Термояду.нет  
02 Июнь 2020, 09:58:15 *
Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Войти
Новости: Большинство функций форума доступны только после регистрации
 
   Начало   Помощь Поиск Войти Регистрация  
Страниц: 1 [2] 3 4 ... 10
 11 
 : 28 Апрель 2020, 10:50:35 
Автор Avtor - Последний ответ от Avtor
Термоядерный синтез. В чём проблема и почему до сих пор не работает?

22 января 2020 г., Игорь Край

Управляемый термоядерный синтез – один из немногих случаев, когда целенаправленные, титанические усилия не увенчались успехом в намеченные сроки, и даже неоднократный перенос сроков делу не помог.

В пятидесятых годах прошлого века проблема управляемого термоядерного синтеза представлялась сложной, но разрешимой. В шестидесятых появилась термоядерная бомба, что вроде бы свидетельствовало… И ни в семидесятые, ни в восьмидесятые учёные не сомневались, – промышленный синтез осуществим даже с использованием уже наличествующих технологий. Надо лишь понять, как их правильно применить.

В девяностых годах оптимизм, однако, увял. Настолько, что появились фрики с идеей «холодного синтеза». В момент, когда накопление научных знаний даёт возможность осознать истинны масштабы проблемы, люди таковых знаний не имеющие получают моральное преимущество.

А в чём проблема? В том, что одноимённые заряды отталкиваются, ядра сливаться не хотят, а значит, реакции синтеза отличаются высоким порогам? Да ни разу не в этом. Ускоритель позволяет так шмякнуть одном протоном о другой, что только кварк-гюонная плазма по стенам. Первая проблема в том, - она одинакова и у реального «горячего» синтеза, и у воображаемого «холодного», - что при слиянии двух протонов рождается дейтрон – состоящее из протона и нейтрона ядро тяжёлого водорода. Плюс позитрон и нейтрино. Причём, львиную долю энергии уносит нейтрино, – проходящее сквозь нашу планету, как свет сквозь стекло, и как следствие, малопригодное, для того чтобы кипятить на нём воду.

Таким образом, хотя водорода во Вселенной, действительно, много, пользы для народного хозяйства от этого никакой. В недрах Солнца протон-протонный синтез представляет собой лишь первый шаг водород-гелиевого цикла. Ведь, четыре ядра водорода сливаются в ядро гелия не разом, а в три приёма. Но для завершения цикла важно, чтобы промежуточные продукты синтеза – дейтерий и гелий-3 – не покидали зону реакции, и энергия, выделившаяся на предыдущем этапе, упрощала преодоление потенциального барьера реакции на следующем. Звёзды вполне способны это обеспечить. Водород в их ядрах находится в сверхтвёрдой и сверхплотной – «металлической» – форме. Рождающимся ядрам дейтерия и гелия-3 просто некуда деться от своей судьбы.

Но, допустим, мы сразу берём два ядра дейтерия, либо даже дейтерий и тритий. Продуктом слияния будет гелий-3 в первом случае и обычное ядро гелия во втором. Плюс нейтрон, который унесёт 80% выделившейся энергии. И если б только унёс! Беда в том, что при равной примерно народнохозяйственной ценностью с нейтрино, нейтрон ещё и на редкость зловреден. С электронными оболочками атомов нейтроны не взаимодействуют, что позволяет им преодолевать десятки метров бетона и свинца. Попадая же в атомное ядро, нейтрон или разрушает его, или поглощается им, образуя радиоактивный изотоп. В лучшем случае, после множества рикошетов нейтрон просто распадается, превращаясь в атом водорода. Образующиеся в материале пузырьки газа приводят к зримому раздутию, потере прочности, деформации и разрушению стальной детали. Персонал электростанции сможет укрыться от нейтронного излучения за блоками полиэтилена или бассейнами с водой, но защитить сам реактор от нейтронов не получится. Здравый смысл подсказывает, что энергетическая установка, расходующая 80% выделяющейся энергии на саморазрушение, прослужит недолго.

На последнем, третьем этапе водород-гелиевого цикла, впрочем, сливаются два ядра гелия-3 и каких-либо проблем с нейтронами не возникает. Продуктом реакции являются альфа-частица - ядро гелия-4 - и два протона. Казалось бы, вот!.. Тем более, что гелий-3 стабилен и встречается в природе… Но ближайшее место, где его можно добыть, это Луна. Ещё в 80-х годах прошлого века было подсчитано, что доставка гелия с Луны на Землю экономически оправдана. Для покрытия годичных потребностей человечества в энергии потребуется привезти всего 100 тонн этого газа. Другой вопрос, что добыча такого количества гелия-3 предполагает переработку миллиардов тонн реголита… Так что, пока, выгоднее всего производить гелий-3 искусственно. Из трития. А радиоактивный, имеющий период полураспада всего 12 лет тритий может быть получен только в ядерных реакторах по цене 30 миллионов долларов за килограмм. Так что, даже в случае удорожания «чёрного золота» до 1600 долларов за баррель, дейтерий-тритиевая энергетика не станет оправданной экономически. Ведь, для получения трития всё равно требуются ядерные реакторы, потребляющие уран, а значит, и электричество всегда будет дешевле вырабатывать на АЭС.

По разным причинам изотопы первых двух химических элементов оказываются бесполезными для энергетики будущего в любых комбинациях. Как и в случае создания водородной бомбы, исследователи убедились, что только на третий элемент периодической таблицы – литий – можно положиться. Он безопасен, не производит нейтроны при синтезе, и в отличие от реакторных изотопов водорода и гелия, ничего не стоит. Но порог реакции с участие лития слишком высок.

Создание энергетической установки работающей на литии возможно, тем не менее, уже в обозримой перспективе. Но тут уж полный рост встаёт вторая проблема термоядерного синтеза. Идей по поводу того, каким образом преобразовывать выделяющуюся в активной зоне энергию в электричество, в настоящий момент нет. Совсем нет. Выпущенные на волю силы микромира порождают слишком «жесткое» для использования в мирных целях излучение. Энергия выделяющаяся в термоядерных реакиця слишком велика, а значит, слишком велика будет скорость рождающихся в этих реакциях альфа-частиц.

Если, как это происходит в уже существующих электростанциях, химическое или ядерное пламя нагревает стенки котла с водой, давление пара будет вращать лопасти турбины. Но рождённое в активной зоне ядро гелия не отскочит от стенки, передав её молекулам свой импульс, чтобы те смогли распределить его и перенести молекулам воды. Оно вонзится в преграду, обратив вещество в пар и образовав кратер. Любое вещество. Законы нашей вселенной не предполагают существование материалов, которые оказались бы не по зубам релятивистским альфа-частицам.

https://zen.yandex.ru/media/id/5dcfb8b4452197271c9be3ae/termoiadernyi-sintez-v-chem-problema-i-pochemu-do-sih-por-ne-rabotaet-5e2891ac8f011100c0c03aac.

ИМХО. Отбор энергии из активной зоны термоядерного реактора действительно проблема: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg6#msg6. Хотя апологетам термоядерного синтеза всё нипочём!: "Самовар, он и в Африке, самовар": http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg52#msg52. Впрочем, главная задача всех термоядерщиков построить (собрать!) ИТЭР, а там хоть "трава не расти"!: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=7.msg3438#msg3438.

Для справки...
- Цена нефти продолжает держаться на уровне 20 долларов за баррель
https://lenta.ru/news/2020/04/27/brentwti/.
-- При таких ценах термоядерная энергетика бессмысленна
http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg2768#msg2768.
- Мировая нефть продолжила падение
https://lenta.ru/news/2020/04/28/oil/.

 12 
 : 13 Апрель 2020, 18:12:55 
Автор Avtor - Последний ответ от Avtor
ИТЭР: в одном шаге от начала монтажа токамака

Apr. 12th, 2020 at 10:28 PM
    
В конце марта на ИТЭР произошло ключевое событие: были объеденены здания предварительной сборки и здания реактора. Фактически, снято последнее препятствие перед началом монтажа токамака ИТЭР.

Сразу после объединения зданий началось испытания крановой системы и реакции металлоконструкций зданий (на фото выше краны как раз стоят на перемычке). Напомню, что спарка мостовых кранов обладает грузоподъемностью 1500 тонн, а испытания проводились с нагрузкой 820 тонн на переднем кране и 150 на заднем.

Бетонные тестовые нагрузки по размерам и весу повторяют тороидальные катушки ИТЭР и на фото выше они находятся чуть ближе крышки, которая накрывала последние пару лет шахту реактора.

Кстати, похоже, что мостовые краны в ИТЭР рекордные: во всяком случае примеров кранов бОльшей грузоподъемности для этой конфигурации я не нашел. С одной стороны, опережение всех сталелитейных заводов мира разом впечатляет, с другой стороны это и некоторое проклятие со стороны физики. Если бы мостовые краны с грузоподъемностью 7500 тонн (вместо имеющихся 750) были бы обыденностью, то энергетический термоядерный реактор было бы сделать гораздо проще.

После проверки крановой системы и металлоконструкций зданий была выполнена разборка крышки шахты реактора. В этом процессе мы получили фотографию, как бы иллюистрирующую, как будет выглядеть сборка реактора.

Здесь спарка уже знакомых кранов тащит 100 тонную половинку крышки шахты. В течении ближайших 1,5 месяцев, если не помешает COViD, мы увидим, как в обратном направлении понесут 1250 тонное основание криостата, а летом - различные внутрикриостатные элементы - нижние катушки PF5 и PF6 (которые в ближайшие 2-3 месяца должны испытать на криогенном стенде), фидеры для сверхпроводящих катушек, башню-опору для сборки тороида токамака, композитные силовые элементы и т.п.

Впрочем шахта реактора еще не совсем подготовлена к началу монтажа, но будем надеяться, что в ближайшие недели различные работы по монтажу креплений криостата удаться довести до конца.

Ну и напоследок - фото выгрузки японской тороидальной катушки TF12 (одной из 18) в начале апреля в порту рядом с Марселем, откуда к концу апреля ее должны доставить на площадку ИТЭР. Вместе с тоже недавно изготовленой итальянской, корейскими тепловыми экранами (уже на площадке) и корейским сектором вакуумной камеры (все еще не отправлен) они должны составить первый готовый сектор тороида.

https://tnenergy.livejournal.com/150203.html.

Из комментариев...
- От конструкции (от ИТЭР!) ожидают отработки технологий и материалов для строительства коммерческих термоядерных реакторов.
- Хотите сказать, что принципиальные вопросы уже решены?
- tnenergy
Вам какой степени принципиальности? Физически термоядерное горение (более строго - режим с доминирующим подогревом термоядерными альфа-частицами) в токамаках уже достигалось, TFTR и JET в 90х годах. В конце этого - начале следующего года ожидается еще одна компания JET с реальным термоядерным горением.
https://tnenergy.livejournal.com/150203.html?thread=12695739#t12695739.

Для справки. Утверждение, что скоро будет ещё одна компания на JET с достижением "реального термоядерного горения", - скорее всего, лишь благое пожелание. Пока только продлён срок эксплуатации европейского термоядерного реактора JET, да и то лишь до конца 2020 года. О планах, подтверждающих осуществление D-T реакции, скромно умалчиваетcя: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3339#msg3339.
Ранее, правда, было сообщение о намерениях достичь точку безубыточности путём осуществление D-T реакции, однако с тех пор прошло шесть лет, а "воз и ныне там": http://www.termoyadu.net/index.php?topic=7.msg2704#msg2704. Такая медлительность вполне себе объяснима: JET не спешит или вообще не хочет повторить судьбу TFTR, который в погоне за точкой безубыточности настолько подверг нейтронизации (ионизации!) элементы своей конструкции, что даже был выведен из эксплуатации и в итоге демонтирован: https://ru.qwe.wiki/wiki/Tokamak_Fusion_Test_Reactor.
                                                                                                                                        Ф.Ялышев

 13 
 : 11 Апрель 2020, 12:43:00 
Автор Avtor - Последний ответ от Avtor
Накануне Дня космонавтики...
Путин вышел на связь с космонавтами на МКС

10.04.2020 | 13:34

Президент России Владимир Путин вышел на связь с космонавтами на Международной космической станции (МКС), сообщает РИА «Новости».

Глава государства связался с экипажем МКС в преддверии Дня космонавтики, который отмечается 12 апреля.

В ходе своего обращения Путин заверил в поддержке пилотируемой космонавтики российскими властями и выразил надежду на активное развитие космической активности совместно с зарубежными партнерами.

https://www.gazeta.ru/science/news/2020/04/10/n_14274451.shtml.

Роскосмос снижает на треть цены запусков из-за Илона Маска

10.04.2020 | 18:00

Роскосмос снижает на треть стоимость запусков космических аппаратов на фоне падения цен на пуски американской частной компании SpaceX Илона Маска, сообщает «Интерфакс» со ссылкой на заявление главы госкорпорации Дмитрия Рогозина.

«Чтобы увеличить свое присутствие на международных рынках, мы проводим работу по снижению более чем на 30% стоимости пусковых услуг», — сказал Рогозин.

Он также отметил, что при этом корпорация будет наращивать операционную эффективность запусков и сокращать непроизводственные издержки в ракетно-космической отрасли.

«Если рыночная цена пуска, например, у SpaceX — около $60 млн, то НАСА платит за ту же услугу от полутора до четырех раз больше», — добавил Рогозин.

https://www.gazeta.ru/science/news/2020/04/10/n_14275597.shtml.

ИМХО. Очень разумно расставленные приоритеты: околоземной космос, МКС, пилотируемая космонавтика.
В общем, только то, на что хватает денег и что имеет практический "выхлоп".
С Луной пусть напрягаются США и Китай. Первые - как якобы первооткрыватели (первыми побывавшими на Луне) и заявившие о новой программе полётов на Луну, вторые - как претендующая на статус сверхдержавы страна. В этой связи указ Трампа о "приватизации" Луны нами следует рассматривать как подарок судьбы: возможность не тратиться на реализацию собственной лунной программы, а лишь принимать участие, например, в программе НАСА по созданию окололунной станции. Смысла выражать своё недовольство указом в целом нет никакого:  
В Роскосмосе негативно оценили указ Трампа о праве США на Луну
https://www.gazeta.ru/science/2020/04/07_a_13039291.shtml.

P.S. Пока у "владельцев" Луны план следующий:
Цитировать
в рамках лунной программы Artemis в 2021 году НАСА с помощью ракеты-носителя сверхтяжелого класса SLS планирует запустить беспилотный корабль Orion для облета Луны. В 2022 году намечается отправить на SLS корабль Orion с экипажем для облета Луны, в 2024 году - еще один корабль Orion для высадки двух астронавтов на поверхность Луны.
https://ria.ru/20200314/1568596072.html.
Строительство же окололунной станции с возможным нашим участием отодвинуто на неопределённый срок:
Цитировать
НАСА отказалось от планов строительства окололунной пилотируемой станции Gateway для высадки астронавтов на Луну в 2024 году и планирует построить ее в более поздние сроки
https://ria.ru/20181205/1543478719.html, https://ria.ru/20200314/1568596072.html,
https://kosmolenta.com/index.php/1577-2020-04-13-reputation.

Впрочем, "В перспективе, т. е. после миссии «Артемида-3» в 2024 году, НАСА все-таки надеется создать многоразовую инфраструктуру для полетов на Луну через станцию Gateway": https://kosmolenta.com/index.php/1579-2020-04-17-two-news.

P.P.S. К слову, с ракетой-носителем SLS, необходимой для "покорения" Луны, тоже проблемы.
Цитата: "Ракета SLS – невероятно дорогая и неэффективная. Ее первый полет должен был состояться в 2017 году, а теперь, вполне возможно, сдвинется на 2022": https://kosmolenta.com/index.php/1577-2020-04-13-reputation.

                                                                                                                                   Ф.Ялышев

Другие новости...
- Экипаж МКС вернулся на Землю
https://www.gazeta.ru/social/news/2020/04/17/n_14305315.shtml.
-- Экипаж пилотируемого корабля "Союз МС-15" благополучно вернулся на Землю
https://www.aex.ru/news/2020/4/17/211607/print/.
- ВАШИНГТОН, 17 апр - РИА новости. Первый испытательный пилотируемый полет корабля Crew Dragon состоится 27 мая, сообщил в пятницу директор НАСА Джим Брайденстайн: https://ria.ru/20200417/1570217621.html.
- МОСКВА, 22 апреля/ Радио Sputnik. Иран вывел на орбиту свой первый военный спутник "Свет", сообщило РИА Новости со ссылкой на связанный с Корпусом стражей исламской революции (КСИР, часть вооруженных сил Ирана) сайт Sepahnews. Спутник "Нур" ("Свет") был выведен на 425-километровую орбиту при помощи двухступенчатой ракеты-носителя "Касед" ("Посланник"/"Гонец") в среду утром: https://radiosputnik.ria.ru/20200422/1570390146.html.
-- США признали, что новый иранский спутник выведен на орбиту: https://ria.ru/20200423/1570438740.html.
- ПЕКИН, 24 апр - РИА Новости. Первая миссия Китая по исследованию Марса будет называться "Тяньвэнь-1" ("Вопросы к небу"), сообщило Китайское национальное космическое управление: https://ria.ru/20200424/1570494780.html, https://www.gazeta.ru/science/news/2020/04/24/n_14334247.shtml.
-- Ранее было название «Хосин-1»: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=13.msg3431#msg3431.
- Космический корабль «Прогресс МС-14» установил рекорд по времени полета до МКС: 3 часа 20 минут: https://www.gazeta.ru/science/news/2020/04/25/n_14339359.shtml.

 14 
 : 10 Апрель 2020, 19:57:14 
Автор Avtor - Последний ответ от Avtor
Частное учреждение Росатома Проектный центр ИТЭР поставило очередную партию оборудования для сооружаемого реактора ИТЭР

Пресс-служба частного учреждения госкорпорации Росатом Проектный центр ИТЭР, ОПУБЛИКОВАНО 10.04.2020

Частное учреждение госкорпорации "Росатом" "Проектный центр ИТЭР" поставило очередную партию электротехнического оборудования для проекта по сооружению международного экспериментального термоядерного реактора (ITER).

9 апреля 2020 года с территории АО "НИИЭФА" (Санкт-Петербург, предприятие госкорпорации "Росатом") во Францию отправились шесть трейлеров с оборудованием, которое включает в себя шинопроводы для катушек полоидального поля, центрального соленоида, корректирующих катушек, а также опоры для монтажа шинопроводов, балки, резисторы и вспомогательное оборудование.

Ожидается, что к 12 апреля трейлеры пересекут границу Российской Федерации.

Данная поставка осуществляется в условиях дополнительных ограничений, связанных с пандемией коронавируса, по настоятельной просьбе международной организации ИТЭР, поскольку оборудование является ключевым для проводимого в непрерывном режиме монтажа системы питания реактора.

Руководством частного учреждения "Проектный центр ИТЭР", АО "НИИЭФА" и международной организации ИТЭР предприняты все необходимые меры по недопущению срыва сроков монтажа созданного в России оборудования.

Скоординированные действия АО "НИИЭФА", частного учреждения "Проектный центр ИТЭР" и международной организации ИТЭР по изготовлению и организации транспортировки через всю Европу позволили осуществить настоящую поставку в полном соответствии с графиком сооружения реактора.

Поставляемое оборудование разработано и изготовлено в АО "НИИЭФА" по заказу госкорпорации "Росатом" в рамках международного проекта ИТЭР. Его изготовление осуществляется в соответствии с соглашением о поставках коммутирующей аппаратуры, заключённым в 2011 году между учреждением Росатома "Проектный центр ИТЭР" - российским агентством ИТЭР и международной организацией ИТЭР.

Система оборудования "Коммутационная аппаратура, шинопроводы и энергопоглощающие резисторы для электропитания и защиты сверхпроводящей магнитной системы реактора ИТЭР" - самая дорогостоящая и одна из самых сложных в ИТЭР - входит на 100% в сферу ответственности России.

Напомним, что в настоящий момент международный проект ИТЭР осуществляет переход от стадии сооружения зданий и инфраструктуры на строительной площадке к стадии сборки реактора. Этим обусловлена важность обеспечения своевременных поставок оборудования.

http://atominfo.ru/newsz01/a0366.htm.

P.S. Очередная партия российского оборудования доставлена в Организацию ИТЭР
http://atominfo.ru/newsz01/a0454.htm.

 15 
 : 09 Апрель 2020, 09:39:09 
Автор Avtor - Последний ответ от Avtor
Несмотря на пандемию...
Двое россиян и американец отправятся на МКС в изоляцию на полгода

МОСКВА, 9 апр – РИА Новости. Роскосмос в условиях пандемии коронавируса отправит двух россиян и одного американца с Байконура на Международную космическую станцию, там в условиях изоляции экипажу предстоит прожить 196 суток.

"Пуск ракеты-носителя "Союз-2.1а" с пилотируемым кораблем "Союз МС-16" запланирован на 9 апреля 2020 года в 11.05 мск", - говорится в сообщении на сайте Роскосмоса.

В полет отправятся россияне - бывший боевой летчик Анатолий Иванишин и инженер Иван Вагнер, а также бывший американский "морской котик", специалист по проникновению на корабли противника Кристофер Кэссиди...

                                                                            .   .   .

Старт в условиях пандемии коронавируса не единственное, что отличает предстоящий пуск. Это будет первый старт ракеты "Союз-2.1а" с экипажем. До этого надёжность ракеты была протестирована при запусках грузовых кораблей, а летом 2019 года пуск состоялся с кораблем "Союз", но без космонавтов на борту. Тогда проверять надежность ракеты в реальном полете пришлось роботу "Федору".

"Союз-2.1а" полностью состоит из российских комплектующих. Носитель пришел на замену "Союзу-ФГ", в котором использовалась украинская аналоговая система управления. В новой ракете она цифровая и российская. После аварии ракеты "Союз-ФГ" в 2018 году в новую систему управления добавили несколько защитных функций: раздельное выключение двигателя третьей ступени и дублирующие команды на отделение боковых блоков первой ступени.

"Мы летим на новой ракете. Ракета имеет улучшенную систему управления двигателями первой и второй ступени. Как результат, повышенная точность выведения на орбиту", - сказал на предполетной пресс-конференции Иванишин.

Полет ракеты после старта с Байконура продлится 526 секунд. Через три секунды после этого произойдет отделение космического корабля "Союз МС-16" от третьей ступени ракеты, он выйдет на орбиту и космонавты возьмут курс на МКС. В 17.16 этого же дня они должны пристыковаться к модулю "Поиск" российского сегмента МКС. На станции их встретят россиянин Олег Скрипочка, а также американцы Джессики Меир и Эндрю Морган.

Возвращение нынешнего экипажа на Землю запланировано 17 апреля...
 
https://ria.ru/20200409/1569778501.html.

Подробнее по этапам:
- Корабль с экипажем МКС стартовал на Байконуре
https://ria.ru/20200409/1569791690.html.
-- С Байконура стартовала новая экспедиция к МКС
https://www.gazeta.ru/science/2020/04/09_a_13041925.shtml.
- Корабль "Союз МС-16" с экипажем МКС вывели на орбиту
https://ria.ru/20200409/1569792839.html.
- Корабль "Союз МС-16" с экипажем причалил к МКС
https://ria.ru/20200409/1569818558.html.
-- Экипаж корабля "Союз МС-16" перешел на борт МКС
https://www.interfax.ru/world/703454,
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,39012.msg5010129.html#msg5010129.

P.S. Почти десятилетняя монополия Роскосмоса на доставку и возвращение экипажей МКС на отечественных "Союзах" заканчивается на очень позитивной ноте: запуск, выход на орбиту и стыковка с МКС "Союза МС-16" прошли без сучка и задоринки. Молодцы!
Цитировать
«Запуск исторический. Он олицетворяет конец зависимости NASA от российских ракет для пилотируемых полетов и возвращение запусков людей в США», — пишет американский журнал Wired.

С 2011 года, когда была прекращена программа пилотируемых полетов Space Shuttle, США полностью полагаются на запуск своих астронавтов на российских кораблях и ракетах, перечисляя за это Роскосмосу внушительные суммы. Сейчас NASA платит за одно место в «Союзе» $86 млн, причем за полтора десятка лет эта цена выросла примерно в 4 раза.

Однако в NASA решили отказаться от российских услуг и отдали контракт на доставку астронавтов двум своим компаниям – SpaceX и Boeing. Предполагается, что первый пуск астронавтов к МКС на корабле Dragon (SpaceX) состоится уже в конце мая.
https://www.gazeta.ru/science/2020/04/09_a_13041925.shtml.

 16 
 : 07 Апрель 2020, 20:04:31 
Автор Avtor - Последний ответ от Avtor
О Сатурне...
Ученые объяснили, почему атмосфера Сатурна такая горячая

МОСКВА, 7 апр — РИА Новости. Анализ данных, собранных автоматической межпланетной станцией "Кассини" в 2017 году, позволил ученым объяснить причину необычно высокой температуры верхних слоев атмосферы Сатурна. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Орбитальный аппарат "Кассини" — совместный проект НАСА, Европейского космического агентства и Итальянского космического агентства — наблюдал Сатурн в течение 13 лет, до тех пор, пока не исчерпал запас топлива.

Но перед тем как прекратить свою работу, "Кассини" выполнил 22 сверхблизких пролета в верхних слоях атмосферы Сатурна. Этот, завершающий этап работы миссии, начавшийся 26 апреля 2017 года и закончившийся 15 сентября, получил название Grand Finale ("Большой финал").

Газовые гиганты — Сатурн, Юпитер, Уран и Нептун — находятся значительно дальше от Солнца, чем Земля. Но верхние слои их атмосферы, такие же нагретые, как у нашей планеты. Источник этого тепла долгое время был одной из центральных загадок науки о планетах.

В течение шести недель этапа Grand Finale "Кассини" нацеливался на несколько ярких звезд в созвездиях Ориона и Большой Пес, когда их можно было наблюдать сквозь атмосферу Сатурна. Ученые проанализировали, как менялся свет звезд, когда он проходил через газовую оболочку планеты, и по полученным данным была составлена карта распределения температур в верхних слоях атмосферы газового гиганта, позволившая исследователям ответить на вопрос, почему она такая горячая.

Ученые обнаружили, что плотность атмосферы Сатурна уменьшается с высотой, а градиент снижения плотности зависит от температуры. При этом температурные максимумы располагаются вблизи полюсов планеты.

Анализ данных космического корабля "Кассини" показывает, что причина этого — электрические токи, вызванные взаимодействием между солнечным ветром и заряженными частицами от спутников Сатурна. Эти токи создают эффект, аналогичный земным полярным сияниям.

Построив полную картину атмосферной циркуляции, ученые поняли, что электрические токи нагревают верхние слои атмосферы в полярных областях Сатурна. Затем глобальная система ветров распределяет тепловую энергию, накопившуюся у полюсов по всей планете. За счет этого температура атмосферы у экватора вдвое выше по сравнению с температурой, ожидаемой только от солнечного нагрева.

Совместный анализ измерений плотности и температуры атмосферы позволил ученым выяснить скорость ветра и построить общую модель атмосферы Сатурна.

"Понимание динамики атмосферы требует общего взгляда. Этот набор данных — первый случай, когда мы смогли взглянуть на верхнюю атмосферу Сатурна от полюса до полюса, а также увидеть, как температура меняется с глубиной", — приводятся в пресс-релизе слова первого автора статьи Зары Браун (Zarah Brown) из Аризонского университета в США.

"Результаты исследования важны для общего понимания процессов в верхних частях атмосфер планет и являются важной составляющей наследия "Кассини", — добавляет еще один автор исследования Томми Коскинен (Tommi Koskinen), работавшей в проекте "Кассини" в группе по ультрафиолетовой визуализации. — Они помогают решить вопрос о том, почему верхняя часть атмосферы Сатурна горячая, а остальная ее часть — холодная, как и должна быть атмосфера планеты, находящейся на большом расстоянии от Солнца".

Несмотря на то, что детальные наблюдения верхней атмосферы были проведены только для одной планеты из группы газовых гигантов, ученые считают, что их выводы можно распространить и на другие гигантские планеты Солнечной системы.

https://ria.ru/20200407/1569709374.html,
https://lenta.ru/news/2020/04/08/planets/,
https://rg.ru/2020/04/07/temperatury-na-saturne.html.

В дополнение...
Ученые благодаря Cassini раскрыли тайну аномально горячей атмосферы Сатурна

Температура верхних слоев атмосферы Сатурна является чрезвычайно высокой и порой может достигать 325 градусов по Цельсию. Однако, согласно расчетам, она не должна превышать 123 градуса ниже нуля.

Причина столь странного различия длительное время служила загадкой для ученых. Однако в итоге ученые выяснили, что "энергетический кризис" напрямую связан с полярным сиянием вблизи полюсов планеты, говорится в работе, опубликованной в Nature Astronomy.

Прийти к этому выводу помогли данные, собранные космическим аппаратом Cassini.

15 сентября 2017 года последний после почти 20 лет полетов погрузился в атмосферу Сатурна и там прекратил свое существование. Однако перед тем, как принести себя в жертву, космический аппарат совершил 22 оборота вокруг планеты за пять месяцев, изучая пространство между главным телом Сатурна и его колец.

Этот тур, получивший название “Финальная путешествие Cassini”, дал возможность дать широкий массив данных о планете. В новом исследовании команда ученых создали с помощью данных Cassini карту температур Сатурна.

"Когда я разместил все температуры от полюса до полюса, я мог заметить, что температуры и полярных регионах не делают то, что предсказывали большинство моделей" - отметила Зара Браун, научная сотрудница в Лунной и планетарной лаборатории университета Аризоны аризонского университета и главный автор нового исследования в комментарии Inverse.

Результаты установили, что верхние слои атмосферы Сатурна горячее всего вблизи широт, где формируется полярное сияние планеты.

"Тепло поступает от этих процессов, связанных с полярным сиянием ", - говорит Браун.

По ее словам, данные подтверждают, что именно тот факт, что существует кольцо повышенных температур вблизи полярных регионов, говорит о том, что именно там откладывается тепло. Другие планеты-гиганты Солнечной системы, такие как Юпитер и Уран, также имеют аномальное нагревание в верхней атмосфере, хотя то, что именно полярные процессы отвечают за него,  еще не доказано.

https://tsn.ua/ru/nauka_it/uchenye-blagodarya-cassini-raskryli-taynu-anomalno-goryachey-atmosfery-saturna-1523253.html.


P.S. Возможно, горячая атмосфера Сатурна обусловлена токами, возникающими из-за вращения этого газового гиганта вокруг своей оси и образования вокруг него своеобразной короны, аналогичной горячей короне Солнца: http://jalishev.spb.ru/discussion/01.php.
Цитата: "Например, от Сатурна в космическое пространство исходит вдвое больше света и тепла, чем те, которые он получает от Солнца! Этот феномен планет-гигантов ну уж ни чем не объяснить, кроме как предлагаемой гипотезой. Иначе говоря, благодаря очень высокой скорости вращения планет-гигантов вокруг своих осей и благодаря наличию у них достаточно сильного собственного магнитного поля, - эти космические объекты генерируют внешнее электромагнитное поле, оптическое излучение которого и воспринимается как дополнительные свет и тепло планет-гигантов".

P.P.S. Как видно из приведённой выше дополнительной статьи, ценой своей гибели "Кассини" таки измерил температуру слоёв атмосферы Сатурна, экспериментально зафиксировав значительное превышение температуры верхних слоёв атмосферы Сатурна над нижними слоями.
К слову, в случае с АМС "Галилео", в своё время исследовавшего Юпитер, в атмосферу планеты-гиганта был спущен именно специальный зонд, а не собственно станция: http://www.hypernova.ru/zvezd/world/probe_storms_jupiter.
А с "Кассини" специальный зонд был сброшен только на спутник Сатурна Титан:
http://jalishev.spb.ru/discussion/04.php.

 17 
 : 03 Апрель 2020, 10:43:07 
Автор Avtor - Последний ответ от Avtor
Тоже приблизились...
«Мы решили все проблемы, которые сдерживали термоядерный синтез»

Компания HB11 Energy, некогда основанная выпускниками Университета Нового Южного Уэльса, подала в Японии, Китае и США пачку заявок на патенты, которые должны защитить ее изобретение — уникальный метод выработки термоядерной энергии. Теперь моделирование нужно проверить полноценным реактором. Успех будет означать революцию в методе запуска термоядерного синтеза. Разработчики утверждают, что он в миллиард раз эффективнее высокотемпературных аналогов на дейтерии и тритии.

Термоядерная энергия — долгожданный и экологически чистый ответ на энергетические запросы человечества. Тогда как энергия расщепления атомов доказала свою эффективность и разрушительную силу, синтез обещает стать источником безопасной, дешевой, «зеленой» энергии без радиоактивных отходов.

Возможность создания экономически выгодного реактора термоядерного синтеза маячит на горизонте, но все никак не приближается. Ученые обещают, что через 20 лет ситуация изменится, но время идет, а прогноз остается все тем же. Несколько проектов с миллиардным бюджетом — стелларатор Wendelstein 7-X Института Макса Планка или токамак ITER во Франции — медленно продвигаются вперед. В основном они делают ставку на изотопы водорода — дейтерий и тритий — которые требуют достижения чрезвычайно высоких температур: до 15 млн градусов Цельсия.

Проект HB11 отличается от них. Ученые отказались от редких, радиоактивных и сложных видов топлива вроде трития. Вместо этого они используют водород и бор B-11, а также особые лазеры, которые и запускают реакцию синтеза, пишет New Atlas.

    «Мы обошли все научные затруднения, которые сдерживали термоядерную энергию на протяжении более полувека», — заявил директор австралийской компании.

Конструкция реактора обманчиво проста: большая металлическая сфера, в центре которой располагается топливная таблетка. По бокам два отверстия для лазеров. Один создает магнитное поле для удержания плазмы, второй запускает лавинообразную реакцию синтеза. Созданные в результате альфа-частицы вырабатывают электрический ток, который можно направить почти напрямую в энергосеть без необходимости в теплообменнике или паротурбогенераторе.

    «Синтез водорода и бора создает пару атомов гелия, — пояснил управляющий директор компании Уоррен Маккензи. — Это голый гелий, у него нет электронов, есть положительный заряд. Мы просто должны собрать этот заряд. По сути, отсутствие электронов — это продукт реакции, и он напрямую создает ток».

Работа лазеров основана на передовой технологии усиления чирпированных импульсов, за разработку которой была присуждена Нобелевская премия по физике 2018 года. Сам реактор получился намного меньше и проще, чем высокотемпературные аналоги, и достаточно чистым, компактным и безопасным, чтобы его можно было построить в городских условиях. Нет никаких ядерных отходов, горячего пара и шанса расплавления.

Доктор Маккензи не уточняет, когда реактор HB-11 станет коммерческой реальностью. Сначала надо продемонстрировать реакцию, это будет просто. Затем — провести достаточное их количество, чтобы доказать экономическую выгоду реактора, учитывая затраты энергии на лазеры. И, наконец, построить прототип рабочего реактора. Десяти лет на это едва ли хватит...

https://zen.yandex.ru/media/htech_plus/my-reshili-vse-problemy-kotorye-sderjivali-termoiadernyi-sintez-5e55517b07d15006cd2308da, https://news.myseldon.com/ru/news/index/224578842,
https://hightech.plus/2020/02/25/mi-reshili-vse-problemi-kotorie-sderzhivali-teromoyadernii-sintez.

В дополнение...
- Водородно-борный реактор – скачок в термоядерных технологиях
https://naukatehnika.com/vodorodno-bornyij-reaktor.html.
- Компактный термоядерный реактор внутри грузовика. Новый патент ВМФ США
https://naukatehnika.com/kompaktnyj-termoyadernyj-reaktor-vnutri-gruzovika.html.

P.S. Предыстория появления идеи создания водородно-борного (протон-борного) реактора, над которым работает компания HB11 Energy, - здесь: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3216#msg3216, https://tnenergy.livejournal.com/123735.html. Как следует из приведённых ссылок, идея нереализуема: "Предложенная схема циркуляции энергии работать не будет".

P.P.S. К слову, над реактором, в котором также предполагается осуществить реакцию H1 + B11, работает и калифорнийская компания Tri Alpha Energy (TAE).
"Идея, лежащая в основе реактора TAE — использовать плазменные вихри (называемые FRC — Field Reversed Configuration), которые обладают свойством самоудержания и еще некоторыми преимуществами, с поддержанием их стабильности с помощью инжекторов нейтральных пучков, довольно свежа — родом из середины 90. Во всяком случае это новее, чем идеи токамака, стелларатора или классической открытой ловушки. FRC обладают довольно необычным набором свойств, что в таком реакторе удобно оказывается использовать термоядерную реакцию H1 + B11 = 3*He4 (H1 тут — обычный водород, B11 — самый распространенный изотоп бора, а He4 — вылетающие альфа частицы, откуда и пошло название компании Три Альфа). Парадоксально тут то, что это одна из самых трудно достижимых вариантов термоядерной реакции — она требует температур в 15 раз выше, чем у «классического» дейтерий-трития, а значит и в 15 раз бОльшего давления магнитного поля для удержания и более жестких требований по чистоте плазмы...": http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3229#msg3229, https://www.livejournal.com/media/649428.html, https://tnenergy.livejournal.com/75401.html.

P.P.P.S. Термоядный беби-бум
Мартовский обзор термоядерных стартапов (с упором на британский ST40)...
http://strana-rosatom.ru/2020/03/18/%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%BE%D1%8F%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D0%B1%D0%B5%D0%B1%D0%B8-%D0%B1%D1%83%D0%BC/.
Плюсы и минусы ST40 здесь: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3168#msg3168, https://tnenergy.livejournal.com/104281.html.
                                                                                                                                  Ф.Ялышев

 18 
 : 30 Март 2020, 17:31:06 
Автор Avtor - Последний ответ от Avtor
Подробнее о мероприятии...
В российском Агентстве ИТЭР прошло совещание по производству панелей первой стенки ИТЭР

В соответствии с Соглашением о поставке, подписанном в 2014 году между российским Агентством ИТЭР и Международной организацией ИТЭР, российские предприятия должны изготовить и отправить на площадку сооружения реактора 179 панелей первой стенки будущей установки. Первая стенка непосредственно обращена в плазму и защищает внутрикамерные системы ИТЭР от тепловых потоков. Панель первой стенки, являющаяся по сути теплообменником, состоит из водоохлаждаемой структуры (медный сплав + сталь), облицованной бериллием. Бериллий хорошо совместим (не загрязняет) с плазмой, а его соединение с охлаждаемой подложкой обеспечивает эффективный теплоотвод.

Производимые российскими предприятиями панели первой стенки (40% от общего числа) – наиболее энергонапряжённые. Они должны выдерживать нагрузку до 5 МВт на кв. метр.

Головным предприятием по изготовлению панелей выступает cанкт-петербургский НИИ электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова (АО «НИИЭФА»). Один из наиболее сложных процессов при их изготовлении – нанесение на панели бериллиевого покрытия. Работа по изготовлению бериллиевой облицовки осуществляется в сотрудничестве филиала ФГУП «ПО «Маяк» -«Базальт» (Саратов) и АО «Композит» (Королёв).

В ходе прошедшего совещания, в котором приняли участие представители АО «НИИЭФА», ФГУП «Производственное объединение «Маяк», АО «Композит», АО «ВНИИНМ», и Частного учреждения «ИТЭР-Центр», его участникам удалось решить текущие задачи, касающиеся производства бериллиевой облицовки в соответствии с общим графиком сооружения ИТЭР, и найти оптимальное распределение работ по организациям.

https://www.iterrf.ru/index.php/sobytiya/novosti/2691-v-rossijskom-agentstve-iter-proshlo-soveshchanie-po-proizvodstvu-panelej-pervoj-stenki-iter.

ИМХО. Совещание прошло 12 марта 2020 года. В связи с пандемией сроки производства и поставки элементов бериллиевой облицовки первой стенки реактора могут быть значительно увеличены.

P.S. В продолжение комментариев-опасений предыдущего поста:

- я думаю нынешний локдаун - может стать нокдауном, если не нокаутом для ITER. Если карантин продлится более 3 месяцев, пойдёт "цунами" банкротов фирм поставщиков. Да, почти всегда можно найти другую фирму поставщик - но во сколько пойдёт удрожание проэкта, скажем одного компонента, а если банкротов поставщиков более чем 2-3? Это реально катастрофа для проэкта. У меня на глазах разворачивалась "драма" - были повреждены 2 нестандартных заземляющих тансформатора для SVC зигзаг/стар 13.8/0.4kV мощностью менее 1МVА , функция которых тупо создавать ground reference для защит по тех. нормативам данной страны и более ничего. Фирма поставщик банкротировала ещё до пуска объекта. Я даже не ожидал в КАКУЮ проблему это вылилось и во сколько финансов, чтобы заказать их у другого поставщика - хотя вроде есть спек, есть все чертежи, а не тут то было! И это на проэкте где бюджет сотни миллионов фунтов! А теперь представьте нечто подобное и когда из вашей цепи супплаеров выпадает несколько фирм с очень узкой спецификой!

- tnenergy
Mar. 31st, 2020 08:48 am (UTC)
Тут очень сложно давать прогнозы. Риск очевидный, но это все довольно случайные процессы - кто выживет, кто нет.
Ну и по мне вопрос больше не в поставщиках, а в самочувствии экономики EU. Может быть, что после пандемии станет не до проектов типа ИТЭР.

- "Эт вряд ли"(с). При степени готовности проекта, приближающейся к 70%, остановить его будет намного более глупо, чем продолжить. ИМХО, конечно.

- tnenergy
Mar. 31st, 2020 09:32 am (UTC)
Ну, если будут выбирать между деньгами на талоны на еду и ИТЭР, то выбор будет очевиден, имхо...

https://tnenergy.livejournal.com/149256.html.

P.P.S. ИМХО. Проект не закроется, но перейдёт в вялотекущий режим сборки реактора (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=7.msg3400#msg3400), поэтому срок окончания строительства ИТЭР в целом ещё раз будет перенесён. Проект потерял актуальность. Он не нужен не то чтобы решить вопрос "дефицита" энергоресурсов, особенно углеводородов (нефти и газа), но даже не нужен собственно термоядерщикам, теперь уже мечтающим не о "чисто" термоядерной энергетике, а о "гибриде": http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg2768#msg2768, http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg2776#msg2776. Как оказалось, для обоснования строительства гибридного реактора, - ИТЭР не нужен!: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3424#msg3424.
Для справки. Переход в вялотекущий режим работы уже осуществлен в ЦЕРНе
https://ria.ru/20200330/1569260890.html.
                                                                                                                                  Ф.Ялышев

 19 
 : 28 Март 2020, 09:12:03 
Автор Avtor - Последний ответ от Avtor
А ведь и запустят!
Китай готовится запустить первую межпланетную миссию в этом году

Опубликовано: 27.03.2020 13:31

Уже в следующем году Китай может впервые в истории достичь соседней планеты и осуществить мягкую посадку исследовательского аппарата на Марс. До сих пор это удавалось сделать только США. Кроме того, в 1972 году на Марс приземлился советский аппарат «Марс-3», но вопрос о том, считать ли его посадку успешной, остается открытым. Для Китая это будет первая миссия по исследованию другой планеты: до сих пор китайские станции отправлялись только на Луну.

Исследовательская миссия «Хосин-1» (Huoxing-1, HX-1) включает в себя спутник Марса и посадочную платформу с 240-килограммовым марсоходом, название для которого пока не придумали. Общая масса запускаемого аппарата – около 5 т. Спутник будет оборудован камерой, способной делать снимки разрешением до 2 м на пиксель с орбиты высотой 400 км. На марсоходе, помимо спектрометров и метеорологического инструмента, будет установлен радар для зондирования недр планеты.

Запуск «Хосин-1» должен состояться между 23 июля и 8 августа на тяжелой ракете-носителе CZ-5 с космодрома Вэньчан. Перелет до Марса займет семь месяцев. В феврале 2021 года космический аппарат выполнит тормозной маневр и выйдет на орбиту Марса.

По плану, два месяца у спутника уйдет на детальную съемку поверхности Марса в выбранном для посадки регионе. Отделение и приземление посадочной платформы должны состояться в апреле 2021 года.

К моменту посадки Марс будет находиться в 150 миллионах км от Земли. На таком расстоянии прохождение сигнала занимает восемь минут, а потому управление аппаратом в реальном времени невозможно. Система навигации и управления посадочного аппарата «Хосин-1» будет работать автономно. Она основана на системе, которая применялась станцией «Чанъэ-4» при посадке на обратной стороне Луны.

На первом этапе снижения аппарат будет выполнять аэродинамическое торможение. Для этого он снабжен лобовым экраном и теплозащитным покрытием. Угол наклона стенок капсулы составляет 70 градусов. Затем будет введен в действие парашют, который должен снизить скорость до дозвуковой. Далее «Хосин-1» будет использовать реактивную тормозную двигательную установку тягой 765 кгс (7,5 кН), которая и должна погасить остатки скорости и обеспечить мягкую посадку. Этим китайский аппарат отличается, например, от десантного модуля миссии ExoMars, для посадки которого применяются 15-метровый сверхзвуковой и 35-метровый дозвуковой парашюты. Для позиционирования и измерения скорости в ходе атмосферного снижения будут использоваться лазерный и микроволновой датчики, которые уже были отработаны на лунных станциях.

Посадочный аппарат с марсоходом миссии «Хосин-1» сбросит внешний теплозащитный кожух на высоте 70 м и войдет в фазу зависания. При помощи лидара будет построена трехмерная карта поверхности. Аппарат выберет ровный участок и снизится на 20 м. Последние метры он пролетит под контролем оптических камер, отвечающих за избежание возможных препятствий.

Основной и запасной районы посадки аппарата находится на юге от Равнины Утопия в восточной части северного полушария Марса. Посадочный эллипс имеет размеры 100х40 км. Для сравнения, у миссии ExoMars он составляет приблизительно 105x20 км, у американской станции InSight (2018 год) главная ось посадочного эллипса составляла 130 км, а у нового марсохода Perseverance точность посадки увеличится до эллипса размером 25x20 км.

Для обеспечения связи со своей первой межпланетной миссией Китай построил приемно-передающие станции на своей территории, а также в Намибии и Аргентине.

https://kosmolenta.com/index.php/1566-2020-03-27-huoxing1??
http://russian.people.com.cn/n3/2020/0311/c31517-9666964.html.

Другие новости...
- Китайский зонд "Чанъэ-4" возобновил работу на 16-й лунный день
http://russian.people.com.cn/n3/2020/0320/c31517-9670241.html.
-- В Китае создают высокоточные инфракрасные градусники для измерения температуры тела
http://russian.people.com.cn/n3/2020/0317/c31517-9669149.html.
- SpaceX получила контракт NASA на доставку грузов на окололунную орбитальную станцию
https://kosmolenta.com/index.php/1568-2020-03-28-dragon-xl,
https://nplus1.ru/news/2020/03/28/spacex-gateway.
- США получили право использовать ресурсы Луны
https://lenta.ru/news/2020/04/07/pravo.
-- В Роскосмосе негативно оценили указ Трампа о праве США на Луну
https://www.gazeta.ru/science/2020/04/07_a_13039291.shtml.
--- США подтвердили нежелание участвовать в «Соглашении о деятельности государств на Луне»
https://kosmolenta.com/index.php/1574-2020-04-08-resources-order.
ИМХО. Этим указом американцы закрепляют своё единоличное право на Луну, как первооткрыватели. Скорее всего, за этим указом последуют разъяснения, согласно которым они смогут воспрепятствовать полётам на Луну представителям других государств, в первую очередь китайцам.

 20 
 : 23 Март 2020, 08:50:20 
Автор Avtor - Последний ответ от Avtor
Ещё раз про ИТЭР...
Искусственная звезда: проект ИТЭР

Есть в науке проекты, от которых дух захватывает: Международная космическая станция или Большой адронный коллайдер. Но подавляющее большинство землян не смогут объяснить, в чём польза этих проектов и зачем учёные потратили столько денег. И вот на наших глазах создаётся установка, которая навсегда может изменить жизнь планеты, — Международный экспериментальный термоядерный реактор ITER. Если проект завершится удачно, человечество получит очень дешёвую и чистую энергию. Но обо всём по порядку.

1. АНАЛОГ СОЛНЦА

В далёком 1920 году британский физик Артур Эддингтон предположил, что в недрах звёзд из водорода синтезируется гелий, в результате чего высвобождается огромное количество энергии. Этот процесс называется термоядерным синтезом. Получается, создатели ИТЭР пытаются в земных условиях повторить то, что происходит на Солнце. А что там происходит?

У водорода, самого простого химического элемента, есть изотопы, т.е. разные версии строения ядра (у них одинаковое число протонов, но разное количество нейтронов). В реакции задействованы ядра дейтерия и трития: ядро дейтерия состоит из протона и нейтрона, а ядро трития — из протона и двух нейтронов. В обычных условиях одинаково заряженные ядра отталкиваются друг от друга, однако при очень высоких температурах они могут сталкиваться. В центре Солнца температура примерно 15 миллионов градусов Цельсия и гигантское давление — те самые условия, которые необходимы для термоядерного синтеза.

При соударении ядер между ними появляется сильное взаимодействие, и возникает новое ядро уже другого химического элемента — гелия. При этом образуется один свободный нейтрон и выделяется большое количество энергии.

2. РОЖДЁННЫЙ В СССР

Но как же на Земле нагреть водород до 15 миллионов градусов Цельсия? Ведь ни один материал не выдержит эту температуру! Да, это проблема. И впервые её решили в 1954 году в Курчатовском институте. Там построили первую в мире тороидальную камеру с магнитными катушками, а коротко — токамак. Советские учёные предположили, что горячий ионизированный газ — плазму — можно удержать в вакууме с помощью магнитного поля. Т.е. раскалённая плазма не будет соприкасаться со стенками реактора, одна проблема (материаловедческая) снимается.

Как следует из названия, токамак имеет форму тора (самый простой пример тора — бублик). Это тороидальная вакуумная камера, на которую намотаны катушки для создания тороидального магнитного поля. Из вакуумной камеры сначала откачивают воздух, а затем заполняют её смесью дейтерия и трития. Затем с помощью индуктора в камере создают вихревое электрическое поле. Оно вызывает протекание тока и зажигание в камере плазмы.

Проблема в том, что нужно очень много электроэнергии, чтобы реакция началась. Ещё больше энергии нужно, чтобы поддерживать процесс. Да и разогреть плазму до нужной температуры только с помощью тока невозможно. Нужны и другие инструменты, например, микроволновое излучение на так называемых резонансных частотах или инжекция быстрых нейтральных атомов.

В мире было построено порядка сотни токамаков, но все они потребляют гораздо больше энергии, чем могут произвести.

3. В 10 РАЗ ГОРЯЧЕЕ СОЛНЦА

Итак, до нужно температуры плазму разогревает ток и микроволновое излучение. Кстати, а какая всё же температура нужна? К сожалению, человек пока не придумал, как создать давление, сопоставимое с ядром Солнца. Поэтому для преодоления кулоновского барьера (одинаково заряженные частицы отталкиваются) плазму нужно разогреть до… 150 миллионов градусов Цельсия. Это невероятно, но иначе ничего не получится.

Пока это никому не удалось. Лучший показатель у южнокорейского токамака KSTAR: там учёным удалось нагреть плазму до 50 миллионов градусов и удерживать её в магнитном поле более 70 секунд. А нужно — 1000 секунд. Причём в том эксперименте 2016 года плазма была сформирована дейтерием и протием (тоже изотоп водорода — самый лёгкий, состоит из одного протона), но не тритием, необходимым для термоядерного синтеза. В общем, учёные ещё работают над решением этой проблемы.

И ещё небольшая деталь: мощное магнитное поле обеспечивают в свою очередь сверхпроводящие магниты, которые нужно охладить в вакуумной камере до практически абсолютного нуля – минус 268°C (иначе сверхпроводимость исчезнет). А это означает, что между очень холодным магнитом и сверхгорячей плазмой (150 000 000°C) будет всего полметра!

4. КТО И ГДЕ СТРОИТ  ЭТО ЧУДО ТЕХНИКИ?

Экспериментальный термоядерный реактор строится на юге Франции, неподалёку от исследовательского центра ядерной энергетики «Кадараш». Ближайший крупный город — Марсель (до него 60 км). Но ITER — это международный проект, а не французский. В его создании принимают участие Евросоюз, США, Япония, Индия, Южная Корея, Китай и Россия, в общей сложности 35 стран.  Здесь доступен виртуальный тур по стройплощадке.

Может возникнуть вопрос: почему в проекте участвуют 35 стран, а готовый реактор будет только во Франции? Вопрос справедливый, и ответ на него прекрасен.

С самого начала ИТЭР задумывался как кооперация национальных термоядерных программ, поэтому после запуска экспериментальной установки во Франции все страны-участницы проекта будут обладать технологиями, чтобы строить свои уже промышленные станции. Для этого страны вкладывают в проект не столько «живые» деньги (на них приходится только 10% всех затрат), сколько «натуральные» поставки: страны конструируют и создают отдельные узлы, причём порой одни и те же части делают разные страны, чтобы технологии были у всех. Например, производство секторов вакуумной камеры ИТЭР поделено между Европой (7 секторов) и Кореей (2 сектора); центральный соленоид производится совместными усилиями США и Японии; производство и испытания дивертора распределено между Европой, Россией и Японией; Индия и США отвечают за системы водяного охлаждения; система бланкета будет производиться в Китае, Европе, Корее, России и США и, наконец, шесть членов ИТЭР (кроме Индии) задействованы в производстве магнитов для ИТЭР.

Завершение проекта уже несколько раз откладывалось. Сегодня предполагаемая дата получения первой плазмы — конец 2025 года, спустя 40 лет после переговоров Рональда Рейгана и Михаила Горбачёва в Женеве (именно советский лидер предложил совместную работу над проектом).

И главное — учёные рассчитывают получить в 10 раз больше энергии, чем потребляем сам реактор. Возможно, это самая грандиозная задача, ведь пока ни один токамак в мире не смог выдать даже 100% от потраченного, не говоря уже о 1000%.

5. СКОЛЬКО ЭТО СТОИТ?

Наверняка, этот вопрос у вас появился уже давно. Конечно, ИТЭР — это дорогой проект. Сегодня его стоимость оценивается в 22 миллиарда евро. Но не нужно пугаться этой цифры. Во-первых, как мы уже отметили, страны вкладывают только 10% «живыми» деньгами, а остальное — это инвестиции в собственную науку и высокотехнологичное производство. Во-вторых, в случае успеха человечество получит технологию, которая в корне изменит генерацию электроэнергии. И в этом случае цена совсем не высокая (для сравнения: Катар заявил, что в рамках подготовки к Чемпионату мира по футболу вложит в инфраструктуру порядка 150 миллиардов евро).

Китай, Индия, Япония, Южная Корея, Россия и США взяли на себя по 9,1% строительства ИТЭР каждая. Доля Европы — 45%.

6. УЧАСТИЕ РОССИИ

Россия отвечает за создание, поставку и наладку 25 важных систем и компонентов ИТЭР: гиротроны (170 ГГц); проводники; коммутирующая аппаратура; установки для испытаний Порт-плагов и сами Порт-плаги; купол дивертора и тепловые испытания; катушка полоидального поля; верхние патрубки; диагностические системы; первая стенка, соединители модуля бланкета...

https://myatom.ru/?enciclopedia=%D1%83%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D1%8F%D0%B5%D0%BC%D0%BE%D0%B5-%D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D1%86%D0%B5-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82-%D0%B8%D1%82%D1%8D%D1%80.

В дополнение.
12.03.2020г. В российском Агентстве ИТЭР прошло совещание по производству панелей первой стенки ИТЭР
https://www.iterrf.ru/index.php/sobytiya/novosti/2691-v-rossijskom-agentstve-iter-proshlo-soveshchanie-po-proizvodstvu-panelej-pervoj-stenki-iter.

P.S. Несомненно, Солнце было бы лучшей рекламой ИТЭРу, если бы в нём действительно проистекали термоядерные реакции, отвечающие за энергетику нашего светила. Но не всё так однозначно, как 100 лет тому назад предположил Эддингтон. Сомнения появились с экспериментальным обнаружением дефицита солнечных нейтрино. Их (нейтрино) оказалось в три раза меньше, чем требовалось по гипотезе Эддингтона. Латание дыр в термоядерной модели Солнца с помощью возможных осцилляций (превращений) нейтрино требует наличия массы у изначально безмассового нейтрино, что (экспериментальное определение массы нейтрино) тоже пока является проблематичным: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=8.msg3304#msg3304. В общем, сравнение Солнца и ИТЭР по меньшей мере является преждевременным: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=7.msg3402#msg3402.

P.P.S. Теперь по поводу "чистоты" и "дешевизны" проекта ИТЭР и термоядерной энергетики.
"Термоядерная энергетика вовсе не является кристально чистой. Единственная доступная сегодня реакция D+T дает такой поток нейтронного излучения, что корпуса реакторов придется менять раз в 5-10 лет. Вероятно, что в ближайшие 10-15 лет мы достигнем показателя Q=20, получив таким образом стабильную термоядерную плазму. Скорее всего, этот рубеж будет преодолен на реакторе ИТЕРа. Однако вряд ли это будет окончательной победой и укрощением «строптивого» термояда. Уже сейчас очевидно, что монструозные проекты типа ITER – это тупиковый путь, малопригодный для практического использования. Гигаватные реакторы подобной конструкции фантастически сложны, они стоят гораздо дороже обычных урановых, а тритий для реакции D + T очень дорог и дефицитен... ": http://www.termoyadu.net/index.php?topic=9.msg3409#msg3409, https://militaryarms.ru/novye-texnologii/termoyadernyj-sintez/.
Ну, а собственно стоимость проекта ИТЭР давно перешагнула и 22 млрд евро, и 25 млрд долларов и это ещё не предел. "Общие затраты на ITER оцениваются от 22 до 50 миллиардов долларов. По состоянию на июнь 2015 года в него было вложено 14 миллиардов долларов": http://www.termoyadu.net/index.php?topic=684.msg2311#msg2311, http://www.termoyadu.net/index.php?topic=7.msg3321#msg3321.
                                                                                                                                  Ф.Ялышев

Стройка продолжается, несмотря на коронавирус...
И еще один ролик
Mar. 25th, 2020 at 1:35 PM
Теперь уже про ИТЭР. Это съемка, сделанная в начале марта с дрона, множество иллюстрированных подробностей: https://tnenergy.livejournal.com/149256.html.
Из комментариев:
- Эх, блин. Ещё же строительство ИТЕР остановится. Или как минимум серьёзно замедлится. А потом и денег может не хватить. Грустный
- tnenergy
Mar. 25th, 2020 07:39 pm (UTC)
Пока пишут, что "помолившись, мы продолжаем строить", условно говоря. Но в какой-то момент начнет давать сбои логистика и вот тогда все встанет, да.

Страниц: 1 [2] 3 4 ... 10
Частичная или полная перепечатка материалов сайта Термояду.нет
возможна только с разрешения администрации

© Ялышев Ф.Х. | Powered by SMF 1.1.21 | SMF © 2006, Simple Machines
Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru