Термояду.нет  
24 Сентябрь 2017, 11:29:57 *
Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Войти
Новости: Большинство функций форума доступны только после регистрации
 
   Начало   Помощь Поиск Войти Регистрация  
Страниц: 1 ... 7 8 [9]
  Печать  
Автор Тема: Предмет обсуждения  (Прочитано 103978 раз)
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 1775


Просмотр профиля
« Ответ #120 : 28 Февраль 2017, 21:59:39 »

К радости термоядерщиков...
Новый российский токамак

Feb. 27th, 2017 at 4:51 PM

В этом году в Курчатовском институте ожидают поступление ключевых элементов нового токамака Т-15МД: вакуумной камеры с уже смонтированной магнитной системой. Хотя проект называется модернизацией, по сути это будет первая за последние 20 лет новая термоядерная установка в России.

Вложение приличных денег (2,5 миллиарда рублей) в еще один (наряду с ИТЭР) токамак может показаться неразумным на фоне концептуальной тупиковости машин такого размера, тем не менее это очень важный шаг для поддержания отечественной школы плазмистов и УТС. Кроме того, участвуя в ИТЭР, необходимо иметь токамак достаточных размеров, на котором можно отработать некоторые из идей, прежде чем испытывать их в большой международной лаборатории (и наоборот, углублять понимание данных, полученных на ИТЭР).

Для начала стоит вспомнить Т-15, который “модернизируется” в ходе данного проекта (в кавычках это, потому что Т-15МД - это абсолютно новая машина на площадке Т-15, а не модернизация). К моменту принятия решения о строительстве Т-15 СССР начал ощутимо терять лидерство в теории и практике токамаков. Проигрывая JET и TFTR в размерах, Т-15 должен был выигрывать за счет сверхпроводящих тороидальных магнитов, что позволяло сильно удлинить плазменные импульсы и получить плазму высокой плотности и температуры. Для этого было необходимо создать рекордные для начала 80х сверхпроводящие магниты с диаметром около 2 метров и полем на обмотке в 6,5 Т из технологически сложного сверхпроводника Nb3Sn. НИОКР, изготовление и сборка токамака заняла 7 лет.

К сожалению, судьба Т-15 сложилась очень печально. Он был изготовлен с ошибками в системе криогенного охлаждения, еще больше проблем оказалось у вакуумной камеры, которая текла и не позволяла достичь необходимого вакуума. В итоге с 1988 по 1995 удалось “пощупать” только инженерную область параметров - короткие импульсы в 1 секунду с током до 1 МА (при планируемом 2 МА и десятках секунд).

Что характерно, к моменту пуска Т-15 в мире появился конкурент, французский сверхпроводящий токамак Tore Supre, с очень похожими размерами и идеологией. И именно ему принадлежит сегодняшний рекорд по длительности плазменного импульса - порядка 1000 секунд.

За прошедшее время Т-15, конечно, устарел и морально, и по задачам. Поэтому в рамках “модернизации” команда Курчатовского института во главе с Э.А.Азизовым в свое время предложила на месте Т-15 создать токамак Т-15МД. В новой машине для снижения стоимости и сложности не используются сверхпроводники - магнитная система намотана медным проводником с водяным охлаждением. Новый токамак почти сферический, что позволит поднять плотность и температуры плазмы в тех же габаритах (точнее говоря, плазма остается стабильной при бОльшем отношении давления плазмы к давлению магнитного поля), что и для старого Т-15. Вообще сферичность (или правильнее - аспект) токамака является интересным компромиссом - уменьшая аспект (т.е. делая токамак более сферическим) мы можем поднять давление плазмы при том же поле, но и поле у нас начнет уменьшаться, потому что в центре будет оставаться все меньше места для магнитов. Так, для сферических MAST и NSTX характерные значения тороидального поля - в районе 0.5-0.8 Т, при этом габаритные ограничения не позволяют поднимать поле за счет размещения сверхпроводящих магнитов.

Основные параметры нового токамака, большой радиус R=1,5 м и малый радиус a=0,5 м, достижимая плотность 10^20 частиц на кубометр, максимальный ток плазмы в 2 МА и достижимые температуры электронов и ионов 5-9 кэВ, позволяют его поставить в топ 7 работающих на сегодня в мире установок. Конкретнее,  однозначно круче выглядят европейский JET, полностью сверхпроводящий корейский KSTAR, примерно аналогичная китайская машина EAST, и пущенный в ноябре 2016 обновленный Tore Supra, который теперь называется WEST.

Однако Т-15МД вполне можно будет поставить в один ряд с такими машинами, как  американские D-IIID и NSTX, немецкий ASDEX-U и  английский MAST, т.е. Т-15МД получается примерно как топовые национальные машины, введенные в строй до 2000 года.

Еще лучше позиция Т-15МД среди сферических токамаков, если все же отнести его к сферическим - третье место.

Важным апгрейдом является появление дивертора в Т-15. Дивертор - это устройство для контролируемого непрерывного “слива” части плазмы, что позволяет с помощью непрерывной рециркуляции поддерживать ее чистоту. Это устройство, обычно выполненное в виде кольца внизу или вверху вакуумной камеры абсолютно необходимо для достижения длительных высокопараметрических режимов горения плазмы, однако оно же и самое уязвимое. В любой ситуации, когда энергия плазмы аварийно высвобождается (при срывах или ELM-неустойчивостях), она идет вдоль линий магнитного поля преимущественно на дивертор, который должен выдерживать чудовищные тепловые нагрузки (до десятков гигаватт на метр квадратный в течении миллисекунд).

Физика и технология дивертора крайне непроста и местами до сих пор плохо изучена. И именно с приходом Т-15МД у Российских физиков наконец появится возможность полноценно вести исследования взаимодействия плазмы и дивертора.

Учитывая доминирование темы ИТЭР в жизни российских плазмистов, было так же принято решение о конфигурации Т-15МД таким образом, чтобы получить по основным геометрическим и плазменным параметрам ¼ ИТЭР, что позволяет проще обрабатывать сценарии ИТЭР на отечественной машине, в том числе все современные задачи токамачной науки (срывы и МГД-неустойчивости, взаимодействие инжекции нейтралов и плазменных волн, H-моду и ELM-неустойчивости, их подавление, запуск токамака электрон-циклотронным разрядом).

Еще одной важной новинкой для отечественных физиков должны стать режимы неиндуктивного поддержания тока - наряду с дивертором одна из важнейших и горячих тем для мирового токамачного сообщества, в т.ч. Этому может помочь весьма мощный набор систем внешнего нагрева плазмы, доставшийся “в наследство”, включающий 7 мегаватт 112-гигагерцовых гиротронов и 3 инжектора нейтрального пучка изготовления (плюс один новый диагностический инжектор производства ИЯФ). В дальнейшем, если будут позволять финансы, к этому добавится две радиочастотные системы: 6 мегаватт нагрева за счет ион-циклотронного резонанса и 4 мегаватта нижнегибридного (2,45 ГГц) резонанса (частота позволяет собрать эту систему из пары тысяч промышленных микроволновок Улыбающийся). С другой стороны, медная магнитная система никогда не позволит повторить рекорды EAST, KSTAR или Tore Supra в сотни и тысячу секунд, ее предел 20-30 секунд, после чего достигается максимальная рабочая температура и магниты нужно отключать.

В целом, медная магнитная система при общей дешевизне имеет несколько серьезных минусов - прежде всего это ограничение на длительность работы (10 секунд на максимальном токе и соответственно, поле) и большую потребляемую мощность (около 250 мегаватт, включая реактивную мощность). Под эту мощность в Курчатовский Институт заказал у промышленности активные тиристорные выпрямители и реконструирует подстанции 110/10 кВ. Интересно, что потребовалось совместное с МОЭСК моделирование, чтобы убедится, что набор 300 МВт нагрузки за 5 секунд не обрушит московскую энергетику.

Электромагнитная система Т-15МД состоит из 16 тороидальных и 6 полоидальных катушек, 3 секций центрального соленоида и 4 корректирующих катушек. Медно-серебряный проводник тороидальных катушек размером 22,5х32 мм имеет отверстие D10.5 мм для прокачки охлаждающей воды. Для других катушек используются сопоставимые проводники.

Все эти катушки были успешно намотаны в 2014-2015 годах в НИИЭФА и на Брянском предприятии “ГКМП” и собраны в корпусах из нержавеющей стали. В прошлом году, кроме того, была проведена контрольная сборка ЭМС необходимая для выверки взаимного расположения магнитов, заданная физиками как +-1 мм допуска.

Внутри электромагнитной системы будет расположена вакуумная камера из нержавеющей стали сложной вытянутой формы с более чем 100 отверстиями для технологических систем и диагностик. Вакуум обеспечивается 4 турбомолекулярными насосами и 2 криосорбционными помпами. В отличии от сверхпроводящих токамаков, здесь отпадает нужда в втором вакуумированном сосуде (криостате) и криогенных тепловых экранах для теплоизоляции катушек от атмосферы и вакуумной камеры.

Как обычно, в высоковакуумных устройствах, вакуумная камера Т-15МД оборудована греющим проводом для обеспечения дегазации поверхностей.

Новый российский токамак будет оборудован лимитерами (диафрагмами, ограничивающими форму плазменного шнура на начальных этапах формирования) и дивертором из углерода, что в общем-то прошлый век (сейчас все токамаки переходят на полнометаллические камеры с бериллием и вольфрамом), но тут уж видимо все упирается в технологически и финансовые возможности - в любом случае, сделать вслед за Tore Supra и JET апргрейд на металлический дивертор и лимитер будет не так сложно, как построить новую машину.

Т-15МД будет оборудован разнообразным научным оборудованием для получения параметров плазмы - прежде всего пятью сотнями датчиков магнитного поля, позволяющими понять магнитогидродинамику плазмы, болометрическими матрицами, получающими карты ИК-излучения плазмы, диагностическим пучком тяжелых ионов, позволяющим измерять распределение потенциала, плотности (и отсюда - турбулентности) плазмы, системой томпсоновского рассеяния на электронах, измеряющей температуру и плотность электронов, диагностическим пучком нейтральных атомов водорода, позволяющим измерять с высоким пространственным разрешением температуру, плотность и скорости ионов, наконец матрицами для приема мягкого рентгеновского излучения.

Текущие планы по сооружению Т-15МД включают в себя получение на площадке в мае этого года вакуумной камеры и электромагнитной системы, оборудование вспомогательных систем токамака в 2017-2019 с пуском в 2019 году, хотя скорее всего эти планы будут сдвинуты вправо. Впрочем, учитывая, что предыдущий токамак в России  - небольшой сферический Глобус-М в питерском ФТИ был запущен в 1999 году, можно сказать, что это произойдет совсем скоро.

http://tnenergy.livejournal.com/98304.html,
https://aftershock.news/?q=node%2F492586&full#.7816716601f.livejournal.

ИМХО. Термоядерного синтеза нет в Природе и он невозможен, однако потуги по его осуществлению продолжаются... Новый токамак - это выброшенные на ветер 2,5 млрд рублей, несмотря на карт-бланш на его строительство, выданный самим Президентом:
Цитировать
в конце 2016 года Президент РФ подписал Стратегию научно-технологического развития России, и один из ее важных пунктов – строительство научных мегаустановок, к которым относятся как ускорители, нейтронные источники, так и термоядерные установки.
http://www.atomic-energy.ru/news/2017/02/16/72753.
Можно бесконечно строить различные токамаки (включая ИТЭР), стеллараторы и др., однако осуществить управляемый термоядерный синтез не удастся. По одной простой причине: его нет в Природе (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=682.msg2297#msg2297).
Ну, а бесполезные реакторы после их постройки можно списать в металлом с универсальной формулировкой типа:
Цитировать
К сожалению, судьба Т-15 сложилась очень печально. Он был изготовлен с ошибками в системе криогенного охлаждения, еще больше проблем оказалось у вакуумной камеры, которая текла и не позволяла достичь необходимого вакуума
К слову, о груде металлолома под названием ТОКАМАК-15 на страницах этого форума уже упоминалось: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=15.msg2532#msg2532, http://www.termoyadu.net/index.php?topic=2.msg120#msg120.

P.S. Попытки возрождения старой, канувшей в лету эйфории по поводу ядерной и термоядерной энергетики... 

- Первая лекция tnenergy
Apr. 5th, 2017 at 8:45 PM
Как я уже говорил, читаю пару небольших лекций в Смоленске 07.04 - если у меня есть читатели из Смоленска, и время удобное, приходите. Вот официальный анонс мероприятий: https://readovka.ru/news/20634.
С одной стороны, если вы часто меня читаете, наверное ничего прям такого нового для себя не узнаете, с другой стороны, я попытался собрать в одно целое свое понимание будущего термоядерной энергетики (это первая лекция "Термоядерная энергия: стартап в масштабах планеты" в 13.30) и ядерной энергетики (в 18.30 в Планетарии)... http://tnenergy.livejournal.com/101138.html.

- Бывший вице-президент Google открывает стартап ядерно-термоядерного реактора Apollo Fusion
Бывший вице-президент компании Google (и её нынешний советник) Майк Кэссиди открыл стартап Apollo Fusion по разработке подкритического гибридного реактора на основе деления и синтеза ядер (subcritical hybrid fusion-fission reactor). В предлагаемом реакторе не будет использоваться самоподдерживающаяся ядерная реакция, а нейтроны будут получены из других источников, таких как дейтерий. Одним из главным преимуществ такого реактора является создание крайне малого количества радиоактивных отходов...
http://www.atomic-energy.ru/news/2017/04/06/74524.
« Последнее редактирование: 06 Апрель 2017, 15:46:25 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 1775


Просмотр профиля
« Ответ #121 : 07 Апрель 2017, 08:01:41 »

Подробнее о последнем сообщении...
Бывший вице-президент Google открывает стартап ядерно-термоядерного реактора Apollo Fusion

Бывший вице-президент компании Google (и её нынешний советник) Майк Кэссиди открыл стартап Apollo Fusion по разработке подкритического гибридного реактора на основе деления и синтеза ядер (subcritical hybrid fusion-fission reactor). В предлагаемом реакторе не будет использоваться самоподдерживающаяся ядерная реакция, а нейтроны будут получены из других источников, таких как дейтерий. Одним из главным преимуществ такого реактора является создание крайне малого количества радиоактивных отходов.

На сайте стартапа говорится, что в разрабатываемом гибридном реакторе будут исключены возможности потери теплоносителя, утраты контроля за управлением или расплавления активной зоны. Также упоминается, что ядерно-термоядерная АЭС будет дешевой в строительстве и эксплуатации, а модульная архитектура позволит возводить проекты мощностью от 5 до 1000 МВт практически в любом месте.

На сайте также отмечается, что у стартапа уже появился первый международный клиент, имя которого не разглашается, и что проект развивается в сотрудничестве с Национальными лабораториями Айдахо и Лоуренса Ливермора.

"Я верю в то, что глобальное потепление – реально, и что мы выбрасываем тонны и тонны углекислого газа в атмосферу, которые "нагревают" нашу планету", - говорит Майк Кэссиди, – "Экологи вот уже какое время не могут определиться со своей позицией относительно ядерной энергетики. По моему мнению, большинство думающих экологов сейчас уже однозначно поддерживает атомную отрасль. Если мы сможем создать АЭС без риска аварий и других недостатков, то это будет настоящей победой для планеты".

Кэссиди также утверждает, что основатели Google Ларри Пейдж и Сергей Брин "полны супер-энтузиазма" в отношении его проекта, тем не менее, инвесторами они не являются.

Майк Кэссиди имеет ученые степени из Гарварда и Массачусетского технологического института, ранее в течение четырех лет работал вице-президентом исследовательской лаборатории Google Alphabet X и возглавлял проект Loon, целью которого было обеспечить доступ в интернет на всей планете, в том числе в малодоступных районах и в странах третьего мира, с помощью воздушных шаров, дрейфующих в стратосфере. Предприниматель в течение последних двадцати лет основал и успешно продал четыре стартапа, а именно: сервис обмена мгновенными сообщениями для игровой индустрии, поисковую систему и портал о путешествиях, который был куплен Google в 2010 году.

Другой участник команды проекта – Бен Лонгмайер, обладатель ученых степеней в физике плазмы, физике и проектировании ядерных установок, бывший глава и сооснователь Aether Industries – инжиниринговой компании, купленной недавно Apple.

Источник:
Российское атомное сообщество
http://www.atomic-energy.ru/news/2017/04/06/74524.

ИМХО. Намерение получать нейтроны из дейтерия означает, что это будет гибридный реактор, в котором и нейтроны образуются за счёт распада, в данном случае  дейтерия, а отнюдь не за счёт синтеза дейтерия и трития как в проекте гибридного реактора Велихова: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=684.msg2324#msg2324, http://www.termoyadu.net/index.php?topic=15.msg2533#msg2533.
К слову, поток нейтронов, фиксируемый в ТОКАМАКах, вполне может быть лишь результатом распада дейтерия, а не синтеза дейтерия и трития, на чём настаивают термоядерщики:
Цитировать
Что касается нейтронов, то они могут быть образованы и за счет распада дейтерия
http://www.termoyadu.net/index.php?topic=684.msg2311#msg2311.

P.S.
Цитировать
В предлагаемом реакторе не будет использоваться самоподдерживающаяся ядерная реакция, а нейтроны будут получены из других источников
В России тоже разработали ядерную энергоустановку с высоким уровнем безопасности:
МОСКВА, 17 апр — РИА Новости. Российские специалисты разработали технические предложения по созданию малогабаритной энергетической электроядерной установки, в которой принципиально исключена возможность аварии из-за неуправляемой цепной ядерной реакции... https://ria.ru/atomtec/20170417/1492412381.html.
« Последнее редактирование: 18 Апрель 2017, 10:41:55 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 1775


Просмотр профиля
« Ответ #122 : 14 Апрель 2017, 11:15:31 »

Термоядерного синтеза нет в Природе и он невозможен, однако потуги по его осуществлению продолжаются...
Россия и Италия готовят документы для разработки техпроекта токамака "Игнитор"

Россия и Италия готовят документы для разработки технического проекта экспериментального термоядерного реактора (токамак) "Игнитор", сообщается в справке к визиту президента Италии Серджо Маттареллы в Россию.

"Перспективный энергетический проект - создание ГК "Росатом" и НИЦ "Курчатовский институт" совместно с итальянскими партнерами на территории России экспериментального термоядерного реактора "Игнитор", который предполагается разместить на базе Троицкого института инновационных и термоядерных исследований. Завершена разработка концептуального дизайн-проекта. Ведется подготовка протокола о намерениях, в котором будут отражены дальнейшие шаги по разработке технического задания и подготовке соответствующего межправительственного соглашения", - говорится в документе.

Суть проекта "Игнитор" заключается в создании токамака с сильными магнитными полями и сильным тороидальным током. Предшественниками "Игнитор" являются американский токамак "Алкатор" и советский токамак с сильным полем "Т-14".

http://www.atomic-energy.ru/news/2017/04/13/74813,
http://www.termoyadu.net/index.php?topic=690.msg2488#msg2488.

Предыстория ИГНИТОРа:
- Википедия: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%80.
- НИЦ "Курчатовский институт": http://www.nrcki.ru/pages/main/5354/5917/5932/index.shtml.
- Росатом: http://www.atomic-energy.ru/news/2012/02/02/30476.

В дополнение. Успех токамакостроителей Южной Кореи:
На токамаке KSTAR поставили мировой рекорд по удержанию плазмы
https://nplus1.ru/news/2016/12/20/verylongfusion,
http://www.atomic-energy.ru/news/2016/12/19/70972.

ИМХО. Взамен постаревшего академика Велихова "термоядерное" движение в РФ возглавил президент Курчатовского института, член-корреспондент РАН М.Ковальчук. Именно он представил Президенту РФ в декабре прошлого года Национальную программу по термоядерному синтезу и которую Президент одобрил (https://ria.ru/atomtec/20151207/1337590703.html, http://www.termoyadu.net/index.php?topic=28.msg2946#msg2946). Это значит, что термояд получил в РФ второе дыхание (гарантию бюджетного финансирования!), без особых обязательств по конечному результату, как и в славные советские времена. Другими словами, все термоядерные установки, строящиеся с участием "Курчатника", в том числе и ИГНИТОР, будут профинансированы в полном объёме.

P.S. В подтверждение того, что термояд в РФ снова в фаворе:
"МИА "Россия сегодня" и Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" приступили к выпуску серии научно-популярных интерактивных лонгридов для массовой аудитории. Проект стал частью соглашения о сотрудничестве, подписанного генеральным директором МИА "Россия сегодня" Дмитрием Киселевым и президентом Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" Михаилом Ковальчуком...
Первым шагом долгосрочного сотрудничества стал интерактивный проект, посвященный термоядерному синтезу, опубликованный на флагманском сайте "Россия сегодня" ria.ru. Созданный с помощью специалистов Курчатовского института материал в жанре научпоп рассказывает о том, откуда в недалеком будущем человечество будет черпать энергию, что такое токамак и как с его помощью создать искусственное Солнце в земных условиях..."
http://www.atomic-energy.ru/news/2017/04/20/75047.
« Последнее редактирование: 25 Апрель 2017, 21:04:37 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 1775


Просмотр профиля
« Ответ #123 : 01 Май 2017, 05:18:13 »

Термояд в фаворе не только в РФ...
Термоядерный токамак-стартап

Apr. 30th, 2017 at 3:31 PM

Популярный сайт околоатомных новостей world nuclear news пишет про запуск (первую плазму) токамака ST40, принадлежащего частной английской компании Tokamak Energy.Новость довольно интересная, особенно если знать контекст - ну вот его я сейчас и расскажу.

Tokamak Energy (TE) основана в 2009 году (по соседству с крупнейшим в мире на сегодня токамаком JET), и с 2012 получило финансирование (на сегодня стартап собрал 35 миллионов долларов) на строительство  серии токамаков, ведущих к энергетическому реактору. На фоне ИТЭР стоимостью 20+ миллиардов долларов, не ведущим к энергетическому реактору смотрится странно? Ну давайте разбираться.

Основная проблема термоядерного синтеза заключается не в том, что бы получить термоядерную реакцию, а чтобы реактор, в котором мы ее проводим был разумных размеров. Практически любая из концепций термоядерного синтеза работает, если увеличивать размеры реактора до километров, а мощность - до тераватт, но такие конструкции не применимы в реальной жизни. Суть работы плазмистов в поиске таких конфигураций и размеров термоядерной плазмы, при которых размер ее будет минимальный при разумном усложнении конструкции реактора (например, системами нагрева).

Сферические токамаки как раз позволяют сделать шаг вниз в плане размера плазменного шнура при той же термоядерной мощности, формально удешевляет реактор. Теоретический базис этого понятен с 1986 года (когда вышла первая статья), и экспериментально подтвержден в 90х. Подробнее об этом я писал в посте про новый российский токамак, тоже сферический.

Фактически, Tokamak Energy пытаются коммерциализировать эту находку плазмистов двадцатилетней давности. На пути к этом стоит множество инженерных сложностей, некоторые из которых выглядят непреодолимыми или во всяком случае - не преодолимыми за разумные деньги. Именно поэтому новости о продвижении TE вперед вызывают смешанные чувства, т.к. понятно, что все эти успехи в какой-то момент закончатся.

На данный момент в активе TE запуск очень маленького токамака (фактически, настольного) ST-25 и затем переделка его на высокотемпературные сверхпроводники, с достижением рекорда удержания плазмы в токамаке в течении 29 часов (правда, плазмы, очень низкой для термоядерных установок температуры и плотности). Следующий токамак, который запустили 28 апреля уже гораздо серьезнее. Серьезнее настолько, что заставляет поверить, что непреодолимые инженерные сложности преодолимы.

Конструкция токамака в будущем будет погружена в большой вакуумный сосуд для теплоизоляции - криостат. Внутри него находится медная магнитная система из тороидальных и полоидальных катушек, внутри которой вакуумная камера токамака. Важной технической особенностью являются merging-compression coils, решающие проблему недостаточного объема в центральной колонне для центрального соленоида.

Итак, ST40. Это чисто исследовательская машина, которая должна стать одним из промежуточных этапов на пути к энергетическому прототипу ST185 (который по плану будет построен в 2025, в чем есть очень серьезные сомнения, о которых в конце). Сферический токамак с радиусом плазменного шнура всего 40 см, вакуумной камерой размером 1,5х2,2 метра - крошка на фоне серьезных машин. После полной достройки он должен достигать параметров плазмы с Q=1...2 (и соответственно температуры в 10 кэВ, тоже рекордной для таких малых размеров), где Q - отношение термоядерной мощности к подогреву. Напомню, что на сегодня рекорд Q=1.2 для токамака JT-60U с объемом плазмы в десятки раз больше, а расположенный недалеко от ST40 JET, так же с объемом плазмы в 40 раз больше в свое время достиг только Q=0.7. Фактически, если расчетные параметры ST40 подтвердятся, то это будет невероятный прорыв для токамаков.

Что именно отличает ST40 от предшественников? Это сферический токамак с достаточно сильным полем в 3 Тесла (надо заметить - рекордным среди сферических токамаков), максимально оптимизированный на получение высокого Q. Высокое поле тут достижение само по себе. Проблема сферических токамаков в том, что физика требует иметь центральную колонну как можно меньшего диаметра (что бы как можно сильнее приблизить форму плазмы к сфере), что означает минимальную площадь для внутренних дуг тороидальных катушек  и центрального соленоида. Ток тороидальных катушек определяет силу поля, при том, что плотность тока не может быть выше определенных параметров, что для медной, что для сверхпроводящей системы. Центральный соленоид, в свою очередь, нужен для первичной накачки плазмы энергией, и его размер тоже довольно жестко ограничен снизу.

Получается, что инженерные ограничения диктуют либо невысокое поле в сферическом токамаке .... либо отказ от стандартного подхода к запуску. В ST40 используется новый метод стартового нагрева плазмы и формирования кольцевого тока - компрессия и пересоединение магнитных линий. Это явление ответственно за солнечные вспышки, и умеет очень неплохо греть плазму. Эффективность этого подхода не ясна, и это первая задача ST40 - научиться запускать плазменный ток без использование центрального соленоида (небольшой ЦС в конструкции ST40 все равно остается для поддержания плоского профиля тока во время пуска, однако объем его примерно в 10 раз меньше, чем по классической схеме).

Вторым инженерным решением в попытке пробиться за ограничения, будет использование охлаждаемой до температуры жидкого азота медной системы. Это в 20-30 раз снижает сопротивление меди, и позволяет поднять плотность тока в десятки раз. Трюк, который позволит маленькому ST40 сравняться с большими дорогостоящими машинами по параметру Q и термоядерной мощности является довольно тупиковым - такое решение не позволяет перейти к токамаку, работающему больше 10 секунд. TE здесь надеются на высокотемпературную сверхпроводимость, однако требуемая инженерная плотность в центральной колонне тока (как минимум 100 ампер на квадратный миллиметр) довольно сложно достижима, с учетом объема, занимаемого электрической и температурной изоляцией, нейтронной защитой, структурной составляющей и т.п. Например, в тороидальных магнитах ИТЭР инженерная плотность тока - всего 11 А/мм^2. Это одно из сложнейших препятствий на пути сферических токамаков, и как его будет решать Tokamak Energy - неизвестно.

Как я уже говорил, этот проект вызывает смешанные чувства. Одно из них - безусловное удивление и даже восторг от параметров крошечной термоядерной установки, в теории затыкающей за пояс самые серьезные токамаки с государственным финансированием в сотни миллионов долларов. Второе чувство - разочарование от реальности.

В реальности "запуск" ST40 - это всего лишь набор вакуума и очистка внутренних поверхностей тлеющим разрядом в литиевой плазме (красивого зеленого цвета). Магнитная система до сих пор не собрана и не установлена на вакуумную камеру даже в простейшей конфигурации, хотя по планам годичной давности это должно было произойти на рубеже 16/17 года. До рекордов, затыкающих за пояс JET  и JT-60U установка еще должна пройти несколько серьезных апгрейдов (установку криостата вокруг токамака, создание системы охлаждения магнитов жидким азотом, апгрейд системы питания магнитов на вдесятеро больший объем запасаемой энергии, установку инжекторов нейтрального луча и т.п.) - при таких темпах работы только эти задачи могут затянуться до 2025 года.

Хотя вакуумная камера ST40 - не такое уже и рядовое изделие, ее сложность гораздо меньше, чем всей установки, не говоря уже о последующих сверхпроводящих "ST*". Так что инженеры TE еще только в начале пути.

"Термоядерная мощность", про которую мы рассуждаем, говоря о Q, в случае ST40 тоже будет слегка виртуальной, пересчетной из нейтронного выхода DD плазмы (с которой в реальности будет работать ST40) на DT (впрочем этот пересчет из нейтронной мощности делается довольно однозначно). Связано это с тем, что работа с тритием означает совсем другой класс установки с многолетним получением лицензии на нее у атомного регулятора и скорее всего со строительством специального комплекса зданий. Возможно, TE уже ведут эту работу по получению в дальнейшем ядерных лицензий если не на эту, то на последующую машину, но пока это никак не афишируется, не видно в инженерных решениях и планах кампании. А именно ядерная составляющая токамаков является эдаким Эверестом, на который может забраться очень немного проектов - очень сложно, очень дорого и небезопасно. Ядерная составляющая в итоге определяет стоимость и инженерный облик энергоустановки, и "забывать" про нее - значит забыть про 50% трудоемкости и сложности.

Эти мысли плавно подводят нас к вопросу, на который у меня нет ответа - кто и зачем инвестирует сегодня деньги в термоядерные стартапы по всему миру?  Последнее десятилетие виден явный бум таких проектов - Tokamak Energy, Tri Alpha Energy, General Fusion, Helion Energy и другие, при том, что рынок электроэнергетике в депрессии и строительство новых электростанций любого типа нерентабельно без субсидий, за исключением развивающихся стран. Если Tri Alpha развивает идею установки безнейтронного термояда, который, возможно, не потребует лицензирования, а General Fusion надеется на то, что сработает идея "низкотехнологичного" термояда, то для более-менее традиционных схем сложно представить, как можно окупить такое - так же, как сложно представить себе окупаемость "ядерного реактора в каждый дом", несмотря на инженерную реализуемость подобной установки.

То ли инвесторы до сих пор находятся в парадигме 60-х...70-х, то ли надеются на новые рынки (например - замещения угольных электростанций в погоне за снижением выбросов СО2), то ли венчурная психология заставляет инвестировать в любые проекты для широких рынков (а рынок электроэнергетики все же один из самых больших). Однако факт остается фактом - в современном мире есть деньги, позволяющие проверять в железе многие "перпендикулярные" идеи, и возможно одна из них даст первую термоядерную энергию еще до выхода ИТЭР на полную мощность.

http://tnenergy.livejournal.com/104281.html,
http://www.atomic-energy.ru/news/2017/05/02/75419.

ИМХО. Недоумение tnenergy по поводу вложения в термояд при явной бесперспективности этого направления ядерной энергетики можно развеять двумя аргументами. Первый - инерцией 60-ти лет работы над термоядом, пусть и безуспешной. Второй - отсутствием других направлений в энергетике, в которые можно было бы выпросить деньги у своего государства или у частных инвесторов, не знающих толком куда деть свои средства сейчас, но, тем не менее, мечтающих в последствии компенсировать затраты также за счет государства. Пример - успешная деятельность Илона Маска в космической отрасли: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%81%D0%BA,_%D0%98%D0%BB%D0%BE%D0%BD.
А вот касательно того, что "Практически любая из концепций термоядерного синтеза работает", то здесь уважаемый В.Гибалов (он же tnenergy) явно выдаёт желаемое за действительное. Пока ВСЕ концепции термояда работают только теоретически, в том числе и в части "получения термоядерной реакции".

P.S. Lockheed уточняет параметры своего проекта компактного термоядерного реактора:
"Компания Lockheed, разрабатывающая проект компактного термоядерного реактора, внесла коррективы в его технические параметры. Первоначально анонсировалось, что масса реактора составит всего 20 тонн, т.е. его можно будет разместить на большом грузовике. Однако после более детальных научных и инженерных исследований выяснилось, что реактор будет иметь размер 7 метров в диаметре и 18 метров в длину, а его масса составит до 2000 тонн."... http://www.atomic-energy.ru/news/2017/05/03/75469.
ИМХО. Мало кто поверил в первоначальный анонс этого реактора, но тем не менее реклама состоялась и работы по нему начались. Нет никакой гарантии, что через пару лет параметры реактора снова уточнятся и совсем не в сторону уменьшения (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg2761#msg2761).
Виражи с реактором компании Lockheed - пример того, что ВСЕ разработки в области управляемого термоядерного синтеза, включая ИТЭР, не более, чем рекламные трюки по изъятию денег у государства или у частных инвесторов (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=684.msg2311#msg2311).
« Последнее редактирование: 04 Май 2017, 10:13:03 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 1775


Просмотр профиля
« Ответ #124 : 15 Май 2017, 12:00:33 »

О длинном термоядерном реакторе
   
May. 14th, 2017 at 4:30 PM

Для концепции термоядерных реакторов на базе открытых ловушек (моя статьи про них, ну и в целом по тегу), как и для всех остальных существует такая дилемма - реактор на этом принципе можно построить прямо сейчас, но он будет очень большим. Насколько большим? Для ГДЛ в свое время эта величина была посчитана титанами физики плазмы Рютовым и Мирновым в статье в журнале "Итоги науки и техники: Физика плазмы" за 1988.

Я вынесу ключевые факты: Реакция D+T->He4 + n, инженерный диаметр реактора порядка 2-3 метров, длина 3200 и 6100 метров (два варианта), мощность подогрева инжекцией нейтралов 4,8 и 2,8 ГВт, мощность реактора тепловая 14,4 ГВт, и 8,4 ГВт соответственно, поток мощности в стенку 1,8 МВт/м^2 (чуть меньше минимального ИТЭРовского значения) и 0,55 МВт^2.

Экономически, конечно, такой реактор бессмысленен, причем в основном даже не из-за длины (хотя и это серьезная проблема), а из-за крайне высокой степени энергии, которая будет циркулировать внутри системы - т.е. основная часть полученной в реакторе электроэнергии уйдет в питание инжекторов нейтралов.

Реактор Мирнова-Рютова подразумевает наличие пробочных магнитов в 45 Тл с просветом в 10-15 см, что является очень амбициозным значением, в несколько раз выше достигнутых рекордов (я, кстати, хочу написать статью про существующие рекордные магниты, это кому-то интересно?)

Есть, правда, и хорошие новости - с 1988 года, из-за прогресса в удержании плазмы в ГДЛ, Q=3 (Q - это отношение мощности термоядерной реакции к мощности подогрева) стал достигаться при длине реактора в 3-5 раза меньше. Или что важнее, при той же длине и меньшей мощности инжекции. Кроме того, не стоит мысль по концептуальному улучшению (=уменьшению размером при заданном Q) реактора, можно вспомнить проект ГДМЛ, и концепт винтового удержания.

Интересно при всем этом, что инженерия все равно помешает сделать термоядерный реактор на основе линейных магнитных ловушек компактным. Причина - в тепловой и нейтронной нагрузке на стенки реактора. Предельные нагрузки в 2-5 МВт/м^2 при Qeng = 5 (т.е. с учетом затрат энергии на поддержание работы систем реактора) заставят делать гигаваттный реактор (тепловой мощностью около 2500 МВт, кпд теплового цикла 50%, и долей энергии на подогрев - 200 МВт) длиной 150-300 метров. при разумных значениях диаметра (до 6 метров по внешнему диаметру криостата, что еще транспортабельно).

К сожалению, из-за того, что открытые ловушки на сегодня развиваются, фактически, в двух местах на планете, очень сложно найти какие-то статьи по инженерной оптимизации подобных решений, т.к. физики считают, что полезнее сначала разобраться с принципиальными физическими сложностями, а потом уже из полученного решения ковать инженерно-оптимальное. На мой же взгляд оптимальнее двигаться с двух сторон, например из видимых ограничений по экономике и инженерным пределам материалов и механизмов.

http://tnenergy.livejournal.com/105925.html.
Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 1775


Просмотр профиля
« Ответ #125 : 05 Июнь 2017, 11:58:57 »

Первый запуск уникальной установки Токамак КТМ запланирован на 9 июня

Уникальный проект токамак КТМ станет центральным объектом выставки «EXPO- 2017, физический запуск установки запланирован на 9 июня,  передает МИА «DKNews»  со ссылкой на Региональную службу коммуникаций ВКО.

Об этом в ходе пресс-конференции в Региональной службе коммуникаций ВКО  (РСК ВКО) сообщил аким города Курчатова Алмас Ондаканов.

     - Мы встречаемся с вами в преддверии открытия международной выставки «EXPO-2017», где одним из главных экспонатов казахстанского павильона будет - токамак. И мы рады сообщить, что 9 июня состоится его физический запуск, - сказал он.

 Проект «Создание стендового комплекса казахстанского термоядерного материаловедческого (КТМ) токамака» является одним из приоритетных в работе Национального ядерного центра. Токамак КТМ - первая специализированная установка для проведения научных исследований и испытаний материалов конструкций будущих термоядерных, ядерных реакторов и технологий.

Токамак будет представлен в отдельном павильоне.

    - Токамак - это тороидальная камера, с магнитными катушками, внутри которых будет разогретая плазма, с температурой в несколько миллионов градусов. Время удержания этой плазмы будет порядка 5 секунд. Проблема токомака - это удержание данной плазмы. 9 июня в ходе телемоста с Президентом РК Н.А. Назарбаевым мы получим настоящую плазму на этом токамаке, - рассказал начальник отдела материаловедческих испытаний Филиала Института атомной энергии РГП «НЯЦ РК» Ерболат Коянбаев.

    -Как уже сообщалось ранее, проект КТМ полностью соответствует идее  международной выставки «EXPO-2017». Она заключается в привлечении внимания к решениям и способам управления устойчивыми источниками энергии, направленными на борьбу с глобальным потеплением и  изменением климата; стимулирование использования альтернативных источников энергии; снижение загрязнения окружающей среды и риска для здоровья людей; уменьшение потребления ископаемого топлива и снижение выбросов углекислого газа, - пояснили в РСК ВКО.

Ввод в эксплуатацию данную установку планируется в конце 2017 - начале 2018 года.

http://www.atomic-energy.ru/news/2017/06/05/76516.

В дополнение.
В Курчатове ВКО дан старт I этапу физического пуска установки токамак КТМ
http://www.ratel.kz/kaz/v_kurchatove_vko_dan_start_i_etapu_fizicheskogo_puska_ustanovki_tokamak_ktm.
Казахстан осуществил первый этап физического пуска установки Токамак КТМ
http://www.atomic-energy.ru/news/2017/06/13/76813.

P.S. Казахстан - самостоятельный участник проекта ИТЭР?
Из комментариев к статье "Еще одна тучка над ИТЭР - опубликован проект бюджета США на 2018 год" следует, что Казахстан и Иран уже участники проекта ИТЭР:
Цитировать
amginskiy
May. 26th, 2017 03:36 pm (UTC)
Интересно, кого возьмут в команду ИТЭР взамен? Богатых стран с умными головами больше нет, ходили слухи что Иран проявляет интерес, но преодолеют ли политический аспект?

tnenergy
May. 26th, 2017 09:56 pm (UTC)
Иран и Казахстан уже приняли в проект. Но думаю, даже вдвоем они принесут максимум несколько десятков миллионов долларов в год и не принесут некоторые ключевые американские технологии, типа волноводов для ECRH или систем инжекции топливных пеллет.
http://tnenergy.livejournal.com/107474.html.
Участие в проекте ИТЭР Казахстан принимает давно, с 1994 года, правда, совместно с РФ (https://lenta.ru/articles/2014/05/28/iter/), а теперь, похоже, становится полноправным участником Проекта.

P.P.S. Казахстану предложено быть ассоциированным членом ITER...
В Астане подписано соглашение о сотрудничестве между ITER и ядерным центром Казахстана
http://www.atomic-energy.ru/news/2017/06/13/76812,
http://neftegaz.ru/news/view/161973-Kazahstan-idet-v-termoyad.-Podpisano-soglashenie-o-sotrudnichestve-mezhdu-Natsionalnym-yadernym-tsentrom-Kazahstana-i-ITER.

P.P.P.S. МОСКВА, 24 июл — РИА Новости. Начало работы экспериментальной термоядерной установки КТМ, созданной с участием российских специалистов в Казахстане, планируется на ноябрь 2017 года, сообщил в понедельник департамент коммуникаций госкорпорации "Росатом"...
https://ria.ru/atomtec/20170724/1499076616.html.
« Последнее редактирование: 25 Июль 2017, 11:31:56 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 1775


Просмотр профиля
« Ответ #126 : 07 Июль 2017, 08:30:30 »

А тем временем...
Шведские физики изобрели новый вариант осуществления управляемого термоядерного синтеза

Для того, чтобы заставить атомы легких элементов объединяться в атомы более тяжелых элементов, требуются огромные давления и температуры. Но не только эти два фактора являются источниками опасности в камере реактора термоядерного синтеза. Еще одним видом потенциальной опасности являются высокоэнергетические свободные электроны, возникающие в плазменном шнуре в больших количествах. Создаваемое ими электрическое поле может оказать пагубное влияние на весь процесс в целом, а сам поток этих электронов, разогнанных до очень высокой скорости, может послужить причиной выхода из строя некоторых узлов и даже привести к нарушению целостности элементов защиты внутренней поверхности камеры реактора.

Группа ученых из Технологического университета Чалмерса (Chalmers University of Technology), Швеция, разработала новый метод замедления свободных электронов. Это, по их мнению, должно сделать реакции термоядерного синтеза более стабильными и контролируемыми, а сами реакторы - более безопасными и эффективными.

Решением проблемы замедления свободных электронов стали ионы более тяжелых газообразных элементов, таких, как неон и аргон. Двигающиеся с высокой скоростью электроны попадают под влияние электрических полей, обусловленных зарядом тяжелых ионов. Это создает сопротивление, которое замедляет электроны, при этом, кинетическая энергия электронов снова превращается в тепловую и идет на инициализацию или поддержание реакций термоядерного синтеза. Все это, в свою очередь, делает реакции синтеза более стабильными и управляемыми.

Данный метод замедления свободных электронов был проверен при помощи расчетов сложнейшей математической модели, построенной на принципах и законах физики плазмы. Ученые производили расчеты, меняя каждый раз набор условий и новый метод всегда срабатывал, эффективно ограничивая энергию свободных электронов.

К сожалению, в настоящее время нет ни одного функционирующего реактора термоядерного синтеза, на котором можно произвести практическую проверку работоспособности нового метода замедления свободных электронов. Но, с учетом реализации некоторых масштабных проектов в этой области, возможность практической проверки представится шведским ученым в не таком уж и далеком будущем.

http://www.atomic-energy.ru/news/2017/07/07/77518,
http://www.dailytechinfo.org/news/9357-upravlenie-svobodnymi-elektronami-put-k-sozdaniyu-effektivnyh-reaktorov-yadernogo-sinteza.html.

ИМХО. Судя по всему, проверить своё предположение шведские учёные рассчитывают на строящемся ИТЭРе. Ждать придётся долго, поскольку окончание строительства перенесено на 2025 год, как минимум, а эксперименты на реакторе - вообще на начало 2030-х годов.
На неустойчивость высокотемпературной, концентрированной плазмы как таковой на страницах этого форума указывалось давно (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=7.msg113#msg113). Ну, а наличие свободных высокоэнергетических электронов в плазменном шнуре дополнительно усугубляет эту неустойчивость, делая попытки создать действующие термоядерные реакторы, включая ИТЭР, бессмысленными. На этих установках можно лишь посоревноваться в длительности удержания разреженной, неконцентрированой плазмы, и не более того!: http://tnenergy.livejournal.com/111575.html.

P.S. В соревновании по длительности удержания разреженной, неконцентрированной плазмы пока впереди китайцы...

Китайский экспериментальный реактор теромоядерного синтеза Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) установил новый мировой рекорд, проработав 101.2 секунды в стабильном H-режиме (High-confinement mode, H-mode). Эта установка, созданная учеными из Института физики (Institute of Physical Science) китайской Академии наук, стала первым реактором типа токамак, которому удалось преодолеть 100-секундный барьер стабильной непрерывной работы.

Новый рекорд побил предыдущий рекорд, установленный в прошлом году на этом же реакторе. Тогда ученым из Института физики удалось продержать реактор в состоянии стабильной работы в H-режиме в течение 60 секунд.

И в заключение следует отметить, что работа реактора EAST в стабильном H-режиме представляет собой важную экспериментальную поддержку международному проекту International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER). Напомним, что в рамках этого проекта на юге Франции сейчас ведется строительство нового термоядерного реактора, который после завершения станет самым большим и мощным реактором термоядерного синтеза.

http://www.atomic-energy.ru/news/2017/07/10/77552,
http://www.dailytechinfo.org/energy/9365-kitayskiy-eksperimentalnyy-tokamak-east-ustanovil-novyy-rekord-1012-sekundy-stabilnoy-raboty.html.

P.P.S. Обнародованы подробности о рекордном запуске китайского токамака...

"В ходе рабочей кампании EAST 2017, которая продлится еще месяц, плазму, разогретую до температуры в 46 миллионов градусов Кельвина, удерживали в режиме Н-моды 101.2 секунды...

Через 20 секунд после зажигания разряда, по заявлению физиков, все параметры плазмы пришли в достаточно стабильное состояние, вплоть до конца эксперимента.

Это весьма неплохие результаты, которые пока, правда, не дотягивают до параметров, необходимых для работы промышленного термоядерного реактора. В дальнейшем физики планируют увеличить температуру плазмы и время удержания...

Вторая серия экспериментов на токамаке EAST начнется уже осенью этого года."

http://www.atomic-energy.ru/news/2017/07/14/77672,
http://www.jinr.ru/posts/plazmennyj-shnur-v-tokamake-east-proderzhalsya-dolshe-100-sekund/.
« Последнее редактирование: 14 Июль 2017, 16:30:56 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 1775


Просмотр профиля
« Ответ #127 : 19 Июль 2017, 07:31:51 »

Оптимистичные ожидания...
Российские ученые испытают аппаратуру для реактора ИТЭР на "Глобус-М2"

НОВОСИБИРСК, 18 июл – РИА Новости. Окончание в 2018 году модернизации установки уникального исследовательского комплекса "Глобус-М" в Санкт-Петербурге позволит частично воспроизвести условия экспериментального международного термоядерного реактора ИТЭР, запуск которого запланирован на 2025 год, сообщается в совместном пресс-релизе Физико-технического института (ФТИ) РАН и Института ядерной физики (ИЯФ) Сибирского отделения РАН.

Поясняется, что возможность испытать разрабатываемую в ФТИ аппаратуру для ИТЭР появится после увеличения в 2-2,5 раза на исследовательском комплексе "Глобус-М" магнитного поля, а также протекающего через плазму тока.

"В результате модернизации токамака "Глобус-М" существенно возрастут температура и плотность плазмы, а, следовательно, увеличится и радиационная нагрузка на внутреннюю поверхность разрядной камеры. Таким образом, появляется возможность воспроизводить условия, близкие к тем, что будут в пристеночной области реактора ИТЭР, запуск первой плазмы в котором планируется в 2025 году", — приводятся в сообщении слова главного научного сотрудника ФТИ имени А.Ф. Иоффе Василия Гусева.

Строительство международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР). Архивное фото
Гендиректор: Россия образцово работает по термоядерному проекту ИТЭР
Он отметил, что ФТИ отвечает за разработку трех диагностических систем для ИТЭР. Аппаратуру можно будет испытывать на токамаке "Глобус-М2" уже сейчас. Например, здесь будут проводиться испытания системы диагностики плазмы по рассеянию лазерного излучения.

Реактор ИТЭР (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor) строится рядом с исследовательским центром Кадараш на юге Франции совместно Евросоюзом, Россией, Китаем, Индией, Японией, Южной Кореей и США. Это будет первая крупномасштабная попытка продемонстрировать возможность использования термоядерной реакции для получения энергии в промышленных масштабах. В основе создаваемого реактора лежит использование термоядерной системы токамак — установки для магнитного удержания плазмы, имеющей вид кольца. В случае успеха проекта ИТЭР человечество сможет рассчитывать на обладание практически неисчерпаемым источником энергии.

https://ria.ru/atomtec/20170718/1498687808.html.

Для справки.
- Сферические токамаки признаны оптимальными реакторами термоядерного синтеза
http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3028#msg3028.
-- В Санкт-Петербурге в ФТИ им. Иоффе завершается модернизация сферического токамака Глобус-М
https://vk.com/globusioffe, http://globus.rinno.ru/pages/sfericheskij_tokamak_globus-m-9.html.
« Последнее редактирование: 19 Июль 2017, 07:40:35 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 1775


Просмотр профиля
« Ответ #128 : 07 Август 2017, 09:59:43 »

Пессимистичные перспективы...
Новый видеоролик демонстрирует то, что происходит внутри реактора термоядерного синтеза

Реакторы термоядерного синтеза, если они когда-нибудь действительно заработают, станут неисчерпаемыми источниками экологически чистой энергии, получающейся в результате процессов ядерного синтеза, подобных тем, которые идут только внутри звезд. В настоящее время множество ученых работает над созданием термоядерных реакторов различного типа и недавно ученые из Института физики плазмы, Прага, опубликовали видеоролик, на котором можно своими глазами увидеть то, что происходит в камере запущенного термоядерного реактора типа токамак.

Представленный ниже видеоролик был снят еще 20 января 2016 года при помощи камеры Photron Mini UX100, объектив которой смотрел внутрь камеры экспериментального реактора COMPASS. Этот реактор является относительно небольшим, он сам и его плазменная камера имеют размеры, в 10 раз меньшие, нежели размеры термоядерного реактора ITER, строительство которого ведется сейчас на юге Франции.

Данный видеоролик снимался с переменной скоростью от 1000 до 20000 кадров в секунду, благодаря чему около двух секунд реального времени были растянуты на минуту видео.

Некоторые отрывки из видеоролика "блуждали" в сети еще с прошлого года. Но только недавно ученые выложили в открытый доступ полный видеоролик, на котором видна последовательность включения магнитной системы реактора, формирование плазменного шнура, его разогрев до высокой температуры и "подпитывание" плазмы дополнительным газообразным веществом.

Наиболее интересным аспектом видеоролика являются яркие пятна и вспышки, возникающие в плазме. Они являются испарившимися частичками материала стенок камеры реактора, которые отщепляются от них в моменты соприкосновения стенок со сверхтемпературной плазмой. И это говорит о не очень удовлетворительной работе магнитной системы реактора, которая должна препятствовать контакту плазмы с окружающей средой.

http://www.atomic-energy.ru/news/2017/08/07/78264,
http://www.dailytechinfo.org/energy/9383-novyy-videorolik-demonstriruet-to-chto-proishodit-vnutri-reaktora-termoyadernogo-sinteza.html.

P.S. Перспективы человечества с термоядом
http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,144397.msg3732134.html#msg3732134.

P.P.S. Холодный термоядерный синтез признали официально
http://lenr.seplm.ru/articles/statya-khyas-priznali-ofitsialno,
http://www.kramola.info/vesti/novosti/holodnyy-termoyadernyy-sintez-priznali-oficialno.
« Последнее редактирование: 07 Август 2017, 16:08:53 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 1775


Просмотр профиля
« Ответ #129 : 25 Август 2017, 07:38:34 »

Не то что пессимистичные перспективы, а вообще "слив"...
Термоядерный стимпанк на одном крыле

Aug. 23rd, 2017 at 11:48 PM

Думаю все согласятся, что самым безумным и красивым термоядерным стартапом является канадский General Fusion с их идеей получения термоядерных микровзрывов внутри гигантской капли из расплавленного свинца, по которой бьют паровые молоты.

Я уже подробно рассказывал про этот стартап пару лет назад подробно, пришло время посмотреть, что с ним произошло к настоящему времени. Общий вывод - дела идут не особо хорошо.

Понятно, что создать термоядерный реактор крайне непросто. Смотря на историю нескольких десятков идей термоядерных реакторов, дошедших хотя бы до прототипов и "proof of concept", можно вывести примерно одинаковую траекторию - идея, неплохо выглядящая на салфетке в самых примитивных оценках неизбежно начинает наталкиваться на сложности при воплощении. Чаще всего эти сложности связаны либо с неустойчивостью плазмы, которая не желает "держать" невероятный градиент температуры или плотности от стенки реактора до точки, где идет термоядерная реакция либо с загрязнениями плазмы, который заставляют ее мгновенно терять энергию. В ответ на проникновение грубой реальности в чистую "салфеточную" идею авторы реактора начинают добавлять технических усложнений, призванных бороться с нежелательными факторами: улучшают вакуум, добавляют системы нагрева, усложняют конфигурацию магнитного поля, изготовляют более мощное, но при этом более прецизионное устройство.

Причем процесс усложнения обычно дает падающую отдачу - и в какой-то момент становится ясно, что скорее всего в рамках очередной концепции не получится не то что реактор, но даже просто термоядерная реакция с достаточной мощностью (т.е. сопоставимой, скажем, с мощностью нагрева плазмы, параметр Q).

Такую траекторию взлета и падения в свое время описали идеи z-pinch, классических стеллараторов, плазменного фокуса, классических и амбиполярных открытых ловушек, реактора MIGMA (о котором я давно хочу написать), Polywell и лазерного инерциального синтеза. Еще большее количество идей не дошли и до прототипов.

Даже токамаки, которые показали в свое время возможность достижения Q=1, 10 и даже Q=бесконечность, по пути к этом настолько обросли сложной инженерией, что в общем-то сейчас оказываются неинтересными для нужд энергетики и продвигаются только как научные установки.

Похоже, что эта печальная участь постепенно подкрадывается и к General Fusion. В 2009, когда стартап только получал свои первые деньги у них существовало намерение пройти разработку до прототипа термоядерного реактора с каким-то (небольшим) выходом термоядерной энергии к 2014 году. Считалось, что самая большая проблема с сферической симметрией сжимающего жидкометаллического лайнера преодолима, а с плазмой "все сделали предшественники".

Напомню, что GF собираются сжимать плазменный вихрь называемый "компактный тороид", сначала магнитным полем, а затем сходящейся в свинцовой капле ударной волной. Сжатие плазмы магнитным полем практически всегда сопровождается неустойчивостями и разрушением этой плазмы, и здесь первоначальный оптимизм GF натолкнулся на стену реальности еще в 2013 году, когда был создан первый прототип плазменного инжектора.

Поскольку деньги стартап собирал успешно (и собрал на сегодня порядка 130 миллионов долларов), то попутно со строительством стендов для отработки разных агрегатов будущего реактора строится ряд прототипов плазменных инжекторов-компрессоров в надежде найти правильный подход. В 2016 году возникает магнитный плазменный компрессор SPECTOR. Эта установка уже не является частью будущего реактора, а просто исследовательский стенд в попытке достичь нужного сжатия плазмы. Путем разных ухищрений компрессию удается поднять, но судя по данным, показанным на конференции FPA в декабре 2016  - все равно еще недостаточно: плазма не достигает нужной плотности примерно в три раза и разрушается неустойчивостями. А главное, все эти ухищрения, похоже, не совместимы с будущим реактором GF.

Так, в погоне за теплоизоляцией плазмы GF применили в своем компрессоре плазмы литиевое покрытие камеры, уменьшающее количество примесей в плазме. Однако, как мы помним, в дальнейшем планируется инжектировать плазму во вращающуюся свинцовую каплю, которую покрыть изнутри литием невозможно. Кроме того, форма компрессора SPECTOR выбрана очень специальная, а для инжекции в каплю нужно не только сжать тороид но и отправить его в свободный полет.

Однако в сложившихся условиях GF делает все, что бы решить эту проблему хотя бы локально, получив параметры плазмы, которые нужны для инжекции в металлическую каплю. Собрав столько денег (и ответственности) очень сложно признавать тупик, но с каждым месяцем все больше похоже, что только чудо позволит, даже получив результат по плазме, перенести его в реактор.

Думаю, что развязки истории с General Fusion осталось ждать меньше двух лет - если в следующем году GF не перейдет к сборке полного прототипа со свинцом, то у стартапа, скорее всего, уже не хватит на это ресурсов в дальнейшем.

http://tnenergy.livejournal.com/115495.html.

P.S. Понадобилось восемь лет, чтобы бредняк от канадских термоядерщиков был признан несостоятельным: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=7.msg875#msg875.
И вообще, уважаемый tnenergy наконец-то снял розовые очки в отношении термояда:
http://tnenergy.livejournal.com/115495.html?thread=7780391#t7780391.

P.P.S. Со сферическими токамаками дела обстоят не лучше...
Надежды термоядерщиков связаны с отечественным сферомаком Глобус-М2 (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3183#msg3183) и американским NSTX-U (https://hi-news.ru/technology/chto-ne-tak-s-termoyadernym-sintezom.html). Момент истины должен наступить в следующем году.
« Последнее редактирование: 10 Сентябрь 2017, 12:06:23 от Avtor » Записан
Lektor
-
*
Сообщений: 32


Просмотр профиля
« Ответ #130 : 12 Сентябрь 2017, 21:25:57 »

>И вообще, уважаемый tnenergy наконец-то снял розовые очки в отношении термояда:
>http://tnenergy.livejournal.com/115495.html?thread=7780391#t7780391.

Вырвано из контекста. "Сомнительно" тут в плане коммерциализации. Розовых очков по этому поводу у меня никогда не было, достаточно прочитать любую мою статью - там всегда есть оговорка про это.
Записан
Страниц: 1 ... 7 8 [9]
  Печать  
 
Перейти в:  

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