Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 38
Удивительно читать о том, что такая сложнейшая вещь как ИТЕР устарела еще до начала сборки.
С другой стороны, радует, что прогресс движется настолько быстро. Надеюсь, что еще застану переход человечества в эру термоядерной энергетики)
С другой стороны, радует, что прогресс движется настолько быстро. Надеюсь, что еще застану переход человечества в эру термоядерной энергетики)
Недостаточно быстро. Честно говоря, мне, как человеку, далёкому от всего этого, довольно сложно воспринимать факт, что десятки лет от начала проектирования до запуска чего-либо (даже такой сложности) это быстро.
У вас есть предложения, как ускорить прогресс техники?
Есть элегантное решение — увеличить правительствами стран расходов на науку в несколько раз, хотя бы за счет оборонной промышленности. Насколько я знаю, ни один вид на Земле не угрожает нашему, так зачем мы защищаемся от самих себя?
Но к сожалению пока любое государство стремится отобрать что-нибудь у ближнего своего, или дальнего — вопрос сокращения оборонных бюджетов будет оставаться вопросом риторическим.
Но к сожалению пока любое государство стремится отобрать что-нибудь у ближнего своего, или дальнего — вопрос сокращения оборонных бюджетов будет оставаться вопросом риторическим.
зачем мы защищаемся от самих себя?
Возможно… потому, что мы сами себя и убиваем лучше всех?
зачем мы защищаемся от самих себя
Потому что мы — животные, плоть от плоти приматов, и нами управляет не только наш разум.
Земля — круглая, вода — мокрая, а люди — животные.
Вообще-то без затрат на оборонку у нас и обычных ядерных реакторов не было бы, не то, что термоядерных…
Термоядерные реакторы, сред прочего, позволят получать дешёвый оружейный плутоний сверхвысокого качества. И что-то мне подсказывает, что выделяя деньги на их разработку, правительства этот момент тоже не забывают…
Термоядерные реакторы, сред прочего, позволят получать дешёвый оружейный плутоний сверхвысокого качества. И что-то мне подсказывает, что выделяя деньги на их разработку, правительства этот момент тоже не забывают…
Вообще-то все без исключения сложнейшие вещи устаревают ещё до начала сборки… Именно потому, что они сложнейшие: их разработка занимает много времени и к ним применяются наиболее жёсткие требования в плане гарантированности результата, что заставляет использовать консервативные решения.
Почему считается, что топливо будет «почти бесплатным»? Беглое гугление показало, что дейтерий и, тем более, тритий — элементы весьма редкие и дорогие. А их предполагается килограммами перерабатывать в реакторе.
Ну давайте посчитаем. Пускай у нас есть гигаваттный токамак, который за год вырабатывает 7 000 000 мегаватт*часов (КИУМ ~0.85). Пускай мегаватт час стоит 100 баксов — это хорошая, но не запредельная цена. Т.е. токамак зарабатывает за год 700 миллионов долларов.
Энергоемкость топлива — 352 тераджоуля на килограмм дейтерий-тритиевой смеси. При кпд 36% с килограмма будет получатся 35 000 мегаватт часов, если я нигде не напутал, значит всего нам понадобится 200 кг топлива в год. Из них 80 кг дейтерия ценой ~10000 долларов за кг (т.е. 0,8 мегабакса) и 120 кг трития, который будет получаться в реакторе из Li6. На выработку 120 кг уйдет примерно 250 кг лития-6 или ~2700 кг природного лития. Природный литий стоит примерно 30 тысяч долларов за тонну, т.е. нам понадобится еще 0,1 млн долларов на литий и какая-то сумма на обогащение. Если делать это на центрифугах, то обогащение обойдется примерно в 1,5 млн долларов при цене ЕРР*кг 80 долларов. Таким образом общие затраты на топливо составят 2,4 млн или 0,3% от годового дохода. Это и называется «почти бесплатно».
Энергоемкость топлива — 352 тераджоуля на килограмм дейтерий-тритиевой смеси. При кпд 36% с килограмма будет получатся 35 000 мегаватт часов, если я нигде не напутал, значит всего нам понадобится 200 кг топлива в год. Из них 80 кг дейтерия ценой ~10000 долларов за кг (т.е. 0,8 мегабакса) и 120 кг трития, который будет получаться в реакторе из Li6. На выработку 120 кг уйдет примерно 250 кг лития-6 или ~2700 кг природного лития. Природный литий стоит примерно 30 тысяч долларов за тонну, т.е. нам понадобится еще 0,1 млн долларов на литий и какая-то сумма на обогащение. Если делать это на центрифугах, то обогащение обойдется примерно в 1,5 млн долларов при цене ЕРР*кг 80 долларов. Таким образом общие затраты на топливо составят 2,4 млн или 0,3% от годового дохода. Это и называется «почти бесплатно».
Ещё же бериллий расходуется. Но, на сколько я понимаю, его доля меньше 10% от расходов на дейтерий + литий.
У меня не так хорошо с арифметикой, но получается что ваша одна электростанция мощностью жалких 800 МВт будет сжирать 10% мирового производства лития.
Это как добывать никель из монеток — очень выгодно, но совершенно не масштабируется.
Это как добывать никель из монеток — очень выгодно, но совершенно не масштабируется.
>У меня не так хорошо с арифметикой, но получается что ваша одна электростанция мощностью жалких 800 МВт будет сжирать 10% мирового производства лития.
Действительно не так хорошо. Было бы очень печально, если бы в год добывалось 27 тонн лития. Слава богу, его добывается около 36000 тонн в год.
Действительно не так хорошо. Было бы очень печально, если бы в год добывалось 27 тонн лития. Слава богу, его добывается около 36000 тонн в год.
Да, точно, увидел на картинке, как график карабкается к верхней линии с меткой «36», чуть ошибся.
Значит, если мировое потребление электроэнергии 96 ПВт•ч, то нам нужно будет построить десяток тысяч таких гигаваттных токамаков. И тогда разведанных запасов лития (12 967 тысяч тонн) хватит на три сотни лет. Окей, один вопрос снимается :)
Значит, если мировое потребление электроэнергии 96 ПВт•ч, то нам нужно будет построить десяток тысяч таких гигаваттных токамаков. И тогда разведанных запасов лития (12 967 тысяч тонн) хватит на три сотни лет. Окей, один вопрос снимается :)
Хм… три сотни лет, тоже как-то не сильно радужно, учитывая какие надежды возлагаются на термояд.
Такими темпами через три сотни лет энергию будут добывать из напряжённости пространства от гравитационных волн.
Вы широко мыслите… представляю диалог где-нибудь в 1870х «Получается, нефти хватит всего на 200 лет?.. не уверен, что стоит начинать ее добычу, учитывая, какие радужные надежды возлагаются на двигатели внутреннего сгорания...»
Думаю, что литий никак не будет ограничителем для термоядерной энергетики, ведь его геологические запасы подсчитаны исходя из себестоимости добычи ниже рыночных цен. Если поднять цену закупки лития в 10 раз, то его запасы тут же станут больше. А 10 раз, как мы видим из расчета выше — никак не повлияют на стоимость электроэнергии ТЯЭС.
Думаю, что литий никак не будет ограничителем для термоядерной энергетики, ведь его геологические запасы подсчитаны исходя из себестоимости добычи ниже рыночных цен. Если поднять цену закупки лития в 10 раз, то его запасы тут же станут больше. А 10 раз, как мы видим из расчета выше — никак не повлияют на стоимость электроэнергии ТЯЭС.
Запасы лития в океанской воде практически неисчерпаемы.
Пока его добыча от туда экономически несостоятельна, но для токамаков подходит даже очень дорогой литий.
К тому же 14 МэВ нейтроны нарабатывают тритий и из лития-7, просто это требует затрат энергии (из лития-6 тритий производится вместе с дополнительной энергией).
Наконец, через сотню-другую лет токамаки наверняка достигнут параметров, необходимых для работы на чистом дейтерии.
Пока его добыча от туда экономически несостоятельна, но для токамаков подходит даже очень дорогой литий.
К тому же 14 МэВ нейтроны нарабатывают тритий и из лития-7, просто это требует затрат энергии (из лития-6 тритий производится вместе с дополнительной энергией).
Наконец, через сотню-другую лет токамаки наверняка достигнут параметров, необходимых для работы на чистом дейтерии.
Вопрос не в тему — как закреплён обслуживающий робот на КДПВ? Сколько не вглядывался не увидел никаких рельсов/ног/колёс, он что, летает?
Вообще это тема нескольких следующих статей, про роботов ИТЭР. В данной случае все довольно банально.
Когда читаю статьи про термояд на хабре, всё время возникает один вопрос: входит ли монтировка в штатный комплект у сотрудников лабораторий?
Основное — это высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) в тороидальных катушках и двойной корпус вакуумной камеры.
Двойной корпус применяется во всех без исключения токамаках. Ничего нового в этом нет. Без него просто не получить нужный вакуум: размеры камеры слишком велики чтобы исключить все мельчайшие течи. Поэтому применяют два корпуса: давление между ними держится в десятки тысяч раз ниже атмосферного, что легко достичь даже при довольно сильной течи, в результате натекание воздуха во внутренний корпус снижается в соответствующие десятки тысяч раз, позволяя относительно просто достичь необходимого сверхвысокого вакуума.
Жидкосолевой бланкет — это совершенно отдельная от двойного корпуса идея.
>Двойной корпус применяется во всех без исключения токамаках.
Если мы говорим про вакуумную камеру, то везде она с одинарной стенкой. Первый токамак с двойной — это ИТЭР. И связано это с охлаждением, а не с вакуумной плотностью. Вы могли посчитать стенку криостата, которая окружает все современные токамаки за вторую стенку камеры, но это принципиально разные вещи.
>Поэтому применяют два корпуса: давление между ними держится в десятки тысяч раз ниже атмосферного, что легко достичь даже при довольно сильной течи, в результате натекание воздуха во внутренний корпус снижается в соответствующие десятки тысяч раз, позволяя относительно просто достичь необходимого сверхвысокого вакуума.
Десятки тысяч раз — это единицы Па. Нет, ответ не верный, нигде не используется специальный промежуточный корпус с таким вакуумом. Полно токамаков с «теплыми» магнитами, которые имеют одну стенку между атмосферой и вакуумной камерой и вполне себе получается достичь 10^-4 Па.
Если мы говорим про вакуумную камеру, то везде она с одинарной стенкой. Первый токамак с двойной — это ИТЭР. И связано это с охлаждением, а не с вакуумной плотностью. Вы могли посчитать стенку криостата, которая окружает все современные токамаки за вторую стенку камеры, но это принципиально разные вещи.
>Поэтому применяют два корпуса: давление между ними держится в десятки тысяч раз ниже атмосферного, что легко достичь даже при довольно сильной течи, в результате натекание воздуха во внутренний корпус снижается в соответствующие десятки тысяч раз, позволяя относительно просто достичь необходимого сверхвысокого вакуума.
Десятки тысяч раз — это единицы Па. Нет, ответ не верный, нигде не используется специальный промежуточный корпус с таким вакуумом. Полно токамаков с «теплыми» магнитами, которые имеют одну стенку между атмосферой и вакуумной камерой и вполне себе получается достичь 10^-4 Па.
Если мы говорим про вакуумную камеру, то везде она с одинарной стенкой. Первый токамак с двойной — это ИТЭР. И связано это с охлаждением, а не с вакуумной плотностью.
И откуда такой вывод?..
Нам на лекциях по высокотемпературной плазме (на кафедре физики плазмы в МИФИ) чётко говорили, что для получения высокого вакуума все токамаки имеют двойные стенки вакуумной камеры с раздельной откачкой основного объёма и промежутка между стенками.
Криостат и прочее — это дополнительные стенки за пределами второй стенки вакуумной камеры.
>что для получения высокого вакуума все токамаки имеют двойные стенки вакуумной камеры с раздельной откачкой основного объёма и промежутка между стенками.
Я вот даже на месте преподавателей кафедры МИФИ не брался бы говорить за все токамаки (их более 150 штук). Я сейчас прошелся по своим материалам и посмотрел еще гугл и признаю ошибку — все большие современные токамаки (JET, EAST, K-STAR, JA-60SA) имеют двухстеночную камеру (не смотря на этом, подавляющее большинство — одностеночные). Но в причинах такого решения всегда через перечисление идет «вакуумная плотность, необходимость держать форму под механическими нагрузками». Для того, что бы убедится в задаче вакуумной плотности в вашей постановке надо найти токамаки, в которых будет отдельная откачка изнутри двойной стенки вакуумной камеры.
P.S. Все равно конструкция вакуумной камеры ARC совершенно непохожа на то, что есть сегодня.
Я вот даже на месте преподавателей кафедры МИФИ не брался бы говорить за все токамаки (их более 150 штук). Я сейчас прошелся по своим материалам и посмотрел еще гугл и признаю ошибку — все большие современные токамаки (JET, EAST, K-STAR, JA-60SA) имеют двухстеночную камеру (не смотря на этом, подавляющее большинство — одностеночные). Но в причинах такого решения всегда через перечисление идет «вакуумная плотность, необходимость держать форму под механическими нагрузками». Для того, что бы убедится в задаче вакуумной плотности в вашей постановке надо найти токамаки, в которых будет отдельная откачка изнутри двойной стенки вакуумной камеры.
P.S. Все равно конструкция вакуумной камеры ARC совершенно непохожа на то, что есть сегодня.
Про держание формы под нагрузками нам говорили, что используется банальная гофрировка стенки. Попутно увеличивается электрическое сопротивление (длина пути тока возрастает, а толщина проводника минимум не увеличивается, а то и уменьшается), что повышает эффективность индуктивного поддержания тока в плазме.
Ничего банального в удержании формы под нагрузками нет, одна из самых сложных задач в проектировании ВК (особенно если вспомнить про электромеханические нагрузки при срывах). Что-то уж больно безаппеляционные заявления у ваших преподавателей.
акроним от Affordable, Robust, Compact, т.е. доступный, здравый и компактный.
Термин Robust, если не ошибаюсь, в технике (как минимум в ТАУ) обозначает устойчивость устройства к внешним возмущениям, а не некую здравость. Это же примерно предлагает и гуглотранслятор.
Поздравляю! Вы написали самый популярный комментарий к данной статье :)
На самом деле, в результате обсуждения со многими читателями консенсус, что Robust тут «крепкий», имя в виду мощную силовую конструкцию, т.к. это довольно важная особенность данной машины. Но в статье я пожалуй уже менять ничего не буду.
На самом деле, в результате обсуждения со многими читателями консенсус, что Robust тут «крепкий», имя в виду мощную силовую конструкцию, т.к. это довольно важная особенность данной машины. Но в статье я пожалуй уже менять ничего не буду.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Токамак ARC добавит шансов тороидальным ловушкам в борьбе за термоядерное будущее