Термоядерный синтез заработал в плюс? Учёные США смогли запустить реакцию с положительным КПД?
12.12.2022 [13:01], Руслан Авдеев
Учёные из Ливерморской национальной лаборатории США совершили прорыв, впервые получив в результате термоядерного синтеза больше энергии, чем было потрачено на запуск реакции, сообщает The Financial Times. Это открывает невероятные перспективы, в теории позволяя обеспечить человечество почти неисчерпаемым источником энергии.
Источник изображения: Lawrence Livermore National Laboratory
Ещё с 1950-х годов прошлого века физики мечтали использовать термоядерный синтез для получения энергии, но прежде не получалось добыть больше энергии, чем затрачивалось на запуск реакции синтеза. Это могло бы стать альтернативой как обычным атомным электростанциям, работающим наоборот за счёт расщепления атомов, так и углеводородному топливу и, конечно, избавиться от вредных выбросов в атмосферу.
В Ливерморской национальной лаборатории воспроизвели т.н. инерционный управляемый термоядерный синтез, предусматривающий облучение крошечной порции водородной плазмы самым большим в мире лазером. Эксперимент проходил в минувшие две недели. Реакции синтеза в национальном комплексе National Ignition Facility (NIF), принадлежащем лаборатории, позволили генерировать 2,5 мегаджоулей энергии - почти 120 % от затраченного лазером 2,1 мегаджоуля. В Министерстве энергетики США уже назвали результаты эксперимента «крупным научным прорывом». Полученные данные всё ещё проверяются.
«Первоначальные данные свидетельствуют об еще одном успешном эксперименте в NIF. Однако точные данные о выходе энергии все еще уточняются, и мы не можем подтвердить, что в настоящее время она превышает пороговое значение, - говорится в сообщении Ливерморской лаборатории. - Этот анализ находится в процессе, поэтому публикуемая информация до того, как этот процесс завершится, будет неточной».
Тем не менее, двое людей, знакомых с результатами эксперимента, сказали, что выход энергии был больше, чем ожидалось, что привело к повреждению некоторого измерительного оборудования, что усложнило анализ. Прорыв уже широко обсуждался учеными, добавили источники. Если результаты подтвердятся, это будет означать, что исследователями из Ливерморской лаборатории удалось добиться цели, недостижимой в течение десятилетий.
Источник изображения: Lawrence Livermore National Laboratory
Объект National Ignition Facility на площадке лаборатории обошёлся в $3,5 млрд и изначально предназначался для моделирования военных ядерных взрывов, но использовался также для экспериментов с термоядерным синтезом. В прошлом году в рамках эксперимента с термоядерным синтезом удалось генерировать 70 % энергии от той, что была затрачена лазерами.
Ранее в этом году, в ходе оглашения стратегии развития термоядерной энергии, один из американских конгрессменов заявил, что технология является «святым граалем» чистой энергетики и потенциально способна избавить большее число людей от бедности, чем открытие огня.
Большинство исследований пока связаны с т.н. магнитным термоядерным синтезом, в котором водородное топливо удерживается в ловушке мощными магнитами и нагревается до экстремально высоких температур для термоядерного синтеза. Если ранее термоядерной энергетикой занимались преимущественно государственные учреждения, то в последнее время инвестиции в соответствующую отрасль потекли и в частные компании, обещающие создать работоспособные технологии к 2030-м годам.
Хотя многие учёные считают, что до появления термоядерных электростанций пройдут ещё десятилетия, новости невозможно игнорировать. Термоядерные реакции намного безопаснее с экологической точки зрения, чем обычные ядерные. К тому же, даже небольшое количество водорода в теории способно снабжать дом энергией в течение сотен лет. Это особенно актуально на фоне роста цен на углеводороды и глобального потепления.
Мои сегодняшние комменты, "Ливермор"...
akhceloo
Мои сегодняшние комменты, "Ливермор"...
Мои сегодняшние комменты по поводу "Ливерморской колбасы" то бишь их "энерго-выпшика" с "термоядом".
Краткое содержание моего коммента:
Офигенный результат.
Сожгли электричества на 685,54 рублей, получили "не уловленный ничем выхлоп" стоимостью 1,89 рублей, которые впустую рассеялись в воздухе, потому что технологии улавливать это тепло и перерабатывать это тепло в электричество - нет.
Это пока лишь опытная установка.
Сведения 2011 года: "Агрегат стоимостью $3,5 млрд" (данные 21.06.2011, 14:51, с тех пор вложения многократно возросли)
Отдельно про мишень: это "мишень размером с канцелярский ластик", которая представляет из себя "трубочку из золотого сплава, в котором находится сферическая бериллиевая капсула диаметром 2 мм с охлажденными до твердого состояния дейтерием и тритием." Взаимодействие УФ-излучения с трубочкой порождает мощное рентгеновское излучение, которое испаряет капсулу. Ударные волны, возникающие при этом, сжимают и разогревают топливо, запуская реакцию синтеза.
Повторяю, вот это золотая трубочка ([дорогая трубочка]), порождает энергию стоимостью 1,89 рублей (Один Рубль Восемьдесят Девять Копеек). Для этого пришлось построить уникальную установку из 192 сверхмощных лазеров, которая в 2011-м году обошлась налогоплательщикам США в $3.5 миллиарда (210'000'000'000 рублей). А сколько она сегодня стоит? У меня нет последних данных.
Повторяю. "Выхлоп" на сегодня.
Это всё, что дилетанту нужно знать о том, насколько близко человечество подошло к практическому "мирному использованию термоядерной энергии".
В то же время, с точки зрения физика-исследователя, это несомненно важный прорыв в научных исследованиях.
Но для практической энергетики ПОКА ЧТО не годится.
Вот[]
Да, результат интересный, но путь "лазерного обжатия мишени" - тупиковый с точки зрения получения энергии.
1) Сегодня у marat_ahtjamov был пост, а потом интересное в комментах обсуждение.
[Сначала я шуточный пост написала у marat_ahtjamov (развернуть)]
а потом ещё один коммент оставила, более подробный:
[Мой (akhceloo) коммент-2, у marat_ahtjamov, с цифрами (развернуть)]
2) Вчера у https://rubir-ru.livejournal.com/818512.html " Похоже добили термояд": https://3dnews.ru/1078722/uchyonie-ssha-dobilis-proriva-na-puti-k-polucheniyu-neogranichennoy-energii-v-eksperimentalnom-termoyadernom-reaktore
[Написала коммент], получила несколько ответов на мой коммент (там можно, по ссылке).
3) Меня зафрендил
marat_ahtjamov (я-то его давно в френд-ленте читаю, да что-то он меня до сих пор не замечал).
4) Ну и зафрендила
sanitareugen, за отличные комменты. О нём следующий пост, потому как молодец он, и старинцы в интернете у него интересные. Я вот на такое так и не собралась, хотя, казалось бы, тоже должна была хорошие ресурсы сделать в сети.
[Комменты от sanitareugen у marat_ahtjamov]
А реальная технология, которая обеспечит человечество энергией - давно известна,
brutus_cynicus в этом комменте пишет: (14 декабря 2022, 12:52:12, цитата): "После того, как Россия научилась делать ядерные реакторы на быстрых нейтронах проблема термояда уже остро не стоит. Можно ещё лет 100 пытаться сделать мирный термояд. А пока человечеству и старых АЭС с новыми реакторами хватит." и даёт ссылку: https://strana-rosatom.ru/2022/09/09/reaktor-bn-800-polnostju-pereshel-na-moks/ - "Реактор БН‑800 на четвертом блоке Белоярской АЭС полностью перешел на МОКС-топливо. Это важный шаг в выстраивании двухкомпонентной атомной энергетики с замыканием ядерного топливного цикла."
Так что американцы достигли, конечно, очень интересных реультатов.
Но до практической реализации термояда сейчас ещё больше чем 30 лет. Моя оценка - 330 лет. (По некоторым оценкам, примерно на 300 лет хватит урана, вот через 330 лет - как раз тогда начнутся проблемы с недостатком Урана-238).
4декабря 2022, 13:33:36 Изменен: 14 декабря 2022, 13:37:11
Не, он "мирный", в смысле, лазерная технология - с моей точки зрения, тупиковый путь, в отличие от токамаков и потомков этого подхода.
Почему:
- как уже говорили выше, или не здесь), КПД лазеров около 1%
- реакция импульсная. Не так чтобы один раз лазерами "чиркнули", как спичкой, реакцию зажгли, и она дальше горит. Нет, наоборот: нужно заново помещать в камеру шарик-мишень, опять закачивать энергию лазерами. Короче, для электростанции не годится.
- размер мишени мелкий, а масштабировать мишень для этой технологии проблематично
- абсолютно непонятно, как после выделения энергии "полезно использовать" эту мизерную энергию, которая выделится "дополнительно к энергии лазаров". КПД в итоге ещё многократно уменьшается, потому
- как мне написал в одном из обсуждений комментатор, не все понимают, что 1 Мегаджоуль - это очень мало. Пояснение: 3.15 МДж - это 0.875 кВт*ч (вот онлайн-калькулятор
- Кроме того, не надо забыть вычесть затраченную энергию (3,15-2,05)=1,1 МДж (якобы получено "в плюс", если они не врут). То есть, 0,3056 кВт*ч.
- Цена электроэнергии, делаю поиск. С 1 июля 2022 года в Москве и Московской области меняются тарифы за электроэнергию, говорится в сообщении Мосэнергосбыта. В первой половине 2022 года в Москве 1 кВт*ч. электроэнергии по одноставочному тарифу стоил 5,92 руб., а теперь будет стоить 6,17 руб., в Подмосковье цена повышается с 5,93 руб., до 6,17 руб.
- Получаем, что 1.1 МДж = 0.30560 КВТ-ч * 6,17 рублей = 1,89 рублей
- В то же время, если верны цифры затраченной энергии ( около 400 МДж), то потратили 400 МДж=111.11кВт*ч=685,54 рублей.
Офигенный результат.
Сожгли электричества на 685,54 рублей, получили "не уловленный ничем выхлоп" стоимостью 1,89 рублей, которые впустую рассеялись в воздухе, потому что технологии улавливать это тепло и перерабатывать это тепло в электричество - нет.
Это пока лишь опытная установка.
Да, результат интересный, но путь "лазерного обжатия мишени" - тупиковый с точки зрения получения энергии.
Тут выше пишут, что технологию можно использовать для испытания начинки ЯО - с этой точки зрения я на вопрос не смотрела, нужно почитать дополнительно
https://akhceloo.livejournal.com/1384246.html