Термояду.нет  
08 Апрель 2020, 01:49:19 *
Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Войти
Новости: Большинство функций форума доступны только после регистрации
 
   Начало   Помощь Поиск Войти Регистрация  
Страниц: 1 ... 15 16 [17]
  Печать  
Автор Тема: Предмет обсуждения  (Прочитано 238366 раз)
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 2002


Просмотр профиля
« Ответ #240 : 23 Март 2020, 08:50:20 »

Ещё раз про ИТЭР...
Искусственная звезда: проект ИТЭР

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

1. АНАЛОГ СОЛНЦА

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

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

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

2. РОЖДЁННЫЙ В СССР

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

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

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

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

3. В 10 РАЗ ГОРЯЧЕЕ СОЛНЦА

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

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

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

4. КТО И ГДЕ СТРОИТ  ЭТО ЧУДО ТЕХНИКИ?

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

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

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

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

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

5. СКОЛЬКО ЭТО СТОИТ?

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

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

6. УЧАСТИЕ РОССИИ

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

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

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

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

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

Стройка продолжается, несмотря на коронавирус...
И еще один ролик
Mar. 25th, 2020 at 1:35 PM
Теперь уже про ИТЭР. Это съемка, сделанная в начале марта с дрона, множество иллюстрированных подробностей: https://tnenergy.livejournal.com/149256.html.
Из комментариев:
- Эх, блин. Ещё же строительство ИТЕР остановится. Или как минимум серьёзно замедлится. А потом и денег может не хватить. Грустный
- tnenergy
Mar. 25th, 2020 07:39 pm (UTC)
Пока пишут, что "помолившись, мы продолжаем строить", условно говоря. Но в какой-то момент начнет давать сбои логистика и вот тогда все встанет, да.
« Последнее редактирование: 30 Март 2020, 11:58:22 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 2002


Просмотр профиля
« Ответ #241 : 30 Март 2020, 17:31:06 »

Подробнее о мероприятии...
В российском Агентстве ИТЭР прошло совещание по производству панелей первой стенки ИТЭР

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

P.P.S. ИМХО. Проект не закроется, но перейдёт в вялотекущий режим сборки реактора (http://www.termoyadu.net/index.php?topic=7.msg3400#msg3400), поэтому срок окончания строительства ИТЭР в целом ещё раз будет перенесён. Проект потерял актуальность. Он не нужен не то чтобы решить вопрос "дефицита" энергоресурсов, особенно углеводородов (нефти и газа), но даже не нужен собственно термоядерщикам, теперь уже мечтающим не о "чисто" термоядерной энергетике, а о "гибриде": http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg2768#msg2768, http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg2776#msg2776. Как оказалось, для обоснования строительства гибридного реактора, - ИТЭР не нужен!: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg3424#msg3424.
Для справки. Переход в вялотекущий режим работы уже осуществлен в ЦЕРНе
https://ria.ru/20200330/1569260890.html.
                                                                                                                                  Ф.Ялышев
« Последнее редактирование: 01 Апрель 2020, 20:26:44 от Avtor » Записан
Страниц: 1 ... 15 16 [17]
  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