Проблема автономности колоний. Маленькое двуликое термоядерное солнышко.
"зачем это собственно колонистам? В Антарктиде - допустим докажу что колония реальна и прибыльна. Любая из 11 стран, имеющих официальные территориальные претензии выгонит меня оттуда нахрен, а поселение конфискует. Ну или данью обложит". (c) starlife2099
Проблема поставлена ребром, и без ответа на нее вопрос о об освоении любых новых территорий (будь то Антарктида или океанское мелководье на Земле, кратеры на Луне, тропосфера на Венере, или каньоны на Марсе) упирается именно в эту проблему. Поскольку я занимаюсь НФ-литературой "ближнего темпорального радиуса", для меня это вопрос о возможном сюжете.
(*) Данный видеоролик имеет прямое отношение к одному из возможных сюжетных ответов.
В начале о том, что может быть гарантией для свободной автономной прибыльной колонии от того исхода, который кратко обрисовал starlife2099. На этот вопрос кратко и всеобъемлюще ответил в интервью журналу "Эсквайр" Андрей Ланьков (эксперт по Северной Корее)
"Столкнувшись с реальной вероятностью американской атаки на военные и промышленные объекты, а также понимая, что новые санкции рано или поздно подорвут экономику страны, руководство КНДР решило пойти на некоторые уступки. При этом об отказе от ядерного оружия речи не идет и идти не может: в Пхеньяне не забыли уроков Ирака и, особенно, Ливии и считают ядерное оружие единственной гарантией своего политического, а отчасти - и физического выживания."
Тут нечего прибавлять и убавлять - все просто, как самовар.
Теперь о том, что на видеоролике. Как учит нас австралийская детская энциклопедия (**)
"Фузор Фарнсворта-Хирша, или просто фузор (фьюзор), представляет собой аппарат, разработанный Филоном Т. Фарнсвортом для создания ядерного синтеза. В отличие от большинства управляемых систем термоядерного синтеза, которые медленно нагревают ограниченную магнитами плазму, термоядерный инжектор впрыскивает «высокотемпературные» ионы непосредственно в реакционную камеру, что позволяет избежать значительной сложности. Когда он впервые был представлен миру исследований в области термоядерного синтеза в конце 1960-х годов, это было первое устройство, которое могло четко продемонстрировать, что оно вообще вызывает какие-либо реакции термоядерного синтеза, и были большие надежды на то, что его можно быстро превратить в практический источник энергии. Однако, как и в других экспериментах по слиянию, разработка в генератор оказалась сложной. Тем не менее, с тех пор фузор стал практическим источником нейтронов и выпускается коммерчески для этой роли".
По некоторым соображениям, сформулированным д-ром Дж. Д. Лоусоном в 1955-м, реакция дейтерий-тритий с положительным энергетическим балансом (т.е. высвобождаемая энергия синтеза выше затрачиваем энергии накачки), на которую рассчитывал Филон Т. Фарнсворт невозможна в подобном устройстве. Но ряд других реакций - вероятно, возможен.
В принципе (предположительно) есть три перспективные реакции.
1. бор-10 + нейтрон -> литий-7 + альфа-частица + 2,31 МэВ.
Давно известная, практически применяемая в медицине, хорошо изученная реакция.
Может иметь продолжение:
литий-7 + протон (ядро водорода) -> 2 альфа-частицы(ядра гелия) + 17.2 МэВ
2. азот-15 + протон -> углерод-12 + альфа-частица + 4,96 МэВ.
Одна из низко-барьерных реакций в звездном CNO-цикле, также хорошо изучена.
3. бор-11 + протон -> бериллий-8 + альфа-частица -> 3 альфа-частицы + 8.7 МэВ
Об этой реакции говорилось давно, однако ее достоверная реализация с условно-положительным энергетическим балансом была показана лишь в 2013-м во Франции.
"Специалисты из лаборатории практических исследований лазеров высокой интенсивности LULI (Laboratoire pour l'Utilisation des Lasers Intenses) использовали мишень из бора с естественным соотношением изотопов: двадцать процентов бора-10 и 80 процентов бора-11. На эту мишень под углом в 45 градусов направляли импульс красного лазера продолжительностью около полутора наносекунд. Благодаря системе фокусировки луч сжимался до одной десятой миллиметра и превращал поверхность мишени в состоящую из ионов бора плазму. Затем, через еще одну наносекунду, с другой стороны в сторону мишени выстреливали импульсом другого лазера, дававшего вспышку красного цвета продолжительностью всего одна пикосекунда (10-12 секунды). Этот второй импульс попадал в установленную перед мишенью полоску алюминиевой фольги, из которой выбивался пучок протонов: именно эти частицы врезались в облако борной плазмы и вступали в термоядерную реакцию... суммарная энергия трех получающихся ядер гелия была больше суммарной энергии исходного протона и ядра атома бора." (***)
Важной особенностью бор-протонного синтеза является не только сравнительно простая технология, но и отсутствие нейтронного и гамма излучения, т.е. сравнительная биологическая безопасность (альфа-частицы легко и полностью задерживаются тонким слоем металла). Кроме того, энергию альфа-частиц сравнительно просто конвертировать в юзабельную электроэнергию.
При этом, все компоненты для реакции (природный бор и водород) очень широко распространены в природе и имеются практически в неограниченном количестве везде в мире, включая морскую воду.
Вопрос реализуемости данной реакции в фузоре Фансворта-Хирша остается открытым, но вероятна возможность такой реакции в модифицированном фузоре, известном, как поливелл (***).
Вопрос о том, может ли какая-то модификация фузора (или поливелла) работать в режиме сверхбыстрого тепловыделения (попросту: в реджиме термоядерной бомбы) также остается открытым.
Что касается цены и технологичности - в 2014-м в СМИ прошло сообщение, что британский 13-летний школьник собрал действующий фузор Фансворта-Хирша, потратив 2000 фунтов (****).
Такие дела.
Теперь, поскольку (напомню) речь идет о сюжете НФ-романа о свободной колонии (условное название пока: "Букет для улитки") автор будет весьма благодарен всем, кто выскажет конструктивные и оригинальные соображения, которые смогут придать сюжету дополнительную интригу, научно-популярную ценность, и повышенную достоверность для уважаемого, взыскательного, критически (или даже скептически) настроенного читателя.
---------
*) Фузор в действии, видео с канала clagwell, 03.11.2009.
**) http://encyclopedia.kids.net.au/page/fa/Farnsworth-Hirsch_Fusor
***) https://lenta.ru/news/2013/10/09/noneutronsnocry/
****) https://en.wikipedia.org/wiki/Polywell
*****) https://korrespondent.net/tech/science/3316440-brytanskyi-shkolnyk-na-uroke-sobral-termoiadernyi-reaktor
Проблема поставлена ребром, и без ответа на нее вопрос о об освоении любых новых территорий (будь то Антарктида или океанское мелководье на Земле, кратеры на Луне, тропосфера на Венере, или каньоны на Марсе) упирается именно в эту проблему. Поскольку я занимаюсь НФ-литературой "ближнего темпорального радиуса", для меня это вопрос о возможном сюжете.
Click to view(*) Данный видеоролик имеет прямое отношение к одному из возможных сюжетных ответов.
В начале о том, что может быть гарантией для свободной автономной прибыльной колонии от того исхода, который кратко обрисовал starlife2099. На этот вопрос кратко и всеобъемлюще ответил в интервью журналу "Эсквайр" Андрей Ланьков (эксперт по Северной Корее)
"Столкнувшись с реальной вероятностью американской атаки на военные и промышленные объекты, а также понимая, что новые санкции рано или поздно подорвут экономику страны, руководство КНДР решило пойти на некоторые уступки. При этом об отказе от ядерного оружия речи не идет и идти не может: в Пхеньяне не забыли уроков Ирака и, особенно, Ливии и считают ядерное оружие единственной гарантией своего политического, а отчасти - и физического выживания."
Тут нечего прибавлять и убавлять - все просто, как самовар.
Теперь о том, что на видеоролике. Как учит нас австралийская детская энциклопедия (**)
"Фузор Фарнсворта-Хирша, или просто фузор (фьюзор), представляет собой аппарат, разработанный Филоном Т. Фарнсвортом для создания ядерного синтеза. В отличие от большинства управляемых систем термоядерного синтеза, которые медленно нагревают ограниченную магнитами плазму, термоядерный инжектор впрыскивает «высокотемпературные» ионы непосредственно в реакционную камеру, что позволяет избежать значительной сложности. Когда он впервые был представлен миру исследований в области термоядерного синтеза в конце 1960-х годов, это было первое устройство, которое могло четко продемонстрировать, что оно вообще вызывает какие-либо реакции термоядерного синтеза, и были большие надежды на то, что его можно быстро превратить в практический источник энергии. Однако, как и в других экспериментах по слиянию, разработка в генератор оказалась сложной. Тем не менее, с тех пор фузор стал практическим источником нейтронов и выпускается коммерчески для этой роли".
По некоторым соображениям, сформулированным д-ром Дж. Д. Лоусоном в 1955-м, реакция дейтерий-тритий с положительным энергетическим балансом (т.е. высвобождаемая энергия синтеза выше затрачиваем энергии накачки), на которую рассчитывал Филон Т. Фарнсворт невозможна в подобном устройстве. Но ряд других реакций - вероятно, возможен.
В принципе (предположительно) есть три перспективные реакции.
1. бор-10 + нейтрон -> литий-7 + альфа-частица + 2,31 МэВ.
Давно известная, практически применяемая в медицине, хорошо изученная реакция.
Может иметь продолжение:
литий-7 + протон (ядро водорода) -> 2 альфа-частицы(ядра гелия) + 17.2 МэВ
2. азот-15 + протон -> углерод-12 + альфа-частица + 4,96 МэВ.
Одна из низко-барьерных реакций в звездном CNO-цикле, также хорошо изучена.
3. бор-11 + протон -> бериллий-8 + альфа-частица -> 3 альфа-частицы + 8.7 МэВ
Об этой реакции говорилось давно, однако ее достоверная реализация с условно-положительным энергетическим балансом была показана лишь в 2013-м во Франции.
"Специалисты из лаборатории практических исследований лазеров высокой интенсивности LULI (Laboratoire pour l'Utilisation des Lasers Intenses) использовали мишень из бора с естественным соотношением изотопов: двадцать процентов бора-10 и 80 процентов бора-11. На эту мишень под углом в 45 градусов направляли импульс красного лазера продолжительностью около полутора наносекунд. Благодаря системе фокусировки луч сжимался до одной десятой миллиметра и превращал поверхность мишени в состоящую из ионов бора плазму. Затем, через еще одну наносекунду, с другой стороны в сторону мишени выстреливали импульсом другого лазера, дававшего вспышку красного цвета продолжительностью всего одна пикосекунда (10-12 секунды). Этот второй импульс попадал в установленную перед мишенью полоску алюминиевой фольги, из которой выбивался пучок протонов: именно эти частицы врезались в облако борной плазмы и вступали в термоядерную реакцию... суммарная энергия трех получающихся ядер гелия была больше суммарной энергии исходного протона и ядра атома бора." (***)
Важной особенностью бор-протонного синтеза является не только сравнительно простая технология, но и отсутствие нейтронного и гамма излучения, т.е. сравнительная биологическая безопасность (альфа-частицы легко и полностью задерживаются тонким слоем металла). Кроме того, энергию альфа-частиц сравнительно просто конвертировать в юзабельную электроэнергию.
При этом, все компоненты для реакции (природный бор и водород) очень широко распространены в природе и имеются практически в неограниченном количестве везде в мире, включая морскую воду.
Вопрос реализуемости данной реакции в фузоре Фансворта-Хирша остается открытым, но вероятна возможность такой реакции в модифицированном фузоре, известном, как поливелл (***).
Вопрос о том, может ли какая-то модификация фузора (или поливелла) работать в режиме сверхбыстрого тепловыделения (попросту: в реджиме термоядерной бомбы) также остается открытым.
Что касается цены и технологичности - в 2014-м в СМИ прошло сообщение, что британский 13-летний школьник собрал действующий фузор Фансворта-Хирша, потратив 2000 фунтов (****).
Такие дела.
Теперь, поскольку (напомню) речь идет о сюжете НФ-романа о свободной колонии (условное название пока: "Букет для улитки") автор будет весьма благодарен всем, кто выскажет конструктивные и оригинальные соображения, которые смогут придать сюжету дополнительную интригу, научно-популярную ценность, и повышенную достоверность для уважаемого, взыскательного, критически (или даже скептически) настроенного читателя.
---------
*) Фузор в действии, видео с канала clagwell, 03.11.2009.
**) http://encyclopedia.kids.net.au/page/fa/Farnsworth-Hirsch_Fusor
***) https://lenta.ru/news/2013/10/09/noneutronsnocry/
****) https://en.wikipedia.org/wiki/Polywell
*****) https://korrespondent.net/tech/science/3316440-brytanskyi-shkolnyk-na-uroke-sobral-termoiadernyi-reaktor