigo
indigo(7 лет 3 месяца)

не могли бы расшифровать чуток кароинки и выводы?

Аватар пользователя Dragen
Dragen(8 лет 3 месяца)

Желтая закраска и далее красная - области где начинается самоподдерживающийся синтез. Для него нужна высокая температура, грубо 100 млн, чтобы преодолеть кулоновский барьер, и относительно высокая плотность плазмы. В ядре Солнца температура ниже, но там и плотность выше.

В этой области и должны работать промышленные реакции. ITER  по расчетам попадает туда. Эффективность устройств по технологии токамак 40 лет растут по экспоненциальному закону, грубо говоря утраиваясь каждые 2 года. Кстати, в последние лет 10 видим (если продлить до 2018), что рост замедлился. Это понятно, никто не вкладывается в новые токамаки, когда строиться такой гигант. 

Аватар пользователя indigo
indigo(7 лет 3 месяца)

спасибо!

Эффективность устройств по технологии токамак 40 лет растут по экспоненциальному закону, грубо говоря утраиваясь каждые 2 года.

а в чём она измеряется?

и что по горизонтальной оси первого графика?

Аватар пользователя Dragen
Dragen(8 лет 3 месяца)

По горизонтальной оси - $n \tau_E$ (концентрация плазмы умножить на так называемое время удержания), иногда на такого рода плоскости используют  тройное ядерное удержание = перемножают плотность, время удержания и температуру. Числа другие, но смысл сохраняется. Q - эффективность реактора = отношение энергии термоядерного синтеза к затраченной энергии на нагревание. 

Вертикальная шкала (эффективность) - это какой-то синтетический параметр, который содержит время удержания. Все эти (и куча других похожих) параметров размерны, но никто не заморачивается размерность писать (даже в статьях), кто в теме тот знает.

Температуру и плотность увеличить - это техническая задача. А вот время удержания для токамака - это все еще фундаментальная физика из-за кучи (их там сотни насчитывают) плазменных неустойчивостей, которые нужно побороть.

Аватар пользователя indigo
indigo(7 лет 3 месяца)

низкий поклон!

Аватар пользователя indigo
indigo(7 лет 3 месяца)

картинки с инглишь вики?

Аватар пользователя Dragen
Dragen(8 лет 3 месяца)

Не знаю.

Посмотрите на АШ

https://aftershock.news/?q=node/28447 

Аватар пользователя soliton
soliton(6 лет 2 месяца)

Основная проблема здесь не в неустойчивостях, а в термодинамике. Плазма при Т ~ n^1/3 становиться "radiation dominated" (этот термин ввёл Зельдович). То есть, она перестаёт грется и вся энергия (на нагрев) уходит в излучение как в солнечной короне (10^6 K всего). В JET'е эту проблему пытаюся решить разгоном частиц электромагнитным полем. То есть, JET - это ещё и ускоритель, но сильно испорченный, и плохой реактор, который "жрёт в три горла".

Комментарий администрации:  
*** Отключен (дешевый провокатор) ***
Аватар пользователя webarkadiy
webarkadiy(8 лет 1 неделя)

Ну. За эти годы в мире потрачены десятки миллиардов $$$ на проработку темы. Написаны сотни монографий, десятки тысяч статей, сотни наград, званий, проведено сотни симпозиумов с икрой и коньяком. А у вас что?

Аватар пользователя soliton
soliton(6 лет 2 месяца)

Да, маштабный проект. Покруче Stonehenge'а будет. Что историки через тысячу лет будут думать? Культовое сооружение предназначенное для деньгоприношения.

Комментарий администрации:  
*** Отключен (дешевый провокатор) ***
Скрытый комментарий Повелитель Ботов (без обсуждения)
Аватар пользователя Повелитель Ботов

Годный срач. Ахтунг - пахнет трольчатиной! Автор, нет ли в обсуждении упырей? Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за день.

Комментарий администрации:  
*** Это легальный, годный бот ***
Аватар пользователя Вторников
Вторников(7 лет 10 месяцев)

Уже научились держать плазму? Что-то не слышал. 

Комментарий администрации:  
*** отключен (уличен в пропаганде Геббельса и невменяемых обвинениях органов власти) ***
Аватар пользователя buzuk
buzuk(5 лет 11 месяцев)

Больше похоже на обыкновенный попил.

Аватар пользователя salut
salut(10 лет 1 месяц)

popilus ordinarum-так научней

Аватар пользователя Dr.Denim
Dr.Denim(5 лет 8 месяцев)

Как потомок римского легионера, я все же поправлю вашу латынь, если не возражаете.

Popilus vulgaris

Аватар пользователя Provokator_Gapon
Provokator_Gapon(5 лет 5 месяцев)

Видимо что бы запустить промышленный термояд, необходимо создать что-то такое, что должно быть соизмеримо с Солнцем, потому как "процесс должен осуществляться на основе известных физических законов и саморегулироваться естественными отрицательными обратными связями". Внутри Солнца для реализации на таких принципах термояда есть все условия - гравитация, температура и водород (много водорода, не только как горючего для синтеза, но и как преобразователя квантов с высокой энергией в кванты с низкой энергией , а так же тепло). Создать такие условия в экспериментальной земной установке, обеспечивающей проведение само-поддерживающейся термоядерной реакции, человечество в обозримом будущем не сможет.

Аватар пользователя Dragen
Dragen(8 лет 3 месяца)

Термоядерная реакция идет, и не в виде взрыва. По миру работает много десятков устройств. Масштабируемость токамаков экспериментально доказана в пределах нескольких порядков по ключевым параметрам, в частности, времени удержания плазмы.  

Аватар пользователя Provokator_Gapon
Provokator_Gapon(5 лет 5 месяцев)

Кто же возражает, что в мире существуют десятки устройств на которых пытаются воспроизвести термоядерный синтез, а масштабируемость токамаков доказана. Но теоретические доказательства не делают данный вид техники пригодным к получению энергии в промышленных масштабах в настоящее время. Ну а если в обосновании этого вида техники так и останутся только доказательства масштабируемости токамаков, то термоядерный синтез мы так и будем наблюдать как сейчас, только смотря на Солнце.

Не доросли ещё ни технологии, ни теоретическая база, для реализации термояда в земных условиях.

Аватар пользователя Omni
Omni(11 лет 7 месяцев)

Шикарная синекура.

Страницы