Во Франции продолжается строительство первого полномасштабного термоядерного реактора ИТЭР. Реактор строят усилиями 36 стран (в этом году добавился Иран). Ключевые участники проекта — Китай, Евросоюз, Индия, Япония, Россия, Корея, Швейцария и США. У проекта долгая история: первые договоренности по нему были достигнуты еще Михаилом Горбачевым в бытность его генсеком КПСС и президентом США Рональдом Рейганом.
До 2015 года строительство велось очень медленно. Постоянно срывались сроки, складывалось впечатление, что проект вот-вот просто закроют. Но после того, как проект возглавил француз Бернар Биго, работы удалось активизировать.
Что уже сделано?
В марте этого года был изготовлен первый пакет обмотки для тороидальной катушки сверхпроводящего магнита ИТЭР. Этот магнит будет удерживать внутри тороидального поля плазму с температурой около 150 млн ?C. Каждый из пакетов размером 14 на 9 метров и толщиной 1 метр весит около 110 тонн.
Тороидальный электромагнит
Идет по плану и производство радиальных пластин тороидального электромагнита. Готовы к сборке компоненты второй катушки. В прошлом году «Чепецкий механический завод» поставил сверхпроводник для катушек тороидального магнитного поля. Сверхпроводящие стренды содержат около 10 тысяч сверхпроводящих волокон толщиной в 2-6 микрон. На другом российском предприятии из этих стрендов сплели сверхпроводящие кабели, заключенные в стальную оболочку.
Когда будут готовы все элементы, инженеры соберут криостат — в случае ИТЭР это будет самая большая в мире стальная камера с емкостью в 16 000 м3 и весом в 3850 тонн. Температура криостата будет поддерживаться на уровне -269° C, что позволит обеспечить сверхпроводимость всей конструкции. В прошлом году российские партнеры изготовили детали днища криостата.
В США уже построили завод для создания отдельных элементов мощнейшего магнита в мире — центрального соленоида.
Для изготовления сверхпроводящих стрэндов для магнитов проекта необходимо огромное количество сверхпроводника Nb3Sn — целых 500 тонн. Если бы не ИТЭР, такой его объем был бы изготовлен примерно за 37 лет. После начала реализации проекта удалось в шесть раз увеличить мировое производство этого интерметаллида.
На площадку уже поставили дренажные баки для водяной системы охлаждения, баки для хранения воды с тритием и силовые токопроводы (их создали на питерском НИИЭФА).
Собранная для проведения тестов турбина (тест пройден успешно)
4 июля этого года изготовлены и турбины для криогенной системы реактора. Эти турбины будут использоваться для поддержания сверхнизкой температуры жидкого азота. Турбины установят на площадку ИТЭР осенью этого года.
На строительной площадке работают два крупнейших крана с объединенной грузоподъемностью в 1500 тонн. Их производили по секциям размером в 47 метров каждая.
Для транспортировки по морю компонентов кранов пришлось нанимать огромную баржу, а затем везти все это 104 километра по суше со скоростью в 5 км/ч. Дорогу, по которой транспортировали краны, пришлось дополнительно укреплять. Краны везли по ночам, чтобы не мешать участникам дорожного движения днем.
Идет своим чередом и сборка зданий. К примеру, вот так сейчас выглядит сборочный цех.
Блестящая облицовка здания является временной. Она необходима для поддержания микроклимата в цеху. После того, как реактор установят, облицовку снимут. На постере, кстати, изображен реактор в масштабе — 70% от реального размера (размер постера 25*50 м).
А здесь будет размещаться сам реактор.
Другой ракурс места сборки реактора
Пример секции биологической защиты. Это бетонный барьер толщиной в 3,5 метра, который защищает людей и оборудование от радиации. Диаметр арматуры — 50 мм
Что дальше?
В конце июня партнеры утвердили новый план, который предполагает первый запуск реактора в 2025 году. Плазму должны получить в декабре 2025 года. Совет ИТЭР признал, что план сложный, но технически осуществимый. Пока что строительство реактора даже немного опережает график.
Обновлённый график предлагает оптимальный технически осуществимый путь к получению первой плазмы, которое будет означать завершение ключевых этапов сборки и ввода в эксплуатацию токамака ИТЭР и объектов обеспечения. Конкретные этапы строительства на ближайшие годы выглядят так:
Комментарии (91)
QRash
05.07.2016 12:16+1Интересно какие ощущения будут испытывать те люди, которые будут его запускать? Волнение? Гордость? Страх?
Мне кажется меня бы трясло от страха если бы мне доверили запустить такую громадину.
А вообще это фантастически круто. И очень радует, что не смотря на ситуацию в мире этот проект не развивается.QRash
05.07.2016 12:20+1упс. опечатка закралась, а как поправить — не нашел. должно быть так: «И очень радует, что не смотря на ситуацию в мире этот проект развивается.».
dipsy
05.07.2016 13:43+6Ещё хотелось бы посмотреть на того монстра (или группу таковых), который это проектирует на уровне системы. И как они взаимодействуют, сколько ключевых специалистов, идеологов. По фоткам кроме священного благоговейного ужаса никаких идей, как можно бы было это спроектировать, у меня не возникает.
Alexsandr_SE
05.07.2016 12:43А это будет работать? В тестовых реакторах сумели добиться нужных показателей?
ChALkeRx
05.07.2016 13:26+8Это он и есть. Тестовый реактор.
Да, по расчётам — будет работать, и пока что поводов сомневаться в этом нет.
Alexsandr_SE
05.07.2016 13:28А то только недавно сумели чуток плазму удержать, а про достаточно большой выход энергии не слышал. Надеюсь все получится.
vanyatwo
05.07.2016 13:56т.е. экспериментальное получение энергии зависит от масштаба конструкции? Почему нельзя проверить на миниатюре с меньшими затратами?
unwrecker
05.07.2016 17:13+1Да, зависит от масштаба, причём в геометрической прогрессии. В миниатюре, насколько помню, добились выработки равной затратам. А тут вон будет аж 10 к 1
Mad__Max
05.07.2016 21:48+2Да, зависит от масштаба, причем нелинейно.
На меньших научных установках уже неоднократно успешно проверяли, из них и вывели теорию которая описывает происходящие в реакторе процессы и в частности то как выход и затраты энергии зависят от физических масштабов.
Ну и потом из этой теории рассчитали какие параметры нужны, чтобы получить хотя бы 10кратный выход энергии — получился проект ИТЭР с соотношением 50/500 МВт.
В случае успеха проекта и решения возникающих в процессе сложностей, можно будет используя доказанную на практике (и при необходимости уточненную) теорию использовать для проектирования уже промышленного реактора, у которого основная цель будет уже не научная программа, а выработка электроэнергии.
Скорее всего он будет еще крупнее (масштабнее) и дороже и ориентироваться при проектировании будут на выход энергии от 1к20 до 1к100.
Если за это время конечно какого-нибудь прорыва в области сверхпроводящих магнитов не случится — тогда можно будет достичь нужных параметров плазмы не увеличивая масштаб.
zookko
05.07.2016 12:49А как дела сейчас у Генерала Фьюжн и стеллатора, какие последние новости?
vasimv
06.07.2016 19:30Немецкий стеллатор W7-X запустили в этом году, пока в районе секунд непрерывной работы. Планируют выйти на 30 минут непрерывной работы к 2019 году (сейчас не могут — активная система охлаждения еще не достроена).
Chingiss
05.07.2016 12:57Интересно, а если выяснится до 25 года, что стелларатор выгоднее, эффективнее, целесообразнее, какова будет судьба проекта?
А вообще, очень сильно впечатляют масштабы.Kanut79
05.07.2016 13:22+2Думаю что именно с этим проектом ничего не случится. Будут исследовать дальше и развивать технологию. Как минимум из чисто научных соображений.
Максимум это не будут строить новые. И то если стеллатор окажется намного лучше.
Halt
05.07.2016 15:01+1Этот проект уже? принес пользу и дал огромное количество новых технологий. Но как это обычно и бывает с фундаментальной наукой — выгода косвенная. А вот на базе разработанных для проекта технологий, появятся уже вполне себе прикладные технологии, «понятные» обывателю.
alexhott
05.07.2016 13:17+1С интересом читаю все статьи про токомаки еще с Юного Техника 90-х годов
в нем первый раз прочитал и про ИТЭР
Насколько я понял ученые уверены что именно за счет масштаба можно получить положительный выход энергии
и должно заработать
Но сдается мне что ИТЭР даже если заработает останется единственным
Сравним
ИТЭР — 19 млрд евро и 500Мвт мощности
солнечная станция в германии Neuhardenberg Solarpark 145 Мвт 0,2 млрд евро
И это не считая того что солнечную обслуживать наверно на 2-3 порядка дешевле чем термоядернуюKanut79
05.07.2016 13:27+3Да, но у солнечных куча других недостатков. Например зависимость от погоды/времени года и большая площадь. Опять же вопрос где надо больше различных редкоземельных металлов и прочего.
То есть всегда хорошо когда есть альтернативы на выбор.
Segmentq
05.07.2016 13:29+1Тут же какие-то нереальные затраты на строительство не только в части ресурсов, но и времени…
faiwer
05.07.2016 13:31+4Наверное, их можно будет уменьшить на 1 десятичный порядок, если такие проекты будут востребованы и тех. процесс "встанет на рельсы". Экспериментальные высоконаучные установки не могут быть не безумно дорогими.
ChALkeRx
05.07.2016 13:50+6Это же экспериментальный реактор. У него даже в названии есть слово «экспериментальный» =).
Конечно, если вы сравнивать исключительно по выходной мощности — он проиграет. Никто и не думает полученной с него электроэнергией окупить строительство и эксплуатацию.
Для сравнения: у той же Фукусимы была мощность 4400 МВт. У самой мощной АЭС — 8212 МВт. У самой мощной ГЭС — 22500 МВт.
См. https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_largest_power_stations_in_the_world#Top_20_largest_power_producing_facilities
Kanut79
05.07.2016 13:54+3Это как бы да, но как уже написали выше, это опытный образец. И думаю что когда технологию обкатают, то цены и сроки уменьшаться в разы если не на порядки.
syrompe
05.07.2016 14:15+101. Это экспериментальный реактор. В нем куча «лишнего» оборудования для сбора необходимых данных, которые в серийной версии не нужны.
2. Это не серийный реактор. Единичное производство всегда на порядки дороже массового.
3. Помимо самого токамака там еще и завод по производству трития.
4. Сравнивать 145 Мвт пиковой мощности и 500 Мвт постоянной как бы некорректно.
amarao
05.07.2016 14:53+8Основная проблема солнечных электростанций — очень ощутимые расходы на топливо, плюс крайне длительные сроки запуска термоядерного реактора. Не говоря уже про проблему излучения (так что реактор придётся строить не менее чем в 1 а.е. от ближайшей населённой планеты). Стоимость водорода для запуска звезды даже представить себе сложно.
Уточнил: 1,9885·1030 кг, при $2 за кг, это 4*1018 триллионов долларов.
xMushroom
06.07.2016 16:50Солнечная же электростанция, а не звездная. На Солнце будем строить, топливо бесплатное.
black_semargl
05.07.2016 13:30А если из этих 19 Млрд 18 ушло на конструирование и только 1 на собственно изготовление?
alexhott
05.07.2016 13:42даже 1 млрд — это 145*5 = 725МВт солнечной станции
при том, что панели ежегодно дешевеют
насчет площадей засранных при утилизации радиоактивных отходов от ИТЭР и производства топлива для него — возможно не меньше чем под панелями, но панели можно убрать.
Плюс один — результаты исследований, которые возможно дадут данные для строительства более эффективных реакторов
fedorro
05.07.2016 13:37Ну солнце есть не везде и не всегда, да и у первых солнечных элементов соотношение цена\мощность была совсем не такая.
choupa
05.07.2016 13:42+6Действительно, конструктивно и экономически проще разместить агрегаты термоядерной электростанции, в которых генерируется электричество, подальше от удерживаемой плазмы. Оптимально на расстоянии 1 а.е.
Hidralisk
05.07.2016 14:36+5Солнечные панели за заре внедрения наверно тоже стоили безумных денег. Не помню точно где-то читал, что первые стоили примерно 100 долларов за 1 Вт. Сейчас в среднем 1 доллар. Вот умножьте 0.2 млрд на 100 и получите 20 млрд.
Если бы такую станцию на 145 Мвт открыли годах в 1930-х, она бы наверно стоила примерно как ИТЭР.
Так же и тут. Первая станция будет безумно дорогой, следующая дешевле и потом как и у солнечных панелей.
Welran
05.07.2016 17:33ИТЭР это только эксперимент, он в принципе не годится для работы электростанцией так как использует тритий. В будущем нужны будут генераторы на протии или в крайнем случае на дейтрии.
Adios1
05.07.2016 13:43На фотографиях видно для стен используется стальная арматура. Вот интересно как арматура будет себя вести в бетоне когда запустят «супермагниты», удерживающие плазму?
alexhott
05.07.2016 13:45+1Там поле внутри концентрируется. И очень быстро слабеет снаружи, так что абсолютно ничего не будет.
А вот от нейтронов распухнуть может
NET_KOT
05.07.2016 13:44-16Реактор строят усилиями 36 стран
До 2015 года строительство велось очень медленно. Постоянно срывались сроки, складывалось впечатление, что проект вот-вот просто закроют.
У семи нянек дитя без глазу? Как бы не накосячили чего, а то потом концов не сыщешь. Если эта дура бомбанет, Чернобыль покажется пионерским костром.T-362
05.07.2016 14:11+5Как он бомбанет то? Там же просто удерживаемая плазма, максимум «тугая струя» плазмы прожжет десяток-другой метров оборудования. А если газы рванут то их там уж точно меньше чем в обычном газохранилище.
Да и чисто практически — международная группа с толпой ученых будет надежнее чем коммерческие частники, строившие Фукусиму («на что пойдет капитализм ради 300%» итд), не за те станции опасаемся.
xl0e
05.07.2016 14:37Как долго проживет оболочка камеры? Хоть прямого контакта нет, но от излучения никак же не прикроешься.
Trept
05.07.2016 15:46-1Так на то ж и эксперимент. Выяснят, тогда и технологические решения будут вырабатывать.
Jeka_M3
05.07.2016 18:05+1Она будет заменяемой, для этого предусмотрели специального робота. И вообще там будет куча подобных механизмов для дистанционных работ в ИТЭРе.
«Система замены модулей бланкета (IVBT — In-Vessel Blanket Transporter). Бланкет, который является экраном всей машины от излучения плазмы будет сменным. Как минимум первая стенка будет постепенно испаряться и повреждаться нейтронным излучением, и раз в примерно 5-10 лет ее необходимо заменять.»
http://tnenergy.livejournal.com/24011.html
EmmGold
05.07.2016 16:22+2Шутка про термоядерный реактор, сферический, в вакууме…
Mad__Max
05.07.2016 21:55Только он торроидальный(распухший бублик), а не сферический, хоть и в вакууме.
Если бы можно было сделать магнит, который давал бы действительно сферическое поле задача на порядки упростилась бы…
ra3vdx
06.07.2016 21:11Этого нельзя даже теоретически сделать.
Именно поэтому — тор.black_semargl
07.07.2016 15:11Варианты реакторов с лазерным и т.п. обжатием — именно что сферические.
Нельзя причесать ежа так, чтобы у него не торчали иголки — но можно причесать так чтобы торчали все и одинаково.
fonegg
05.07.2016 17:01Выше уже упомянули про pookan bombanool возможный негативный сценарий, но может ли кто-то объяснить поподробнее последствия аварии на ИТЭР? Я не силён в физике, но 150 млн градусов Цельсия, упомянутые в статье, — это ведь не шашлычки пожарить.
zloddey
05.07.2016 17:53+1- Да, плазма очень горячая, но в то же время она очень разряжённая. Объём газов совсем небольшой (это не тонны урана, как на АЭС)
- Плазма газообразная. При любой утечке газ начнёт расширяться, а это сразу же приводит к падению температуры.
- Точно так же, утечка приводит к остановке реакции. Синтез возможен только под большим давлением. Нет нужного давления — всё автоматически затухает.
- Сам по себе газ не сильно радиоактивен (по сравнению с тем же ураном и продуктами его распада).
Есть ещё в википедии разбор аспектов безопасности.
vasimv
05.07.2016 17:54+1В википедии пишут, что срок получения плазмы пришлось отодвинуть на шесть лет, до 2025-ого года. Так что не с опережением графика, а с отставанием.
ShabanovYT
05.07.2016 21:25-6Поглотив нейтрон, атом хлора преврасчается в изотоп сори не помню чего с периодом полураспада 1 год. Кто-нибудь знает точно — бетон для атомных станций замешивают на дистиллированной воде или как? Что-то мне подсказывает, что на это забивают.
Не верю в подобные методы — пытаются чего-то добиться нахрапом, с помощью самых мощных в мире магнитов, хотя очевидно, что время удержания будет недостаточным. Оно всегда будет недостаточным, если плазму с нужными параметрами не научиться удерживать… всегда. Нужно двигаться снизу, попутно используя наработки в народном хозяйстве, в целях самоокупаемости.
Плазму с какой температурой мы умеем удерживать как-бы постоянно? 8-10 тыс. градусов наверное.
Ключь к термояду — плазма статически неустойчива, значит ее нужно удерживать динамически, поток плазмы будет самофокусироваться, т.е. установка должна представлять из себя по сути дела горелку, тепло отработанной плазмы утилизируется и она возвращается в цикл.
Мне одному кажется, что я гений?
arheops
06.07.2016 01:23Ну посчитайте количество атомов хлора в бетоне. Могу вам выдать данные. Хлорирование воды меньше 0,002 мг хлора на литр. В кубометре бетона 180-200 литров воды. А вообще там камень и песок даже подобраны с точностью до тысячных долей(и конкретного вида) во всех бетонных блоках, включая блоки, которые не попадают под облучение. Температура плазмы сложная штука, но эквивалент будет порядка 10 в 9й степени(миллиард).
ShabanovYT
06.07.2016 04:44-2Чтобы бетон набрал прочность, его несколько суток положено поливать водой. В конечном итоге в кубометре останется несколько килограмм NaCl.
arheops
06.07.2016 05:09+1Правильно приготовленный бетон не надо поливать водой. Если сильно жарко и/или сухо, надо предотвратить высыхание — накрыть полиэтиленом например.
ShabanovYT
06.07.2016 06:14-2В правильно приготовленном бетоне — в смысле вязкости — воды НЕДОСТАТОЧНО. Как накрыть полиэтиленом гектар залитого бетона, из которого торчит арматура и всякая фигня?.. Не хочу больше обсуждать эту тему, боюсь заразиться…
Norno
06.07.2016 12:15Ни разу не видел и не слышал, чтобы, например здание из монолита, или плотины, да что угодно из бетона при промышленном строительстве поливали водой… и… как прикажете поливать если требуется непрерывная заливка большого объема, да и в привычной скользящей опалубке можно полить только верхний срез, что, с точки зрения конструкции вообще не существенно.
ShabanovYT
06.07.2016 13:06-2Наверняка вы не видели и не слышали, чтобы при приготовлении раствора для кладки добавляли яйца (куриные). Хотя бы послушайте: Пленные немцы в Автово строили жилые дома. Они объявили забастовку — отказывались работать пока им не будут выдавать яйца для раствора. В 70- несколько домов пришлось сломать — из-за неудачной конструкции, трубопроводы проложили в стенах и они сгнили ( история повторяется, если ее забыть, повторилось на станции Мир).
Когда стены долбили железной бабой, кирпичи выкрашивались и оставалась сетка из раствора.
Многократно убедился. что росиийски строители — самые тупые. вороватые и раздолбайские строители в мире. Попадались сайты и посты специалистов. которых турнули из атомной отрасли, из-за слишком уж высоких моральных принципов и щепетильности. Пишут о сумашедших нарушениях при строительстве и эксплуатации а-станций, о том что специалистов уже почти нет, остались блатные полудурки (высокая зарплата притягивает их как магнит)
Silverado
06.07.2016 13:33+2А про секретный код на бесплатное электричество эти уволенные специалисты не писали, случаем?
nemilya
06.07.2016 10:42-1Действительно грандиозный проект, радует сотрудничество разных стран, и пример достижений науки современной цивилизации.
Но с другой стороны грустно — что вкладывая такие гигантские средства в доказательство существующей теории, никто не хочет разобраться с существующими эффектами. Например, до сих пор нет достоверных исследований по тепловыделению, что происходит в вихревых теплогенераторах. А вероятность lenr-реакции (что в 90-х годах у некоторых групп была порядка 6%), вероятно, уменьшается экспоненциально с каждым миллиардом вложенным в ИТЕР :)
EvilGenius18
Для тех, кому интересны подробности реакции, могу добавить:
— Планирумый выход энергии 500 МВатт (при потреблении 50 МВатт), что будет первым синтезом, позволяющем получить энергии больше, чем было затрачено на поддержание реакции
— Энергия будет получаться за счет синтеза ядер дейтерия (D) и трития (T) продолжительностью до 1000 с. — при слиянии их ядер получается гелий (альфа частица) и высокоэнергитичный нейтрон
D + T > He4 + n + 17.6 MeV (Гелий (He), в этом случае, даст 3,5 MeV, а нейтроны (n) 14 MeV)
— Энергия, заключенная в плазме, составит 100 МВатт (альфа частицы He, оставшиеся в плазме)
— Энергия, заключенная в нейтронах, составит 400 МВатт (нейтроны покинувшие плазму)
400 МВатт покидают пределы плазмы т.к. нейтроны не имеют ни положительного ни отрицательного заряда и без проблем покидают плазму, после чего поглащаются материалом на внутреннем корпусе реактора, тем самым нагревая воду и вращая турбины, вырабатывая энергию
Anasazi
Т.е. принцип получения электроэнергии остается прежним, и весь этот реактор — это сверхвысокотехнологичный кипятильник?
EvilGenius18
Пока что, да. Но суть проекта в том, чтобы научиться воспроизводить реакцию синтеза ядер (симулировать то, что делает солнце) и получать из этого чистую «зеленую» энергию.
При удачном эксперименте, будут построены реакторы большего размера по уже готовому шаблону, которые смогут вырабатывать намного больше энергии.
Возможно, в будущем мы сможем изобрести более эффективный способ преобразования энергии, чем кипячение воды и раскручвание турбин, но пока это не главная цель ИТЕРа.
astudent
Но ведь этот нейтрон сделает окружающие вещества радиоактивными, а значит никакой «зеленой» энергетики тут нет, потому что будут производиться тонны радиоактивных отходов?
ClearAirTurbulence
Сейчас реакторы производят два загнрязнителя: ОЯТ — постоянно, и постепенно — активированные конструкции реактора, которые со временем нужно утилизировать.
Здесь не будет ОЯТ, только активация конструкций. А активированная конструкция, ИМХО, существенно менее опасна, чем ОЯТ.
astudent
Вот только активированных конструкций существенно больше, чем после традиционных реакторов.
alexykot
geektimes.ru/post/263066
Вот тут длинная и интересная статья-анализ радиоопасности разных типов отходов.
И да, хотя в реакторах термоядерного синтеза вроде ИТЭР образуется избыток нейтронов активирующих окружающие конструкции — это всё ещё в тысячу раз менее опасно чем сотни тысяч тонн высокоактивного отработанного ядерного топлива остающегося после реакций атомного распада.
Ну и для реакций синтеза есть отдалённая перспектива перехода на другие варианты топлива, которые не генерируют побочных эффектов в виде концентрированного потока нейтронов, а значит наведенной радиоактивности не создают в принципе.
bagamut
сотни тысяч тонн отработанного ядерного топлива это ценный ресурс для переработки, сотни тысяч тонн урана, плутония и прочего
а концентрированныйо поток нейтронов это полезная источник для бридера
Erynnis
Нейтроны действительно активируют некоторые материалы, однако это не главная проблема с радиоактивностью в ИТЕР. Главная проблема — радиоактивный тритий, который накапливается в стенках реактора. Одно из направлений исследований, связанных с ИТЕРом — чистка материалов от накопившегося трития. В будущем есть надежда на другой тип реакции (D-D), который хорош всем, кроме более экстремальных условий запуска. Только тогда вопрос активации нейтронами станет актуальным.
Ну и еще один важный момент: наиболее эффективно нейтроны замедляются легкими веществами. В реакторе это скорее всего будет вода. И вот вода как раз радиоактивной от нейтронов не становится. Конечно, чтобы все было так здорово, требуются достаточно тонкие стенки, но для токамака толщина стенок не принципиальна — основная нагрузка идет на магнитные катушки, а стенки нужны в первую очередь чтобы не пускать воздух внутрь.
serg65535
Сразу прошу прощения, могу напутать детали, т.к. я сам не энергетик – передаю со слов отца, как я их помню (он как раз учёный-исследователь, к.т.н. МЭИ в советские годы).
Кроме схемы «теплоноситель-турбина-генератор» есть и способы прямого преобразования тепла в электричество, в том числе, сулящие хороший КПД. Самый известный пример – МГД-генераторы, суть которых в том, что плазма сначала влетает в магнитное поле, создавая на обкладках электрический ток, а уже потом отдаёт тепло классическому теплоносителю и далее турбина-генератор. Причём (если я опять же, не путаю) получать ионизированный газ можно многими способами – от сжигания топлива до реакторов. В теории, такая схема даёт очень большие перспективы.
НО, есть одно огромное НО. На этой теме ещё в советское время кормилась и защищалась куча народу, причём реальной пользы было как от теорий разумных автоматов в 50е. ИВТАН СССР освоил колоссальные средства на разработку этой темы, кормил совмин обещаниями чуда, но самый скользкий момент – отсутствие проводящих материалов, могущих выдержать длительное соседство с плазмой, все обходили стороной. В итоге, тема приобрела у ряда учёных крайне дурную славу.
Буду рад, если знающие люди поправят меня.
pda0
МГД вам тут не особо поможет, 4/5 энергии уйдёт с незаряженными частицами.
joker1313
И ещё один момент, мы продвинемся в синтезе веществ, на уровне слияния ядер, и может когда нибудь сможем синтезироват атомы любого вещества.
Sonatix
После вашего описания у меня ощущение сродни когда тебе открывают секрет фокуса и вся магия пропадает.
black_semargl
Наверно стоит добавить, что покинувший нейтрон может не просто нагревать воду, а делить например U238 выдавая ещё 210 МэВ. Или ещё какой тяжёлый элемент, даже свинец и тот от него делится.
Murmand
А описанным вами образом можно сжигать ОЯТ?
black_semargl
Можно и их — быстрораспадающиеся изотопы переходят в совсем нестабильные и распадаются на стабильные.
Но энергии с этого не получишь.
Mad__Max
Пока вместо деления тяжелых ядер, там предполагают наоборот облучать легкие — чтобы из лития получать тритий, который нужен самому реактору как топливо.
Трития же запасов/месторождений не существует в принципе, он весь искусственный в отличии от 2го компонента топлива (дейтерия). И на данный момент ОЧЕНЬ дорогой.
Так что в первую очередь будут решаться вопрос с промышленным получением трития за счет этого избыточного потока нейтронов.
И только если что-то останется (удастся производить трития не меньше, чем потребляет сам реактор в процессе работы) можно будет подумать о других применениях для этих убегающих нейтронов.
tlv
(Вики дословно):
ITER не планирует производство трития для собственного потребления. Организация будет закупать для работы реактора топливо в течение всех 20 лет его функционирования. Однако, для следующего токамака, DEMO, проблема воспроизводства топлива будет весьма актуальной. Поэтому на ITER будут производиться эксперименты с получением трития.
Mad__Max
В смысле не будет (не сможет) себя обеспечивать. Но получать его там будут в небольших (не достаточных для работы самого реактора) — именно с целью проверки и обкатки технологии.
И только в следующем поколении реакторов дойдет дело до самообеспечения тритием.
А вот дойдет ли до расщепления тяжелых элементов или наработки каких-то изотопов или утилизация отработанного топлива с АЭС — вообще большой вопрос. Если и дойдет, то точно не раньше выхода на самообеспечение по тритию.
choupa
Меня давно мучает вопрос. 1000 сек. — это время удержания плазмы. Оно велико, вполне «человеческое», это не милисекунды. Неужели нельзя парировать органами управления неустойчивости плазмы, если они развиваются десятки минут, и добиться сколько угодно долгого удержания? Или продолжительность импульса связана с инженерными ограничениями (отравление смеси, перегрев оборудования)? Кто может разъяснить?
unclejocker
Связано с основным способом разогрева. За это время соленоид в центре намагничивается до максимума, который современная инженерия позволяет достигнуть.
Mad__Max
Это уже не по причине нестабильности плазмы. С ней уже более-менее научились бороться. По крайней мере в теории (проверить как получится на практике — как раз одна из задач для которых ИТЭР и строится).
Это уже принципиальные ограничения такой схемы удержания плазмы и конфигурации магнитов создающих поле — классический токамак это принципиально циклическая схема, а не непрерывная.
choupa
Это связано с инжекцией и удалением Не4?
Norno
unclejocker выше написал, это ограничение не удержания плазмы, а используемого средства нагрева.
Mad__Max
И удержания тоже. Ток создаваемый в «шнуре» плазмы служит не только для нагрева плазмы, но так же создает один из компонентов магнитного поля удерживающего плазму.
Mad__Max
Только тогда уж не «энергия заключенная в ...», а «мощность уносимая/передаваемая через ...»
Низя энергию в ваттах измерять.
Ну и турбины вроде вообще не будет (по крайней мере раньше не планировалось), тепло забираемое водой просто в градирни сбрасывать. Т.е. полезную электроэнергию для сети он вообще не будет вырабатывать — чисто научно-инженерный проект получится.
Хотя в принципе мог бы и вырабатывать — технических препятствий нет, скорее по экономическим причинам отказались — с учетом предполагаемых режимов работы и приоритета на научные программы получился бы довольно фиговый и нестабильный генератор. А дополнительный машинный зал, паровые турбины, турбогенераторы и повышающие трансформаторы еще увеличили бы и так огромную стоимость, которая хронически в выделяемые бюджеты не вписывается.