Pull to refresh

Comments 35

Жаль только жить в эту пору прекрасную уж не придется ни мне ни тебе.
Реакция с гелием 3 самая сложно реализуемая.
Если просто построить термоядерный реактор это, как выиграть стометровку у Усейна Болта, то построить реактор на гелии 3 это выиграть гонку формулы 1 на лада калине. Помечтать конечно можно, но практическая реализуемость такая же как у варп двигателя.

зато снимать энергию можно через МГД — отсюда и весь шум. Более доступные варианты страдают нейтронным вырождением материалов, необходимостью снимать энергию по-самоварному, и т.п.
Всю прелесть портит тот факт, что условия для запуска реакции требуют на порядок большей температуры.
1) уверен, вы путаете МГД со способами direct energy conversion (DEC), приемлемыми для использования в магнитном УТС. Первый в магнитном УТС бесполезен, что же до остальных, — в токамаках те, о которым имеет смысл говорить — бесполезны, а в открытых ловушках (получивших «второе дыхание» после 2015-го года) они плохо совместимы (читайте — «несовместимы») с современными методами удержания, — теми самыми, что «второе дыхание» дали ОЛ*.

Не говоря о том, что с отработанностью, и пониманием «как оно IRL будет» (например, долговечность etc) у этих методов все очень плохо никак.
_____________
* — (есть, кстати, не отмеченный в википедийной статье выше метод прямого преобразования энергии, который теоретически может использоваться (хотя и с потерей качеств удержания) в новом тип удержания, — «винтовом удержании», которое сейчас исследуется в ИЯФ им. Будкера на установке СМОЛА; если это удержание «взлетит», это много что поменяет в УТС, ну и заодно теоретически откроет возможность к использованию этого типа DEC).

2) нет, «весь шум» вовсе не из-за этого, а из-за

a) «безтритиевости» (а использование трития в качестве топлива радикально все усложняет), и, главное,

b) гораздо меньшего нейтронного потока.

3)
необходимостью снимать энергию по-самоварному,

— «необходимость снимать энергию по-самоварному» парит только некомпетентных обывателей, при том полагаю, из-за несоответствия их ожиданий от «перспективного источника энергии» и их не очень адекватных (в силу некомпетентности etc) [эмоциональных] оценок преобразования энергии через термодинамические циклы.

В общем, явление столь же часто встречающееся среди «неподготовленных слушателей», сколь и неадекватное.

Кстати говоря, ребята, пытающиеся освоить самое совершенное из «потенциально доступных» т.н. «анейтронных топлив», — бор-протон (p-B11), планируют как раз тепловое преобразование энергии (тормозной рентген греет стенки, газообразный гелий как теплоноситель, цикл Брайтона). Внезапно. И у них есть на это вполне рациональные основания.
вы немного перебарщиваете с нагнетанием страстей и аналогиями, — напомню, вы это делаете в мире, в котором целых две серьезные УТС-команды (как TAE Technologies (известная до октября 2017-го как Tri Alpha Energy), Калифорния, и ИЯФ им. Будкера, Новосибирск) говорят о своей способности сделать как безтритиевый D+D, так и, «если природа позволит» (по сечениям etc), и p+B11, который, напомню, куууууда далее по шкале о D+He3 лежит.

Ознакомьтесь пожалуйста, когда был построен первый ядерный реактор и через сколько лет запущена первая электростанция.
Заявлять может, кто угодно, о чем угодно, но постройка термоядерного реактора т термоядерной элеетростанции несравнимо более сложные вещи. Поэтому вопрос наличия гелия3 для этого реактора просто не стоит.
Вы можете прямо сейчас купить его по 930$ за литр, не нужно ни на какую Луну за ним лететь.
Любые проекты по добыче гелия3 на Луне это афера в чистом виде. Потому, что реактора у нас нет, а гелия этого десятки, если не сотни тонн доступны.

ознакомьтесь, пожалуйста, с оценкой сложности задачи и ее цены, и с объемами того, что было «реально уплОчено».

В США (для примера, у остальных ситуация аналогична, на США проще ссылаться т.к. данные в интернетах на виду, «вставляй URL — не хочу»), к примеру, всего пару лет как догнала по тратам (а по некоторым оценкам «второго сравниваемого»- еще и не догнала!) за весь период существования тему магнитного УТС, с 1953-го года, траты, сделанные ими же на «Манхеттенский проект»(sic!).

Вот траты c 1953 по 2018 года:
(см. на MFE («spent» — потрачено, «ajasted» — с поправкой на инфляцию, «в современных деньгах»), т.к. ICF же — это игрушки военных, и более ничего):
image

(из https://aries.pppl.gov/FPA/OFESbudget.html, там же раскладка по годам, и итог на 2018-й год: MFE ($M): 15 418, MFE adjusted ($M): 24 054)

Если кажется, что много, давайте я вам масштаб задам, сравнив траты с оценками, сделанными ERDA в 1976 году, по разным сценариям

U.S. historical fusion budget vs. 1976 ERDA plan:
image


На графике отчетливо видно, и сколько требовалось, и «сколько было уплОчено», ага.

Но если вам трудно читать так оформленный график, вот вам исходники:

1) План (без инфляционной поправки):

http://fire.pppl.gov/us_fusion_plan_1976.pdf, там есть раскладки по каждому году для каждой из стратегий, и суммарные цифры.

Напомню, стратегии (в отличие от цветной картинки с осмысленными названиями стратегий) тут именовались как
«Logic I», «Logic II», «Logic III», «Logic IV», «Logic V», от самой убогой «Logic I», для которой «время достижения цели не определено» (в цветном графике она названа «fusion never», и, как видим, реальность финансирования пробила и это днищщще), до самой резвой (и самой дорогой) «Logic V»:

раскладки затрат по годам — c 27-й, по 32 стр. отчета (с 32-й по 37 стр. этого PDF-файла)
«Logic I»: —
«Logic II»: Figure II-13, с. 27-28 (с. 32-33)
«Logic III»: Figure II-14, с. 29-30 (с. 34-35)
«Logic IV»: Figure II-15, с. 31 (с. 36)
«Logic V»: Figure II-16, с. 32 (с. 37)

А вот суммарно, в млн. USD1978 (скриншот из документа):
image

_________

То есть у нас ситуация «за товар не уплОчено», в чистом виде.

А были ли шансы получить результат, если бы заплатили, в тех же 70-х?

Давайте посмотрим:

1. пока даже этого мизера денег (а было по всему миру так же) хватало на установки следующих поколений, в тот период параметры в УТС росли (удваивались) быстрее, чем по закону Мура:

image

2. с начала 70-х, все успешно пущенные установки магнитного УТС, давали либо запланированные, либо лучшие, чем запланированные результаты (достигнутые параметры). Т.е. ситуация в чистом виде «За что заплатили, — то и получили», а точнее, — «За что заплатили, — то и получили, и даже больше!»

3. специалисты, — ровно авторы успеха, переоткрывшего в 2014-2015 годах (2014 (демонстрация успеха в эксперименте; + помощь TAE с их системой)-2015 г (публикация в рецензируемом журнале; результат помощи TAE)) направление открытых ловушек, почти полностью похороненное в 80-х годах (там косвенная вина (закрытие MFTM) аж двумя способами лежит на недостаточном финансировании (кроме очевидного «денег нет» в конце, еще и гигантизм «съедим слона одном куском» самой затеи из-за страха, что если пойдут мелким шагами — отменят посередине) теоретическим (из простейших моделей) проблематзациями),… так вот, люди, которые сами, на установке, сданной еще в 1986 году (ГДЛ, ИЯФ им. Будкера), и после, за смешные деньги «медленно и печально дорабатывавшейся» показали параметры плазмы, которые в 80-х годах были заявлены как теоретически недостижимые на ОЛ (открытых ловушках), говорят, что все это можно было сделать еще в 70-е, еще раз, — говорят, что это можно было сделать еще в 70-е, и тогда же сделать и реактор.
________________

Это что касается фактологии, с которой вы, я подозреваю, не знакомы.

Вернемся к вашим словам:

Заявлять может, кто угодно, о чем угодно


— да, но только не надо это подавать в залоге «это означает, что эти заявления равнозначны». Если плазмист, специалист из top-10 в мире в теории УТС-плазмы (а из живых — еще меньше top), автор новых способов удержания/ ловушке, соавтор успеха (экспериментально показанного успеха!), о котором он же рассуждает в сослагательном наклонении «а можно ли это было сделать в 70-х, если бы деньги по плану ERDA дали?» — говорит, что безусловно можно было, — вес у этого заявления радикально выше веса ваших обывательских рассуждений по этой теме.

А. А. Зализняк про это хорошо сказал в речи, известной словами «Девочка-пятиклассница имеет мнение, что Дарвин не прав», — я говорю о той ее части, где говорится:
"В любом обсуждаемом вопросе профессионал (если он действительно профессионал, а не просто носитель казенных титулов) в нормальном случае более прав, чем дилетант"

Ни добавить, ни убавить. Профессионал имеет обоснованное мнение (при том есть и другая часть обоснования, понятная, надеюсь, даже вам, я вам ее выше расписал), которое, очевидно, расходится с вашим, очевидно дилетантским.

Оценить в такой ситуации оба этих мнения не составит труда (для вменяемого человека), я полагаю.

кусок побольше из той речи Зализнаяка, для интересующихся
«Мне хотелось бы высказаться в защиту двух простейших идей, которые прежде считались очевидными и даже просто банальными, а теперь звучат очень немодно:

1) Истина существует, и целью науки является ее поиск.

2) В любом обсуждаемом вопросе профессионал (если он действительно профессионал, а не просто носитель казенных титулов) в нормальном случае более прав, чем дилетант.

Им противостоят положения, ныне гораздо более модные:

1) Истины не существует, существует лишь множество мнений (или, говоря языком постмодернизма, множество текстов).

2) По любому вопросу ничье мнение не весит больше, чем мнение кого-то иного. Девочка-пятиклассница имеет мнение, что Дарвин неправ, и хороший тон состоит в том, чтобы подавать этот факт как серьезный вызов биологической науке.

Это поветрие — уже не чисто российское, оно ощущается и во всём западном мире. Но в России оно заметно усилено ситуацией постсоветского идеологического вакуума.
...»



Что же до остальной части вашего комментария, там сперва капитанство про сложность УТС-станции, бОльшую, чем у ядерной (спасибо, но у меня с одной стороны ERDA 1976 лежит, а с другой — (освоенного мной) инженерного чтива на год по ITER etc, с одной стороны, и не меньше освоенного инженерного чтива про АЭС разных типов; так что уровень дискуссии «оно сложнее» мне не интересен; не говоря о том, что он тут бессмыслен, — специалисты высказались вам как в 1976-году, так и в 2017-2018-м), а далее идет какая-то борьба с соломенными чучелеми, и/или «ломление в открытую дверь, — вы зачем-то увещеваете меня о том, что „Гелий-3“ нахрен не нужен, хотя внимательный читатель мог бы понять, что я по сути о том же говорил в комментарии, на который вы отвечали (работают над D+D и p+B11, — добыча гелия-3 на Луне в таких раскладах нужна, как собаке пятая нога).
Заявлять может, кто угодно, о чем угодно, но постройка термоядерного реактора т термоядерной элеетростанции несравнимо более сложные вещи.

(авторская орфография сохранена) — что вы сравниваете с чем, и при помощи какой меры сложности?

Да, сделать один первый реактор (в УТС под «реактор» обычно имеют ввиду «энергетический реактор», реактор с значительными энергетическим выходом (c Q больше 1 на величину достаточную, чтобы при данном типе реактора и реакции этого было достаточно для создание на базе такого реактора электростанции)) — непросто.

А вот после получения реактора сделать станцию — радикально менее напряженная задача.

Ну и главное, — я вот смотрю на схему станции, представленной Tri Alpha Energy в 2015-м (в узком кругу ограниченных лиц, ага), и вижу, что она в легкую может быть дешевле атомной станции. Сложность понятие расплывчатое (пока вы его не определили), и малополезное, как минимум — радикально меньше говорящее, чем CAPEX, OPEX и LCOE.

Что сложнее — сделать конструкционные барьеры нераспространения, требуемые атомнадзорами, как для реактора, так и для пристанционного бассейна выдержки, и всех операционных помещений, или сделать менее требовательную к этому станцию, «отягощенную» криосистемой, вакуумной системой, и инжекторами? — ну, под бор-протон станцию (если природа такое таки позволит!) с высокой степенью очистки топлива (думаю, пойдут по этому пути, чтобы с бериллием etc от побочек не маяться на уровне конструкции станции и обслуживания).

В деньгах так в легкую выйдет, что такая УТС-станция _дешевле_. На это, собственно, и расчет. Реально расчет, люди деньги считают, «выгодно, или нет». Считают, заключают, что может быть выгодно, и вкладывают пол миллиарда долларов, при том «в долгую».

И видно, что расчет обоснован (т.е. довод не «они заключили», вы можете сами к тому де прийти, дай вы себе труд разобраться).

А вот первый рабочий сделать — да, непросто. И не копеечку стоить. Но и не сверхдорого, если честно.

Вот вам пример того, что сверхдорого, несколько лет подряд в год тратили суму того жепорядка, сколько (они же) за все годы на магнитный УТС к нынешнему моменту потратили, с 1953 года:

image
«Я не хочу входить в их состав, я хочу вести их»


Удачи, чо уж.
Волнуюсь спросить, а какая связь между Гелием-3 и жидким гелием для охлаждения сверхпроводящих магнитов?
Да, я тоже обратил внимание. Хорошо чтт про гелиевые ручки не написано.
И гелевые шарики.

Про шарики таки написано

Не знаю как в первоисточнике, но использование Не3 в дыхательных смесях позволяет получить на МРТ изображение лёгких, невозможное при использовании атмосферного воздуха.
никакой, более того — и в перечисленных случаях гелий уже не стоит применять, отлично работают высокотемпературные сверхпроводники и охлаждение жидким азотом.
отлично «для всего» не бывает. Даже ВТСП-2 охлаждают не до «азотных» а до «неоновых», «водородных»/«гелиевых» температур (для сколь-нибудь интересных высоких полей/ крит. тока), а если хочется рекордных полей/ крит. тока — то и до тех, которые «легко» (_сравнительно_ легко и удобно) сейчас можно получить по сути только с Гелием-3.

Я в этой же ветке чуть подробнее расписал в другом комментарии.
конечно, не бывает. Но тя-установку на охлаждении азотом — строят уже. И для массовых МРТ это могло бы снизить стоимость больше, чем на десятичный порядок. Рекордных показателей не будет — но там и с «обычными» будет уже неплохо. А иное — и не было упомянуто.
я не увидел слова «массовые» около MRT в статье. MRT разные бывают в том числе высокопольные(sic!). Кстати, сейчас, НЯЗ, мейнстрим снижения цены «МРТ попроще» — это переход на диборид магния (его (стренды из него) совсем недавно «хорошо делать» (для магнитов etc) научились, спасибо итальянцам, НЯП).

Но в целом я согласен, статья в этом месте небрежно написана. Впрочем, чего взять со статьи, точнее с места с обоснованием в духе «натянем сову на глобус, притягивая за уши обоснование для наших космоэкспансионистских желаний» (при том космоэкспансионистских желаний не обязательно из возвышенных мотивов, скорее из «рекламирующий эту идею (тут — освоение Луны) только это делать и умеет/ хочет»).

Кстати, сейчас (после 9/11, точнее) основной потребитель гелия-3 в США — это нац. безопасность, высокочувствительные нейтронные детекторы. Все запасы на них разошлись. Но даже при том, что «будь он у нас в количествах, пристроить мы его смогли бы», реального заказа на «лунный гелий-3», как не было, так и нет. И, думаю, еще до-о-о-олго не будет.
Да, могу только согласиться. И да, я тоже несколько слишком общо выразился. Что с меня взять — дилетант…
— кстати, пропустил вот это вот:
Но тя-установку на охлаждении азотом — строят уже.

— это вы про что конкретно?

В целом же, смысла в таком нет, ВТСП на азотных температурах имеют ни на что не годные (в УТС — уж точно) характеристики, поэтому что УТС нужны поля, и чем выше, тем лучше (это все, что УТС от магнитов надо «в этой плоскости»). На азотных температурах поля такие, что смысла связываться нет от слова «совершенно».

Надеюсь это вас _не_ ARC/SPARC MIT'овский упоминанием ВТСП (точнее, ВТСП-2) с понталыку сбил/ ввел в заблуждение? Если что, то температуры при применении тех ВТСП будут самые что ни на есть гелиевые, иначе просто у них «ничего не взлетит», там вся суть — в больших полях, а иначе на ВТСП их никак не получить :(.
____

И для массовых МРТ это могло бы снизить стоимость больше, чем на десятичный порядок. Рекордных показателей не будет — но там и с «обычными» будет уже неплохо.

— ну, про это я уже сказал, сейчас мейнстрим — это диборид магния.

(Другое направление — это «безвыкипные системы», магниты МРТ, не требующие дозаправки гелием в течении 10 лет, в общем то самое «если правильно сделать», не сильно меняющее цену магнита даже с гелием).

На поля до 6T (что почти оверкил для MRT, там 3T-то «рекордные»), диборида в таком варианте хватит за глаза.
прямая. Использование Гелия-3 (имеющим заметно отличные физ. свойства от Гелия-4 (например, «Гелий-3 кипит при 3,19 К (гелий-4 — при 4,23 К), его критическая точка равна 3,35 К (у гелия-4 — 5,19 К)» (Википедия), это, кстати, позволяет производить очень простое разделение этих изотопов) позволяет делать системы охлаждением до экстремально низких температур.

И да, это используется как для сверхпроводящих магнитов с рекордными полями. Например:
«Криомагнитные системы с магнитным полем до 17Т выполнены на базе криогенных рефрижераторов замкнутого цикла (технология Cryogen Free, сухая, безжидкостая). Сверхпроводящий соленоид охлаждается второй ступенью рефрижератора. Возможно изготовление различных конфигураций магнитного поля. Исследуемый образец в вакууме или теплообменном газе, диапазон температур на образце от 4,5К до 300К без откачки, от 1,8К до 300К при использовании контура сухой вакуумной откачки. При использовании вставки на гелий3 температура на образце от 0,3К».
(«ООО Криотрейд инжиниринг»)

Так и, к примеру, для охлаждения инфракрасной оптики у космических телескопов (уже в этом веке один известный космический телескоп закончил свою работу из-за исчерпания Гелия-3 в системе охлаждения, НЯП).
Пока в 21 веке только одна страна отправила на лунную поверхность посадочный модуль и луноход: это Китай. Остальным приходится догонять.

Остальные это сделали 50 лет назад.

К сожалению, мы не всегда можем повторить то что было сделано ранее.

UFO landed and left these words here
ну, рецепт изменения ситуации прост, — начать платить деньги, достаточные для решения задачи.

А не так, как все предыдущие 64 года:
image

(по https://aries.pppl.gov/FPA/OFESbudget.html, там же табличка с разбивкой по годам; наше — MFE («spent» — потрачено, «ajasted» — с поправкой на инфлацию, «в современных деньгах»); ICF же — это игрушки военных, и более ничего).

при том, что
вот как это выглядит в сравнении с ''как требовалось для результата'' (''U.S. historical fusion budget vs. 1976 ERDA plan''):
image

(по https://fire.pppl.gov/us_fusion_plan_1976.pdf)

при том, что пока этих крох денег на новые установки (которые нужны для новых результатов) хватало,
рост параметров в магнитном УТС шел быстрее, чем по закону Мура(sic!):
image


И да, к вопросу — могло ли человечество себе позволить такие траты (те, что насчитали по так до сих пор и не оплаченному 1976 ERDA plan),
сравнение с тратами на более простую задачу, - программу ''Аполлон''
image


Либо же еще проще, — за все полных 64 года существования темы УТС на все проекты магнитного УТС в США было выделено (с хорошей точностью) столько же денег, сколько было потрачено на Манхеттенский проект (решавший радикально более простые задачи) за 4 года.
_________

Приятная новость в том, что сейчас в УТС есть люди с деньгами, адекватными идеями, и дееспособной командой — я про TAE Technologies (в 2015-м собрали полтора миллиарда долларов). Выглядит как «недостаточно много», но это не последний тур фандрайзинга (и не первый, там ступенчатый процесс, — показывают результат (который сторонние эксперты оценивают) — получают деньги), с одной стороны, а с другой — они работают в реанимированном (как минимум — публично) в 2015-м году направлении открытых ловушек (и их вариаций, конкретно они — над вариацией на тему FRC), которое куда менее затратно, чем «Токамак-way». Да и работают они «в 10-20 раз быстрее, чем „в науке“» (конкретно это — про скорость изменения установки под проверку новых идей).

Есть еще ИЯФ им. Будкера, но им нужны деньги (а еще неплохо — другая орг. форма, работы команды «делающей реактор» (например, как в TAE, etc), если деньги можно будет найти).

Но все это могло бы быть у человечества куда раньше (уже сейчас). Это, кстати, оценки специалистов из того же ИЯФ.
UFO landed and left these words here
Всё это ни чего не стоит, т.к. что бы добывать Гелий 3 в промышленных масштабах, нужен полноценный комбинат и колония на Луне. Вся соль в том, что бы добыть 1гр. гелия 3 нужно переработать 1т! лунного реголита если не больше.

А что, борьба за гелий-3 на Луне дала бы гигантский скачок военно-космическим технологиям — всяким икс-вингам, орбитальным платформам, спейс-труперам и прочим батлкрузерам.

Я к тому веду, что вся эта затея с добычей весьма и весьма дорогое удовольствие, а если ещё добавит то, что вы описали(ВПК) то стоимость во много раз превысит окупаемость.

Зато какие рынки создаст!

США самодостаточны по гелию, так что это для других.
По закону о стратегических материалах треть добычи выкупается государством и закачивается в спецхранилища. Остального на всех хватает.
Гелий-3 — единственный надёжный и безопасный материал для счётчиков нейтронов,

— конечно же _нет_.

то есть для детекторов радиационного излучения.

— лучше не обобщать до такого, не всякий «детектор радиационного излучения», как вы выразились, является «счетчиком нейтронов», как вы выразились.

Гелий-3 является продуктом распада трития, который не производится с 1988 года.

— WAAAT?!???

— тяжеловодные реакторы PHWR (pressurized heavy-water reactor) / HWR (heavy-water reactor) для которых тритий то ли фича, то ли баг, — как смотреть, — смотрят на эти заявления с вежливым недоумением.

Там одних только CANDU (Canada Deuterium Uranium) понстроено в Канаде, Индии… (а так же… в Пакистане, Аргентине, Южной Корее, Румынии и Китае),… да вообще, на 2001-й год…
...At the beginning of 2001, 31 heavy water cooled and moderated nuclear power plants were in operation, having a total capacity of 16.5 GW(e), representing roughly 7.76% by number and 4.7% by generating capacity of all current operating reactors.
(Википедия, но вообще — тыц и тыц)

— Так же с легким недоумением смотрят на эти заявления реакторы-наработчики трития, например, Watts Bar unit 1, Watts Bar unit 2 (PWR с мишенями из алюмината лития и циркония, из лития, обогащенного по литию-6), ну и вернемся к тяжеловодникам — реактор «Людмила» на Маяке.
Only those users with full accounts are able to leave comments. Log in, please.