Сардельки и бублики

[vitus_wagner]

Что-то мне захотелось провести параллель между развитием авиации и развитием термоядерной энергетики.

Как-то продолжающаяся уже более полувека суета вокруг токомаков, не давшая пока что ни ватта энергии, напоминает мне историю дирижаблестроения от Менье и Жиффара до Сантос-Дюмона и Цепеллина.

Разработчики токамаков могут, конечно, ссылаться на нерешенные проблемы материаловедения. Точно так же как разработчики дирижаблей могли ссылаться на отсутствие компактных и мощных двигателей, взрывоопавсность водорода и трудности добычи гелия.

Все эти чисто технические проблемы были в конце концов решены. Году этак к 1936. Когда дирижабли уже не были никому нафиг нужны, потому что гадкий утенок братьев Райт, появившийся всего за три десятилетия до этого, уже устроил и спасение челюскинцев, и Гернику.

Вопрос в том, что может в области термоядерной энергетики быть столь же революционным прорывом, как аппараты тяжелее воздуха в авиации? (гравитационное удержание плазмы не предлагать. В авиации его аналогом является кейворит и магнитный поднос Сирано де Бержерака).

Comments

[e_mir]

А почему берется именно термоядерная энергетика? Тут аналогия хромает - аналогом авиации была бы вся "пост-горючая" энергетика, а не только термоядерная.

[vitus_wagner]

Ну не бывает "постгорючей" энергетики. Гидроэнергетика и ветряная энергетика, например, много древнее электричества и пара.
Химические батареи (развитием которых являются топливные элементы и аккумуляторы) - исторически первые способы получения электрического тока.

По-моему, аналогия нетопливной энергетики должна проводиться с внерельсовым транспортом, авиация в котором является только небольшой частью.

[vladimir000]

Кроме холодного термояда (и гравитационного реликтового поля имени Изестной Книжки:) на горизонте ничего не вижу. Проблема со вторым понятна, и с первым похоже то же самое - в объявленном в 1990-ом году виде эффект - чистая ошибка эксперимента, теоретическая возможность достичь требуемых плотностей за счет хитрой наноуровеневой структуры имеется, но как это сделать практически - идей, как я понимаю, нет:(

Так что надо переходить на паровые машины следующего поколения реакторы-размножители.

[vitus_wagner]

Лично я полагаю, что возможен десяток конструкций реактора синтеза, которые вполне технически реализуемы на сегодняшних материалах. В том числе и с магнитным удержанием плазмы. Но не токомаки.

[amarao-san.livejournal.com]

Осталось увидеть этого гадкого утёнка. Хочу заметить, что во времена Цепеллина птички вполне себе летали. Покажите мне термоядерную птичку!

[vitus_wagner]

окажите мне термоядерную птичку!
В небо посмотри. Там обязательно будет виден либо какой-нибудь естественный термоядерный реактор (днем - один, ночью - тыщи, тыщи, тыщи), либо пар из его второго контура.

[shaplov.livejournal.com]

Я бы не стал списывать дирижабли со счетов...
Насколько я понимаю сейчас как раз в моде тенденция замены дорогого вертолетного сообщения относительно дешевыми дирижаблями, там где это уместно...

[sezam_lj.livejournal.com]

+1

[potan.livejournal.com]

Гравитационное - это как на Солнце?
Мне кажется, интерционное удержание вполне перспетивно. Как L-бомба в другой известной книжке :-).

[sezam_lj.livejournal.com]

Стелларатор, лазерно-инерционный синтез... Больше никаких альтернатив не вспомню. Но, ИМХО, на роль дирижабля больше тянет ядерный распад, а термояд - это уже собственно самолёт. ИТЕР должен стать либо самолётом Жуковского, либо самолётом Райт.

[sezam_lj.livejournal.com]

Ах да, забыл ещё расчёты Дайсона по "Ориону" - в смысле, использование непосредственно энергии термоядерного взрыва :) В принципе может и до такого дойти.

[norian.livejournal.com]

есть ещё лазерные технологии и звуковые .. вопрос только, будет ли это энергетически выгодным при решении всех технических проблем

Двигатель внутреннего сгорания

[uncle_grue.livejournal.com]

Токамаки - попытка сделать что-то путное из горящего бензохранилища, а нужен-то просто ДВС...

Милли- (микро?-) грамм дейтерий-тритиевой смеси (вероятнее всего, специальная капсула) сжимается лазерным лучом либо потоком частиц, взрывается, энергия взрыва используется, вбрасывается следующая порция, опять поджигается и т.д.

Re: Двигатель внутреннего сгорания

[vitus_wagner]

Вариант.

[begemotv2718.livejournal.com]

Не знаю, насколько ближайший аналог -- но можно, наверное представить энергетическую установку на "бомбовом синтезе". Еще, не знаю совершенно как оценивать ускорительный синтез. Технология в некотором смысле работающая -- на ней строят источники нейтронов. Но вот положительного выхода энергии от этого способа никто никогда не видел, хотя я толком и не знаю, есть ли там неразрешимые проблемы.

[beldmit.livejournal.com]

Какой-нибудь псевдокатализ. Хотя бы и палладий, в котором водород растворяется.

[taris_marh.livejournal.com]

Вариант катализа есть - углеродный, но он просто позволяет снизить температуру водородно-водородной реакции, получая энергию в несколько этапов. В остальном - обычная "горячая" реакция. Подробностей не знаю, но знакомый физик как-то делал выкладки по этой реакции.

[taris_marh.livejournal.com]

Несколько лет назад проскакивала статья про вполне на тот момент живого товарища, который предлагал альтернативную конструкцию термоядерного реактора. У него даже, вроде как, теоретические выкладки были, нужно было только прогнать это всё "на железе". Даже по бизнесменам ходил - нужно было 60 миллионов долларов для завершения исследований и того самого прогона - никто не дал. Как только узнавали, что готовой к запуску в серийное производство конструкции ещё нет, сразу скисали и отваливались. Свою работу он начинал тогда же, когда начинались токомаки.

Как я понял (и насколько помню статью), во времена СССР проект не выдержал ведомственной конкуренции.

[gwadelup.livejournal.com]

На самом деле таких товарищей по пачке в год появляется, как правило их проекты не выдерживают элементарного анализа, а они потом плачутся, что им денег никто не дал. Некоторые даже определённую медия славу получают.

[gwadelup.livejournal.com]

Кстати, вы это видели? http://www.aspo-ireland.org/contentfiles/ASPO6/3-2_APSO6_MDittmar.pdf Интересный такой скептиз насчёт атомной и термоядерной энергетики.

[alll]

Ну так атомные реакторы же ж и есть те самые гадкие утята.

Вообще говоря тупик в энергетке вовсе не технологический, а политический. Та же атомная энергетика сидит на цепи нераспостранения ядерных технологий.

[tzirechnoy.livejournal.com]

Я бы поставил на сверхнизкие температуры и повышэние вероятности вынужденного перехода из водорода в гелий за счёт спецыфической конфигурацыи полей окружающих атомов.

Впрочем, я всё-таки подозреваю, что аннигиляцыонная энэргетика появится не сильно позжэ тэрмоядерной.

[vitus_wagner]

Впрочем, я всё-таки подозреваю, что аннигиляцыонная энэргетика появится не сильно позжэ тэрмоядерной.

Это где же у нас в Солнечной системе промышленные запасы антивещества?

Где у нас промышленые запасы Гелия-3 уже известно. А дейтерия так хоть в Мировом Океане полно.

Два вопроса.

[eldhenn]

Первый - надёжность. Ядерных реакторов и термоядерных реакторов, и токамаков в частности. Насколько я понимаю, ядерный реактор относительно надёжен - он не может взорваться, в нём нет температур в многие и многие тысячи градусов, и "если что" - можно просто закинуть в него стержни-замедлители, и он заглохнет нафиг. А токамаки? Все эти страшные электромагниты, удерживающие плазму - а если злоумышленник или природное явление внезапно перерубит кабель или выключит электричество, что сделает эта плазма с этими магнитами?

Второй вопрос - а как предполагается преобразовывать энергию синтеза в электрическую? Как сейчас, нагреванием и вращением турбин? Мне кажется, один из самых больших тормозов энергетики лежит здесь - в преобразованиях ...->тепло->механ. энергия->электричество

Re: Два вопроса.

[aaluck.livejournal.com]

А ничего. То что в данный момент в токомаке находится не разрушит даже самого реактора.
Там немного плазмы, которая при разрушении поля расширится и остынет. Реакция погаснет.

[nobody-source.livejournal.com]

Есть одно но. Дирижабли в природе нигде не встречались, а термоядерный синтез (как и полет на крыльях) - пожалуйста :)
Были еще поиски катализаторов разложения воды на воород и кислород и их поледующим совместным сжиганием. А плазму можно и лазером удерживать :)

[suvorow-.livejournal.com]

1. ТокАмак пишется с одной О и двумя А. Это слово расшифровывается "Ток, камера, магнитные катушки".
2. Остальные виды термоядерного синтеза (включая инерциальное удержание, т.е. лазерный, пучковый и пр. импульсный термояд) в неменьшей жопе. Интереснее всего с открытыми ловушками, но и из них, скорее, вырастет термоядерный ракетный двигатель, а не энергетическая станция. И там, кстати, гелий-3 обязателен...
3. На токамаки тратится гораздо меньше денег, чем на ветроэнергетику, которая вообще сон разума. Если бы это было не так, ITER уже бы лет десять функционировал, а, вообще-то, коэффициент выхода энергии больше единицы был впервые получен именно на токамаке. Причём, на дейтерии (в пересчёте на дейтерий-тритий) ещё в 90-х годах, а в 2003-м и в реале. Нынешние установки могут давать около десятки, но они исследовательские - а их жалко портить термоядерными нейтронами, поэтому, в основном, на чистом дейтерии вместо ДТ и работают.

А. Дирижабли в тридцатые годы вовсе не были "никому не нужны". Просто, кроме немцев, их никто не умел строить. Мало того, дирижабли были бельмом на глазу у трансатлантических лайнеров, а непрерывно курсировавший по маршруту Берлин-Нью-Йорк "Гинденбург" был бельмом на глазу у "демократов", т.к. воплощал технический прогресс в "третьем рейхе", и был погублен в результате диверсии, а вовсе не несчастного случая.
Б. Дирижабли хотели бы возродить и сейчас, но, при относительной дешевизне одного дирижабля, содержание, а, главное, создание инфраструктуры под них требует очень больших капвложений, поэтому ситуация и не меняется много десятилетий. Но ровно по этой же причине мы не имеем сверхзвуковых пассажирских самолётов.
В. С дирижаблями та же ситуация, что с экранопланами, скажем. Был человек - были экранопланы, развивались, ставили рекорды, пугали "вероятного противника". Умер человек - никто больше не проектирует новых экранопланов, да и использовать уже существующие как-то не очень торопятся...

[silly_sad.livejournal.com]

> коэффициент выхода энергии больше единицы был впервые получен именно на токамаке.

именно об этом и речь!
аппараты легче воздуха успешно летали задолго до самолётов!
а теория коперника давала хучшие численные результаты чем "эпициклы"

Смотрю, тут все не очень в теме...

[http://users.livejournal.com/_hellmaus_/]

Я как раз недавно копал эту тему и нашел интересные ветки в форумах:
http://balancer.ru/tech/forum/2007/09/t57568--termoyadernoe-podpole.html
http://forums.airbase.ru/2008/01/t59363--termoyadernyj-raketnyj-dvigatel-kak-zachem-pochemu-i-pochem.html

Краткая выжимка: управляемый термояд бывает:
1) с инерционным удержанием плазмы - то есть микровзрыв, инициируемый импульсным лазерм или ускорителем частиц. На сегодня имеет большие проблемы из-за низкого КПД лазеров и ускорителей. Американцы серьезно работают над лазерным вариантом.

2) с магнитным удержанием плазмы.
- 2а. закрытые ловушки - токамак и стелларатор. На стеллараторы забили в 60-ые из-за неустранимых неустойчивостей плазмы в этой схеме. Токамак считается "магистральной линией", в ИТЭР вкладывают большие деньги, больше всего - ЕЭС и Япония.
- 2б. открытые ловушки - амбиполярная ловушка, газодинамическая ловушка, пробкотрон, inverse-field system и другие варианты. В них плазма имеет форму длинного тонкого цилиндра и потихоньку вытекает с концов. Неустойчивостей плазмы меньше, чем в токамаке, конструкция проще, но считаются неперспективными из-за утекания плазмы с концов. Зато это практически готовый термоядерный двигатель. Какие-то работы в этом направлении есть в России и ЕЭС.

3)холодный термояд с мюонным катализом. Над этим работают японцы. Реакция идет, но до положительного выхода энергии еще как до луны пешком. Если будет прорыв в материаловедении или в ускорительной технике - схема может стать удобной и массовой.

4)электростатическое удержание плазмы (Fusor). Самая простая схема - установку может собрать даже частник в гараже. Но положительный выход энергии здесь невозможен в принципе.

В тех ветках еще была очень интересная конструкция, заведомо реализуемая на нынешнем уровне техники: гибридный реактор синтеза-деления. Это термоядерный реактор по схеме открытой ловушки, вставленный в середину субкритического ядерного реактора с коэффициентом размножения нейтронов в районе 0.8. Термоядерная часть работает на дешевом дейтерии и служит мощным управляемым источником нейтронов для реактора деления. От термоядерной части при этом не требуется положительный выход энергии, ядерный реактор использует природный уран в 20-50 раз полнее, чем нынешние, и в принципе его даже можно топить ОТХОДАМИ современных реакторов.

Re: Смотрю, тут все не очень в теме...

[http://users.livejournal.com/_hellmaus_/]

Хохма в сравнении токамака и открытых ловушек: по проекту ИТЭР, дейтерий и тритий в объеме плазменного шнура должны сгорать в течении нескольких секунд, то есть для непрерывной реакции нужен дивертор - система впрыска дейтерия-трития и удаления гелия, пропускающая за 5-10 секунд через себя весь объем плазмы. Как признаются сами создатели (http://elementy.ru/lib/430807 , http://termoyadsintez.narod.ru/tokamak/tokamak.htm), дивертор оказывается самой сложной и наименее разработанной частью токамака. В открытых ловушках диверторы могут быть гораздо проще.

[zorgeo.livejournal.com]

нельзя говорить чисто в технологических терминах, нужно приплести экономику и политику, да и просто первичные свойства мира. почему самолеты пошли, а дирижабли сдулись? из-за специфики решаемых задач. из-за политической необходимости (герника), экономической востребованности (апельсны из Марокко). далее, мы вышли в космос - соответственно связь, шпионаж, баллистические ракеты, навигация - все оттуда. живи мы на венере или юпитере, небось весь жпс был бы на дирижаблях.

а гадким утенком, на мой взгляд, станет отказ от энергопотребления. экологическая катастрофа приведет к массовому голоду и эпидемиям, войнам. население сократится. бедные народы вымрут полностью. оставшиеся будут заниматься аутсорсингом либо на крайняк освоют квантовую телепортацию.

[silly_sad.livejournal.com]

> бедные народы вымрут полностью.

спасибо. поржал.

[http://users.livejournal.com/_hellmaus_/]

Еще бывает солнечная энергетика. На сегодня - в двух видах, оба идиотские.
Солнечные батареи (производство которых требует больше энергии, чем они вырабатывают за срок службы) и переработка растений на биотопливо (что занимает кучу земли сельхоз-назначения и вызывает подорожание еды).

Что-то более приличное можно сделать на совмещении этих путей. Во-первых, вместо рапса и кукурузы взять водоросли, т.к. фотосинтез наземных растений в принципе очень неэффективен. Водоросли можно трансгенить в широких пределах и получать энергию из них в разных формах. Можно отжимать терпеновые масла и в одну стадию делать из них бензин. Можно заставить выделять муравьиную кислоту или метанол, под которые есть топливные элементы намного дешевле водородных. Можно хоть включать им брожение с выделением водорода каждую ночь и собирать водород из баков с культурой.
Водоросли можно растить в совершенно "непищевых" местах типа Сиваша и Кара-Богаз-Гола, а в перспективе - в пластиковых баках в пустынях. В более далекой перспективе можно даже подключить биологические светособирающие комплексы к проводам ;) Мне, как биологу, это ближе и понятнее, чем термояд.

[mynine.livejournal.com]

Гидроэлектростанции, ветряные (а копнуть глубже и угленефтегазовые :) - тоже солнечная энергетика. В том плане что вся эта энергия изначально была получена от солнца.

[silly_sad.livejournal.com]

я думаю что надо искать холодильник (относительно которого и свежий зимний ветер был бы источником энергии)

[toman-k.livejournal.com]

Так и самозаморозиться недолго.

как насчет катастрофы "Гинденбурга"?

[freedom_of_sea.livejournal.com]

.

[ivanaxe]

https://secure.wikimedia.org/wikipedia/ru/wiki/%D0%9C%D1%8E%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BA%D0%B0%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%B7
Вот ещё интересная штука есть. Но получится ли что-нибудь путное, я пока не понимаю.

А суета вся оттого, что абсолютно непонятно, что с энергией горячего термояда делать. Как только будет понятно -- мигом возникнут промышленные токамаки, лазерные ловушки и чорт в ступе.

[ivanaxe]

Да, а чем токомаки провинились?
Ни в чём не виноватая простая конструкция, громоздкая немножко.

[dragon-ru.livejournal.com]

"Что интересно - если именно это объяснение сыграет, то открытие нового, колоссального источника энергии - возможно, даже с дешевыми космическими полётами - перевернёт всю нашу цивилизацию. Моментально будут забыты космический скепсис (НФ расцветет!) и нефтяные страсти."

http://don-beaver.livejournal.com/35741.html