Термояду.нет  
29 Май 2020, 23:22:26 *
Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Войти
Новости: Большинство функций форума доступны только после регистрации
 
   Начало   Помощь Поиск Войти Регистрация  
Страниц: 1 ... 10 11 [12]
  Печать  
Автор Тема: Предмет обсуждения  (Прочитано 200742 раз)
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 2015


Просмотр профиля
« Ответ #165 : 07 Октябрь 2019, 21:22:52 »

Британцы разработают собственную термоядерную электростанцию

Великобритания приступит к проектированию термоядерной электростанции на основе компактного сферического токамака. Правительство страны выделило деньги на реализацию концепта, который планируется завершить к 2024 году. За это время планируется проведение научных исследований, изготовление прототипов компонентов и создание оборудования для испытаний технологии, говорится в пресс-релизе на сайте британского правительства.

Термоядерная энергетика ставит своей задачей получение полезной энергии при слиянии ядер легких элементов. Такая схема в самом общем смысле аналогична происходящим в ядрах звезд реакциям. Основной проблемой является создание и поддержание подходящих условий.

Так как ядра заряжены одинаково, то они испытывают кулоновское отталкивание, из-за чего их сложно сблизить, а без этого их слияние невозможно. Преодолеть это можно путем нагрева вещества до очень высоких температур, но тогда в случае контролируемого процесса возникает две проблемы: разогретая плазма повреждает материалы, с которыми приходит в контакт, а связанное с температурой высокое внутреннее давление приводит к быстрому расширению и охлаждению.

В звездах эти обстоятельства обходятся с помощью огромной массы вышележащих слоев. В этом смысле звезды — не очень эффективные преобразователи энергии — на единицу массы всего Солнца выделяется примерно столько же энергии, сколько и в случае гниющих листьев, несмотря на высокое абсолютное энерговыделение в ядре.

Ученые предложили несколько возможных схем удержания плазмы, которые, как правило, связаны с сильными магнитными полями. Основными концепциями являются токамак и стелларатор. Термоядерные реакторы разных конструкций есть во многих странах мира, в том числе в России, США, Германии и Китае.

Самым крупным проектом в этой области является международный токамак ITER, который в данный момент строится во Франции. Однако эта установка не будет электростанцией — вырабатываемое ею тепло планируется рассеивать, а основным результатом ее функционирования должна стать доработка технологий. Первой настоящей термоядерной электростанцией может стать следующий токамак DEMO, но его постройка завершится не раньше 2040 года.

Великобритания решила самостоятельно включиться в гонку за реализацией коммерчески жизнеспособного термоядерного реактора. Правительство выделило 220 миллионов фунтов (примерно 270 миллионов долларов США) на доработку проекта STEP (Spherical Tokamak for Energy Production — сферический токамак для производства энергии). Эту технологию развивают в Калхэмском центре термоядерной энергии (Culham Centre for Fusion Energy, CCFE), подразделении Управления по атомной энергии Соединённого Королевства (United Kingdom Atomic Energy Authority, UKAEA). В этом научном центре уже создано два современных токамака — MAST и JET.

В то время как у обычного токамака плазма находится в виде тора, в сферическом токамаке сделана попытка максимального уменьшения малого радиуса, в результате чего форма плазменного облака получается близкой к шарообразной, ее также сравнивают с яблоком с удаленной сердцевиной. Такая конструкция позволяет сдерживать плазму менее интенсивными магнитными полями, но масштабируемость такого подхода находится под вопросом.

Чиновники ожидают, что выделенных средств хватит для разработки к 2024 году окончательного варианта проекта. В результате также должен появиться реализуемый план строительства полноценной термоядерной электростанции к 2040 году. В документе отмечается, что установка MAST будет играть ключевую роль в новом проекте, ее запуск после обновления планируется в начале 2020 года.

Ранее мы сообщали, что плазменный шнур в токамаке EAST продержался дольше 100 секунд, частная британская компания получила первую плазму в новом токамаке, а на установке KSTAR поставили мировой рекорд по удержанию плазмы. В целом в последние годы наблюдается всплеск исследований в области термоядерной энергетики, о чем мы писали в материале «Больше токамаков».

Тимур Кешелава

https://nplus1.ru/news/2019/10/04/uk-tokamak,
http://www.atomic-energy.ru/news/2019/10/07/98023,
http://lenr.seplm.ru/novosti/anglichane-sobralis-stroit-reaktor-termoyadernogo-sinteza.

Для справки. Британцы зациклились на сферических токамаках (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3168#msg3168), но пока результаты более чем скромные: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3270#msg3270. Наши термоядерщики тоже уцепились за сферические токамаки (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3183#msg3183), но в гибридном их приложении: новый российский токамак Т-15МД - почти сферический: https://tnenergy.livejournal.com/98304.html, http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3356#msg3356.
ИМХО. К огорчению сторонников термояда, термоядерного синтеза нет в Природе и он невозможен, поэтому все потуги по его осуществлению на сферических токамаках или иных установках были, есть и останутся тщетными: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=682.msg2297#msg2297.

Другие новости...
- ВМС США подали патентную заявку на компактный термоядерный реактор
http://atominfo.ru/newsz/a0360.htm,
http://www.atomic-energy.ru/news/2019/10/14/98178.
-- В своё время нашим соотечественником В.Власовым также была предложена новая схема термоядерного реактора (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=7.msg1558#msg1558), подана заявка на изобретение (https://rusneb.ru/catalog/000224_000128_2005123095_20070127_A_RU/) и даже получен патент (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=10.msg2254#msg2254), однако "воз и ныне там"!
« Последнее редактирование: 14 Октябрь 2019, 12:20:28 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 2015


Просмотр профиля
« Ответ #166 : 15 Октябрь 2019, 11:11:03 »

В Курчатовском институте завершается модернизация токамака Т-15 — прототипа будущих гибридных реакторов

15 октября 2019

В Курчатовском институте в конце 1950-х годов был сооружен первый в мире токамак, а в 1979 году заработал Т-7, в котором мощное магнитное поле впервые создавалось катушками из сверхпроводников. В 1988-м, готовясь к строительству международного термоядерного реактора ITER, здесь запустили Т-15, показав возможность применения в установках реакторного масштаба сверхпроводящих магнитов из сплава ниобий-олово. Теперь, когда во Франции вовсю идут работы над ITER, сам Т-15 прошел модернизацию.

Внутренний объем вакуумной камеры Т-15МД составляет около 47 кубометров. Она изготовлена под Петербургом, в НИИЭФА имени Ефремова, из нержавеющей стали марки AISI 321. Вскоре ее внутреннюю поверхность выложат графитовой плиткой.

    «Такой подход принят во всем мире, — объясняет Петр Хвостенко, который пришел в институт еще во времена триумфального пуска установки Т-7, а теперь руководит постройкой модернизированной Т-15 (Т-15МД). — Модернизация состояла в создании полностью новой электромагнитной системы и вакуумной камеры, новой мощной системы электропитания — то есть, по сути, в создании полностью нового токамака».

    «В свою очередь, и Т-15 когда-то строился как «модернизированный» вариант токамака Т-10М, — продолжает Петр Павлович. — То же можно сказать и о многих установках в других странах: строящийся в Японии «холодный» реактор JT60SA имеет немного общего со своим «теплым» предшественником JT60».

Сверхпроводящая магнитная система удержания плазмы требует криогенных температур, поэтому подобные установки и называют «холодными». В отличие от «холодного» токамака Т-15, новый Т-15МД будет «теплым»: 16 его магнитов сверхпроводимость не используют и охлаждения не требуют, их катушки намотаны из обычного медного проводника с добавлением менее чем 1% серебра. Такое «легирование» не ухудшило электропроводность, но сделало проводник прочным, как сталь. Если прежде механические нагрузки, возникающие при работе магнитной системы, попросту разрушали ее, то теперь «теплые» магниты из серебросодержащей меди способны создать и выдержать достаточно высокое магнитное поле в 2 тесла, необходимое для работы токамака с аспектным отношением (отношением внешнего и внутреннего радиусов плазменного шнура) 2,2.

    «У каждой страны - участницы проекта ITER должен быть собственный токамак, подходящий для отработки тех или иных элементов будущего большого международного реактора, — говорит Петр Хвостенко. — Для нас таким станет Т-15МД, способный работать также в «режиме ITER», при котором аспектное отношение составляет 3,1». Даже умеренное по меркам термоядерной физики магнитное поле в 2 Т позволит удерживать плазму 30-секундными разрядами. За это время ее конфигурация стабилизируется, позволяя полноценно имитировать работу будущего реактора ITER.

Тороидальное магнитное поле токамака создается 16 D-образными катушками, состоящими из 50 витков проводника из серебросодержащей меди. Общая длина проводника превышает 9000 м, масса — более 90 т. Тороидальная магнитная система изготовлена брянским НПО «ГКМП».

Стоит сказать, что рекорд удержания высокотемпературной плазмы на сегодня составляет немногим больше ста секунд. За это время плазменный шнур успевает загрязниться посторонними частицами, в результате чего разрушается. «Если плазма чистая и содержит только ионизированный водород, она практически прозрачна, — объясняет Петр Павлович. — Свечение появляется только из-за поступления примесей в разряд. Но поскольку очистить ее стопроцентно невозможно, внутри работающего реактора плазма светится».

Чтобы продлить существование плазмы, загрязненный поток направляют на специальный элемент реактора, дивертор. Он охлаждает и выводит ее наружу, а инжекторы впрыскивают в систему соответствующее количество свежего топлива. Дивертор ITER будет выложен толстыми вольфрамовыми плитами. Однако нагрузки, которые ему придется испытать, настолько велики, что не выдержит даже вольфрам. Поэтому дивертор дополняется мощными и сложными системами охлаждения. Российские физики считают, что для этого необходимо омывать его потоками жидкого лития, перераспределяя поток падающей мощности на диверторные пластины по большей площади, тем самым уменьшая тепловую нагрузку. Это решение как раз и предстоит отработать на токамаке Т-15МД, прежде чем масштабировать на по-настоящему большие установки, такие как ITER.

Многие специалисты считают, что именно за такими реакторами наше общее будущее. В самом деле, уже сегодня человечество ежегодно потребляет энергии на 13 млрд т в пересчете на массу сжигаемой нефти. В скором будущем население Земли увеличится еще на несколько миллиардов человек, и с учетом растущих запросов энергетические расходы могут повыситься до 40 млрд т «нефтяного эквивалента» в год. При этом доступные запасы нефти и газа подходят к концу. Угля хватило бы еще надолго, но на фоне разворачивающегося глобального потепления вряд ли стоит планировать введение в строй новых угольных электростанций.

Прогресс в области возобновляемой энергетики впечатляет, но ее мощностей в обозримой перспективе не хватит — да и не во всех регионах встречаются условия, подходящие для промышленной выработки энергии из ветра или солнечных лучей.

    «Как неоднократно говорил президент НИЦ «Курчатовский институт» М. В. Ковальчук, термояд тоже воплощает движение технологий в сторону более близких к природе решений. Фотосинтез в виде солнечных батарей мы уже в определенном смысле освоили. И то же касается атомной энергетики, — говорит Петр Хвостенко. — Цепная реакция распада требует появления достаточного количества концентрированного урана-235 — в природе такого не случается. А вот термоядерные реакции в недрах звезд идут постоянно».

Да и с топливом для термоядерных электростанций не предвидится никаких проблем. Для синтеза можно использовать ядра тяжелых изотопов водорода, дейтерия и трития. Первый в достаточном количестве содержится в морской воде и уже сегодня производится десятками тысяч тонн в год. Выделить его можно электролизом: под действием тока тяжелый атом водорода отделяется от кислорода чуть хуже, чем обычный. Тритий же получают в ядерных реакторах, облучая мишени лития-6 — природные запасы лития содержат около 7,5% этого изотопа. Сложность лишь в том, что для выработки энергии из слияния изотопов водорода их придется нагреть выше 150 млн градусов.

Классическая термоядерная реакция может приносить энергию лишь при соблюдении критерия Лоусона, который определяется плотностью, температурой плазмы и временем удержания. Могучая гравитация Солнца создает в его недрах огромное давление, и за счет такой плотности (немногим выше, чем у воды) слияние ядер происходит уже при 15 млн градусов. Сжать плазму в токамаке на Земле сложнее, здесь она получается на порядки более разреженной, и температуры ей требуются куда выше. Все эти сложности и задерживают появление полноценной термоядерной энергетики, создание которой тянется уже более 70 лет.

За это время стартовавшая немногим раньше атомная энергетика достигла впечатляющего прогресса: сегодня АЭС производят почти пятую часть всего электричества. Однако ресурсы урановой руды, подходящей для получения ядерного топлива, близятся к исчерпанию. Хотя сам уран является одним из самых распространенных металлов на Земле (в коре его примерно в тысячу раз больше золота), практически все это количество приходится на уран-238, который идет «в отвал» или в лучшем случае на создание бронебойных снарядов.

Еще шире урана-238 распространен торий-232: на тонну литосферы приходится 10 г этого изотопа, причем распределен он достаточно равномерно, так что теоретически наладить его добычу возможно в любом подходящем месте. К сожалению, для обычных ядерных реакторов торий в чистом виде не подойдет. Поэтому физики всего мира продолжают искать технологии, которые позволят использовать эти почти неисчерпаемые ресурсы для наработки ядерного топлива. На Белоярской АЭС уже действуют экспериментальные реакторы на быстрых нейтронах, способные перерабатывать уран-238 и торий-232. Поможет и реактор Т-15МД: для этого ученые предусмотрели второй режим его эксплуатации.

    «Все достаточно просто, — продолжает Петр Хвостенко. — Плазма окружается бланкетом, который заполнен, например, торием-232. Облучение его нейтронами дает уран-233. В качестве топлива для атомной реакции он даже выгоднее урана-235, поскольку не ведет к накоплению долгоживущих актинидов с периодами полураспада в сотни тысяч лет, которые приходится захоранивать. То количество актинидов, которые образуются из урана-235 в тепловых атомных реакторах, можно «пережигать» тут же, в том же бланкете. Мы получим элементы с периодом полураспада всего в сотни лет, и эти элементы достаточно быстро станут безопасными. Кроме того, здесь же можно превращать и литий в тритий».

Гибридная система не нуждается ни в полноценном ядерном, ни в термоядерном реакторе. Токамак в ней служит только источником нейтронов, запускающих ядерный распад топлива во внешнем бланкете. Нет необходимости в устойчивой реакции слияния, поэтому критерий Лоусона соблюдать уже необязательно, и дейтерий-тритиевую плазму достаточно нагреть до сравнительно умеренных температур, 30−50 млн градусов, а нейтроны образуются за счет взаимодействия ускоренных в инжекторах пучков атомов дейтерия с этой плазмой. Упрощается и ядерная половина гибрида. Распад топлива в ней уже не должен быть самоподдерживающимся, он стимулируется за счет нейтронов, вылетающих из дейтерий-тритиевой плазмы. «Цепной реакции не происходит: выключаете токамак, и деление прекращается, нет никакой опасности аварии», — поясняет Петр Хвостенко.

В гибридном режиме Т-15МД использует плазменный шнур с увеличенным внутренним радиусом (отношение к внешнему 1:2,2). «Скоро начнем откачку воздуха из камеры до глубокого вакуума, чтобы проверить качество сварки и всех соединений, — продолжает Петр Хвостенко. — Запустим установку в декабре 2020 года. Пока что в целях безопасности будем работать с плазмой из обычного водорода. Но к 2035-му в Протвино или Обнинске с учетом отработанных здесь технологий планируется построить уже реальный, большой гибридный реактор на дейтерии и тритии. Можно сказать, вы познакомились с прототипом».

http://www.atomic-energy.ru/news/2019/10/15/98233,
https://www.popmech.ru/science/501272-tretiy-put-atomnoy-energetiki-tokamaka-t-15/.

Для справки. Чуть ранее уже была подобная статья, правда, в сокращенном варианте:
http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3356#msg3356.

ИМХО. Действительно, гибридный реактор Т-15МД - это третий путь атомной энергетики. Насколько он оправдан на фоне уже действующих реакторов на быстрых нейтронах - вопрос риторический. Скорее, это попытка сохранить лицо при явно проигрышной игре в термояд: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg2768#msg2768.

P.S. Возвращаясь к британцам (см. предыдущий пост: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3387#msg3387)...
Правительство Британии выделило 200 миллионов фунтов на разработку термоядерной электростанции: http://www.atomic-energy.ru/news/2019/10/16/98290, http://atominfo.ru/newsz/a0390.htm.
Цитата: "Если решение о сооружении будет принято, то станция STEP сможет войти в строй не ранее начала 40-ых годов. Её строительство обойдётся в "миллиарды фунтов".
STEP будет, как и ITER, представлять собой токамак, однако его форма будет отличаться от принятой в ITER. Британский токамак станет более компактным (сферическим)".

P.P.S. Есть ли будущее у управляемого термоядерного синтеза?
Игорь Острецов, доктор технических наук, профессор
https://www.youtube.com/watch?v=_2YPNg5GI3g.

P.P.P.S. Эра термоядерного синтеза
Цитировать
Гибридный синтез
Пока ведутся дискуссии на тему: быть термояду или нет — звучат предложения рассмотреть вариант гибридной установки, которая может стать разумным компромиссом.

Идея не нова, она обсуждалась еще на заре освоения ядерных технологий, но после серьезных аварий от нее отказались в пользу развития «чистой» энергии от термоядерного синтеза без нарабатываемых делящихся материалов.

Концепция гибридного синтеза призвана уравновесить преимущества и недостатки двух парадигм ядерной генерации: цепная реакция обеспечивает выход огромного количества энергии за один акт деления, в то время как термоядерный синтез, порождая энергию в меньшем объеме, приводит к образованию нейтронов без инициации цепной ядерной реакции. В реакторах, работающих на урановом топливе, используется только один изотоп — ²³⁵U (или ²³⁹Pu), который составляет всего 1% от общего количества добываемого урана. А вот гибридный реактор мог бы использовать любые изотопы урана.

Таким образом, с помощью термоядерной подпитки установка теоретически могла бы работать более чисто и эффективно, в значительной степени уменьшая проблемы с отходами и их распространением.

Сторонники гибрида утверждают, что такая технология будет безопасной и устойчивой к аварийным ситуациям, потому что работать реактор будет в ­докритических условиях и деление не будет самоподдерживающимся.
http://atomicexpert.com/era_of_thermonuclear_fusion.

Другие новости...
- Снова Lockheed Martin:
У Lockheed Martin теперь есть патент на потенциально изменяющий мир термоядерный реактор: http://lenr.seplm.ru/novosti/u-lockheed-martin-teper-est-patent-na-potentsialno-izmenyayushchii-mir-termoyadernyi-reaktor.
-- Ранее о разработке Lockheed Martin здесь: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3362#msg3362.
« Последнее редактирование: 27 Ноябрь 2019, 08:07:45 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 2015


Просмотр профиля
« Ответ #167 : 28 Ноябрь 2019, 09:45:02 »

Снова китайцы...
Ввод в эксплуатацию китайского токамака нового поколения HL-2M запланирован на 2020 год

Китайское "искусственное солнце" нового поколения HL-2M Tokamak, как ожидается, будет введено в эксплуатацию в 2020 году. Монтажные работы прошли гладко после установки его катушечной системы в июне.

Это устройство предназначено для воспроизведения естественных реакций, происходящих на солнце, с использованием водородного и дейтериевого газов в качестве топлива. Оно направлено на предоставление чистой энергии за счете контролируемого ядерного синтеза.

Новый аппарат с более передовой структурой и режимом управления, как ожидается, будет генерировать плазму более горячую, чем 200 млн градусов по Цельсию, сказал глава Юго-Западного института физики при Китайской национальной корпорации ядерной промышленности Дуань Сюйжу.

Дуань Сюйжу был процитирован на проходящей Китайской конференции по термоядерной энергии-2019 в городе Лэшань пров. Сычуань /Юго-Западный Китай/.

    Это "искусственное солнце" обеспечит важную техническую поддержку для участия Китая в проекте международного экспериментального термоядерного реактора, а также для самостоятельного проектирования и строительства Китаем термоядерных реакторов, отметил он.

Источник: Синьхуа (http://russian.news.cn/2019-11/26/c_138584961.htm).

http://www.atomic-energy.ru/news/2019/11/27/99508.

Предыстория здесь: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3349#msg3349.

P.S. Термоядерная истерия.

На 2020 год запланировано не только "выступление" китайцев, но и россиян с гибридным Т-15МД (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3388#msg3388), японцев с JT-60SA (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=7.msg3400#msg3400), европейцев-англичан со своим стариной JET-ом (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3339#msg3339) и других пильщиков бюджета. Подождём, посмотрим Грустный.

Термоядерного синтеза нет в Природе и он невозможен (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=682.msg2297#msg2297), однако потуги по его осуществлению продолжаются как в нашей стране, так и за рубежом. Это своего рода распил бюджетных денег под видом поиска альтернативного источника энергии (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg2768#msg2768). Плохо это или хорошо - трудно сказать (как и попытка строительства коммунизма!), но раскрученный в течении 70 лет маховик термояда остановить не так-то просто. Апофеозом термоядерной истерии является, конечно же, ИТЭР, который съедает немалые бюджетные деньги и который когда-то обязательно будет остановлен:
- Россия вливает огромные деньги в сомнительный международный проект
http://www.termoyadu.net/index.php?topic=7.msg3354#msg3354,
- Проект ИТЭР обречен на закрытие
http://www.termoyadu.net/index.php?topic=707.msg2769#msg2769,
-- Письмо Президенту РФ по вопросам ядерной энергетики
https://aftershock.news/?q=node/273370&page=4.

Справедливости ради следует уточнить, что задача российского Т-15МД куда более скромная, чем у других вышеупомянутых токамаков: не достижение управляемого термоядерного синтеза, а всего лишь генерирование термоядерных нейтронов с последующим облучением ими тория. Но как без термоядерной реакции собираются получить термоядерные нейтроны - остаётся загадкой. Минимальный температурный порог, при котором проистекают пресловутые термоядерные реакции, составляет 100 млн градусов, а в новейшем российском токамаке температуру плазмы выше 50 млн градусов поднимать не собираются?! Шокированный.
Всё встаёт на свои места, если предположить, что высокоэнергетические нейтроны в любых токамаках имеют не термоядерную природу, а иную, например, возникают в результате распада дейтерия: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=684.msg2311#msg2311, http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg2768#msg2768.
Таким образом, Т-15МД будет не термоядерным реактором, предназначенным для осуществления термоядерного синтеза, а всего лишь источником высокоэнергетических нейтронов, называемых почему-то термоядерными, хотя и не имеющих отношение к термоядерному синтезу в классическом его понимании: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3356#msg3356, http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3388#msg3388.

Р.P.S. Тоже гибридный реактор, но пока только концепция...
Разработана концепция гибридного реактора на основе плазменной открытой ловушки
http://www.atomic-energy.ru/news/2019/09/17/97402,
https://nauka.tass.ru/nauka/6894002.

Р.Р.P.S. Подытоживая...
- Глобальные научно-технические фейлы: управляемый термоядерный синтез
http://bramaby.com/ls/blog/science/9446.html.
- Пятна «искусственного солнца»
http://zavtra.ru/blogs/pyatna_na_solntce.
- Миф о термоядерном синтезе. Проект ИТЭР
http://www.termoyadu.net/index.php?topic=684.msg2311#msg2311.
« Последнее редактирование: 11 Декабрь 2019, 11:21:44 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 2015


Просмотр профиля
« Ответ #168 : 13 Декабрь 2019, 15:15:16 »

Пропущенная статья о вкладе частных компаний в проблему термояда...
Ручное солнце. Когда термоядерные реакторы станут реальностью

Эмма Вулкотт Корреспондент Би-би-си по вопросам бизнеса

25 ноября 2018

Уже через пять лет мы сможем добывать почти неограниченную энергию из "миниатюрных солнц", заявляют некоторые стартапы. Речь идет о реакторах термоядерного синтеза, которые могут дать много дешевой и чистой энергии.

В условиях глобального потепления, вызванного нашей зависимостью от углеводородного топлива, миру требуются устойчивые источники альтернативной энергии. Если мы не их не найдем, то для миллионов людей будущее может стать очень мрачным: нехватка воды и еды, ведущая к голоду и войнам.

Термоядерный синтез уже давно считается потенциальным ответом на эти вызовы. Но он всегда был чем-то "в 30 годах от нас", как шутили в индустрии.

Сейчас несколько стартапов заявляют, что они могут сделать этот проект экономической реальностью намного раньше.

Что такое термоядерная реакция?

Термоядерная реакция - это слияние атомных ядер, в результате чего высвобождается энергия, которая и может помочь решить энергетический кризис.

Это тот же самый процесс, который происходит внутри Солнца, он чистый и относительно безопасный. Нет никаких выбросов.

Но сталкивание этих ядер дейтерия и трития (два изотопа водорода) под огромным давлением требует огромных объемов энергии - больше, чем мы пока можем извлечь из реакции.

До сих пор считалось, что невозможно достичь момента "приращения энергии", когда мы сможем получать из синтеза больше энергии, чем нужно на него потратить.

Но это больше не так, уверяют стартапы из сферы термоядерного синтеза.

"Это "момент SpaceX" для термоядерного синтеза", - говорит Кристофер Моури, директор канадской компании General Fusion, которая хочет сделать термоядерный синтез коммерчески выгодным в течение следующих пяти лет.

"Это момент, когда зрелость науки сочетается с технологиями XXI века, - продолжает он. - [Термоядерный] синтез уже не "в 30 годах от нас".

Наука уже сделала свое дело, говорит Уэйд Эллисон, почетный профессор физики в оксфордском колледже Кэбл. Препятствия скорее в практике.

"Мы не можем быть уверены в сроках, но базовые научные вопросы решены, а проблемы - технические, они касаются материалов", - говорит профессор.

В чем проблема?

Основная проблема - как построить для реактора достаточно прочную оболочку, чтобы она смогла сдержать плазму - очень горячий ядерный "бульон", в котором происходит синтез под огромным давлением.

Системы отвода тепловой энергии должны будут выдерживать уровни температуры и перегрузки, похожие на то, что испытывает космический корабль при возвращении на орбиту, говорит профессор Ян Чэпмен, гендиректор Управления по атомной энергии Великобритании (UKAEA).

Потребуются также автоматические системы обслуживания и системы производства, восстановления и хранения топлива.

"UKAEA изучает все эти вопросы и строит новые исследовательские учреждения в научном центре Кулхэм около Оксфорда, чтобы выработать решения вместе с отраслевыми институтами", - говорит профессор Чэпмен.

Что изменилось?

Некоторые частные энергетические компании считают, что они могут справиться с этими проблемами быстрее, используя новые материалы и технологии.

Расположенная в Оксфордшире фирма Tokamak Energy работает над сферическими токомаками (реакторами), которые используют высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) чтобы удерживать плазму в очень сильном магнитном поле.

"Высокая температура" в этой области физики - от минус 70 градусов и ниже.

"Сферический токамак - намного более эффективная геометрическая форма, и мы можем радикально повысить компактность и производительность. А поскольку он еще и меньше, то более мобилен, затраты на сборку ниже", - говорит исполнительный директор Tokamak Energy Джонатан Карлинг.

Компания построила три токамака. Последний из них - ST40 из 30-милиметровой нержавеющей стали с использованием ВТСП-магнитов. В июне он достиг температуры плазмы более 15 млн градусов, что выше температуры центра солнца.

Анализ: "Искусственное солнце Китая"

Корреспондент по вопросам науки и технологий Николай Воронин:

"Китайские ученые на прошлой неделе разогрели плазму до еще более высокой температуры в специальном устройстве EAST, расположенном в городе Хэфэй.

Эксперимент получил название "искусственное солнце Китая", и его основная цель - создание условий, необходимых для управляемого термоядерного синтеза, так что температурные рекорды в некотором смысле побочный эффект.

Электронная температура плазмы, удерживаемой магнитной ловушкой токамака, достигла нового максимума, на некоторое время превысив 100 млн градусов.

Для сравнения: максимальная температура в центре нашей звезды составляет примерно 15 млн градусов".

Британская фирма надеется достичь китайского результата в 100 млн градусов к следующему лету.

"Мы ожидаем, что сможем достичь момента приращения энергии к 2022 году и начать поставки энергии в сеть к 2030-му", - говорит Карлинг.

Тем временем в США Массачусетский технологический институт (МТИ) совместно с недавно созданной компанией Commonwealth Fusion Systems (CFS) работает надо созданием токамака в форме тороида под названием Sparc. В нем также будут установлены магнитные ловушки для плазмы.

Проект частично финансируется фондом Breakthrough Energy Ventures, которым руководят Билл Гейтс, Джефф Безос, Майкл Блумберг и другие миллиардеры. Группа разработчиков надеется сделать термоядерные реакторы достаточно компактными, чтобы их можно было устанавливать на фабриках и транспортировать для установки на производственной площадке.

Эти частные инициативы бросают вызов проекту ITER (Международный термоядерный экспериментальный реактор), флагманскому международному проекту в этой сфере с участием 35 стран.

ITER, что на латыни также значит "путь", строит крупнейшую экспериментальную термоядерную установку в мире. Однако завершение строительства не ожидается до 2025 года, а после этого проект ждет еще долгий путь до коммерциализации.

"Участники ITER по-разному оценивают, насколько срочно нужно перейти к термоядерной энергии как части будущего чистой энергетики, - сказал Би-би-си пресс-секретарь проекта. - Кто-то ждет электричества с термоядерных реакторов до 2050 года, кто-то - только во второй половине века".

Но новички в этой сфере считают, что могут справиться лучше.

"С технологией ВТСП-магнитов термоядерный реактор может быть намного, намного меньше - Sparc может быть в 64 раза меньше ITER по объему и массе", - говорит Мартин Гринвальд, замдиректора центра исследований плазмы и термоядерного синтеза МТИ.

Меньший размер означает меньшие издержки, что открывает путь для небольших и гибких организаций, добавляет Гринвальд.

Но все участники, кажется, согласны, что работа в ITER, в Кулхэме и частном секторе дополняют друг друга.

"В конце концов, у нас общая мечта - выработанное термоядерным путем электричество как неотъемлемая часть будущего чистой энергетики", - добавил пресс-секретарь ITER.

https://www.bbc.com/russian/features-46318356.

В дополнение...
- Британцы разработают собственную термоядерную электростанцию
http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3387#msg3387.
- Что не так с термоядерным синтезом?
https://hi-news.ru/technology/chto-ne-tak-s-termoyadernym-sintezom.html.

Другие новости...
- Канадская компания General Fusion представила новую термоядерную установку
http://www.atomic-energy.ru/news/2019/12/18/100147.
-- На этот раз без паровых молотов
http://www.atomic-energy.ru/news/2009/08/10/5349,
http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3191#msg3191.
« Последнее редактирование: 18 Декабрь 2019, 20:05:46 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 2015


Просмотр профиля
« Ответ #169 : 22 Декабрь 2019, 07:08:06 »

Снова китайцы...
Ввод в эксплуатацию китайского токамака нового поколения HL-2M запланирован на 2020 год

Китайское "искусственное солнце" нового поколения HL-2M Tokamak, как ожидается, будет введено в эксплуатацию в 2020 году. Монтажные работы прошли гладко после установки его катушечной системы в июне.

Это устройство предназначено для воспроизведения естественных реакций, происходящих на солнце, с использованием водородного и дейтериевого газов в качестве топлива. Оно направлено на предоставление чистой энергии за счете контролируемого ядерного синтеза.

Новый аппарат с более передовой структурой и режимом управления, как ожидается, будет генерировать плазму более горячую, чем 200 млн градусов по Цельсию, сказал глава Юго-Западного института физики при Китайской национальной корпорации ядерной промышленности Дуань Сюйжу.

Дуань Сюйжу был процитирован на проходящей Китайской конференции по термоядерной энергии-2019 в городе Лэшань пров. Сычуань /Юго-Западный Китай/.

    Это "искусственное солнце" обеспечит важную техническую поддержку для участия Китая в проекте международного экспериментального термоядерного реактора, а также для самостоятельного проектирования и строительства Китаем термоядерных реакторов, отметил он.

Источник: Синьхуа (http://russian.news.cn/2019-11/26/c_138584961.htm).

http://www.atomic-energy.ru/news/2019/11/27/99508.

Предыстория здесь: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3349#msg3349.
Прорыва не будет...
Эксперт оценил шансы создания "искусственного солнца" в Китае

МОСКВА, 22 дек — РИА Новости. Замдиректора Института ядерной физики и технологий НИЯУ МИФИ Георгий Тихомиров рассказал в интервью телеканалу "360" о перспективах китайского проекта по созданию так называемого "искусственного солнца".

Ранее Newsweek сообщил, что в 2020 году китайские ученые запустят новый экспериментальный термоядерный реактор HL-2M в рамках проекта EAST. Процессы в нем походят на те, что происходят в ядре Солнца. По словам главы Юго-Западного института физики Дуань Сюйжу, реактор сможет разогреть плазму до температуры выше 200 миллионов градусов по Цельсию.

Тихомиров считает, что китайская установка HL-2M "по каким-то параметрам будет превосходить существующие", однако "никакого прорыва в этом нет".

"Скорее всего, они создадут какую-то компактную маленькую установку, где добьются неплохих параметров по плазме. Но никакого прорыва в энергетике это не даст", – отметил профессор.

Специалист добавил, что крупнейший термоядерный реактор в мире под названием ITER строится во Франции.
В его создании также участвует Россия. По мнению Тихомирова, реактор, который планируется достроить к 2025 году, китайцы "переплюнуть не могут".

При этом эксперт подчеркнул, что сегодня в России термоядерные исследования "развиваются по различным направлениям".

https://ria.ru/20191222/1562688035.html.

В дополнение...
- "Мы здесь не уступаем китайцам". В МИФИ рассказали о перспективах искусственного солнца Китая
https://360tv.ru/news/tekst/my-zdes-ne-ustupaem-kitajtsam-v-mifi-rasskazali-o-perspektivah-iskusstvennogo-solntsa-iz-knr/.
- Китай перенес включение «искусственного солнца» на 2020
http://www.nanonewsnet.ru/news/2019/kitai-perenes-vklyuchenie-iskusstvennogo-solntsa-na-2020,
https://hightech.plus/2019/12/19/kitai-perenes-vklyuchenie-iskusstvennogo-solnca-na-2020,
https://www.newsweek.com/china-about-fire-its-artificial-sun-quest-fusion-energy-1477705.

ИМХО. Прорыва не будет по одной простой причине: термоядерного синтеза нет в Природе и он неосуществим. Все предпринимаемые потуги - пустая трата времени и средств: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3401#msg3401. Академик Велихов понял это раньше всех (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=684.msg2324#msg2324) и потому так напористо в родном "Курчатнике" продвигает строительство гибридного реактора: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3388#msg3388. В перспективе уважаемый академик вообще предполагает "полный отказ от использования урана и его добычи" и переход на торий: http://www.atomic-energy.ru/statements/2019/06/26/95718 (последний абзац).

Другие новости...
- Термоядерный синтез: неисчерпаемый источник энергии или величайший фейл в истории науки
https://militaryarms.ru/novye-texnologii/termoyadernyj-sintez/.
- Ученые нашли способ повысить эффективность термоядерного синтеза
https://ria.ru/20191224/1562766465.html.
-- Наночастицы приблизят управляемый термоядерный синтез
https://indicator.ru/physics/nanochasticy-upravlyaemyi-termoyadernyi-sintez-24-12-2019.htm.
- В Китае готов к запуску термоядерный реактор EAST
http://www.atomic-energy.ru/news/2019/12/24/100319.
-- Выполнили данное в марте обещание
http://www.atomic-energy.ru/news/2019/03/11/93153.
--- Подборка материалов об EAST
http://www.atomic-energy.ru/keywords/east.

И ещё новости...
- В НИЯУ МИФИ завершена сборка малого сферического токамака
http://www.atomic-energy.ru/news/2019/11/28/99539.
-- В МИФИ собрали учебный токамак
http://www.atomic-energy.ru/news/2020/01/13/100591.
- В Интернете (Астрофорум) продолжается вялая дискуссия об осуществлении термояда
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,158379.msg4940023.html#msg4940023,
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,158379.msg4942595.html#msg4942595,
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,819.msg4940067.html#msg4940067.
« Последнее редактирование: 23 Январь 2020, 20:34:22 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 2015


Просмотр профиля
« Ответ #170 : 01 Февраль 2020, 09:42:43 »

Пропущенная статья...
Новосибирские физики экспериментально доказали перспективность открытых магнитных систем для управляемого термоядерного синтеза

Ученые Института ядерной физики им.Г.И.Будкера (ИЯФ) экспериментально подтвердили возможность создания установок управляемого термоядерного синтеза на основе открытой газодинамической ловушки, сообщил замдиректора ИЯФ Александр Иванов журналистам в пятницу.

    "Эксперименты позволили нам оптимизировать параметры положения стенки, магнитного поля так, что выяснилось: потери энергии из плазмы можно уменьшить до приемлемого уровня", - сказал он.

Он отметил, что основной проблемой систем удержания плазмы в открытых ловушках является то, что плазма, двигаясь вдоль линий магнитного поля, может соприкасаться со стенкой ловушки. Это приводит к большим потерям энергии, поскольку плазма имеет температуру масштаба миллионов, десятков миллионов и даже миллиардов градусов и при этом контактирует со стенкой, имеющей комнатную температуру.

В результате эксперимента выяснилось, что достаточно расположить стенку на расстоянии от области удержания плазмы, большем некоторого критического, которое и было установлено в эксперименте. По словам Иванова, это расстояние составляет несколько метров, а длина всего реактора в этом случае составит несколько десятков метров.

    "Эти работы очень важны для нашего большого будущего проекта - установки ГДМЛ (газодинамической многопробочной ловушки - ИФ), которую мы собираемся построить здесь в ИЯФ, которая будет иметь параметры, близкие к термоядерным. В плазме этой ловушки будут реально протекать реакции термоядерные. Будем надеяться, что эта ловушка послужит прототипом будущих энергетических станций на основе этого подхода", - сказал Иванов.

При этом, сказал он, основным параметром прототипов термоядерных установок является коэффициент усиления, то есть отношение энергии, выделяемой при термоядерном синтезе к вводимой в плазму энергии.

    "На этой установке мы должны будем продемонстрировать условия в плазме, которая соответствует коэффициенту усиления "единица". На данный момент это величина - несколько процентов", - сказал он.

Таким образом, предполагается, что термоядерный "протореактор" будет выдавать столько же энергии, сколько в него будет подаваться на входе.

Как сообщалось, ранее ученые ИЯФ предложили использовать газодинамическую ловушку для создания гибридных реакторов, использующих торий вместо урана, а также реакторов, перерабатывающих ядерные отходы АЭС.

Использовать для удержания плазмы открытые, то есть незамкнутые магнитные ловушки для плазмы при проведении управляемой термоядерной реакции предложил еще в 1950-е гг. основатель ИЯФ Гирш Будкер. Устройство получило название "пробкотрон Будкера", оно является альтернативой "токамаку", в котором в котором плазма удерживается электрическим полем в камере, имеющей форму тора.

http://www.atomic-energy.ru/news/2019/12/27/100453,
http://www.interfax-russia.ru/Siberia/news.asp?sec=1671&id=1093503.

ИМХО. В противостоянии новосибирцев и москвичей в создании гибридных реакторов априори победят москвичи-курчатовцы во главе с "Героем Труда" академиком Велиховым: https://ria.ru/20200130/1564072667.html, http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3356#msg3356. К слову, 2 февраля 2020 года Е.П.Велихову исполняется 85 лет!: https://iz.ru/970035/aleksandr-bulanov/nauka-videt-budushchee-vydaiushchemusia-fiziku-evgeniiu-velikhovu-85, http://www.atomic-energy.ru/news/2020/01/31/101059.
« Последнее редактирование: 02 Февраль 2020, 10:59:39 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 2015


Просмотр профиля
« Ответ #171 : 02 Февраль 2020, 15:21:34 »

Главному термоядерщику - 85!

Освоение Арктики, создание прорывных методов изучения земной коры, развитие термоядерной энергетики, информационных технологий, лазеров — вот далеко не полный список задач и направлений, в которых прославился выдающийся физик, Герой Социалистического Труда, полный кавалер ордена «За заслуги перед Отечеством» и почетный президент НИЦ «Курчатовский институт» Евгений Павлович Велихов. 2 февраля ученому исполнилось 85 лет. «Известия» рассказывают о некоторых вехах его научной биографии.

Дальше жизни

Имя академика, почетного президента Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» Евгения Велихова широко известно как в России, так и далеко за ее пределами. Для одних оно ассоциируется с импульсными МГД-генераторами для глубинного зондирования земной коры и созданием программ развития управляемого термоядерного синтеза, а для других — с деятельностью компании «Росшельф», занимающейся освоением морских нефтегазовых месторождений в Арктике, и платформой «Приразломная», созданной по его инициативе. Также прославленный академик стоял у истоков российской информатики, активно развивал лазерные технологии для самых разных применений.

Такая широта научных интересов, любознательности, энергии до сих пор поражает его коллег, друзей, учеников.

— Я хотел бы подчеркнуть, что есть некоторые люди, чья деятельность, можно сказать, имеет цивилизационные масштабы, — сказал президент НИЦ «Курчатовский институт» Михаил Ковальчук. — Они всегда имеют цель «дальше жизни» одного поколения, нацеленную в будущее. Таких людей очень мало, и Евгений Павлович — один из них.

Работающие с Велиховым ученые рассказывают о его уникальной способности первым оценить перспективы новых научных направлений, технологий, увлечь этим своих коллег, организовать целые проекты, в том числе и международного масштаба. Под его руководством, по инициативе были заложены основы для развития целого ряда новых направлений науки и техники, создания сложнейших технических систем и производств во многих областях, в том числе и для обороноспособности страны.

Знак из космоса

Интерес к науке, любознательность и упорство в достижении цели проявились у Евгения Велихова еще в детстве — по его словам, учась в 6-м классе, он нашел у подмосковной деревни Веледниково необычный камень, похожий на метеорит, и написал об этом в Академию наук СССР. Несмотря на то что космическое происхождение образца не подтвердилось, молодой человек не потерял веру в науку и активно занялся самообразованием в области теоретической физики.

Уже в 8-м классе он начал посещать лекции на физическом факультете МГУ и поступил туда после окончания школы в 1952-м. Спустя два года Евгений Велихов создал свой первый прибор — лазерный спектрометр, а в 1956-м был направлен на дипломную практику в теоретический сектор Института атомной энергии АН СССР (ныне — НИЦ «Курчатовский институт»), с которым оказалась связана вся его последующая научная судьба.

Первым направлением исследований ученого стала разработка сверхмощных импульсных МГД-генераторов, способных осуществлять прямое преобразование энергии движущегося тела (в данном случае — плазмы) в электричество. Впоследствии эти приборы, способные выдать огромное количество энергии за небольшой отрезок времени, начали использовать при изучении земной коры для сейсморазведки и поиска полезных ископаемых.

Увлеченность Евгения Велихова этой работой заставила его задержаться с защитой кандидатской диссертации. Зато в итоге ученый совет сразу присудил ему степень доктора физико-математических наук.

Международная известность

Дальнейшую научную карьеру физика можно назвать головокружительной — в 30 лет он становится доктором
наук, в 33 года — членом-корреспондентом АН СССР, в неполные 40 лет — академиком, а вскоре — самым молодым вице-президентом Академии наук СССР. В 1971-м Евгений Велихов становится заместителем директора Института атомной энергии им. И.В. Курчатова по научной работе. В Курчатовском институте Евгений Велихов почти за 50 лет работы прошел огромный путь: от аспиранта и младшего научного сотрудника до президента центра.

Не заставила себя ждать и международная известность — в 1973-м Велихова назначают научным руководителем исследований управляемого термоядерного синтеза (УТС) и доверяют ему представлять страну в МАГАТЭ по этому направлению. И эти исследования в скором времени удалось перевести на принципиально новый уровень.

— В 1975 году стало ясно, что в области термоядерного синтеза мы сильно отстаем от Соединенных Штатов, — вспоминает Евгений Велихов. — На XXV съезде КПСС (прошел в 1976 году. — «Известия») было принято решение о запуске советской программы по токамакам, а затем вышло постановление правительства, заложившее всю базу для создания отечественных термоядерных установок.

Два года спустя ученый возглавил физико-математическую секцию АН СССР и стал вице-президентом Академии наук, вплотную начав заниматься развитием компьютерной техники и микроэлектроники. В результате в АН СССР было образовано Отделение информационных технологий, которое и возглавил Евгений Павлович. Один из ярких примеров из 1980-х — тогда была создана система автоматизированного проектирования для автомобильного завода ЗИЛ.

— У себя в маленьком кабинете в Президиуме АН СССР он (Евгений Велихов. — «Известия») с 1981 года каждую среду начал проводить семинар. В нем участвовал очень узкий круг приглашенных слушателей, а в качестве докладчиков выступали специалисты, которые занимались искусственным интеллектом. Тогда это направление только-только «вылупилось из яйца», — рассказал «Известиям» Михаил Ковальчук. — И именно из данного семинара фактически выросла вся дальнейшая деятельность в области микроэлектроники.

Научная ответственность

Ученый не переставал заниматься и термоядерной энергетикой, которая стала его основным научным направлением на долгие годы. В сентябре 1985 года он сопровождал Михаила Горбачева в поездке в Париж, где глава государства выступил с инициативой международного сотрудничества по термоядерной программе.

— Это было одним из тех направлений в науке и технике, где Советский Союз мог работать на равных с любой страной мира, — отмечает Евгений Велихов. — При встрече с Франсуа Миттераном Горбачев высказал идею о совместной работе, а я ввел президента Франции в суть дела, рассказал о деталях.

Затем эта инициатива получила поддержку целого ряда других государств, что в итоге позволило объединить ученых ведущих стран в разработке проекта Международного экспериментального термоядерного реактора (ИТЭР) — принципиально нового источника энергии.

Именно Евгений Велихов был его инициатором и вдохновителем, ИТЭР стал главным проектом его жизни, в его основе — не просто создание новой технологии получения энергии, но фактически переход к новым принципам овладения энергией, процессам, происходящим на Солнце.

Большое внимание Евгений Велихов всегда уделял и подготовке нового поколения ученых. Для этого он организовал новую кафедру в МГУ и факультет проблем физики и энергетики в МФТИ. Затем он начал поддерживать движение молодежи в международном масштабе — десятки тысяч детей прошли через его программу «Достижения молодых».

В 2006 году Евгений Велихов был назначен секретарем вновь созданной Общественной палаты Российской Федерации, которой успешно руководил в течение девяти лет, а сегодня остается почетным секретарем ОП РФ.

Если перечислить все те позиции, посты, награды, которых был удостоен Евгений Павлович, этого хватило бы на десяток выдающихся людей, ученых. Один из самых ярких знаков признания заслуг этого выдающегося ученого: Евгений Велихов — полный кавалер ордена «За заслуги перед Отечеством».

Недавним указом президента Российской Федерации Евгению Велихову за особые заслуги перед государством и народом присвоено звание «Герой Труда РФ».

https://vestima.ru/nauka-i-tehnologii/nayka-videt-bydyshee-vydaushemysia-fiziky-evgeniu-velihovy-85.html,
https://iz.ru/970035/aleksandr-bulanov/nauka-videt-budushchee-vydaiushchemusia-fiziku-evgeniiu-velikhovu-85.

P.S. МОСКВА, 2 фев - РИА Новости. Президент РФ Владимир Путин поздравил почётного президента Курчатовского института, академика РАН Евгения Велихова с 85-летним юбилеем: https://ria.ru/20200202/1564159161.html.

P.P.S. Академик Велихов надеется, что Россия станет пионером в области искусственного топлива
(Интервью юбиляра "Вестям Недели")
https://vesti7.ru/article/1262838/episode/02-02-2020/.

ИМХО. Ничуть не умаляя заслуг уважаемого юбиляра, хочется отметить, что "термоядерная" часть его многогранной деятельности построена на ошибочном предположении о термоядерном синтезе. Термоядерного синтеза нет в Природе и он невозможен: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=682.msg2297#msg2297. Однако эйфория, возникшая после создания водородной бомбы, не позволила тщательно взвесить первопричины возросшей мощности обычной атомной (урановой) бомбы, в заряд которой был включён дейтерид лития-6, а последовавшие за этим (успешным испытанием водородной бомбы) лабораторные исследования и полученные нейтроны однозначно трактовались как результат синтеза изотопов водорода: дейтерия и трития. В итоге, наша страна и другие государства были втянуты в своеобразную гонку по созданию термоядерных реакторов. За 70 лет ни в одной из стран и ни на одной установке не удалось осуществить управляемую термоядерную реакцию. Апофеозом же термоядерной истерии можно считать ИТЭР, за что уважаемому академику отдельное спасибо за экономию отечественных бюджетных средств. Не было бы ИТЭРа, то многомиллиардные расходы терпела бы наша страна в попытке построить термоядерный реактор, аналогичный ИТЭРу, самостоятельно: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=684.msg2311#msg2311.

Как известно, проект ИТЭР стартовал в 1985 году с подачи академика Велихова, который убедил руководство СССР предложить лидерам США и Франции совместное строительство мега-токамака. Опыт был: в нашей стране был запущен токамак Т-15 со сверхпроводящей магнитной системой. Правда, Т-15 очень скоро "сдох", так и не выйдя на запланированные параметры: http://wiki.tpu.ru/wiki/%D0%A2%D0%BE%D0%BA%D0%B0%D0%BC%D0%B0%D0%BA_%D0%A2-15, http://www.termoyadu.net/index.php?topic=15.msg2532#msg2532, http://www.proza.ru/2012/06/27/295. Встала дилемма: или воплощать следующий токамак Т-20 (близкий по техническим параметрам к ИТЭРу) в СССР без всяких гарантий на успех, или "выкатить" его на международный уровень. Во втором случае убивались сразу два зайца: экономились бюджетные деньги, а при неудаче (как с Т-15) - все расходы и научно-техническая несостоятельность Проекта "размазывалась" на всех стран-участниц. Как видим, одержал верх второй вариант. Так что ещё раз спасибо дальновидному Е.П.Велихову!

И ещё. В последние годы уважаемый академик в родном "Курчатнике" активно продвигает строительство гибридного реактора: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3388#msg3388. В перспективе, благодаря гибридным реакторам, уважаемый академик вообще предполагает "полный отказ от использования урана и его добычи" и переход на торий: http://www.atomic-energy.ru/statements/2019/06/26/95718 (последний абзац). Означает ли это, что он осознал всю бесперспективность "чистого" термояда? Да, скорее всего, означает. "Гибрид" - это попытка хоть какого-то практического применения нейтронов, возникающих при работе ТОКАМАКов, и не более того!: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg2768#msg2768, http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg2776#msg2776. В общем, гора под названием "термоядерная энергетика", курируемая уважаемым академиком, собралась породить мышь: гибридный реактор, да и то лишь через 15 лет, аккурат к 100-летию юбиляра.

                                                                                                          Ф.Х.Ялышев, изобретатель,
                                                                                        выпускник МВТУ им. Н.Э.Баумана, 1971г.
« Последнее редактирование: 15 Февраль 2020, 11:03:26 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 2015


Просмотр профиля
« Ответ #172 : 21 Февраль 2020, 20:39:19 »

"Чистый" термояд приказал долго жить?..
Анатолий Красильников: гибридное будущее термояда

AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 07.02.2020

На вопросы корреспондентов электронного издания AtomInfo.Ru ответил директор учреждения ГК "Росатом" "Проектный центр ИТЭР" (российское агентство международного проекта ИТЭР) Анатолий КРАСИЛЬНИКОВ.

Анатолий Витальевич, по какому пути после пуска опытного реактора ИТЭР пойдёт дальше термоядерная энергетика?

Все наши партнёры по проекту ИТЭР (а до недавнего времени и Российская Федерация) считают следующим шагом проект DEMO - демонстрационный термоядерный реактор.

В слово "демонстрационный" здесь вкладывается следующий смысл - должны быть показаны не просто сама реализуемость термоядерного горения и производство термоядерной мощности в виде 14 МэВ-ных нейтронов и 3,5 МэВ-ных альфа-частиц, но и инженерные решения для преобразования термоядерной энергии в электрическую. Для этой цели в DEMO предполагается наличие бланкетов.

У нас это направление (его можно называть энергетическим чистым термоядерным) никто не отменял - то есть, утверждать, что мы от него отказались, нельзя. Но наряду с ним мы активно рассматриваем в нашей стране так называемый гибридный реактор, объединяющий синтез и деление.

Термоядерная часть гибридного реактора используется как источник 14 МэВ-ных нейтронов. Далее нейтроны попадают во вторую часть реактора, которая содержит делящиеся или сырьевые материалы. Соответственно, во второй части или происходит реакция деления, вызванная "термоядерными" нейтронами, или идёт наработка топлива для атомной энергетики.

Сразу уточню, что задача по наработке топлива в гибридных системах имеет сегодня больший приоритет. Но мы не исключаем и задачу по производству энергии, а также рассматриваем варианты с загрузкой некоторых из бланкетов минорными актинидами для их дожигания.

Вот такая трёхзадачная концепция гибридного реактора принята у нас в стране, и проекты установок под эту концепцию сейчас прорабатываются, прорисовываются и просчитываются.

Один из наиболее известных вариантов гибридных реакторов - проект DEMO-TIN, который ведёт Курчатовский институт.

Что касается нас, то мы как частное учреждение госкорпорации "Росатом" собрали в 2019 году по поручению "Росатома" коллектив из семи наших крупнейших термоядерных и ядерных центров, и этот коллектив сейчас прорабатывает концептуальный проект реактора, который мы называем токамак с реакторными технологиями. Он должен стать термоядерным источником нейтронов для гибридного реактора.

На сегодняшний день мы закончили концептуальный проект на базе электромагнитной системы из низкотемпературного сверхпроводника. Мы отчитались перед госкорпорацией о выполненной работе. Далее, по поручению сообщества и по персональному поручению Евгения Павловича Велихова, в первое полугодие 2020 года мы должны сделать концепцию такой установки с использованием высокотемпературной сверхпроводимости.

Разница в следующем. То, что было сделано - это токамак с электромагнитной системой из низкотемпературных сверхпроводников, ниобий-три-олово и ниобий-титан. А сейчас поставлена задача нарисовать и просчитать машину на ReBCO, это вторая группа ВТСП.

В одной из статей мы видели интересную иллюстрацию различий между термоядерными проектами. Современный уровень - это Q порядка 1. В ИТЭРе собираются получить Q порядка 10, импульс 300-500 секунд. Для DEMO нужно говорить о стационарной работе и Q=30-50. Какие требования ставятся к термоядерным источникам в составе гибридных реакторов?

Привлекательность термоядерных источников нейтронов (ТИН) в том, что для них Q нужно иметь порядка единицы, а это достигнутый сегодня уровень.

Если быть совсем точным, то Q для ТИНов придётся немного повысить, где-то до 2-3. Но это достижимо, такая задача может быть решена на сегодняшнем уровне развития технологии, и мы знаем, как это сделать.

Когда речь заходит о DEMO, то многое меняется. Как достичь Q=30? Сейчас для таких значений соотношения Q материалов первой стенки нет. А вот для Q=2 материалы первой стенки есть, известно, как может быть изготовлена первая стенка, из каких конструкций, и так далее.

В этом и заключается основное отличие ТИН от DEMO. Последний - это всё-таки перспектива, причём достаточно далёкая. Строительство и пуск DEMO относят к рубежу 2050 года, имея в виду, что к тому времени случится развитие технологий. Первый ТИН для гибридного реактора мы можем начать создавать прямо сейчас и готовы, если будет решение, пустить его в течение семи лет...

                                                                .  .   .

В Курчатовском институте должен появиться токамак Т-15МД - модернизированный старый токамак или даже, как говорят, полностью новый.

Это абсолютно новый токамак со старым названием. Не знаю, по каким причинам ему не стали давать новый номер. Наверно, есть какие-то организационные причины для сохранения Т-15 в названии. Реально он к токамаку Т-15 никакого отношения не имеет.

Т-15 был сверхпроводящий, а эта машина медная, с медными катушками. Полностью отличаются геометрия и конфигурация плазмы.

Т-15МД - первая крупная российская установка с дивертором. Первая крупная, до неё были мелкие. Это первая крупная установка с вытянутостью плазмы в вертикальном направлении. По ряду своих характеристик она для России уникальна, и для специалистов она очень интересна.

Насколько я знаю, машина уже собрана. Идёт, я бы выразился так, фаза завершения монтажа установки. Надеюсь, что в этом году пойдёт наладка оборудования.

Машина находится в Курчатовском институте в Москве, поэтому на ней планируют работать с водородом и гелием, чтобы не производить радиации.

Неофициально новый токамак иногда называют ТИН-0, так как он станет первым шагом к созданию полноценных ТИНов. На нём будет отработан целый ряд технологий, которые мы хотим включить в проекты ТИНов.

Литиевая первая стенка - в программе экспериментов. Мощный нагрев в режиме с нейтральной инжекцией - в программе. Электронно-циклотронный нагрев - в программе. Поэтому Т-15МД действительно можно считать ТИН-0.

Мы возлагаем на Т-15МД очень большие надежды и рассчитываем решить с его помощью много физических и технологических проблем. Также мы надеемся, что Т-15МД станет полигоном для роста молодых учёных и инженеров, в которых сегодня большая потребность.

А почему такое название - Т-15МД?

Т-15 модифицированный. Но нельзя путать этот проект с проектом Т-15М, в котором планировали, не разбирая вакуумной камеры старой машины, вставить в камеру дополнительные обмотки и изменить конфигурацию плазмы.

Т-15МД - полностью новая машина. От старого Т-15 в ней остались только инжектора, которые заводят пучки атомов.

Раньше мы говорили с вами о национальной российской программе по термояду. Она принята или нет?

Она разработана и направлена в правительство. Насколько я знаю, она сейчас обсуждается на разных уровнях в правительстве и в администрации президента. Идёт обсуждение, идут комментарии, идут замечания, идёт устранение этих замечаний.

Были большие надежды на то, что в 2019 году этот процесс приведёт к какому-то результату и принятию программы, но этого не случилось.

Среди того, что запланировано в программе - создание токамака в Троицке, создание открытой ловушки (крупной установки на базе открытой ловушки в ИЯФ СО РАН в Новосибирске), а также развитие технологической базы по различным термоядерным технологиям в девяти научных центрах.

О каких сроках говорится в программе?

До 2024 года. Это короткая программа, и конечно, это для термояда не срок.У нас горизонт планирования более далёкий, потому что за оставшиеся четыре года серьёзную машину построить нельзя.

Хорошо, а когда может появиться первый гибридный реактор?

Если бы нам сегодня сказали "Вот вам лист бумаги и рисуйте то, что вы полагаете правильным", то я считаю, что первый гибридный реактор мог бы быть создан в нашей стране где-то к 2035 или 2036 году.

Есть такой английский термин showstopper. У гибридного реактора showstopper отсутствует. Не видно каких-либо технологических углов в этом проекте, которые были бы нереализуемы. Всё в нём можно сделать, исходя из сегодняшнего технологического знания.

Так что создание гибридного реактора - это только вопрос времени, проектирования, лицензирования, подбора оптимальных материалов.

Спасибо, Анатолий Витальевич, за интервью для электронного издания AtomInfo.Ru.  

http://atominfo.ru/newsz01/a0012.htm.

Справочно...
- В Курчатовском институте завершается модернизация токамака Т-15 — прототипа будущих гибридных реакторов
http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3388#msg3388.
- Эра термоядерного синтеза (Гибридный синтез)
http://atomicexpert.com/era_of_thermonuclear_fusion.

P.S. Идея гибридного реактора активно поддерживается и продвигается академиком Велиховым, недавно отметившим своё 85-летие: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3419#msg3419.
В средства массовой информации она (идея) стала внедряться лет десять тому назад: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=684.msg2324#msg2324, https://polit.ru/article/2012/12/18/ps_hybrid_tokamak/. Идея гибридного реактора вполне себе реализуема, и, по мнению Красильникова, его создание - "это только вопрос времени, проектирования, лицензирования, подбора оптимальных материалов". Что же касается "чистого" термояда, то он наконец-то задвинут куда подальше после аж 70 лет бесполезных экспериментов! Ну, а нужность (востребованность) гибридного реактора и гибридного термояда в целом надо ещё обосновать. Напористости и авторитета уважаемого академика Велихова может и не хватить: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg2768#msg2768.
                                                                                                                                   Ф.Ялышев
« Последнее редактирование: 28 Февраль 2020, 09:34:39 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 2015


Просмотр профиля
« Ответ #173 : 18 Март 2020, 17:35:18 »

Опять приблизились...
Ученые приблизились к созданию неисчерпаемого источника энергии

МОСКВА, 18 мар — РИА Новости. Российские физики из Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе в Санкт-Петербурге описали ионные процессы переноса тепла в сферическом токамаке. Результаты исследования, которое еще на один шаг приближает ученых к решению задачи термоядерного синтеза, опубликованы в журнале Plasma Physics and Controlled Fusion.

Если ученым удастся реализовать идею управляемого термоядерного синтеза, человечество получит практически неисчерпаемый источник энергии. Термоядерные электростанции признаются безопасными и экологически чистыми: по сравнению с атомными в них не происходит взрывных реакций, а в отличие от сжигания углеводородов — нет выбросов углекислого газа и оксидов азота, способствующих глобальному потеплению и загрязняющих окружающую среду. Более того, полученные при термоядерном синтезе нейтроны могут разрушать радиоактивные отходы на атомных электростанциях.

Эксперименты по термоядерному синтезу ведутся во всем мире на специальных установках — токамаках, внутри которых газ легких элементов — водорода, дейтерия и трития — нагревают до температуры в 100 миллионов градусов, что позволяет образовать плазму — газ из заряженных частиц: ионов и электронов. Разогретые ионы плазмы, сталкиваются друг с другом также, как это происходит в недрах Солнца. При этом образуются ядра гелия и выделяются нейтроны, а энергия нейтронов, которая превышает затраты на разогрев плазмы, может использоваться в промышленности и энергетике.

Основная задача физиков — научиться удерживать плазму внутри термоядерных установок с помощью сильного магнитного поля в течение относительно долгого времени. А для этого нужно не просто знать, какие процессы протекают в этой плазме, но и иметь их математическое описание, чтобы иметь возможность управлять ими. Кроме того, знание ионных процессов в плазме необходимо для проектирования крупных установок типа международного экспериментального термоядерного реактора ITER.

В ФТИ им. А.Ф. Иоффе имеется уникальная экспериментальная термоядерная установка — сферический токамак Глобус-М, предназначенный для изучения поведения плазмы в лабораторных условиях, а не в реакторном режиме.

Сотрудники института исследовали и описали процесс ионного теплообмена в плазме токамака Глобус-М. Работа была поддержана грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ).

"Мы подтвердили, что особенности физических процессов в плазме сферического токамака Глобус-М препятствуют возникновению дополнительных потерь тепла по ионному каналу из-за турбулентности плазмы. Это значит, что установка такого типа является хорошей основой для создания компактного источника термоядерных нейтронов", — приводятся в пресс-релизе РНФ слова руководителя исследования, кандидат физико-математических наук Глеба Курскиева.

Термоядерный синтез тем эффективнее, чем лучше нагрев плазмы, а это требует сильного магнитного поля и электрического тока, протекающего по плазме. Наоборот, турбулентность ионов плазмы мешает эффективному нагреву: вместо полезных столкновений ионы отклоняются и уходят из плазмы, что нарушает ее теплоизоляцию. В своей работе ученые оценили степень переноса тепла в сферическом токамаке Глобус-М.

"Экспериментально подтвержденная модель для расчета параметров нагрева плазмы позволит спроектировать компактный источник высокоэнергичных нейтронов, которые можно использовать для деления тяжелых ядер. В процессе также можно получать энергию. Наше исследование существенно ускорит разработку и внедрение более эффективных ядерных систем, использующих процессы как синтеза, так и деления", — поясняет Глеб Курскиев.

Исследование ученых дополняет фундаментальные знания, полученные в экспериментах на похожих европейских и американских установках. Объединив результаты экспериментов, в дальнейшем можно будет спроектировать более совершенное устройство для ядерных реакций синтеза, считают ученые.

https://ria.ru/20200318/1568798938.html.

P.S. "Физтеховцы" вслед за "Курчатником" (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3388#msg3388) и новосибирцами (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3417#msg3417) бросились осваивать "гибрид". Пожелаем удачи!: https://vk.com/globusioffe, http://globus.rinno.ru/pages/sfericheskij_tokamak_globus-m-9.html.
Впрочем, высокоэнергетические нейтроны, генерируемые токамаками в гибридных установках, способствуют не только делению ядер урана или тория, но и ускоренно разрушают элементы конструкций гибридных систем. Ну, и кто в здравом уме возьмётся за строительство АЭС, срок эксплуатации которой вдвое, а то и втрое меньше срока ныне эксплуатируемых станций?
К слову, именно это обстоятельство (ускоренное разрушение конструкций под воздействием высокоэнергетических нейтронов) ставит крест и на перспективах чисто термоядерных энергетических реакторов. "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": http://www.termoyadu.net/index.php?topic=9.msg3409#msg3409 (последний абзац).  
Спрашивается, с какого перепугу тогда строится ИТЭР, если в итоге на нём предполагается осуществить реакцию D+T, которая (реакция) приведет к разрушению реактора? Ведь "чистый" термояд чуть ли не официально приказал долго жить, а "гибридный" ещё долго будет искать себе место в атомной энергетике (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3424#msg3424) ?? А вот просто так, для научного эксперимента, подтверждающего 100-летнею гипотезу о термоядерной природе энергетики Солнца: 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, http://www.termoyadu.net/index.php?topic=7.msg3430#msg3430.
                                                                                                                                  Ф.Ялышев
« Последнее редактирование: 03 Апрель 2020, 10:44:55 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 2015


Просмотр профиля
« Ответ #174 : 03 Апрель 2020, 10:43:07 »

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
« Последнее редактирование: 28 Апрель 2020, 10:59:18 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 2015


Просмотр профиля
« Ответ #175 : 28 Апрель 2020, 10:50:35 »

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/.
« Последнее редактирование: 01 Май 2020, 08:21:04 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 2015


Просмотр профиля
« Ответ #176 : 17 Май 2020, 22:56:05 »

Пропущенная новость...
Китайский термоядерный реактор EAST совершил значительный прорыв

7 апреля, «Жэньминь жибао» онлайн -- Согласно сообщению Центрального телевидения Китая, самостоятельно разработанное Китаем экспериментальное устройство для реакции термоядерного синтеза EAST, которое называют «искусственным солнцем», совершило значительный прорыв. Оборудование проработало 10 секунд при сверхвысокой температуре в 100 млн. градусов.

EAST – испытательная установка ядерного синтеза с магнитным удержанием, самостоятельно разработанная Исследовательским институтом материи города Хэфэй Академии наук Китая, является экспериментальным устройством для реакции термоядерного синтеза КНР четвертого поколения. Возможность функционирования при относительно высокой температуре приблизит человечество к коммерческому использованию термоядерного реактора.

http://russian.people.com.cn/n3/2020/0407/c31517-9676847.html,
http://m-atom.ru/news/2614,
http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3335#msg3335.

Для справки. Ещё почти два года назад китайцы достигли 100 млн. градусов (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3310#msg3310), а ещё раньше - аж 100 (!) секунд удержания, правда, при температуре лишь 50 млн. градусов: https://www.dailytechinfo.org/news/7821-kitayskiy-eksperimentalnyy-termoyadernyy-reaktor-east-uspeshno-uderzhal-vysokotemperaturnuyu-vodorodnuyu-plazmu-v-techenie-102-sekund.html, https://lenta.ru/news/2016/12/08/china/,  http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3344#msg3344. А тут 10 секунд при 100 млн. градусах. Действительно, прорыв!: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=7.msg113#msg113. Корейцы тоже достигли 100 млн. градусов, но время удержания плазмы не превысило полутора секунды: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3329#msg3329.
О негласном соревновании корейцев и китайцев здесь: https://lenta.ru/articles/2016/12/19/fusion/.
К слову, В РФ ставка сделана не на "чистый", а на гибридный термояд:
- Бублик под одеялом
http://atomvestnik.ru/2019/03/08/bublik/.
-- Анатолий Красильников: гибридное будущее термояда
http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3424#msg3424.
Инициатива принадлежит академику Велихову, который ещё лет десять тому назад предложил куда подальше задвинуть "чистый" термояд и заняться "гибридом": http://www.termoyadu.net/index.php?topic=684.msg2324#msg2324, https://polit.ru/article/2012/12/18/ps_hybrid_tokamak/. Идея гибридного реактора вполне себе реализуема, и, по мнению Красильникова, его создание - "это только вопрос времени, проектирования, лицензирования, подбора оптимальных материалов".

                                                                                                                                  Ф.Ялышев
« Последнее редактирование: 27 Май 2020, 08:15:36 от Avtor » Записан
Страниц: 1 ... 10 11 [12]
  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