бестолковый термояд
Семихатов в роли ведущего программы "Вопрос науки" с Паращуком, который профессор в МГУ и не занимается термоядом, обсудили этот термояд для энергетических нужд. Подано это всё довольно аляповато - "для телевизора", но основные идеи проговорены:
https://www.youtube.com/watch?v=3J_f_rsJxys
25:53
Энергетика будущего: перспективы термоядерного синтеза. Вопрос науки с Алексеем Семихатовым
Анатомия Монстров, 14к просмотров, 25 мар. 2024 - 531 тыс. подписчиков
[Spoiler (click to open)]
Тема - Энергетика будущего: перспективы термоядерного синтеза.
Солнце, как и все другие звезды, вырабатывают энергию за счет реакции термоядерного синтеза. Человечество уже около ста лет пытается развить его на Земле. В случае успеха будет получено практически безграничное количество чистой, безопасной и доступной энергии. По каким причинам термоядерный синтез все еще не является частью мирового энергетического баланса и почему такое положение дел неизбежно изменится - в этом выпуске "Вопроса науки".
Гость программы: Дмитрий Паращук - профессор физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.
Ведущий: доктор физико-математических наук Алексей Семихатов.
0) Не то что бы это тема суперактуальная, но раз уж я посмотрел Семихатова и какие-то собственные мысли по этому поводу пришли - именно для того, чтоб их записать, делаю этот пост.
1) Т.к. оба обсуждающих не занимаются темой напрямую - совсем уж детально они обсудить её смогли бы. Но уровень передачи настолько низок, рассчитан на такую широкую аудиторию, что особо ничего бы не поменялось в части деталей и при обсуждении темы теми, кто ей занимается.
Но зато оба не ангажированы, не зависят материально от того, выделял ли на термояд деньги или нет. И в этом плане у них нет конфликта интересов, который мог бы подпортить в плане подачи - например, чего-нибудь важного не проговорили.
2) Обсуждались такие схемы.
Горячие:
а. Токомак - горячую плазму Д+Т пытаются удержать магнитами в бублике токомака, но не получается, т.к. чем больше закачивают в плазму энергии, тем больше неустойчивости и больше плазменный шнур норовит выскочить из вакуумированной камеры и повредить оборудование. Сейчас, насколько я в курсе, пытаются отслеживать движение шнура плазмы, чтоб быстро менять магнитное поле так, чтоб заталкивать его в центр камеры. Уже полвека было "вот-вот, сейчас что-то получится" и, вероятно, ещё полвека будут говорить тоже самое. Не доказано, что это невозможно, потому пытаются решить научные и инженерные задачи, чтоб хотя бы чуть-чуть приблизиться к хоть какому-то результату. Чтоб не пугать общественность, в массовой прессе не обсуждается, что может и ничего не получиться с термоядом - т.е. кроме побочных целей большая вероятность не достигнуть главного.
б. Обжатие наносекундными лазерами большой энергии. Уже год или 2 назад писали, что что-то получилось: выходная энергия превысила входную энергию лазерных лучей примерно в 1.5 раза. Но из розетки берётся на пару порядков больше. Плюс - тут только импульсный режим работы. И реализовать на этой схеме энергоустановку ещё менее вероятно. Занимаются ей скорее в военных целях - для разработки и проверки термоядерного оружия без ядерных испытаний, когда компьютерного моделирования мало.
Холодные:
в. Дейтерий растворяют в металлическом палладии, и там якобы наблюдали выход нейтронов - признак того, что термояд пошёл. Но повторить это не смогли.
г. Кавитация в тяжёлой воде. Мол, в кавитационных пузырьках достигается такое высокое давление, что может произойти термояд. И якобы кто-то наблюдал. Но повторить никто не смог.
3) Проблемы.
Термояд подают как экологически чистую энергию, которая никогда не закончится.
Но именно это не так.
Дейтерий (да и тритий) есть в воде - мол, достаточно взять оттуда. Только на разделение изотопов потребуется тоже энергия. И её надо включать в расчёты КПД. Тяжёлая вода потому и дорогая, что на её получение, на очистку от воды лёгкой тратится много энергии. И тут получается очень много оборудования, которое не факт что само экологично - в производстве например.
Далее. Откуда брать тритий?
Из морской воды - очень неэкономично.
Из лития-6 - который надо добывать, отделяя его от лития-7. Это тема для производства термоядерного оружия. Установки по обогащению были в США, СССР и КНР, остались в РФ и КНР. Есть разделение через растворение в ртути. Очень экологично. Другой вариант - дисциляция в вакууме. Т.е. надо греть природный литий в перегонном аппарате до 550С и в пар будет уходить больше лёгкого изотопа. Т.е. придётся жечь много энергии, чтоб сделать такую очистку.
Но даже, если получили Д+Т, то проблема поджидает в конце - в реакции выделяются нейтроны, которые далеко проникают вещество, захватываются там и превращают его в радиоактивные изотопы, или разбивают ядра на части. Это - наведённая радиация. Нейтроны приводят к появлению радиоактивных отходов, в которые превращается вся установка.
Возможны ли т/я реакции без выделения нейтронов? Может быть да, но выбор таких реакций приведёт к усложнению всех остальных проблем - и с условиями проведения реакции, и с стоимостью добычи исходных изотопов для этой реакции.
А в условиях, когда в РФ уже делают опытные атомные реакторы на уране с замыканием цикла, в которых дожигают ядерные отходы и из нерабочего урана-238 делают рабочий плутоний, не военный, т.к. там смесь изотопов. Т.е. получается, что сейчас уже выкопанного урана-238 хватит на несколько тыщ лет всему человечеству. И что ядерных отходов становится мало. И это уже работает в виде опытного реактора. Так что термояд будет не скоро, если вообще будет, а "замкнутый цикл" на уран-плутониевых АЭС уже отрабатывается, и при этом достижение в нём безопасности и отсутствия отходов достижимо будет значительно дешевле, чем для термояда. И топливо уже есть - почти бесплатно: все затраты на его получение уже сделали раньше.
ИТОГО:
- нереализуемо с вероятностью 95%
- очень много энергии уходит в отходы - в изотопы для топлива, в удержание плазмы
- загрязнение нейтронами - т.е. наведённая радиация и ядерные отходы.
https://www.youtube.com/watch?v=3J_f_rsJxys
25:53
Энергетика будущего: перспективы термоядерного синтеза. Вопрос науки с Алексеем Семихатовым
Анатомия Монстров, 14к просмотров, 25 мар. 2024 - 531 тыс. подписчиков
[Spoiler (click to open)]
Тема - Энергетика будущего: перспективы термоядерного синтеза.
Солнце, как и все другие звезды, вырабатывают энергию за счет реакции термоядерного синтеза. Человечество уже около ста лет пытается развить его на Земле. В случае успеха будет получено практически безграничное количество чистой, безопасной и доступной энергии. По каким причинам термоядерный синтез все еще не является частью мирового энергетического баланса и почему такое положение дел неизбежно изменится - в этом выпуске "Вопроса науки".
Гость программы: Дмитрий Паращук - профессор физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.
Ведущий: доктор физико-математических наук Алексей Семихатов.
0) Не то что бы это тема суперактуальная, но раз уж я посмотрел Семихатова и какие-то собственные мысли по этому поводу пришли - именно для того, чтоб их записать, делаю этот пост.
1) Т.к. оба обсуждающих не занимаются темой напрямую - совсем уж детально они обсудить её смогли бы. Но уровень передачи настолько низок, рассчитан на такую широкую аудиторию, что особо ничего бы не поменялось в части деталей и при обсуждении темы теми, кто ей занимается.
Но зато оба не ангажированы, не зависят материально от того, выделял ли на термояд деньги или нет. И в этом плане у них нет конфликта интересов, который мог бы подпортить в плане подачи - например, чего-нибудь важного не проговорили.
2) Обсуждались такие схемы.
Горячие:
а. Токомак - горячую плазму Д+Т пытаются удержать магнитами в бублике токомака, но не получается, т.к. чем больше закачивают в плазму энергии, тем больше неустойчивости и больше плазменный шнур норовит выскочить из вакуумированной камеры и повредить оборудование. Сейчас, насколько я в курсе, пытаются отслеживать движение шнура плазмы, чтоб быстро менять магнитное поле так, чтоб заталкивать его в центр камеры. Уже полвека было "вот-вот, сейчас что-то получится" и, вероятно, ещё полвека будут говорить тоже самое. Не доказано, что это невозможно, потому пытаются решить научные и инженерные задачи, чтоб хотя бы чуть-чуть приблизиться к хоть какому-то результату. Чтоб не пугать общественность, в массовой прессе не обсуждается, что может и ничего не получиться с термоядом - т.е. кроме побочных целей большая вероятность не достигнуть главного.
б. Обжатие наносекундными лазерами большой энергии. Уже год или 2 назад писали, что что-то получилось: выходная энергия превысила входную энергию лазерных лучей примерно в 1.5 раза. Но из розетки берётся на пару порядков больше. Плюс - тут только импульсный режим работы. И реализовать на этой схеме энергоустановку ещё менее вероятно. Занимаются ей скорее в военных целях - для разработки и проверки термоядерного оружия без ядерных испытаний, когда компьютерного моделирования мало.
Холодные:
в. Дейтерий растворяют в металлическом палладии, и там якобы наблюдали выход нейтронов - признак того, что термояд пошёл. Но повторить это не смогли.
г. Кавитация в тяжёлой воде. Мол, в кавитационных пузырьках достигается такое высокое давление, что может произойти термояд. И якобы кто-то наблюдал. Но повторить никто не смог.
3) Проблемы.
Термояд подают как экологически чистую энергию, которая никогда не закончится.
Но именно это не так.
Дейтерий (да и тритий) есть в воде - мол, достаточно взять оттуда. Только на разделение изотопов потребуется тоже энергия. И её надо включать в расчёты КПД. Тяжёлая вода потому и дорогая, что на её получение, на очистку от воды лёгкой тратится много энергии. И тут получается очень много оборудования, которое не факт что само экологично - в производстве например.
Далее. Откуда брать тритий?
Из морской воды - очень неэкономично.
Из лития-6 - который надо добывать, отделяя его от лития-7. Это тема для производства термоядерного оружия. Установки по обогащению были в США, СССР и КНР, остались в РФ и КНР. Есть разделение через растворение в ртути. Очень экологично. Другой вариант - дисциляция в вакууме. Т.е. надо греть природный литий в перегонном аппарате до 550С и в пар будет уходить больше лёгкого изотопа. Т.е. придётся жечь много энергии, чтоб сделать такую очистку.
Но даже, если получили Д+Т, то проблема поджидает в конце - в реакции выделяются нейтроны, которые далеко проникают вещество, захватываются там и превращают его в радиоактивные изотопы, или разбивают ядра на части. Это - наведённая радиация. Нейтроны приводят к появлению радиоактивных отходов, в которые превращается вся установка.
Возможны ли т/я реакции без выделения нейтронов? Может быть да, но выбор таких реакций приведёт к усложнению всех остальных проблем - и с условиями проведения реакции, и с стоимостью добычи исходных изотопов для этой реакции.
А в условиях, когда в РФ уже делают опытные атомные реакторы на уране с замыканием цикла, в которых дожигают ядерные отходы и из нерабочего урана-238 делают рабочий плутоний, не военный, т.к. там смесь изотопов. Т.е. получается, что сейчас уже выкопанного урана-238 хватит на несколько тыщ лет всему человечеству. И что ядерных отходов становится мало. И это уже работает в виде опытного реактора. Так что термояд будет не скоро, если вообще будет, а "замкнутый цикл" на уран-плутониевых АЭС уже отрабатывается, и при этом достижение в нём безопасности и отсутствия отходов достижимо будет значительно дешевле, чем для термояда. И топливо уже есть - почти бесплатно: все затраты на его получение уже сделали раньше.
ИТОГО:
- нереализуемо с вероятностью 95%
- очень много энергии уходит в отходы - в изотопы для топлива, в удержание плазмы
- загрязнение нейтронами - т.е. наведённая радиация и ядерные отходы.