В декабре прошлого года исследователи из Национального комплекса лазерных термоядерных реакций США (National Ignition Facility) достигли того, что многие в индустрии термоядерного синтеза называют моментом «Братьев Райт». Используя лазер, они облучили сосуд из золота импульсом энергии длиной в микросекунду и получили в итоге примерно на 50 процентов больше энергии, чем они вложили. Этот процесс называется термоядерным зажиганием (Fusion ignition), и это триумф, которого ждали с 1970-х годов. Технология термоядерного синтеза, которая всегда находилась в 30-летней перспективе, внезапно стала ближе.
Но не слишком близко. Эксперимент по зажиганию все еще потребляет энергию в целом, потому что лазер сжег гораздо больше энергии, чем доставил к цели. И еще многое предстоит выяснить о том, как использовать энергию термоядерного синтеза для получения электричества. Но полученный результат напомнил давние прогнозы о том, что термоядерный синтез решит все энергетические проблемы человечества. Стартапы, работающие над термоядерным синтезом, в этом году отметили всплеск интереса со стороны инвесторов. Правительство США объявило о рекордном финансировании исследований в размере 1,4 миллиарда долларов, что является началом 10-летнего пути к практическому термоядерному синтезу. Потенциальная выгода велика: Разберитесь в науке, гласит мудрость, и термоядерный синтез откроет «неограниченную чистую энергию».
Во многом это выражение верно. Просто посмотрите наверх, на этот горящий шар в небе. У него в запасе еще 5 миллиардов лет. Различные национальные программы, крупная международная программа под названием ITER (Международный экспериментальный термоядерный реактор) и по меньшей мере 40 частных компаний пытаются создать копию этого процесса здесь, на Земле. Цель состоит в том, чтобы столкнуть атомы друг с другом - как правило, два атома водорода, образуют гелий - и в процессе теряют немного массы, что, следуя формуле e = mc2, означает также высвобождение энергии. Поэтому можно утверждать, что энергия термоядерного синтеза настолько же безгранична, насколько безграничны атомы водорода во вселенной.
Но следуя той же логике, ветряные электростанции и солнечные панели также могут выглядеть неисчерпаемыми, питаемыми бесконечными потоками давления воды, ветра и фотонов. На самом деле, конечно, они ограничены практическими соображениями. Разрешения от властей. Финансирование. Конструкции и цепочки поставок, которые нужны для производства лопастей турбин и фотоэлектрической пленки. Особенности сложных электросетей, которые требует питания в неподходящее время или не имеет соединений в определенных зонах.
Вот почему, по мере развития этой сферы, некоторые сейчас начинают изучать вероятные практические и экономические ограничения термоядерного синтеза. Текущие выводы говорят, что термоядерная энергия не будет дешевой и уж точно не будет самой дешевой источником электроэнергии в ближайшие десятилетия, поскольку в электросетях по всему миру появляется все больше солнечной и ветряной энергии. Но термоядерный синтез все еще может найти свое место, потому что энергосистема нуждается в энергии в разных формах и в разное время.
«Мне было интересно, как, черт возьми, термоядерный синтез может когда-либо экономически конкурировать с поразительными достижениями в области возобновляемых источников энергии» - Джейкоб Шварц, физик из Принстонской лаборатории физики плазмы.
Это был вопрос, который вдохновил на переход от работы над деталями термоядерной инженерии к экономике энергосистем.
В статье, опубликованной в журнале Joule, Шварц и его коллеги использовали сложную модель энергосистемы США в период с 2036 по 2050 год, чтобы изучить условия, при которых было бы экономично построить термоядерные электростанции мощностью 100 гигаватт, достаточные для питания примерно 75 миллионов домов. Насколько же дешевой должна быть термоядерная электростанция, чтобы ее использовать?
Результаты показывают, что ответ может сильно варьироваться в зависимости от стоимости и сочетания других источников энергии в обезуглероженной электросети, таких как возобновляемые источники энергии, ядерные электростанции или установки на природном газе, оснащенные устройствами улавливания углерода. В большинстве сценариев термоядерный синтез, скорее всего, займет нишу, очень похожую на ту, которую сегодня занимает старое доброе ядерное деление, хотя и без тех же проблем с безопасностью и отходами. Обе системы, по сути, являются гигантскими, в которых используется множество специализированного оборудования для извлечения энергии из атомов, чтобы она могла нагревать воду и приводить в действие паровые турбины, что означает высокие первоначальные затраты. Но хотя энергия, которую они вырабатывают, может быть дороже, чем от возобновляемых источников, таких как солнечная энергия, это электричество является чистым и надежным независимо от времени суток или погоды.
Итак, может ли термоядерный синтез конкурировать на этих условиях? Цель исследования состояла не в том, чтобы оценить затраты на отдельный реактор. Но хорошей новостью является то, что Шварцу удалось найти по крайней мере одну конструкцию, которая могла бы производить энергию по конкурентоспособной цене: Aries-AT, относительно детальную модель термоядерной электростанции, разработанную физиками Калифорнийского университета в Сан-Диего в начале 2000-х годов. Шварц предостерегает, что это всего лишь одна точка сравнения, и другие термоядерные установки вполне могут иметь разные профили затрат или по-разному вписываться в энергосистему в зависимости от того, как они используются. Кроме того, география будет иметь значение. Например, на Восточном побережье США, где ресурсы возобновляемых источников энергии ограничены, а передача затруднена, моделирование показало, что термоядерный синтез может быть полезен по более высоким ценам, чем на Западе. В целом, справедливо представить будущее, в котором термоядерный синтез станет частью «разнообразного энергетического рациона» энергосистемы США, говорит он.
В более раннем анализе, проведенном в 2021 году, Сэмюэл Уорд, физик, работавший в то время в Йоркском университете, и его коллеги придерживались более осторожных взглядов. Они описывают ряд сценариев, которые могут отодвинуть термоядерный синтез на второй план, некоторые из которых могут стать хорошими новостями для мира: например, ветроэнергетика и солнечная энергия могут выполнить большую часть работы по обезуглероживанию энергосистемы к тому времени, когда появится термоядерный синтез. Даже обычные атомные электростанции могли бы стать более результативными с разработкой так называемых «малых модульных реакторов», которые спроектированы так, чтобы быть более дешевыми в строительстве. Кроме того, говорит Уорд, который сейчас работает в Технологическом университете Эйндховена в Нидерландах, прогнозы затрат на термоядерный синтез включают материалы и цепочки поставок, которых во многих случаях еще не существует.
«По сути, все сводится к большой неопределенности. Это коварное чувство, особенно когда люди выдвигают идею «Святого Грааля» или «безграничной» энергии. Они используют эти слова, и я не думаю, что это пошло термоядерному синтезу на пользу»
.Компании, занимающиеся термоядерным синтезом, что неудивительно, стремятся объяснить, почему их разработки не только изменят физику термоядерного синтеза, но и будут уникальны в экономическом смысле. Предлагаемые реакторы можно в целом разделить на две категории: в одном, известном как токамак, используются мощные магниты для получения плазмы. Другой использует подход, называемый инерционным удержанием, цель которого - разбить цель и зарядить ее энергией, поразив ее лазером, как в эксперименте NIF по воспламенению, или высокоскоростными снарядами.
«Это не тот вопрос, который мне задают очень часто», - говорит Михль Биндербауэр, генеральный директор TAE Technologies, когда его спрашивают об организации экономики его компании. Люди с большей вероятностью спросят, как он планирует разогреть плазму в своем реакторе до 1 миллиарда градусов Цельсия, по сравнению с 75 миллионами, продемонстрированными компанией на данный момент. Но эти вопросы взаимосвязаны, говорит он.
Такая экстремальная температура необходима, потому что TAE Technologies использует бор в качестве топлива наряду с водородом, что, по мнению Биндербауэра, в конечном итоге упростит термоядерный реактор и приведет к удешевлению строительства электростанции. Он оценивает затраты где-то между классическим расщеплением и возобновляемыми источниками энергии - примерно там, где, по мнению разработчиков моделей из Принстона, это должно быть. Он указывает, что, хотя строительство термоядерных установок будет дорогостоящим, топливо будет чрезвычайно дешевым. Кроме того, более низкий риск аварий и меньшее количество радиоактивных отходов высокого уровня должны означать отсрочку от дорогостоящих нормативных актов, которые привели к росту затрат на установки для деления.
Боб Мамгаард, генеральный директор Commonwealth Fusion Systems, дочернего предприятия Массачусетского технологического института, говорит, что он был рад увидеть Принстонское моделирование, потому что он считает, что их токамак может снизить высокие требования к затратам. Оно основано на сверхмощном магните, который, как надеется компания, позволит ей использовать эту модель токамак и, следовательно, электростанции в меньших масштабах, экономя деньги. CFS строит уменьшенный прототип своей конструкции термоядерного синтеза в Массачусетсе, который будет включать в себя большинство компонентов, необходимых для работающей установки. «Вы действительно можете пойти и посмотреть на это, потрогать и посмотреть на устройства», - говорит он.
Николас Хоукер, генеральный директор First Light Fusion, компании, занимающейся инерционным термоядерным синтезом, опубликовал свой собственный экономический анализ термоядерной энергетики в 2020 году и был удивлен, обнаружив, что наибольшие затраты связаны не с термоядерной камерой и ее необычными материалами, а с конденсаторами и турбинами, необходимыми любой электростанции.
Тем не менее, Хоукер ожидает более медленного роста этого вида электростанций, чем некоторые из его коллег. «Первые электростанции будут постоянно ломаться», - говорит он, и отрасли потребуется значительная государственная поддержка - точно так же, как это было с солнечной промышленностью за последние два десятилетия. Вот почему он считает, что это хорошо, что многие правительства и компании пробуют разные подходы: это увеличивает шансы на то, что некоторые из технологий выживут.
Шварц соглашается. «Было бы странно, если бы Вселенная допускала существование только одной формы термоядерной энергии», - говорит он. Это разнообразие важно, потому что в противном случае отрасль рискует разобраться в этой отрасли науки только для того, чтобы загнать себя в угол. Как ядерное деление, так и солнечные панели ранее проходили через аналогичные периоды экспериментов на своих технологических путях. Со временем оба проекта сошлись на единых конструкциях - фотоэлектрических элементах и массивных реакторах на воде под давлением, которые были построены по всему миру.
Однако для термоядерного синтеза перво-наперво это наука. В ближайшее время это может не сработать. Возможно, на это потребуется еще 30 лет. Но Уорд, несмотря на свою осторожность относительно пределов термоядерного синтеза в энергосети, по-прежнему считает, что исследования уже окупают себя, порождая новые достижения в фундаментальной науке и в создании новых материалов. «Я все еще думаю, что это того стоит», - говорит он.
Комментарии (143)
d2ab
12.04.2023 20:27+7Когда говорят о "чистой" термоядерной энергетике, почему-то забывают о наведенной радиоактивности корпуса реактора, для ITER это тысячи тонн (бланкет и дивертор), которые в процессе работы должны меняться по мере накопления радиации и потери конструкционной прочности. Все это требует переработки и захоронения.
vanxant
12.04.2023 20:27+6У триальфы и других реакторах на паре бор-протон этой проблемы практически не будет. Также чистым будет реактор на гелии-3 (который нужно добывать на Луне).
HerrDirektor
12.04.2023 20:27+8Там температуры совсем другого порядка нужны, поэтому они пока ещё сильно далеко.
Radisto
12.04.2023 20:27+1На гелии-3 не совсем чистым: в дейтерий-гелиевой плазме избежать дейтерий-дейтериевой реакции (с более низким порогом зажигания) не выйдет, а она даст немало "грязи". Проблема остаётся.
d2ab
12.04.2023 20:27Чистым он оказывается только на первый взгляд - на практике кроме основной D+3He будет идти побочная реакция D+D=T+p и в результате P+T=4He+n. Мгновенно убрать продукты побочной реакции вряд ли возможно, так что нейтронное излучение никуда не денется.
Goupil
12.04.2023 20:27Оно будет сравнительно низкоэнергичным, степень активации не сранвить с D-T.
Radiohead72
12.04.2023 20:27+1Если сравнивать с АЭС - нейтронный поток от термояда ого-го.
Dolios
12.04.2023 20:27От какого именно термояда? В половине реакций, которые сейчас рассматриваются, нейтронный поток будет 0 (ноль).
Goupil
12.04.2023 20:27С каким АЭС? После работы АЭС остается куча прескверного радиоактивного отброса в разных агрегатных состояниях, опасная на десятки тысяч лет, после термояда - железки, умеренно опасные на 100-150 лет. Там скорее проблема не с утилизацией материала, а с изменениями его свойств в процессе эксплуатации. Если вакумная камера и термостат из-за потери механических свойств треснет в середине жизни реактора это очень дорогой ой.
Dolios
12.04.2023 20:27Откуда тут дейтерий берется?
3He + 3He → 4He + 2p + γ
d2ab
12.04.2023 20:27Пока более реальной для практического использования считается D+3He=4He+p, чистый гелий 3 пока в неясной перспективе.
Dolios
12.04.2023 20:27Как по мне, так добыча 3He на Луне в промышленных масштабах и доставка его на Землю в еще более неясной перспективе. Так что, оба варианта одинаково нереальны. Или одинаково реальны, если вам так больше нравится :)
metric_ghost
12.04.2023 20:27+2Конструкции высвечиваются по сравнению с отходами ядерного распада практически мгновенно, в пределах сотни лет.
Radiohead72
12.04.2023 20:27-1Только этих переоблученных конструкций будет примерно в 100 раз больше (по массе) чем на АЭС.
Так что то на то и выходит примерно)
metric_ghost
12.04.2023 20:27+2Это откуда такая цифра?
Silverado
12.04.2023 20:27+2100 не 100, но десяток-другой раз, пожалуй, наберётся.
Так, для ИТЭР масса активированных деталей составит 31000 тонн, тогда как для типичного 1000-мегаваттного (т.е. в 6 раз более мощного, чем ИТЭР, если считать по тепловой мощности) ядерного реактора вес активированных конструкций оценивается в 8000 тонн.
metric_ghost
12.04.2023 20:27Но ведь там же:
Фактически получается, что за один год в виде ОЯТ реактор выплевывает больше радиационного потенциала, чем накапливается в активированных конструкциях за 50 лет работы. Вторая проблема - это сроки распада радиоактивных продуктов в ОЯТ до безопасного уровня. Если ПД чаще всего имеют не очень большие периоды полураспада (хотя знаменитые стронций 90 и цезий 137 - порядка 30 лет. Например вылетевшие при чернобыльской аварии стронций и цезий на сегодня распались примерно на половину, что бы представлять себе масштабы), через 100 лет начинают доминировать трансурановые продукты - плутоний, нептуний, америций, кюрий (последнии три относят к так называемым минорным актинидам, одной из самых проблемных тем РАО). Страшно радиотоксичные, они имеют периоды полураспада порядка сотен и тысяч лет, а значит ОЯТ будет представлять опасность не меньше нескольких сотен тысяч лет!Silverado
12.04.2023 20:27Ну в ветке речь именно про активированные конструкции реактора а не про ОЯТ. Понятно, что на фоне ОЯТ это не такая уж огромная проблема, но, тем не менее, всё ещё проблема.
metric_ghost
12.04.2023 20:27У меня нет, я писал про сравнение радиационной опасности ОЯТ и облучённых конструкций ТЯР. Надо же сравнивать сравнимое или так можно доказать нулевой вред от ТЯР, поскольку ОЯТ он не производит, в отличие от реакторов деления.
Radisto
12.04.2023 20:27Вот это действительно реальный плюс термояда - в случае аварии последствия будут во много раз ниже и намного короче во времени. Для густонаселённой местности самое оно
BugM
12.04.2023 20:27+2Все забывают что кроме стоимости выработки электричества есть стоимость его доставки. И она не меняется. Она довольно большая и если даже выработка начнет стоить 0, ваш счет уменьшится хорошо если в два раза. Скорее меньше. Процентов 30 наверно.
VYudachev
12.04.2023 20:27+3А у термоядерной энергетики есть принципиальные ограничения по месту размещения? По идее, ее не надо привязывать к крупным рекам, определенному количеству солнечных дней в году и тому подобное. Для коммунальных платежей, да, не изменится, в каждом доме по станции это фантастика, но если у крупных потребителей уровня фабрик или ЦОДов построить и таким образом уменьшить доставку в ноль?
venanen
12.04.2023 20:27-4Я сомневаюсь, что граждане одобрят строительство термоядерной установки в мегаполисе или в окраинах.
Dolios
12.04.2023 20:27+10А в чем проблема? Существующие АЭС не на Марсе же строят.
Более того, уголь (помимо загрязнения атмосферы) обладает природной радиоактивностью, отходы угольных ТЭС прилично фонят и валяются они просто так на окраинах мегаполисов, никто их не захоранивает.
В обществе всегда присутствует определенный процент антипрививочников, борцунов с чистой атомной энергией и прочих фриков. Нужно образованием людей заниматься.
BugM
12.04.2023 20:27+2Практика показывает что вероятность что там в обозримой перспективе получится что-то небольшое размером хотя бы в один мегаватт и оно будет экономически выгодно стремится к нулю.
А вот вероятность получить через 20 лет что-то работающее размером с блок АЭС уже стала ненулевой.
agat000
12.04.2023 20:27+6Для ТЯЭС те же ограничения, что и для АЭС, может чуть слабее. Наличие крупного водоема, удаленность от города, транспортная инфра, сейсмическая стабильность и прочее.
Вода нужна для охлаждения, без этого не обойтись.
DGN
12.04.2023 20:27+430км зона отчуждения не нужна, так как все аварии локальны и радиоактивное железо останется лежать на месте.
DanilinS
12.04.2023 20:27Там не только радиоактивное железо. Есть и куча пластика и других материалов, которое в случае пожара радостно загадят территорию. Да и металлическая пыль и окислы могут разносится ветром.
PanDubls
12.04.2023 20:27+7Тем не менее, производства, в которых используется куда более ядрёная химия, сплошь и рядом в черте города понатыканы. Не говоря уж про разные там склады бытовой химии, которая если загорится - мало никому не покажется.
agat000
12.04.2023 20:27По современным нормам ядреную химию в городе уже нельзя, выводят за города. Хотя многое еще осталось, но новое не располагают.
DGN
12.04.2023 20:27+1Если станции действительно будут настолько крупными, по 100 ГВт, то это 1-2 на континент. Пока нет столько ЦОД, да и речка такой мощной станции определенно будет нужна, КПД не 100% совсем.
Tyusha
12.04.2023 20:27+2Вместо углеродного загрязнения впереди маячит "тепловое загрязнение" от таких мощных электростанций. Река, подогретая до 40 градусов в любое время года — это так себе для экологии.
Green111
12.04.2023 20:27+1Неоднозначно. К примеру, в г. Суворов на Черепетской ГРЭС сначала отказались от старой схемы оборотного водоснабжения с использованием водохранилища (из экологических соображений), и построили себе две здоровенных градирни. А в том году эти градирни (проработавшие всего лет семь) погасили навсегда, а тёплую воду опять сбрасывают в водохранилище. И тоже по экологическим соображениям. Оказалось - в тёплой воде рыбкам живётся лучше.
logran
12.04.2023 20:27+1Оказалось — в тёплой воде рыбкам живётся лучше.
От рыбок зависит. Нашим местным рыбкам (не карасю и ротану — этим на всё пофиг) в теплой воде так-то вообще не очень живется ибо кислород в теплой воде не очень задерживается. Окуни летом прям у берега на пляжах каматозные от нехватки кислорода периодически, можно ходить руками ловить… (летом вечно беда аквариум для них охлаждать)
А вот всякие инвазивные полу-тропические виды, закинутые не очень сознательными аквариумистами, и пресноводные креветки вроде макробрахиумов — вполне будут жить и процветать.
alcanoid
12.04.2023 20:27На Кольской АЭС, за полярным кругом, в месте сброса тёплых вод в озеро Имандра была здоровенная форелевая ферма. Полагаю, и сейчас есть.
DGN
12.04.2023 20:27+1Да, в платежке из 5 рублей за квт*час, электричество только 1.60, остальное - доставка.
Но я ожидаю, что термоядерная станция будет маневренной, примерно как газовая, и будет закрывать провалы от фотовольтики и ветроэнергетики.
Hardcoin
12.04.2023 20:27Доставка до промышленных потребителей дешевле (в расчете на кВт*ч), особенно у тех, что рядом со станциями, у них счета снизятся намного больше (если в налоги не уйдет).
Daddy_Cool
12.04.2023 20:27+7Ох. Термояд - это безумно интересно! Но. Мы думаем, что можно будет залить всё дешевой энергией? Нет. Всё правильно написал BugM.
Сейчас уже есть аналог в экономическом плане - АЭС. Стоимость урана составляет 5-10% стомости киловаттчаса. Всё остальное - обслуживание, распределение, доставка, и т.п... Т.е. плюсы ТЯЭС такие... заменить неудобные ветряки и солнечные панели, вредные для атмосферы ТЭС, опасные АЭС, вредные для природы ГЭС на зеленый термояд. А цены...останутся такими же в первом приближении. А дальше уже маркетинг, рыночек, и т.п...vanxant
12.04.2023 20:27-5Термояд ещё как опасен, особенно условно-постоянные реаторы типа токамаков.
С импульсными реакторами в этом плане получше. В них происходит просто очень маленький термоядерный взрыв, на перехват которого стенки реактора рассчитаны. Такой реактор не может бахнуть, скажем, в 100 раз сильнее расчётного просто из-за отсутствия достаточного количества топлива на такой взрыв.
А вот токамаки с их долгоиграющими жгутами, физику плазмы в которых мы пока не очень хорошо понимаем... Что-то похожее уже было в Чернобыле, когда в не очень хорошо известные нейтронные поля внутри останавливающегося реактора полезли тыкать тормозными стержнями в не очень хорошо исследованном режиме, а оно возьми и уйди в режим разгона и взрыва. Так вот, какой-нибудь DEMO может бахнуть примерно так же, потому что топлива там в зоне реакции на 2-3 порядка больше, чем предполагается сжечь.
javalin
12.04.2023 20:27+7Взорваться может и газовый балон на кухне, в котором энергии на несколько порядков больше чем предполагается сжечь(для приготовления яичницы). Вопрос в последствиях, в готовности нести риски, и альтернативах.
Aelliari
12.04.2023 20:27+3А вот токамаки с их долгоиграющими жгутами, физику плазмы в которых мы пока не очень хорошо понимаем...
Условия протекания реакции создаются искусственно, слом системы -> исчезновение условий -> рассыпавшаяся термоядерная реакция. Количество топлива - ничтожно, огромная температура просто растворится в атмосфере не обозначив нагрева на опасную величину. Да, в сверхпроводниках и на управление магнитами собрано огромное количество энергии, но насколько их взрыв опасен для окружающего мира?
vanxant
12.04.2023 20:27Ответ также @tzlom ниже.
Если бы всё было так просто, никто бы не строил ИТЭР с его кучей оборудования для исследования поведения плазмы. Строили бы стразу мини-ДЕМО с попытками съёма энергии (там инженерных задач для отработки тоже хватает).
Проблема здесь в том, что D-T реакция в условиях токамака является автокаталитической (её продукты, конкретно тепло, являются её же катализаторами). Т.е. принципиальная возможность долбануть у такой реакции есть всегда. Мы просто надеемся, что нам удастся удержать её в режиме усиления около единицы.
Если система пойдёт в разгон, сбросить магнитные поля можно и не успеть. Именно поэтому французский атомнадзор попил очень много крови проектировщикам ИТЭР.
Как физически может выглядеть такой разгон? Ну например. По каким-то причинам возникает некий громкий процесс, создающий в плазме мощную акустическую волну. Такие волны через сотни периодов распространения превращаются в ударные (синусоида становится пилой). Ударная волна уже нелинейна, на её пиках наблюдается рост температуры и плотности - а значит и рост вероятности протекания D-T реакции, что вызывает дальнейший рост температуры и плотности (автокатализ). Ну а дальше система разгоняется до взрыва.
d2ab
12.04.2023 20:27+12Одномоментно в реакторе находится (для ITER) не более одного грамма топлива, там нечему разгоняться до взрыва как в Чернобыле.
Aelliari
12.04.2023 20:27Подожди, чтобы взрыв хоть как-то провзаимодействовал с миром, он должен же продавить магнитное поле? Допустим увеличение нагрузки будет происходить быстрее реакции автоматики, но для протекания реакции нужна или огромная температура, или огромное давление (или их комбинация), в случае разрушения магнитного поля - мы с огромной скоростью, в условиях земли потеряем и то, и то. И тут у меня возникает вопрос, а за счёт чего сохранятся условия протекания реакции без сдерживающего магнитного поля?
vanxant
12.04.2023 20:27-1Термоядерный взрыв никому ничего не должен:) С другой стороны, магнитное поле такая штука, что оно совершенно не желает меняться, и особенно не желает меняться быстро. Даже если мгновенно испарить магниты, само наведённое ими поле никуда не денется, по крайней мере не сразу. В этой гонке я лично бы поставил не на поле, а на термоядерную вспышку.
В случае D-T реакции 80% энергии высвечивается в виде нейтронов, причём очень быстрых, близких к скорости света. При нормальной работе энергетического реактора эти нейтроны будут скорее всего улавливаться "стеной воды" со всех сторон вокруг реактора. При взрывном всплеске нейтронного излучения эта стена может внезапно закипеть - а дальше прям как в Чернобыле.
(К слову, замечу, что свежеоблученная быстрыми нейтронами вода очень неслабо фонит, хотя и недолго (период полураспада 16N - 7.3 секунды).
Второй, если не первый, по мощности канал вывода энергии из зоны термоядерных реакций — тормозное излучение, в основном это рентген разной жёсткости. Так что за водяной стеной скорее всего будет стена биозащиты из свинца или обеднённого урана. Потому как рентген улавливается только тяжелыми ядрами, и чем тяжелее ядра, тем более жёсткий рентген поглощается.
И здесь у нас возникает ситуация, когда "оба хуже". И свинец, и уран, оказавшись во внешнем потоке быстрых нейтронов, делятся с выделением энергии и дополнительных нейтронов, ну и образованием радиоактивных отходов с составом примерно как в обычном атомном реакторе. И остатки этой биозащиты будут расшвыриваться взорвавшимся водяным котлом.
Короче, потенциально получаем аварию, очень похожую на чернобыльскую.
segment
12.04.2023 20:27Я не совсем понимаю, если действующего вещества там мало, ну бахнет этот реактор, но ведь не должно же быть такого загрязнения как после Чернобыля?
vanxant
12.04.2023 20:27Ну почему мало-то, вы про эм-це-квадрат не забыли? Термоядерные реакторы будут иметь мощность в гигаватты электрической (и в три раза большей тепловой), иначе просто не окупится строительство зданий электростанции с защитой от падения сверху самолёта и вот это всё. За один проход реагирует малая доля одного процента топлива, потом остатки топлива улавливаются на диверторе, чистятся от продуктов реакции и инжектируются обратно в активную зону. И так много раз по кругу.
Но это значит, что в активной зоне достаточно топлива для выделения в сотни, а то и тысячи раз большей мощности, чем штатные несколько гигаватт тепловой.
kometakot
12.04.2023 20:27Топлива может и достаточно, а вот условия — для перехода его в энергию — сами собой не создадутся.
metric_ghost
12.04.2023 20:27+2Весь этот процесс идёт как штатная работа реактора. Максимум, что можно получить - его разрушение, гибель дежурной смены, отключение потребителей мощности. Никакого Чернобыля там не может быть просто в силу отсутствия огромного количества ядерного топлива в реакторе. Откуда возьмётся энергия и вещество для саморазгона реактора? Что за процессы приведут к разгону при разрушении конфигурации активной зоны? ТЯР сам по себе нестабилен, требуются огромные усилия на поддержание его работы, малейший сбой и реакция там заглохнет.
vanxant
12.04.2023 20:27Ну давайте зайдём на второй круг.
Для массового применения недостаточно заявить, что нам неизвестны процессы, которые могут привести к саморазгону реактора. Глупые чиновники из атомнадзоров требуют доказать, что никакие процессы в реакторе не могут к этому привести. И для начала неплохо бы эти самые процессы как следует изучить. В чём и состоит главная научная задача ИТЭР.
metric_ghost
12.04.2023 20:27+1То есть условия для саморазгона ТЯР неизвестны и неизвестно, возможно ли это вообще, правильно? Вот когда/если докажут, что такое возможно, и будет смысл обсуждать. Сейчас всё, что я знаю, говорит о невозможности или крайней сложности такого сценария.
BugM
12.04.2023 20:27+1Атомная энергетика наоборот работает. Надо доказать что такой сценарий невозможен.
tzlom
12.04.2023 20:27+19Термоядерный реактор элементарно останавливается просто отключив магнитное поле. Плазменный шнур уходит в стенку и тут же исчезает потому что его вес не сравним с весом стен, он даже не испортит их. Единственная проблема - резкое отключение магнитов может повредить катушки, но можно и не резко их отключать. Главная опасность токамака - квенч системы охлаждения. Расширяющийся газ может разорвать трубы, но это все локализовано на станции, а сами газы безвредны для человека, так что периметр безопасности у токамака будет как у любого крупного производства.
tester12
12.04.2023 20:27+6Мы думаем, что можно будет залить всё дешевой энергией?
Смысл не в том, чтобы энергия стала жутко дешёвой, а в том, чтобы энергия не стала жутко дорогой после исчерпания нефти и газа. А солнца, ветра и рек не хватит для покрытия нынешнего потребления энергии.
unclejocker
12.04.2023 20:27Я как то прикидывал, у меня получилось что на землю падает солнечной энергии на три порядка больше, чем все текущее ее производство. А ветер и реки - это уже опосредованное получение той же энергии. Так что хватить то хватит, но цена конечно будет та еще.
alcanoid
12.04.2023 20:27+2А вы прикиньте ещё, что будет, если всю эту энергию выключить из естественного оборота.
torbasow
12.04.2023 20:27Солнца не хватит? Серьёзно? Это какой же должен быть термоядерный реактор, чтобы превзойти целую звезду?
Oncenweek
12.04.2023 20:27+3Любым, главное чтоб работал ночью, в пасмурную погоду и давал больше 200 ватт с квадратного метра электростанции
torbasow
12.04.2023 20:27Размещение солнечных панелей в космосе решает эту проблему. Да, это сложно, но термоядерный реактор у нас тоже ещё далеко не в кармане, а в дальней перспективе Солнце его уделывает без вариантов.
Oncenweek
12.04.2023 20:27Размещение такого размера конструкции в космосе - это даже не научная фантастика, + ограничение 200 ватт с квадрата остается, но еще добавляются гигантские поля приемных ректенн. И у термояда есть один весомый плюс - его у себя может построить любая страна в лично для себя, а СКЭС потребует международной кооперации и согласования (ибо микроволновым лучом СКЭС можно пячить по неугодным, нужно это как-то регулировать и ограничивать, создавать зоны отчуждения и.т.д). В дальней перспективе термояд как раз намного круче, особенно если его удастся таки масштабировать вниз
torbasow
12.04.2023 20:27Размещение такого размера конструкции в космосе - это даже не научная фантастика
Почему? Какие Вы видите принципиальные препятствия?
ограничение 200 ватт с квадрата остается
Почему 200, когда солнечная постоянная ≈ 1361 Вт / кв. м.? И это только на околоземной орбите.
СКЭС потребует международной кооперации и согласования
А без этого выживание человечества вообще в дальней перспективе вряд ли возможно. Поэтому предлагаю считать, что если мы все не умрём, это препятствие когда-либо будет снято.
В дальней перспективе термояд как раз намного круче, особенно если его удастся таки масштабировать вниз
В качестве мобильного источника энергии — да. Но у него принципиальные ограничения на масштабирование вверх. Достаточно сравнить, сколько водорода есть у нас и сколько его на Солнце.
Oncenweek
12.04.2023 20:27Почему? Какие Вы видите принципиальные препятствия?
Стоимость килограмма, выводимого на орбиту. СКЭС нормальной мощности обойдется в триллионы
Почему 200, когда солнечная постоянная ≈ 1361 Вт / кв. м.? И это только на околоземной орбите.
КПД солнечных батарей около 10-15%, вот и получаем из 1360 ватт только 200
А без этого выживание человечества вообще в дальней перспективе вряд ли возможно. Поэтому предлагаю считать, что если мы все не умрём, это препятствие когда-либо будет снято.
Только термояд, если поднажать дело недалекого будущего, а объединение человечества вопрос нескольких тысячелетий, не раньше Эры Общего Труда )
В качестве мобильного источника энергии — да. Но у него принципиальные ограничения на масштабирование вверх. Достаточно сравнить, сколько водорода есть у нас и сколько его на Солнце.
Для земных нужд он как раз масштабируется неограниченно. Сравнивать со всем солнцем смысле нет, если мы остаемся в рамках СКЭС, которую можно построить, а не сферу Дайсона обсуждаем
Sergaza
12.04.2023 20:27+9"Даже обычные атомные электростанции могли бы стать более результативными с разработкой так называемых «малых модульных реакторов», которые спроектированы так, чтобы быть более дешевыми в строительстве"
Вы не поверите, но львиная доля затрат при строительстве и эксплуатации АЭС приходится на её безопасность. Её и отходов от неё. АЭС можно сделать дешёвой прямо сейчас. Но забив болт на безопасность. И те «малые модульные реакторы», проекты которых я видел, мне не очень нравятся с точки зрения безопасности.
DGN
12.04.2023 20:27+1Почему так много вкладыаается в безопасность АЭС? Слишком дорогие запроектные аварии. Слишком лакомый кусок для желающих обзавестись делящимися материалами. Аварии уровня Чернобыля/Факусимы допустимы раз в 100 лет, но не в 10. И вот эта лишняя девятка надежности очень дорогая.
В принципе, китайский гелиевый реактор, если будет построен, довольно безопасен. И они им хотят переоборудовать тепловые станции. Это интересно. Если будет компактный термояд, лазерный например, это вообще здорово, корабли точно на них можно будет перевести все. Гигантские станции менее интересны должны быть, даже если они хорошо маневрируют, то держать их не на номинале - дорого. А авария с остановкой затронет весь континент.
progchip666
12.04.2023 20:27+7Ждал, что кто то это скажет. Существуют уже "обычные" реакторы четвёртого типа и опытные пятого. Они вполне себе могут быть достаточно компактные и уже умеют использовать токсичные остатки жизнидеятельности реакторов прошлых поколений. Но что то не видно никакой активности в их построении, зато спрос на углеводороды, которые вполне могут пригодиться нефтехимической промышленности только растёт. Рассуждая о зелёной энергетике мир продолжает топить банкнотами...
y_so_serious
12.04.2023 20:27-4Отличная статья, но пожалуйста, найдите автора термина "обезуглероживание" и запретите ему в законодательном порядке пользоваться русским языком.
Понятно, что человек пытался сделать кальку с decarbonization, но вышло не очень.
ksbes
12.04.2023 20:27+2… и запретите ему в законодательном порядке пользоваться русским языком.
Эх, бедняга Черноусов...
bbs12
12.04.2023 20:27Возможно лучше вообще закрыть весь управляемый термояд и вернуться к проектам получения энергии из бомб. Там уже достигнут почти идеальный КПД.
DGN
12.04.2023 20:27Грязная энергия, запал то на делении пока. И даже если сделают лазерный запал, как удержать термоядерное топливо от разлета? В бомбе его держит как раз уран.
WondeRu
12.04.2023 20:27Можно как Убер: делаем стартап, пилим реактор, а пока перепродаем энергию дешевле себестоимости за счет инвесторов :) потом поднимаем новые и новые раунды))
domix32
12.04.2023 20:27+1есть иной способ ядерного синтеза, который выглядит как минимум дешевле и ближе чем все те итеры и прочие грелки лазером.
iggr63
12.04.2023 20:27Вот еще похожий " стартап" Gauss fusion
domix32
12.04.2023 20:27+1Толком не увидел каких-то технических деталей. Единственная фотка и надпись "Implementing high-field magnetic confinement " намекают, что это аналог того же ИТЭР, только с модифицированной геометрией камеры для стабилизации магнитного поля. Непосредственно у итэр - токамак - тороидальная установка. У гаусс фьюжнов - стелларатор - тот же тор, только только сплющенный и с несколькими поворотами. Ожидается, что это уменьшает износ камеры и повышает общий КПД выхлопа за счёт необходимости тратить энергию на стабилизацию потока.
У тех же ребят есть видео про такое. На 3:00 примеры обоих вариантов камеры.
BioHazzardt
12.04.2023 20:27В декабре прошлого года исследователи из Национального комплекса лазерных термоядерных реакций США (National Ignition Facility) достигли того, что многие в индустрии термоядерного синтеза называют моментом «Братьев Райт». Используя лазер, они облучили сосуд из золота импульсом энергии длиной в микросекунду и получили в итоге примерно на 50 процентов больше энергии, чем они вложили. Этот процесс называется термоядерным зажиганием (Fusion ignition), и это триумф, которого ждали с 1970-х годов. Технология термоядерного синтеза, которая всегда находилась в 30-летней перспективе, внезапно стала ближе.
Так этот реактор имеет больше военное значение — там изучается запуск термоядерных реакций при обжатии светом, в термоядерных бомбах принцип запуска реакции похожий, только там вместо лазера используется рентгеновское излучение от первичного заряда
hogstaberg
12.04.2023 20:27+1два атома водорода, образуют гелий - и в процессе теряют немного массы
Четыре атома водорода образуют гелий, ну хоть базовую логику включайте. Как два протона могут дать атомное ядро из двух протонов и двух нейтронов, да ещё и излишек массы в виде энергии?
mishkin79
12.04.2023 20:27"Автор перевода" наверно дейтрон хотел сказать. Протон-протонный цикл в Вики даже с картинками есть) Спасибо за здравый комментарий.
Alexey2005
12.04.2023 20:27-3Вся проблема в том, что производить энергию хотят стационарно в гигаваттных количествах. Хотя те же РИТЭГи можно было бы ставить в подвал каждой многоэтажки и тем самым лет на 100 закрыть проблему энергоснабжения городов. Ни подвоза топлива, ни какого-либо обслуживания вообще не требуется. Поставил и забыл.
selkwind
12.04.2023 20:27+6КПД ритега как бы не хужее паровозного -> сотню киловатт электричества с него снять нереально.
"Поставил и забыл " - т-щ майор будет очень сильно возражать против того, чтобы ИИИ, да и еще такой мощный был в не пойми чьих руках. Редкий случай, когда я с ним согласился бы.
event1
12.04.2023 20:27Термин "безграничный" в отношении ТЯЭС надо читать в том смысле, что на большом промежутке времени (допустим, за 100 лет) можно построить сколько угодно станций и не волноваться, что ресурсы закончатся в силу, как фундаментальных, так и политических причин. Можно нарастить суммарную мощность и в 100, и в 1000 раз и, опять же, не беспокоится за ресурсы.
BugM
12.04.2023 20:27Кто мешает АЭС строить уже прямо сегодня? Все тоже самое. Урана хватит.
event1
12.04.2023 20:27Все тоже самое. Урана хватит.
Не хватит. Мировые запасы — 6 млн тонн. Производство 50к тонн. То есть даже на текущем уровне потребления хватит на 100 лет. Ну допустим, разведают ещё 6 млн. Тогда на 200. То есть пространства для роста просто нет. Это фундаментальные факторы. Ещё есть политические: уран есть только в некоторых странах; уран перерабатывают в топливо только в нескольких странах; из урана можно делать ядерное оружие, так что нужен серьёзный учёт и контроль. С водой, из которой делают топливо для ТЯЭС таких проблем нет.
kometakot
12.04.2023 20:27Ещё есть концепт добычи урана из морской воды, получается дороже чем из руды, но всё ещё экономически рентабельно. И запасов там на несколько порядков больше, как минимум.
BugM
12.04.2023 20:27Это не так работает. Никто просто не уделяет внимания разведке и описанию новых запасов, если текущих на 100 лет хватает. Смысла нет.
Политические проблемы будут везде и всегда. И примерно одинаковые. Как из ОЯТ можно грязную бомбу собрать, так и в термоядерном реакторе можно облучить что-нибудь и собрать грязную бомбу.
А просто ЯО ни там ни там не сделать. Это другая технология.
С водой, из которой делают топливо для ТЯЭС таких проблем нет.
Точно делают?
event1
12.04.2023 20:27Никто просто не уделяет внимания разведке и описанию новых запасов, если текущих на 100 лет хватает. Смысла нет.
Странно, всякие золото-алмазы ищут, а уран нет. Штука дорогая вроде.
Политические проблемы будут везде и всегда. И примерно одинаковые.
Я имел ввиду, что если поставщики захотят отрезать кого-нибудь от источников топлива по политическим мотивам, то с ядерной энергетикой это довольно просто. Если топливо получать из воды, это несколько сложнее
А просто ЯО ни там ни там не сделать
Да, но наработать плутоний в токомаке невозможно в принципе. А чтобы понять что атомный ректор не нарабатывает плутоний, надо посмотреть документацию, приехать с проверкой и так далее. Снаружи он одинаково выглядит
BugM
12.04.2023 20:27Штука дорогая вроде.
Довольно дешевая. Тем более руда. Урановые рудники не то чтобы супер прибыльные.
Я имел ввиду, что если поставщики захотят отрезать кого-нибудь от источников топлива по политическим мотивам, то с ядерной энергетикой это довольно просто. Если топливо получать из воды, это несколько сложнее
Ну от хайтек запчастей отрежут. Тоже мне проблема.
Да, но наработать плутоний в токомаке невозможно в принципе. А чтобы понять что атомный ректор не нарабатывает плутоний, надо посмотреть документацию, приехать с проверкой и так далее. Снаружи он одинаково выглядит
Вы и в обычном ВВЭР не наработаете. Они обвешаны датчиками и приборами МАГАТЭ. И каждый ТВЭЛ на строгом учете. Отходы для захоронения тоже на строгом учете от тех же МАГАТЭ. Это так в большей части стран не обладающих ЯО.
А если и наработаете, так не выделите чистый. Радиохимия это очень сложно. И незаметно построить радиохимическую промышленность у вас не выйдет. Это очень заметная штука.
В общем то на то. И там и там только грязная бомба доступна.
Radisto
12.04.2023 20:27Наработать плутоний в токамаке в принципе как раз таки возможно. Загрузить дешевый обедненный уран в бланкет никто не мешает, тем более что сейчас туда предполагается загружать литий примерно с той же целью - для трансмутации. Просто тогда пропадают все преимущества термоядерного реактора и появляются все недостатки обычного - куча ядерных отходов. Ну и на практике этого не делали, насколько я знаю, хотя может и по политическим причинам
selkwind
12.04.2023 20:27С водой, из которой делают топливо для ТЯЭС таких проблем нет.
Вода, как топливо для ТЯЭС - наполовину облом, т.к. тритий без реактора никак пока не получить.
event1
12.04.2023 20:27Я так понимаю, что тритий можно нарабатывать в самом реакторе. Кроме того, есть схемы с другими лёгкими материалами, без трития.
bkolomin
12.04.2023 20:27А я вот такое мнение встретил (автор Александр Берёзин, aka Научпопик):
И еще немного новостей зеленого перехода.
В 2023 году розничная цена киловатт-часа для потребителя в Калифорнии достигла 26,45 цента, то есть превысила 20 рублей (многократно выше, чем в России).
А всего лишь год назад цена киловатт-часа в Калифорнии была 23,6 цента за квтч То есть всего за год цены на электричество выросли на 1/8. "Заправка" электромобиля по калифорнийским ценам 2023 года стоит как заправка бензинового в России. И как две с половиной заправки метанового автомобиля в России.
Важно понимать: пока в Калифорнии только четверть выработанного электричества — от ВЭС и СЭС. Это оптимальный диапазон доли ветра и солнца в электроэнергосистеме.,Как только доля ВЭС и СЭС начинает заметно превышать 20-30%, компенсация неравномерностей солнечно-ветровой генерации начинает расти в цене очень быстро. См. опыт Дании.
Иными словами, когда доля СЭС и ВЭС в Калифорнии достигнет 75% — а это очень вероятно в ближайшие 20 лет — цена киловатт-часа там будет, в лучшем случае, выше 40 центов. То есть заправка ДВС-автомобиля даже при американских ценах на бензин станет дешевле зарядки электромобиля. Правда, это чисто теоретические рассуждения, потому что новые бензиновые авто в Калифорнии к тому времени давно уже запретят.
Какие из этого можно сделать выводы? Китай по пути Калифорнии пройти не сможет: плавить сталь-вторичку и алюминий по 20-30 рублей за киловатт-час (в сегодняшних долларовых ценах) не получится. Индия и прочий третий мир не пойдет тем более, они куда беднее. Учитывая, что Китай один потребляет больше первичной энергии, чем США+ЕС+Великобритания, перспективы зеленого перехода для планеты в целом, думаю, понятны.
Есть ли выход? Есть, и о нем следующий пост. Но, спойлер: никто им не воспользуется — с вероятностью выше 95%.
Выход из тупика безуглеродного перехода вполне есть. Он в том, что АЭС совсем не обязана оставаться в паровом веке, где пребывает сейчас. То есть, не должна копировать по теплоносителю и его температуре/давлению угольную ТЭС 1960-х годов, как это происходит сегодня.
Если АЭС откажется от эпохи пара, то она может превратиться в проект типа БН-ГТ-300/100 (быстрый натриевый реактор с газовой турбиной использующей атмосферный воздух, электрическая мощность 300 мегаватт, еще 100 мегаватт — мощность отопительная).
Что дает реактору прощание с эпохой пара? Как я уже отмечал, даже лучший современный серийный атомный реактор требует 187,5 тонн металла на мегаватт мощности — а вдобавок еще и примерно в десять раз больше бетона на тот же мегаватт. Даже если выкинуть бетон и арматуру, получается сто тонн металлических конструкций на мегаватт мощности. А вот у БН-ГТ общая масса металла — 1790 тонн. На мегаватт — менее шести тонн.
То есть уход от пара к газу дает атомной электростанции падение материалоемкости по самым дорогим типам конструкций в ~16 раз. Для сравнения: стандартный ветряк имеет больше тонн металла на мегаватт мощности, чем БН-ГТ. И это при том, что простои у ветряка (безветрие) кратно больше, чем у АЭС, а время жизни — кратно меньше.
То есть АЭС, вышедшая из века пара, будет в несколько раз дешевле современной на единицу мощности. И, следовательно, экономически легко сможет работать с перерывами на ночь и выходные. Ведь будучи по цене как ТЭС, она легко отобьет свои инвестиции даже если будет вырабатывать электричество только половину времени в году. За счет более дешевого топлива она даже тогда будет давать киловатт-час дешевле парогазовой ТЭС,
И еще один важный момент: это натриевый реактор, в котором нет воды. То есть, его можно располагать хоть в городской черте — при любой аварии радиоактивность за пределы забора станции не уйдет. Следовательно, от нее можно отапливать дома зимой и греть воду летом. Опять-таки, современным АЭС из эпохи пара это недоступно: в случае аварии с закипанием воды, ВВЭР может далеко разбросать свой йод. Поэтому у них санзона — 25 километров.
Коммунальное тепло для экономики важнее электричества. Например, в 2015 году на него в России сожгли 200 миллиардов кубов газа, а на электричество — только 125 миллиардов кубов газа. Сходно — в большинстве стран умеренного климата.
Проект БН-ГТ был задуман давно, двадцать лет назад. Но вы не увидите сообщений о его строительства. Напротив: Росатом строит как "перспективный" реактор БРЕСТ-300. Мощность, электрическая, у него ровно такая же. как у БТ-ГН. Но вот материалоемкость "слегка" иная. Только металла-теплоносителя там тридцать тонн на мегаватт мощности. Про конструкции, паровые котлы и турбины я просто промолчу: с ними будет все как у существующих реакторов. Как и, в итоге, с ценой.
И не надо думать, что это только Росатом. Такие же трагически устаревшие еще до своего рождения проекты новых реакторов создают по всему миру. А вот жидкометаллические реакторы с охлаждением атмосферным воздухом, типа БН-ГТ, нигде особенно не создают.
Пардон, не создают нигде в энергетических целях. Как я уже отмечал, крылатая ракета "Буревестник" именно с таким реактором, но, как вы понимаете, не ради дешевого электричества.
Отчего военные реакторостроители по этому пути пошли, а гражданские нет?
Все достаточно просто: энергетическая атомная отрасль очень инерционна, как космическая до Маска.
Выход из века пара — это шаг большого размаха. И никто из тех атомщиков, у которых есть хоть какой-то лоббистский вес — хоть в России, хоть где угодно еще — на этот шаг сам по себе не отважится. Как ни НАСА, ни Роскосмос сами по себе так и не отважились на переход к многоразовым ракетным ступеням.
kometakot
12.04.2023 20:27А что предлагается в таких реакторах использовать в качестве теплоносителя для отопления? Воздух по трубам гонять?
ksbes
12.04.2023 20:27Ну атмосферный воздух — не самый лучший тепловой носитель для тепловых машин. Его используют просто потому что его много и он вокруг. А так "газовую" АЭС лучше делать на гелии (заодно, может, и топливо для термоядерных реакторов нарабатывать).
И в Китае и в Европе есть экспериментальные "газовые" реакторы и они вроде даже неплохо себя показали — и проще и безопаснее традиционных. Но там есть "баги" вроде сложностей с изготовлением топлива и его контролем в активной зоне. С этим сейчас разбираются. Так что работы в этом направлении идут (по крайней мере в Китае — Европа всё ядерное сворачивает).
dragonnur
12.04.2023 20:27Боже, какой ... специалист. На проточном атмосферном воздухе газовая турбина во втором контуре - извращение, там несложно замкнуть цикл и поднять давление, а заодно снизить износ, заменив хотя бы на гелий.
vanxant
12.04.2023 20:27"Несложно" и "гелий" в одном предложении улыбнуло:)
Скорость звука в гелии немного - раз примерно в 40 - выше, чем в воздухе той же температуры. Настолько оборотистые турбины, чтобы работать на гелии, разве что у космонавтов выпрашивать придётся, на земле их почти не применяют.
Melirius
12.04.2023 20:27Полыхающий реактор с расплавленным натрием в черте города, если до теплоносителя дорвётся воздух - это будет зрелище покруче зарева над чернобыльским реактором. А учитывая, что натрий водой не тушится, а только лучше горит...
AlexanderS
12.04.2023 20:27+1В статье, опубликованной в журнале Joule, Шварц и его коллеги использовали сложную модель энергосистемы США в период с 2036 по 2050 год
Это как так?
Stalker_RED
12.04.2023 20:27А прогноз погоды на послезавтра вас не удивляет? Есть какой-то энергетический "генплан", прогнозы потребления, от них и пляшут.
AlexanderS
12.04.2023 20:27+1Тогда не "с период", а "на период" или "для периода")
Stalker_RED
12.04.2023 20:27Вероятно не совсем корректный перевод английских from .. to
AlexanderS
12.04.2023 20:27А то получается, что эта статья людей из будущего. Понятно, что я просто придираюсь =)
dmitrybelsky
Первый абзац противоречит второму. Вдобавок, эти товарищи каждые лет 5-10 так денег просят. Цыганский термояд получается :)
blik13
Скорее всего в первом абзаце отдачу сравнивают непосредственно с энергией лазерного луча.
А во втором сравнивают с энергией, которую потратили на работу всей установки в опыте(охлаждение, компрессоры, потери в лазере и т.п.)
dmitrybelsky
-Если забыть про энергозатраты на накачку лазеров, то мы получили термояд!
-Но затраты на накачку в разы больше выхлопа!
-Уйди, пративный и дай денех!
(кратко суть эксперимента, предыдущая итерация была лет 10 назад с теми же посылами)
blik13
А 10 лет назад результат был такой же? Отдача была в полтора раза больше энергии облучения? Ничего не изменилось?
dmitrybelsky
https://nplus1.ru/material/2022/12/14/nif
Адекватная объяснялка. Кратко - улучшение есть, но прорыва нет. Qen=0.0027 против Qen=0.1 токамаков . Технология скорее тупиковая.
DGN
Как это, ничего? Физики ядерщики свалили свою проблему на квантовых оптиков, мол у нас все хорошо, выход больше 1, поднимайте КПД лазера в 10 раз!
kometakot
Умиляют подобные точки зрения, когда от первых автомобилей требовали, чтобы они питались овсом и сами находили дорогу к стойлу.
densss2
ИЧСХ, первые автомобили это умели! Как тебе такое, Илон Маск?
kometakot
Точно?
anatolii_kostrygin
В музее Мерседеса в Штутгарте экспонаты выстроены в хронологическом порядке. И первый экспонат определённо всё это умел ...до того, как попал в лапы таксидермиста:)
rdo
Автомобили за 50 лет прошли путь от трехколесной телеги Бенца до массового Форд Модел А с 5 млн выпущенных машин. А за 50 лет термояд прошел от "приходите через 20 лет" до "приходите через 50 лет"
kometakot
А никто и не обещал однотипного прогресса во всех без исключения технологиях. Просто, очень странно видеть претензии, типа: "Ведь термояд и зелёная энергетика это прогрессивные технологии, значит они должны сразу быть дешевле, эффективнее, безопаснее, и требовать гораздо меньше усилий для их достижения."
strvv
не минусуйте, а прочитайте спокойно, до конца!
а кто скажет что зеленая энергетика, включая атомную, дешевле углеродной?
пока будет хоть что-то под сжигание - оно дешевле всех альтернатив...
фактически это причина того что по-большому счету всеми остальными методами занимаются факультативно, чисто из интереса.
хотя если учесть что углеводы основа всей нашей жизнедеятельности, на топливо уходит хорошо если 5-я часть, то жизнь начинает играть красками...
все пластики, куча процессов в металлургии, полупроводниковых зависит от пластиков, резко удешевляя процессы в целом!
dmitrybelsky
Неправда ваша. Есть термоядерная постоянная - приходите через 30 лет :)
Zangasta
Надо отсчитывать сроки от1784 года, когда Уильям Мёрдок построил первую работающую модель паровой кареты.
iig
И приходить через 30 лет, в году этак 1814 ;)
dragonnur
"Как раз когда английский парламент запретил паровые омнибусы".
iggr63
Вот еще один стартап Gauss Fusion. Обещают сделать термоядерный реактор использующий магнитное сжатие к 2045 году. Вполне серьезно, если посмотреть на список участников.
Tarakanator
И правильно требуют.
Биодизель и автопилот актуальны. Видите несколько точно дали задание, что и по прошествии 100 лет оно актуально?
kometakot
Сейчас они, безусловно, актуальны, но требовать такое сто лет назад было бессмысленно.
Tarakanator
А 100 лет назад это было требование обратной совместимости.
Вы думаете мы просто так больше 40 лет за x86 держимся? Или думаете что небыло придумано ничего лучше?
kometakot
Хорошо, что это требование не стало обязательным к выполнению, сейчас до сих пор бы навоз разгребали.
piton_nsk
Если учесть, что "зажигание" термоядерного топлива тут аналогично термоядерному боеприпасу (обжатие мишени рентгеновскими лучами), и что у нас подобную штуку делают не где-нибудь, а в Сарове, у меня есть некоторые подозрения, зачем это на самом деле.
iggr63
Конечно, National Ignition Facility, как раз на этом и специализируется. Все ж таки это Ливерморская лаборатори которая термоядерный припас и разработала.
DGN
Чистый термоядерный заряд будет большим прорывом.
vanxant
Ну, почти. Во втором случае сравнивают с энергией, которую потребили собственно лазеры. Просто у лазеров КПД примерно как у паровоза, 3% - 5%. Зато ими удобно управлять и строить с их помощью тестовые установки.
Но потенциально есть и другие способы накачки. Например КДП магнетронов (как в микроволновке) уже порядка 70% (но относительно сложно концентрировать излучение в точку). У мощных электронных ускорителей КПД тоже солидный. В позднем СССР интересных результатов добивались мегавольтным электрическим пробоем, по крайней мере термоядерные реакции зажигать удавалось.
Nalivai
Вот клятые ученые-моченые, денег им подавай все время на их науку-мауку. Ерундой занимаются, на завод бы лучше пошли!
domix32
Во-во, а ЦЕРН так и вовсе разогнать надо, а то ишь в боулинг частицами играют. А где увеличение надоев? А где повышение урожайности?
Geenwor
Вроде только этим и занимаются