Комментарии 58
Я думаю первый ядерный реактор тоже не приносил энергии, а строился исключительно для проверки гипотез.
«Чикагская поленница» (это первый в мире вообще известный ядерный реактор) фактически являлась системой для отработки управления промышленными ядерными реакторами. После нее реакторы уже нарабатывали оружейный плутоний. Причем на вид реактор — чистое поделие на коленке.
Что касается термоядерных реакторов — лично мои симпатии склоняются в сторону стеллараторов.
Скорей уж, если фанатеть на что-нибудь нестандартное (считая токамаки обыденными :-), лучше обратить взор на «пробочные» технологии.
А статья — очень плоха. Ничего о собственно проблемах ТЯ — энергетики, а только критика лабораторной, по сути, установки. Ежу понятно, что на современных высокотемпературных сверхпроводниках, с заменой гелия на азот, всё станет много компактнее и дешевле. И так далее и тому подобное, включая фантастику будущих поколений на реакциях без выброса нейтронов. Так и проблему съёма энергии можно решить получше.
Очень похоже на карбюратор по хитрости использования.
Карбюратор — это токамак. Стелларатор — это больше инжекторная система. Дорогая, более сложная в регулировке, но надежная и экономичная. Стеллараторы запросто работают в длительном стабильном режиме, а токамаки так до сих пор и не научились работать (т.е. держать плазму) более там секунд 5, ЕМНИП.
Типично карбюраторный подход. Который в своём масштабе работает лучше прочих, но при изменении масштаба по мощности/размеру и т.п. станет неприменим.
«Раз струя стремится свернуть, давай закрутим туда и бублик».
А что, здраво звучит. Зачем сопротивляться, когда можно подтолкнуть и заодно еще получить прибавку?
Типично карбюраторный подход. Который в своём масштабе работает лучше прочих, но при изменении масштаба по мощности/размеру и т.п. станет неприменим.
Этот подход сейчас хотя бы работает, в отличие от подхода типа ИТЭРа, который скушал кучу ресурсов, но еще не заработал, хотя имеет предшественников с достаточно сомнительным успехом.
«Раз струя стремится свернуть, давай закрутим туда и бублик».Совершенно верно. Вот только однорежимно.
А что, здраво звучит. Зачем сопротивляться, когда можно подтолкнуть и заодно еще получить прибавку?
Этот подход сейчас хотя бы работает, в отличие от подхода типа ИТЭРа, который скушал кучу ресурсов, но еще не заработал, хотя имеет предшественников с достаточно сомнительным успехом.Этот подход пока что тоже не заработал, на исследовательском уровне находится. И ИТЭР уже принёс много пользы, даже недостроенный. Всё то, что делает проект ИТЭР таким громоздким, дорогим и сложным — экономит очень много ресурсов и мозгов для всех последующих наработок. Включая стеллараторы, пробочные реакторы и прочие NIF (которую, впрочим, уже прикрыли).
Промышленный образец должен быть оптимизирован, а исследовательский как раз должен быть избыточным, чтобы была возможность обыграть побольше вариантов. Так что с ИТЭР всё, скорее, идёт правильно, хотя и выглядит ужасно.
И ИТЭР уже принёс много пользы, даже недостроенный.
И Wendelstein 7-X тоже принес много пользы. Показал, что точность и методы работы, с которой стелларатор изготавливался, возможны и применимы в повседневной жизни. И достигнутые методы работы используются в промышленных целях. Вот только он еще и работает для исследователей и в след. году после модернизации пойдет на следующий этап исследовательской работы.
Вот только однорежимно.
А в каком режиме собирается работать ИТЭР?
И ИТЭР уже принёс много пользы, даже недостроенный
Слушайте, а они там как — тоже стелларатором/токамаком котел с водой греют и паровую турбину раскручивают, чтобы энергией получить, или все-таки научились получать энергию более SciFi способом?
В ДТ синтезе как раз Альфа частица и появляется) но во первых она положительно заряжена а во вторых поток Альфа частиц неламинарен. Определение электричества помните? Нужны электроны в проводнике (хотя бы в плазме)). Да и энергии там мало.
Вот в нейтроне много.
Бе́та-распа́д нейтро́на 14-15 минут даёт и электрон и позитрон. И в плазме. Но пока отсутствует даже теория как сделать их движение ламинарным, как разделить, и снять разность потенциалов...
а токамаки так до сих пор и не научились работать (т.е. держать плазму) более там секунд 5, ЕМНИП.
Вы "немножно" ошибаетесь — официальный рекорд на сегодня составляет 5 часов 16 минут непрерывного горения на японском токамаке TRIAM-1M (публикация Nuclear Fusion, vol 45, no 10, 2005).
Если брать большие токамаки, то EAST и KSTAR сейчас регулярно бьют рекорды друг друга по длительности неиндуктивного режима — до 2 минут дошли уже и уперлись в другие ограничения установок.
От себя добавлю: прототип(!!!) при начальном бюджете 5 млрд. долларов за 11(!) лет готов лишь наполовину и уже превысил стоимость в четыре раза.
Мое мнение: в статье автор хотел показать, что тема управляемой термоядерной энергетики гораздо сложнее, чем показывалась например в журналах Техника Молодежи и Юный Техник 80- годов прошлого века. Хотя и прошло уж более сорока лет.
Бесстрастностью тут и не пахнет.
Токамак в ITER будет окружать чудовищный бетонный цилиндр толщиной в 3,5 м, диаметром в 30 м
Даже до несчастной биозащиты докопался, как до столба. Что в ней такого чудовищного? Далеко не самая большая бетонная конструкция в мире.
Вы поняли на что он намекает?)
«Когда пожилой, заслуженный учёный говорит, что что-то невозможно, он обычно не прав». ©
Но этим надо не восторгаться, а ужасаться, поскольку «самый большой» означает большое вложение капиталов и энергии, которое должно оказаться на стороне «кредит» энергетического гроссбуха.
Пока капиталовложения в крупнейшую научную установку человечества даже близко не сопоставимы с затратами на поддержание армий, а энергопотребление уступает сети биткоин, я могу сказать лишь одно: Не впечатляет.
А вот 12 кубов в минуту из статьи — это поток воды который будет забираться из водоема, испаряться в градирнях ITER и улетать в атмосферу в виде пара. Т.е. забрали из источника (реки или озера), использовали один раз и все — назад она уже не возвращается. Ну точнее вернется, но когда-нибудь не скоро и совсем в другом месте — выпав в виде дождика.
Впрочем на ГРЭС и АЭС использующих градирни (вместо водоема-охладителя) этот расход воды не намного меньше выходит.
А вот 12 кубов в минуту из статьи — это поток воды который будет забираться из водоема, испаряться в градирнях ITER и улетать в атмосферу в виде пара.
Странная цифра, кстати. Мощность по теплу собственно градирен 450 мегаватт, с учетом того, что испарение килограмма воды — это примерно 2,3 мегаджоуля, то 200 кг в секунду получалось бы, если бы градирни были испарительные. Но у ИТЭР вентиляторные градирни, у которых испарение должно быть где-то в 10 раз меньше (точно для ИТЭР не в курсе).
Иначе как все тепло сбросить то? В проекте до 500 МВт чистой термоядерной мощности предполагается + тепло от внешнего подогрева плазмы (с весьма далеким от 100% КПД преобразования электричество ==> тепло в плазме) + много тепла от работы криогенных установок (если ничего не путаю, то гелиевые криосистемы где-то раз в 10-20 больше тепла выделяют относительно мощности охлаждения).
А вентиляторные градирни за счет чего вообще такой выигрыш могут давать? Я всегда считал что их практически единственное преимущество относительно «башен» компактные размеры и высокая удельная производительность. Но сам процесс примерно тот же — основная часть охлаждения идет просто за счет испарения воды и только меньшая за счет нагрева воздуха. По крайней мере в теплом климате, зимой наоборот теплообмен на 1е место выходить может.
Есть конечно «сухие» вентиляторные градирни, но их практически не применяют из-за низкой эффективности и высокой стоимости.
А так вот например упрощенная «методичка» от производителя градирен (как раз вентиляторных): acs-nnov.ru/teh_harakteristiki_gradirni.html#h2_6
Если не нужная высокая точность — то предлагают считать расход подпиточной воды на испарение по упрощенной формуле как скорость испарения от полной тепловой мощности градирни.
Или вот, паспорт на серию вентиляторных градирен: www.technoair.by/wp-content/uploads/2013/11/91-Teplomash-gradirni-GRD-M1.pdf
Страница 21 (подпиточная вода).
При дельта T в 5 градусов расход подпиточной воды оценивается порядка 1.2% об оборота.
Т.е. на сброс ~4.2*5 = 21 кДж тепла с 1 кг оборотной воды расходуется 0.012 кг подпиточной воды. Что даже больше чем нужно забрать 21 кДж чисто испарением (0.012*2300 = 27.6 кДж) из-за побочных потерь воды (капельный унос без испарения и на промывку)
Разве 450 МВт? Вроде читал (и по-моему у вас же в блоге в ЖЖ) что суммарная мощность всех градирен в районе 1 ГВт будет.
Мощность системы сброса тепла — 1,2 ГВт, мощность градирен — 450 мегаватт. Получающееся противоречие решается наличием двух больших буферных бассейнов горячей и холодной воды и импульсным режимом работы установки в целом.
А вентиляторные градирни за счет чего вообще такой выигрыш могут давать?
Кстати, не знаю. Я бездумно повторяю прочитанные где-то факты, которые могут быть неправильными.
При дельта T в 5 градусов расход подпиточной воды оценивается порядка 1.2% об оборота. Т.е. на сброс ~4.25 = 21 кДж тепла с 1 кг оборотной воды расходуется 0.012 кг подпиточной воды. Что даже больше чем нужно забрать 21 кДж чисто испарением (0.0122300 = 27.6 кДж) из-за побочных потерь воды (капельный унос без испарения и на промывку)
Ок, возможно автор прав, и градирни будут испарять 200 кг в секунду. На мой взгляд не очень большая проблема.
Получается тогда это какой-то гибрид между 2мя классическими подходами: охлаждением градирнями и использованием водоема-охладителя. Только исскуственный водоемчик маленький и служит больше не для охлаждения, а как аккумулятор тепла, которое потом не торопясь рассеивают градирни.
Да, проблема небольшая на фоне других более серьезных, автор просто все преувеличивает и сгущает краски практически по каждому пункту. Но и не очень маленькая — расход пресной воды даже у будущих более совершенных промышленных термоядерных ЭС ожидается на уровне выше у АЭС и существенно выше чем у ГРЭС/ТЭЦ.
Это конечно все вполне решаемо, но добавляет проблем к и так большому списку — больше необходимая мощность градирен на единицу отдаваемой в сеть полезной мощности(= еще большие кап. затраты), меньше подходящих мест где можно расположить.
Скорее не совсем правильный перевод, так как акцент сделан не на том что хотел автор статьи. А может слишком автор увлекся от генеральной линии.
Основопологающая мысль автора была что мощность установки в 500мвт это расчетная величина от профицита массы в реакции синтеза на предполагаемых объемах водорода.
При отсутствии внятной теории превращения потенциально выделившейся энергии в полезную и кпд такого превращения. Испытывать какие то иллюзии преждевременно.
Автор косвенно указывает что кпд современных аэс к общей энергии распада урана 3% по теплу и 1% по электричеству.
При кратно меньших радиационных угрозах (40 ниже нейтронный поток) и отсутствие зависимости реакции от температурного баланса.
Вот и все)
, а через два года будет построен новый уникальный реактор на быстрых нейтронах со свинцовым охлаждением
Не будет через два года построен уникальный реактор, проект заморожен http://tv2.today/Istorii/Brest-kotoryy-lopnul
исключили из программы, но если найдут инвесторов могут и построить.
к тому же строительство блоков производства и переработки топлива оставили, а это и есть половина уникальности проекта.
Будут туда отработку из Белоярки возить, а потом обратно сборки на испытания.
А как отладят производство там можно и сам реактор строить, возможно немного допиленный по результатам обкатки топлива на БН-ах
исключили из программы, но если найдут инвесторов могут и построить.
После истории СВБР-100, где Дерипаска инвестировал в атомную отрасль, думается, минимум еще лет 5-10 мы никаких новых инвесторов не увидим.
к тому же строительство блоков производства и переработки топлива оставили, а это и есть половина уникальности проекта.
Оставили пока строительство блока фабрикации топлива. С переработкой пока не очень получается — пиропереработка все никак не выходит, а без нее нужно вводить еще и хранилище выдержки ОЯТ, и ухудшать все параметры проекта.
Будут туда отработку из Белоярки возить, а потом обратно сборки на испытания.
Вы очень вперед забегаете.

Не верьте рассказчикам про то, что это «серебренная пуля», — у MSR'ов проблем просто _куча_. Настолько огромная и сложная, что — см. выше, сделано их
Ну и в целом, в теме про УТС странно слышать про «лучше бы в технологию реакторов деления вкладывались». Почему не в более интересную технологию УТС? — сейчас такие есть — вариации на тему открытых ловушек от ИЯФ им. Будкера, и от TAE Technologies (до октября 2017-го — Tri Alpha Energy).
В целом это вообще не очень адекватная ситуация, что приходится рассуждать в терминах «или/или», — там не ахти какие мегаденьги, человечество могло бы позволить себе и доводить такие проблемы до состояния, как описывал недавно один из ведущих плазмистов мира (по одной из самых перспективных схем УТС) — «борьба нищих за рваное одеяло».
Я думаю пользы было намного больше, если бы человечество сконцентрировало свои усилия не на ITER, а на разработке новых видов ядерных реакторов как MSR. По сути новая ступень безопасности и топливо под ногами валяется.
Это как раз U238 под ногами валяется по сравнению с ториевыми MSR. А в чем, по-вашему, "новая ступень безопасности"? Пока ни один MSR в истории не получил лицензию атомнадзора — т.е. не прошел валидации проектных решений по безопасности. И это не случайно.
Даже не касаясь того, что она сама по себе очень неадекватно написана даже в части претензий к D+T-токамачной энергетике, проблема в другом, —
— D+T — токамачной энергетики, уже очевидно не будет. Или, если хотите мягче, — она не единственный игрок на поле _уже_. (И, похоже, «не самая быстрая лошадка в забеге» к «финишу» в виде коммерческого энергетического УТС-реактора).
Есть «тихий термоядерный переворот» в открытых ловушках, сделанный в ИЯФ им. Будкера в 2014-м (опубликовано в рецензируемых научных журналах в 2015-м; некогда 12 лет директор (в то время самого большого в мире) токамака D-III, Т. Симонен, на нескольких FPA (главное УТС событие каждого года!) подряд уже всем все уши прожужжал этим, — «теперь открытые ловушки привлекательнее токамаков, давайте строить открытые ловушки!»), и экспериментальное доказательство возможности стабилизации FRC, показанное в 2015-м Tri Alpha Energy (с октября 2017-го известных как TAE Technologies).
Т.е. есть два направления, показавших/доказавших свой потенциал, отличные от токамаков. Два направления, которые могут, в отличие от токамаков, жечь перспективные топлива, — если повезет — бор-протон (p-11B), если не удастся, то безтритиевую D+D.
Есть TAE, у которых есть деньги(!!!) и очень дееспособная команда.
Есть ИЯФ им. Будкера.
Есть Китай, который еще на OS2016, в начала августа 2016-го, рассказывал вещи, от которых все тихо посмеивались в кулачок, а в декабре 2017-го уже — опа! — и рассказывают о строительстве термоядерного источника нейтронов на ГДЛ-ловушке (т.е. очень быстро повторяют путь ИЯФ им. Будкера).
— т.е. направление не умрет, и шансов «прийти к финишу первыми» у него радикально больше, чем у ITER-way токамаков, просто в силу того, что установки меньше и радикально проще.
______
В этой связи критика ITER, выдаваемая не только за критику D+T-токамаков, но и вообще за критику УТС — это полнейший неадекват.
Это, я не знаю, как Остерцова какого-нибудь переводить (у переведенного вами дяденьки, кстати, «ранний Остерцов», похоже).
Множество вранья и передергиваний — «работавший 25 лет в области» ученый/инженер не может не знать про Три-Альфа Энерджи, ИЯФ имени Будкера, БН-800.
Тот же tnenergy в своем блоге куда более аргументированно и интересно писал и про недостатки и проблемы токамаков, и конкретно самого ИТЕРа. А этого аФФтора — в… (ну вы понЕли) ;)
Тот же tnenergy в своем блоге куда более аргументированно и интересно писал
Не поленились бы дать ссылочку? Интересно почитать.
«Чистая энергия за копейки» (28 авг. 2016 г):
в жж: https://tnenergy.livejournal.com/75401.html
на GT: https://geektimes.ru/post/279868/
— написана после посещения Валентином (aka tnenergy) OS2016 (11th International Conference on Open Magnetic Systems for Plasma Confinement, 2016, Novosibirsk, Russia)
в августе 2016-го, в ИЯФ им. Будкера, Новосибирск.
Собирательная, потому что там в ней есть ссылки на более ранние статьи Валентина и про успехи ИЯФ в 2014-м, опубликованные в 2015-м («Тихий термоядерный переворот»), и про сделанные благодаря этим успехам ИЯФ, успехи Tri Alpha Energy в 2015-м.
Ну а главная она потому что на OS2016 еще новостей рассказали, и они как раз собраны в «Чистой энергии за копейки».
И да, вот еще статья, — анонс «Чистой энергии за копейки», написанный сразу по возвращению с OS2016:
«Светлое термоядерное будущее» (Aug. 13th, 2016):
жж: https://tnenergy.livejournal.com/74321.html
А вот, бонусом, недавний[, написанный с моей подачи/ с моей помощью]
«Обзор термоядерных стартапов мира»:
жж: https://tnenergy.livejournal.com/125733.html (17 янв. 2018 г.)
GT: https://geektimes.ru/post/297461/ (22 янв. 2018 г)
По-моему статья обзором недостаточно понятно (как и по построению (люди путали пример ITER'а для калибровки шкалы с помещением ITER'а в список стартапов, например), так и по проговариванию позиции/оценки)/ жестко написанной получилась.
Суть в том, что _реальные_ «паровозики, которые потенциально могут смочь» — реально только ИЯФ им. Будкера (если дать денег, а еще лучше, если сделать ГДМЛ стартапом), и TAE Technologies (aka ранее как Tri Alpha Energy).
(С момента написания статьи появился только один новый стартап, — SPACR, — уменьшенный MIT'овский ARC (приведенный в обзоре), — там вообще изначально нет шансов, — «токамак может быть либо огромным, либо бесполезным»; у этого проблема в том, опора на ВТСП не совместима с малыми размерами и D+T, жидкий бланкет защитит от нейтронов, но не защитит от гаммы, которая убьет ВТСП, получится стандартное токамачное — «годится как научная установка, но не годится в качестве энергетической).
tnenergy.livejournal.com/3917.html
Проблемы конкретно ИТЕРа как энергетического реактора
tnenergy.livejournal.com/44200.html
Радиационный аспект
tnenergy.livejournal.com/22347.html
Год назад я критиковал термоядерный синтез как источник энергии в статье «Термоядерные реакторы: не такие, какие должны были быть». Статья вызвала большой интерес, и меня попросили написать продолжение, чтобы продолжить обсуждение темы с читателями журнала Bulletin
Ну-ну, «продолжение». Дедушка просто в очередной (уже 2й, если считать оригинал то 3й) раз пересказывает немного другими словами свою же собственную предыдущую статью. Посмотрел оригинальную (самую первую) не слово в слово, но содержание практически идентичное с текущей, у меня сначала даже возникло подозрение что переводчик запутался и не ту статью перевел (старую вместо новой). Но нет переведено все нормально, это просто сам автор одно и тоже по кругу толдычит.
А все вместе все его статьи (повторяющие друг друга) похожи на недовольно брюзжание старика, которому «очень за бесплодно потраченные годы» (25 лет старался, работал, а до рабочего термояда так и не доработался понимаешь — на пенсию спровадили).
ITER как прекрасный пример недостатков в добыче энергии из термоядерного синтеза