Pull to refresh

Comments 112

Граждане инвесторы! Вас обманывают. При реакции бор-водород не получается самого главного: цепной ядерной реакции, ибо нет размножения нейтронов... Реакция сама-по себе возможна, но её надо подпитывать. Положительный выход? Не...

А при чём тут нейтроны и цепная реакция?

вы немного перепутали термоядерный реактор с атомной бонбой

Похоже, Вы путаете ядерную реакцию с термоядерной.

Но… Ведь при реакции дейтерий-тритий тоже нет цепной реакции…

А если серьёзно, то да, термоядерная реакция, в отличие от ядерной, требует постоянной подпитки энергией. Именно поэтому она и безопаснее ядерной: устранил приток энергии или другие условия её протекания и она остановится, сама она протекать не сможет. Теоретически «дефект массы» при такой реакции может давать больше энергии, чем тратится на её поддержание, но только при определённых условиях. Вот такие условия физики-термоядерщики и пытаются создать.
Ну и отходы от термоядереой реакции не только могут быть безопаснее отходов от ядерной, но и даже могут быть полезны (например, гелий).
Если плазма «горит», то подпитка не нужна, лишь подбрасывать топливо. Тут скорее тот факт, что малейшее отклонение от режимов работы приводит к прекращению реакции и рассеиванию плазмы. А так как всего вещества плазмы в реакторе едвали грамм, то это ничем не грозит, даже стенки заметно не нагреются. Вот если сверхпроводящие магниты резко потеряют сверхпроводимость — будет бум. Там в них запасено нехило энергии, которая разнесет всю конструкцию. У реакторах без сверхпроводящих магнитов такой проблемы нет.

Перевод отвратительный, пунктуация и не ночевала.

Перевод типа "как это будет по-русски?"

Иными словам, люди добросовестно разработали большой и очень температурный кипятильник, который потенциально может самоддерживать себя и давать коэфициент >1, это хорошо.

Но этот кипятильник бесполезен без конвертации тепло-электричество. Не существует материала, способного работать механически при таких температурах. В БАКе разгоняли и статистически сталкивали частицы, их там извлекать не предполагалось из камер. Что предлагается?

Предлагается, что будет изобретено некое "твердотельное устройство преобразования излучения в электроэнергию.", наподобии солнечных батарей. Те фотоэффект. Те нам нужно вещество, которое под воздействием рентгеновского излучения крайне высокой мощности и плотности - останется собой и будет плавно отдавать свободные электроны, которые затем будут электрическим током. А так можно было?

Ну да, а ядерные элекстростанции уже давно достигли коры земли при их температурах работы. Там тоже считай кипятильник.

Все ТЭС и АЭС - большие кипятильники, котоые используют разницу между температурой того, чего они "накипятили" и температурой окружающей среды для того, чтоб получить электричество.

На ядерных ЭС температуры на стержнях от 600 до 2500 градусов.(с) Первая ссылка из гугла.
Плюс потери тепла, и до первого контура там доходит несколько сотен градусов максимум. Для подобных температур и материалов опыта работы у человечества с избытком. Вполне подручный кипитильник, и я понимаю как с ним работать с учетом имеющихся на руках материалов.

А как с миллионам/миллиардами - что-то не очень.

Все эти миллионы и миллиарды градусов будут у рабочего вещества с массой ничтожной в сравнении с массой самой установки. Результатом синтеза будет излучение, которое наверняка через какой-нибудь теплосьемник в итоге будет кипятить воду и перегретым паром крутить турбины, как обычно.

Подождите, как же МГД-генераторы? Ведь вроде именно под них, изначально, всё это и заморачивалось.

Не взлетело.

Нужна электропроводящая плазма, электроды с высокой проводимостью.

На температурах свыше 2.000 градусов начинаются проблемы. Нет необходимых материалов.

А зачем там электроды в случае потока плазмы из альфа-частиц? Делаем трансформатор, где одна "обмотка" этот поток, а вторая - вполне себе каноничная медная шина. И никакого контакта плазмы с электродами не надо. Или я что-то не учел, кроме создания самого этого потока альфы?

тут надо считать. Кабы не вышло, что потребный для хоть сколько-нибудь заметного КПД поток альфы будет выгрызать любой конструкционный материал аки ацентоном пенопласт

Примерно так и выйдет. Поэтому где-то выше я написал про непрореагировавшие протоны - которые для трансформатора ничуть не хуже альфа-частиц. Плазму всё равно нужно постоянно "чистить" от нежелательных загрязнений.

На сколько я понимаю, всё зависит от топлива. При использовании дейтерий + трития основная часть энергии выделяется в виде нейтронов, которые для МГД-генератора не подходят, так как нейтральны. Для дейтерий + гелий 3 или протий + бор (как в статье) МГД генератор подходит больше, но всё равно часть энергии будет уходить в виде гамма-излучения.

Для этого нужна термоядерная реакция с выходом заряженных частиц, а не нейтронов. А это совсем другой уровень трудности. Гнать же в МГД с такими затратами разогретую плазму - чистой воды растрата.

Ну как сказать, температура. Есть распределение частиц (ионов, электронов) по скоростям, и можно этому распределению сопоставить температуру. Или оценить спектр излучения и вычислить температуру оттуда. Но это неспроста плазма, вещество в других формах при таких условиях не существует. Как-то контактно ее использовать не получится.

Почему же "не очень"? Температура короны Солнца — около миллиона градусов, но аппараты к Солнцу через неё спокойно летают и не испаряются. Да и в ускорителях энергия частиц после столкновения и разлёта не пропадает просто так, а БАК пока ещё не взорвался. Всё-таки температура теплоносителя и температура в вакууме — это немного разные вещи. Плотности воды и плазмы отличаются на порядки.

Вообще конструкция по факту представляет собой открытую ловушку (ГДЛ). С ГДЛ можно снимать энергию фактически напрямую. Если направить выхлоп - альфа-частицы и просто непрорегировавшие протоны - на один из выходов, это уже будет электрический ток в чистом виде (поток заряженных частиц), его нужно только преобразовать в поток электронов при помощи пары катушек.

Это не совсем верно. В плане периферийных течений это ГДЛ, но посередине висит плазменное образование FRC которое никакого отношения к ГДЛ не имеет.

Проблема в той энергетической пропасти, что лежит между электронами проводимости и энергией падающего излучения. Процесс поглощения его квантов из-за этого становится многоступенчатым - сначала его энергия конвертируется в очень высокоэнергетические электроны, которые затем сами теряют энергию, порождая вторичные электроны более низкой энергии, те в свою очередь порождают третичные, четвертичные и.т.д. электроны, пока, наконец, энергия электронов не станет ниже энергии химической связи. Тогда уже электроны перестают рождаться, а совершают работу по возбуждению тех или иных энергетических уровней, генерируют ЭДС и т.п. Беда в том, что на каждом из этих этапов часть энергии передается фононам - то есть нагревает кристалл, и в сумме в тепло уходит львиная доля энергии. КПД преобразования энергии гамма-излучения в энергию света у лучших сцинтилляторов, например, не превышает 10%.

В отличие от Helion energy, у которых тоже FRC, но сравнительно простая импульсная схема и сам реактор простой, TAE куда амбициозные и хотят сделать не просто реактор на pBo(если это можно назвать термоядерным синтезом), но с постоянным режимом плазмы. Они на сцене частных термоядерных стартапов очень давно и денег им всегда давали много.
Но ходят всякие нехорошие слухи про то, что не все так радужно и с самой концепцией и с условиями работы внутри самой компании. Я бы на них не ставил деньги.

У Helion просто на словах, энергетический реактор на их концепции ничуть не проще, чем у TAE, просто сложности совсем в других местах, например необходимая механическая и электрическая жесткость/прочность конструкции где-то на порядок выше того, что есть сегодня.

Плюс, емпни, они хотели D+D синтез, что тоже довольно гиблое дело в силу слабой реактивности (объемной скорости реакции), либо объем нужен очень высокий, либо параметры еще сильно выше.

Ну в общем типичный УТС.

Насчёт солнца, там не столько в массе вопрос, а колосальном объеме, насколько помню. Частота слияний ядер не сильно большая на единицу объема, но т.к. солнце объемное - выход энергии высокий.
Поэтому, что-бы на земле в малом объеме получать много энергии и приходится получать температуры значительно выше тех, что внутри солнца, что-бы ядра сливались часто.

Частота слияний ядер не сильно большая на единицу объема

термоядерная реакция во всём объёме и не идёт

Тот объём, где она идёт, примерно в 25 раз больше Земли.

Уровень выхода энергии от термоядерных реакций на литр вещества в центре солнца соответствует таковому у не очень прогретой рептилии или кучи компоста.
Где-то давно встречал, что в три раза меньше, чем от кучи прелых листьев.
Смотря как прелые листья компактовать. А так size does matter. На земле понятное дело такой подход работать совсем не будет.

На земле есть свой вариант - вулканическая деятельность это результат практически "фоновой" радиации.

Разве не энергии гравитационного сжатия в большей степени?

Кажется, гравитационная дифференциация недр, сжиматься особо нечему. Вроде бы энерговыделение там примерно одного порядка с распадом нестабильных элементов, насколько я помню

Считается, что это распад тяжелых радиоактивных изотопов, которые утонули в ядре планеты и превратили его в большой ритэг.

На Солнце еще и идет реакция p+p -> D + e, которая настолько медленная, что воспроизвести ее на земле нереально ни при каких условиях (она слабо зависит от температуры).

Почему-то ситуация с термоядерным синтезом мне напоминает самолётостроение в начале прошлого века. Какие там схемы не придумывали, и десятки крыльев, и квадратные крылья, и плоские крылья. Даже паровые машины пытались использовать, хотя они по соотношению мощности и веса не подходили. И винты ставили или слишком маленькие, от которых тяги не было, или слишком большие, который мотор не мог раскрутить. И только когда догадались сделать простую схему биплана с двумя большими винтами через редуктор и легкий бензиновый мотор, оно полетело. Ну а дальше рабочую схему начали копировать и оно развилось из игрушки в рабочий инструмент.

Из Вики: «Фундаментальное достижение братьев Райт — практичные системы управления и устойчивости по трём осям вращения самолёта, чтобы эффективно управлять самолётом и поддерживать его равновесие во время полёта. Их подход стал основой для конструирования и постройки самолётов. Братья Райт сосредоточились на изучении вопросов управления летящим аппаратом, вместо того, чтобы находить возможность устанавливать более мощные двигатели, как это делали другие экспериментаторы. Их эксперименты в аэродинамической трубе оказались плодотворнее, чем эксперименты других пионеров авиации, для создания эффективного крыла и пропеллеров.»
Вот и сейчас есть проблема — физика плазмы в неоднородном магнитном поле очень сложна, симуляция процессов показывает противоречивые результаты.
Я бы сказал «симуляция показывает разные результаты в зависимости от модели». Просто нормальной модели плазмы нету, не хочет она себя вести, как в моделях.

Еще проще - из первых принципов мы вычислительно моделировать плазму в объеме установок УТС не в состоянии (где-то на уровне йоттафлопов потребная), а отсечения не дают необходимого понимания, хотя инструмент полезный и там, где он хорошо верифицирован экспериментом ин силико новые явления в плазме находят.

ситуация с термоядерным синтезом мне напоминает самолётостроение в начале прошлого века. Какие там схемы не придумывали, и десятки крыльев, и квадратные крылья, и плоские крылья… И только когда догадались сделать простую схему биплана с двумя большими винтами через редуктор и легкий бензиновый мотор, оно полетело…
Забавно, что в Большая энциклопедiя (1904г), статья Воздухоплаванiе не содержит ни слова о самолёте братьев Райт (1903), хотя на момент ее выхода они уже полетели.
Один из листов статьи “Воздухоплаванiе“ и разворот с картинками оттуда
image
image
Более того — по поводу перспектив развития самолёты расположены угадываются лишь на 4-м месте, а вертолёты на 5-м:
  • … Массу типовъ, созданныхъ въ настоящее время динамическимъ направленiемъ, можно разбить на слѣдующiя группы: 1) машины съ крыльями — летательныя машины, движущiяся подобно птицамъ ударами крыльевъ; 2) волновыя машины, подвiгающияся на подобie скользящаго полета птицъ по волнистому пути; 3) змѣи и аэропланы: въ нихъ поднятiе происходить благодаря совмѣстному дѣйствiю двигателя и наклонныхъ поверхностей. Сторонники этого направленiя примѣняютъ или нѣсколько большихъ поверхностей, или много маленькихъ, помѣщенныхъ одна надъ другой, которымъ придаютъ между прочимъ, параболическое сѣченiе; 4) парусоколесныя машины, подымающiяся при помощи снабженн. лопастями колесъ, оси вращенiя котор. параллельны направленiю движенiя; движенiе ихъ впередъ должно происходить вслѣдствiе винтообразнаго наклона колесныхъ спицъ; 5) винтовыя машины: подъемъ и горизонтальный полетъ этих машинъ производится исключительно гребными винтами…
(Подробнее здесь и далее несколько сообщений)
Так и с термоядом — вполне созможно, что первым взлетит выстрелит выйдет на положительный энергетический баланс какой-нибудь который сейчас едва удостаивается упоминания перед “… и пр.“
Забавно, что в Большая энциклопедiя (1904г), статья Воздухоплаванiе не содержит ни слова о самолёте братьев Райт (1903), хотя на момент ее выхода они уже полетели.

Как мне кажется, такая вещь как энциклопедия, начинает готовиться к печати намного заранее. Это ж всё надо написать, проверить факты, отредактировать, вычитать, отдать в набор, сделать пробный макет, ещё раз всё проверить и только потом в тираж. И всё это без гугла, компьютеров и нормальной связи.
На дворе только-только 19 век закончился.

Братья Райт сознательно скрывали свои эксперименты от местных журналистов и фотографов, опасаясь конкурентов, и получили мировую известность только после публичных полетов 1908 года, ранее их многие считали шарлатанами: https://ru.wikipedia.org/wiki/Братья_Райт#Последующие_самолёты

Как мне кажется, такая вещь как энциклопедия, начинает готовиться к печати намного заранее.
В общем-то я примерно так и предполагал — процитирую сам себя из другого обсуждения:
  • Крылатый стимпанк: самолёты на паровой тяге #comment_24489334
    … самолёт бр.Райт ЕМНИП тоже не упоминается, хотя на момент выхода энциклопедии (1904) их Флайер-1 уже год как успешно летал подпрыгнул на пару десятков метров.
    Наверное энциклопедия к печати дольше готовилась, и не успели внести. А может, первый полет Райт не был столь примечательным (ну подумаешь ещё один подскок), а реальные их полеты были уже позже.
    Ну а то, что их патент от 1903 года — так мало ли таких патентов было до Райт. Вот когда они реально полетели, уже можно было вспомнить и их первый подскок полет, и их патент.

Хотя с другой стороны, статья Автомобили из той же Большая энциклопедiя (1904г) вполне «современная», например на фотографии картинки Самодвижущiйся велосипедъ системы „Benz” уже 4-х колесный, появившийся буквально накануне XX века.
см иллюстрации к статье Автомобили
image
Обсуждение здесь Вот так выглядит например
фрагмент раздела по электромобилям
image
(отдельной статьи нет, но заметная часть статьи по автомобилям посвящена электромобилям)
Ну а раздел по перспективам автомобилей, развитию дорожной сети, автопилоту (в лице лошади) даже под спойлер не буду убирать :-)
image

На всякий случай - самолёт с паровым двигателем коммерчески эксплуатировался более 2-х лет.

Иначе говоря, о самолётах мечтали давно, но с технической базы середины 19го века они были невозможны, нужен был прогресс в металлургии, создание ДВС чтобы «взлетело».

ну так если бы не пробовали - ошибались - пробовали еще раз по-другому, то и не полетели бы. Тут так же и с термоядом! Вот пробуют, молодцы

Потому что лития и так не хватает. На батарейки.

На киловатт?

По Викки, 1 грамм вещества эквивалентен 25 ГВт·ч.

Даже если реактор будет на аннигиляции, с учётом потерь, его эффективность будет ниже.

У борного термояда выхлоп с дефекта массы, около 9Мэв. Всего в несколько раз выше водородного.

У D-T реакции выхлоп 17,6 МэВ. Другой вопрос, что 80% этой энергии приходится на скорость нейтрона, и снимать её приходится гигантской бочкой воды вокруг реактора.

Формально чистая реакция, на выходе чистая альфа, которую как бы можно напрямую переводить в электричество.

Формально там будет также идти паразитная pep реакция (p + e + p -> d + нейтрино), и, если плазму не чистить, загорится d+d реакция, которая уже "грязная"

Плазму все равно надо чистить от гелия таким темпом, что накопление дейтерия не является проблемой. Нейтронны и гамма будут, но не много, постулируется что на уровне медустановок лучевой терапии.

Тормозная гамма будет, как без неё. Там же порядка 1 МэВ температуры, так что это технически уже не рентген...

не будет там 1 МэВ, они ориентируются на 100 кЭв и пучковый синтез. Тормозное излучение всех сортов, естественно будет, нейтроны из фотоядерных и реакций скалывания, паразитные реакции и т.п. и т.д, но мощность дозы на мегаватт - на 6 порядков ниже DT.

Сечение pp реакции на практике настолько ничтожно мало, что этим можно полностью пренебречь

Что бы нейтронов не было.

Li7 + H1 -> 2He4

Где здесь нейтроны?

А, Li7 (p, He4) He4 никто не рассматривает из-за мизерных сечений до 1 МэВ (доли милибарна) и даже теоретической невозможности построения реактора с равновесной плазмой с Q>1 (тепло будет теряться через тормозное излучение). Только Li6 смотрят в разных вариантах.

тепло будет теряться через тормозное излучение

Ну и прекрасно, разве зявязнув в теплообменнике оно не сгодится для нагрева воды?

PS. Что там сейчас в Кадараше происходит, после этого самого события года?

Ну и прекрасно, разве зявязнув в теплообменнике оно не сгодится для нагрева воды?

Нам надо что бы плазма сама себя подогревала. Если у нас Q<1 то мы никак не сможем энергию из термоядерного синтеза получать.

Подогрев самой себя, так понмаю, должен быть исключительно нейтронным?

В интернетах пишут, что сечение реакции почти в 300 раз ниже, чем у дейтерий-трития. С учётом того, что критерий Лоусона даже для D-T с трудом достижим, с этой реакцией будут наверное еще большие проблемы

Никому не попадалась информация о минимально возможной мощности термоядерного заряда (бомбы) и максимальной "чистоте", т.е. количества радиации, такого термоядерного заряда? Это к вопросу о потенциальном использовании очень маленьких термоядерных зарядов для выработки энергии и почему этого никто не делает.

Наверное, нужна ещё атомная бомба, чтобы это поджечь.
Ну а потом всю эту энергию ещё поймать надо.

Около 10 мг термоядерного топлива в хольрауме с поджигом лазерной системой. NIF говорят в конце концов зажёг с очень хреновым КПД, выделяется меньше, чем приносят лазеры.

Вроде ведутся эксперименты по поджиганию термоядерной реакции мощными лазерными вспышками, там заряды в миллиграммах, и реакция вроде даже идёт, но количество затрачиваемой энергии на поджиг колоссально. https://m.nkj.ru/archive/articles/2545/

Вопрос не в осуществлении термоядерной реакции как таковой (это давно уже сделано), а в мощности реактора. Реактор на 5 ватт даже с миллиардом градусов внутри никому не интересен. А пассаж про кубик льда как раз намекает именно на такую мощность.

Напрягают безграмотные утверждения про триллионы градусов в БАК. Чтобы говорить о температуре, плазма должна быть более менее термидинамически равновесной, чего в БАК нет и в помине. Ну или по крайней мере для оценки температуры пучка следует перейти в его систему отсчёта, т.к. температура пучка — это по сути его дисперсия.

Эти утверждения обычно относятся все-таки не к температуре пучка, а к температуре кварк-глюонной плазмы, которая с почти любой практической точки зрения термодинамически равновесна.

но прогресс в этой области, похоже ускоряется

Ничего не могу поделать, в голову сама лезет старая советская частушка,


А страна моя родная
Расцветает каждый год,
Расцветает, расцветает
Да никак не расцветёт!

"Знаменитый индийский физик Хими Баба назначил срок решения задачи на 1975 год и мы видим, что возможность эта еще не упущена, этот срок еще не истек"

Ничего, в общем, не поменялось

Тогда по сути сильным мира сего термоядерный синтез как решение энергетической проблемы не был нужен. Для военного назначения с глазами хватало обычных атомных реакторов. Для чего термояд был действительно нужен — для изучения процессов, происходящих при подрыве термоядерной бомбы, без необходимости ее взрывать. Это очень удачно совпало с мораторием на ядерные испытания, откуда возникли всякие NIF, даже в принципе не подразумевающие применение в энергетике. Ну и всякие сказки про мирный атом и термояд вот-вот, через 20 лет. После 80х, когда физика плазмы при взрыве стала более-менее понятна и холодная война отступила, фактические траты на термояд стали смехотворны и по большей части уходящие на бюрократических монстров типа ИТЕР.
А сейчас клюнул жаренный петух. Электрокары туда сюда, цены на батарейки, геополитические неудобства из-за черного золота и газа. Даже нефтяные компании смотрят и подумывают, как бы от торговли нефтью перейти к торговле тритием и гелием-3.

Если бы не вторая мировая война, реактивные самолеты и ракеты появились бы намного позже.

Пожалуй интернета и мобильников сейчас не было бы.

Я один недоумеваю от этих "миллион градусов", "миллиард градусов"?

Это же полный бред с точки зрения инженерной физики. Все, что выше двадцати тысяч - уже газ из адски быстро двигающихся молекул, и дальнейшие "температуры" уже теряют физический смысл, это частицы с кинетическими энергиями, которые намного превышают энергии активации, энергии связи, с этими миллионами и миллиардами уже под вопросом внешние орбитали - зачем вообще продолжать пользоваться понятием температуры? Не проще ли дальше уже оценивать просто энергию в электронвольтах, приведенную на моль или вообще на одну частицу?

Не знаю, физиком быть необязательно, я на совершенно обывательском уровне могу задать сходный вопрос. В высоком вакууме некая быстрая молекула газа как-то нашла медленную и умудрилась столкнуться с ней. Произошел нагрев или звук? (вопрос риторический, к вопросу о его же бессмысленности).

Понятие температуры всегда имеет смысл для системы многих частиц в квази-равновесном состоянии. Даже если температура выражена в электронвольтах, она не перестаёт быть температурой. Термодинамика не отменяется ни в центре звезды, ни в термоядерном реакторе.

То, что Вас приводит в недоумение -- это не понятие температуры, а единицы, в которых она выражается. Тут, действительно, в каждой области физики могут быть свои привычные единицы, и для физики плазмы вполне могут использоваться электровольты. Но если журналист (внезапно образованый) напишет, что "температура в реакторе порядка 1 МэВ", для обывателя это будет равнозначно звучать как "температура равна 1 попугаю".

Можно подумать что с миллиардом градусов по цельсию то обыватель сталкивается ежедневно, и легко может представить. Я вот в целом в этом вопросе обыватель, и все что выше, ну допустим тех же 20 000 градусов уже упрощенно себе представляю не как температуру (то есть насколько горячо), а как скорость, с которой частицы мечутся (что наверняка не особо верно, и физики меня засмеют), но очевидно миллион там градусов или миллиард, я особо по разному не визуализирую, можно с тем же успехом написать «дофига градусов», и картинка будет точно такой же. А вот 1 МэВ, я в принципе если хорошенько покопаюсь в голове найду с чем сравнить.
Это происходит просто потому что электронвольтами намного проще в голове оперировать в стиле «в 10 раз меньше» или в «в 10 раз больше», чем градусами. Они именно что воспринимаются как попугай, просто мера измерения. А градусы это что-то с чем ты каждый день на гисметео сталкиваешься, и они из-за этого очень плохо масштабируются. Тебе говорят миллион градусов, ты думаешь, так, на улице сегодня 20, то есть там в 50 000 раз жарче, стоп, а это как вообще.
UFO just landed and posted this here
Можно подумать что с миллиардом градусов по цельсию то обыватель сталкивается ежедневно, и легко может представить.
Ну а то!
Некоторые источники даже дают пересчет K в °C при такой температуре
  • https://tvzvezda.ru/news/20211215341-PzBpE.html
    … Зонд провел замеры магнитных полей и образцов частиц в короне Солнца, где температура может достигать 500 тысяч кельвинов (около 500 тысяч градусов Цельсия)...
Спасибо что не «...499726.85 °C»
/sarcasm

Спасибо, что не "градусов Кельвина", хоть от этого отучили)

В области намного более низких энергий температура удобна тем, что подразумевает около-Максвелловское распределение по скоростям. Откуда можно взять оценки "плотности" для какого-то интервала энергий, например. Еще при этом подразумевается, что наши частицы похожи на идеальный газ. Ну, то есть одним параметром система описывается довольно полно, это удобно. Иногда не одним, бывает что системе приписывают несколько температур — ну, вот такое распределение. Для электронов и для ионов, самое простое.


Насколько это применимо для горячей плазмы, не скажу.

Как-то нет новостей о СМОЛа - тоже многообещающе презентовались и картинки похожие были.

СМОЛА работает, в целом идеи в экспериментах подтвердились: https://inp.nsk.su/sobytia/nauchnye-seminary/details/13/203/течение-плазмы-в-винтовой-многопробочной-системе-в-режиме-удержания Там же есть и видеозаписи семинаров по другим экспериментам упоминаемым здесь:

https://fusion.rosatom.ru/docs/2022.05.26_ 3.pdf

Что-то от @tnenergy давно ничего не слышно о том, что там с ITER и вообще, в этой теме творится...

у tnenergy родился ребенок и настали темные времена в работе, не до соцнагрузок.

UFO just landed and posted this here

Чтооо? Всё выглядело хорошо до "Твердотельные ака-солнечные панели для преобразования мягкого рентгена в электричество", а потом какая-то дичь пошла. Панели на мягком рентгене вместо турбины чтобы повысить КПД? Что они там курят? У обычных панелей КПД в районе 20%, тогда как у турбин в районе 70%.
Т.е. они хотят не только термоядерный реактор разработать, но ещё и такие панели? :) И сколько они прослужат при рентгеновском облучении, в мощнейших электро-магнитных полях, где в 20 см от них будет пучок плазмы, разогретый до миллиарда градусов? Ой, занимайтесь своим термоядом, ребята и не лезьте в полупроводниковую электронику.
Я очень надеюсь что это или автор статьи налажал и добавил отсебятину или пресс-секретарь у них "новенькая девочка". Потому что всерьёз такое писать, это нужно постараться конечно.

Но турбину же не плазма крутит. В этих 70% учтен переход от плазмы к рабочему телу турбины?

  1. у TAE еще 18 году сделали небольшую команду, которая смотрела в сторону рентгеновской фотовольтаики. Это существующая тема, они смотрели насколько ее как раз к условиям реактора можно приспособить. Это хорошее подспорье, если получится

  2. Тепловых машин с турбинами с КПД 70% не существует, для однофазных это около 40% в пределе, многофазных - 60% сейчас.

Рентген выбивает атомы из кристаллической решетки, а не электроны из атомов. Такая фотовольтаика если какой-то мизер и нагенерирует, то долго не прослужит, а учитывая температуру и прочие факторы внутри рабочей зоны термоядерного реактора - это вообще звучит как какой-то прикол. Панели нужно охлаждать, т.к. у них предел рабочей температуры не выше 80-90 градусов по цельсию. Т.е. вы хотите сказать что они в одной рабочей зоне сделают и нагревание плазмы до миллиарда градусов и относительно комфортные условия для панелей? Даже если предположить абсолютно фантастический вариант, что им это удалось, то эту фотовальтаику максимум можно использовать в дополнение к турбине чтобы вижать лишние 1-2% КПД (в лучшем случае), не более того. А говорить о том, что она полностью заменит турбину - бред сивой кобылы, по другому и не скажешь. Ничего лучше паровых турбин пока не придумали, и навряд ли уже придумают, раз на дворе 21 век.

Так что то, что они "создали небольшую команду" по этому вопросу, не значит ровным счётом ничего. Они подёргаются в разные стороны немного, почитают литературу, сделают пару тестов и вскоре поймут что это нереально из-за противоречащих условий эксплуатации реактора и этих панелей.

И вообще, чтобы снять электрончики, нужна разница потенциалов, а у вас там охренеть какие мощные электро-магнитные поля. Эти электроны просто полетят в рабочую зону реактора, а не генерить вам электричество.

Если бы такая фотовольтаика была бы возможна и экономически целесообразна, то уже давно стояли бы целые электростанции с такими панелями и намазанными тонким слоем на них радиоактивными отходами. А такого нет и, видимо, не просто так. И это учитывая комнатную температуру и почти идеальные условия по сравнению с рабочей зоной термоядерного реактора.

Пусть лучше занимаются реактором, а не дискредитируют себя такими заявлениями. Потому что если есть откровенный бред в одном месте, то потенциально он может быть и в другом, просто мы этого не видим в силу того что не только лишь каждый тут занимается термоядом. Но микроэлектронщики имеются.

Рентген выбивает атомы из кристаллической решетки, а не электроны из атомов.

Это немного перебор. Большинство атомов поглощает и рассеивает рентгеновское излучение именно благодаря переходам электронов из остовных состояний в свободные. Это как раз энергии от пары эВ (для водорода-гелия) до десятков и сотен кэВ (для каких-нибудь актинидов). Сдвинуть само ядро рентген не сможет, потому что вероятность поглощения близка к нулю. Внутриядерные переходы происходят при бОльших энергиях и соответствуют гамма-излучению.

Но Вы правы в том, что эффективность рентгеновской фотовольтаики очень низкая. Превращать остовные электроны в электроны проводимости напрямую весьма затруднительно по разным причинам. Поэтому конверсия в электричество может происходить только поэтапно: сначала используем флуоресцентное вещество, которое конвертирует рентген в более мягкое излучение, а потом уже используем обычные панели для генерации. Эффективность процесса -- не больше пары процентов.

Я очень надеюсь что это или автор статьи налажал и добавил отсебятину или пресс-секретарь у них "новенькая девочка".

Это цитата от CEO, не вошедшая в перевод:

"That's another generation beyond, but what comes off the fusion reaction is basically intense light," said Binderbauer. "Soft X-rays to be specific, the same kind they use to do your teeth exams. So we're looking into a direct capture system that would work a little like solar cells on steroids. There are some very cool opportunities there, they can theoretically be much higher efficiency than solar cells. The X-rays will free electrons in an absorber material, and those will go straight to the grid as DC electricity. This is benchtop-level exploratory small-lab stuff for us, we've got to get the core working first, but it's a sincere effort, and it's one of a few different ideas we've got for beyond commercialization. It'd bring the efficiencies way up, and the costs way down."

Хабр еще торт!
Как всегда, узнал много нового и интересного из комментариев.

Товарищи, чую что прорыв уже скоро! Ещё 20 лет — и у нас будет рабочий термояд!

Скорее всего такая конструкция окажется ограниченной по мощности вместо почти неограниченной у Токамаков. Проблема будет именно в способности удержать плазму тот же ИТЭР гдето на порядок крупнее расчетного для стабильной реакции размера, а он огромен, но это построили "про запас" чтобы точно сработало и потом уже от его результатов можно было строить серийные компактные модели, но это же говорит что гипотетически можно строить реально гиганские бублики, они держут плазму за счет своей формы, а у стилизаторов так не получится, рано или поздно не получится удерживать плазму, значит это будет компактная версия реактора, для небольших городов или космических кораблей.

По результатам ИТЕР планирую построить DEMO, который и должен быть ректором, приносящим энергию в сеть.
Но с такими темпами и затратами не построят и не запустят.
Даже если все пойдет идеально по плану, то DEMO запустят не раньше 2050го, лет 20 будут проверять и отлаживать, то есть строительство первого коммерческого термоядерного реактора начнется не раньше в 2070, запуск не раньше 2080, в целом активное использование термояда начнется где-то к 2100 году. И это при ИДЕАЛЬНОМ сценарии.
Понятно, что мало кто хочет вкладывать в проекты результаты, которых увидят только внуки.

Если учесть что РФ теперь, как понимаю, в этом проекте не участвует, то вообще непонятно как там те же гиротроны будут делаться и кем

Sign up to leave a comment.

Articles