Бесконечная чистая энергия, сверхпроводящие магниты и занавес
0. Как всем известно, электростанции термоядерного синтеза - это источник бесконечной энергии. Он потребляющет крохотное количество "топлива", дейтерия, который добывается из морской воды, и лития, которого на Земле тоже полно, с текущим потреблением энергии их хватило бы на сотни миллионов лет. Очень чистый источник. Никаких радиоактивных
( Read more... )
- и даже известно, почему так.
Об этом даже есть в вашем "любимом источнике информации", в том самом "обзоре современного состояния дел в термоядерной энергии":
Если 30 лет не платить за дом, который можно построить за 30 лет, то через 30 лет дом построен не будет. ГЕНИАЛЬНОЕ ОТКРОВЕНИЕ, ага!
При том, что пока этих грошей хватало на новые установки, прогресс шел быстрее, чем по закону Мура:
>2)
- вынесу в отдельный комментарий. Если кратко - "надежд мало".
>3. На выходных в своем любимом источнике информации прочитал обзор современного состояния дел в термоядерной энергии и с удивлением узнал несколько фактов. Во-первых, Helion Energy далеко не один. Только в табличке по ссылке семь стартапов, и все разные.
- это можно было бы узнать и у того самого tnenergy:
"Обзор термоядерных стартапов мира, часть I"
https://tnenergy.livejournal.com/125733.html
"Обзор термоядерных стартапов мира, часть II"
https://tnenergy.livejournal.com/125659.htm
>4. Лидером в этой гонке в тексте назван стартап, основанный исследователями из MIT, называющийся Commonwealth Fusion Systems.
- лидером в гонке токамак-стартапов (с кучей вопросов и сомнений их в успехе).
Они не рассмотрели TAE. TAE, конечно, застряло в ситуации "смену конфигурации не продать инвесторам" с одной стороны, с другой их успех во многом определялся их работой с ИЯФ им. Будкера, у которых самая перспективная схема реактора сейчас - их новый ГДМЛ с диамагнитным пузырем плазмы в центральном соленоиде, и винтовым удержанием в пробках (так что TAE могут таки и взять их схему в итоге (надеюсь!)).
Правда, тут вариант "В моем старом фантастическом рассказе, внезапно, чуть больше совпадений с реальностью, чем я думал" не так красив. "Одно решение, перечеркивающее все" там, конечно, тоже повлияло, но оно скорее в 90-х принято было, - или когда там на рельсы "будет клептократия" (электоральная автократия) все встало. Сейчас ИЯФ работает по этому проекту не благодаря, а вопреки (хотя кто-то может считать иначе, - "деньги же выделяются" etc). Ну, или так: не так, как должен бы был работать в свободной стране над таким проектом.
Reply
- вот что о них пишет плазменный физик Алексей Беклемишев (ИЯФ им. Будкера СО РАН):
"Helion Energy греет плазму за счёт адиабатического сжатия, а оно происходит за счёт кинетической энергии плазмоидов, засовываемых в узкое место. Кин. энергия, в свою очередь, берётся из э/м поля катушек быстрого поля в хвостах установки. Итого: 1) в принципе схема не противоречит основным законам природы и при удаче может достичь т/я реакции; 2) система принципиально импульсная, так что видятся в основном военные приложения; импульсность (по-моему всегда) накладывает жёсткие инженерные ограничения; 3) как и в лазерном термояде я вижу проблему с кпд преобразования энергии от розетки в кин. энергию FRC и температуру плазмы: одно дело считать кпд реактора, когда в знаменателе стоит энергия, которая добралась до плазмы, и совсем другое, если там энергия из розетки. Эти быстрые катушки не могут быть сверхпроводящими..."
...
""Helion Energy за работой", картина маслом.
Относительно небольшое здание реактора уютно примостилось в тени быстрого многомегаджоульного накопителя
и формирующих линий, обеспечивающих высаживание энергии в высоковольтный импульс за 10 микросекунд. Это - характерное время пролёта FRC мимо катушки быстрого поля. Медленнее нельзя - остынет, и адиабатический нагрев не сработает. Основное поле поднято, усилия в сотни тонн на катушку уверенно удерживаются мощной структурой установки. БАМММ! Это пошёл импульс тока, вдоль хвоста установки со скоростью FRC пробегает спазм амплитудой 50-100 тонн. Мегавольтное вихревое эл. поле вдоль катушек быстрого поля не приводит к пробоям и попадает в плазму, ведь инженеры предусмотрительно поместили их витки в элегаз и отделили от плазмы диэлектрической вакуумной камерой с развитой внутренней поверхностью. Мощные системы охлаждения снимают джоулево тепло с катушек, а амортизаторы предотвращают растрескивание диэлектрической камеры при ударе (а может она гибкая?). И вот FRC на месте, пошла реакция, неустойчивости подавлены... Диэлектрики, элегаз, витки, купаются в мощном рентгеновском и нейтронном облучении в течении 100 миллисекунд, и не трескаются! Как это им удалось, ведь нагрев сильно неоднороден и термонапряжения зашкаливают? Наверное диэлектрик обладает отличной теплопроводностью... Ну конечно! Вакуумная камера - цельный алмаз сложной формы, напечатанный на 3D принтере по секретной технологии! Никакие кварцы-сапфиры и прочие тут не при делах, ещё и активируются... Другое решение, которое можно позаимствовать из опыта NIF - изготавливать новую начинку из обломков после каждого выстрела... и так 10 раз в секунду"
:(
Reply
Reply
Reply
Reply
Reply
Reply
Reply
Reply
При том сейчас это гораздо меньшие деньги.
И вкладываться надо в то, что делает ИЯФ, при том по полной.
Меньшие деньги нужны не только потому что не существовавшие ранее производства теперь построены, приборы созданы, эксперименты поставлены.
Меньшими деньгами получится обойтись, потому что наиболее перспективное направление - ГДМЛ с пузырем магнитной плазмы в центральном соленоиде и (многопробочным) винтовым удержанием в пробках принципиально дешевле, просто конструкционно и эксплуатационно, - более простая магнитная система, и камера, которую можно монтировать, а не строить, как в ITER (благодаря цилиндрическому дизайну), и т.д., и т.п.
А теперь посмотрите, как власти финансировали ГДМЛ. Денег недостаточно даже на полноценную установку. Позор, как есть. А там цена за полную установку даже близко к миллиарду долларов не приближалась.
"П" - "приоритеты". Дворцы, яхты и война для людей у власти в РФ важнее. Это, простите, дно, - сделав смешные вложения можно было получить колоссальную отдачу, в том числе репутационную (стать страной, подарившей миру управляемый термояд!!!). Нет, сейчас вообще вопрос о том, как проект выживать стоять будет - ИЯФ кормится заказами для TAE - оборудование, эксперименты и установки под эти эксперименты (это же и помогает самим двигаться в теме, эти эксперименты позволяют ИЯФ двигаться в теме ГДМЛ); TAE живет этой помощью ИЯФ. Сейчас две самые перспективные команды в УТС будут выживать вместо того, чтобы полноценно работать.
Reply
Reply
Нам сейчас (насколько я понимаю) неизвестно больше ни об одном источнике энергии, который позволит справится с голодом, холодом и многоголовой Гретой Тунберг.
Фотовольтаика сводится к «электричество будет само по себе вытекать из волшебной белой батарейки, потому что на ней священная буква Т»
Мы проделали путь от угольных кораблей до работающего уранового реактора за 40 лет, а тут буквально на каждом шагу какие-то подставы от природы.
Reply
- строго говоря известен, и даже не один даже в варианте "раз и навсегда". Их два :) -
1) Солнечная энергия.
Работает до превращения Солнца в красный гигант. После придется поменять панельки.
Технологично, хорошо масштабируемо вниз, потенциально достаточно дешево (конечно "даже с хранением"; а ведь есть еще упоротые научно-фантастические варианты (для отдаленного будущего) с всемирными сверхпроводящими распределяющими сетями!).
Оно есть уже сейчас, технологично (банально проще производить, нежели многое другое), достаточно дешево, и будет падать в цене решения и далее, в основном за счет падения цены хранения за счет эффекта масштаба в производстве литиевых батарей.
И это даже без всякой жести типа орбитальных солнечных систем!
У ИЯФ на 45-й Звенигородоской конференции по УТС (2018 г) был замечательный доклад "Будущее открытых магнитных систем для термоядерного синтеза".
Там был озвучен такой тейк: "Опережающее развитие конкурирующих способов генерации
(“быстрые” реакторы, ВИЭ) представляет опасность для УТС в целом" (с "быстрыми реакторами" не соглашусь, это они зря; я бы конкуренции с тепловыми боялся бы), - и что для того, чтобы оставаться привлекательным, УТС еще постараться надо ("...создание экологически привлекательной термоядерной системы, работа которой не требует использования трития и, в случае безнейтронных реакций, не требует сложной защиты и не сопровождается существенной активацией конструкционных материалов... Система может быть использована в качестве источника тепловой и электрической энергии, а также для технологических приложений в качестве мощного источника
нейтронов").
В общем, УТС стоит предлагать больше, чем могут предложить токамаки. Вот тут и место для открытых ловушек, они могут в безтритиевое топливо, и, возможно, и в безнейтронное (p-B11) тоже. Да и цена установки (читай: энергии) там меньше будет (ну, как и топлива в случае безтритиевого/ анйтронного топлива).
2) ядерная энергетика на АЭС на тепловых нейтронах, с окончательным геологическим захоронением ОЯТ/ прочих активных отходов в глубоких скважинах большого диаметра (во время пандемии доказательство безопасности технология-предшественник получила, хранение в скважинах (не "большого диаметра", а в обычных), с ураном из морской воды. Урана там тоже хватит до становления Солнца красным гигантом.
Reply
Reply
Тут же нарисовано то же самое, что чувак из Commonwealth Fusion Systems говорит на словах: всё, что можно изучить на маленьких устройствах, изучается довольно быстро, после чего каждая следующая итерация стоит миллиарды долларов. Почему-то авторы картинки считают, что итераций нужно будет всего две с половиной и что каждая займет всего 3-5 лет (возможно, потому что на дворе 1976 год и они излишне оптимистичны). Это значит, что какую-нибудь там защиту от нейтронов с выработкой трития они собирались сделать с первой попытки, что на реальном устройстве не будет возникать неожиданных резонансов и тп.
Reply
- и как то, что некоторые люди рисуют неадекватные запросы переходит в "все рисуют неадекватные запросы"? "У белых людей самолеты тоже из соломы"-логика? 0_О?
Дом стоит Х денег. Точнее лучше аналогию, в которой если целиком не заплатишь, полезного продукта иметь не будешь, но мне лень сейчас креативить. Не заплатив Х денег, более того - тупо не заказав строительство дома, странно что-то гундеть по "всегда через 30 лет". Если не сделать заказ, и не оплатить его - всегда через 30 лет и будет, а чего вы ожидали-то?
Заказа на создание энергетического термояда не было. Вот физически, в этой Реальности не было. И все.
С 70-х годов прошлого века все успешно запущенные установки магнитного термояда дали запланированные, либо лучшие, чем запланированные результаты.
То есть за что заплатили, то и получили. Внезапно, да?
_____________* - (прочие не рассматриваем, лазерный ICF - это игрушки военных (ядерных бомбоделов, нужны для уточнения констант для численного моделирования ядерных взрывов), другие и шансов не имеют),
** - (чтобы исключить построенные, но либо зафейленные (советские токамаки, пожегшие катушки при пуске накануне распада союза; сгоревший в пожаре ИЯФовский АМБАЛ-М, уничтоженная в 1986 году росчерком пера, на следующий день после завершения десятилетней постройки (но до установки части оборудования), рекордная по параметрам (некоторые и сейчас не достигнуты) установка MFTF-B, etc)/
Параметры росли конскими темпами даже с таким убогим финансированием, буквально с беспрецедентной скростью. Перестали расти только когда этих крох перестало хватать на новые установки (которые нужны для роста параметров).
>Во-вторых, тут "до термояда" под интегралом миллиардов 40, один ITER уже примерно столько потратил,
- нет. Осетра тут чуть более, чем вдвое урезать придется.
>а 30 лет никуда не делись.
- во-первых, ITER решили делать в 2006-м, какой-то движ начался в 2007-м, площадку стали ровнять в 2010-м, строить в 2013-м, а выход на Q>10 - в 2037 (по роадмапу 2012 г).
Тут 30 лет как раз и получается, в чем претензия? Не от "сейчас", а от первых телодвижений.
Во-вторых, почему мы говорим про этот международный колхоз имени Безответственности, когда речь шла о оценках US ERDA?
Вот вам рассказ про ITER от ИЯФ-овца:
"С ИТЭРом крупно лажанулись трижды, и это связано не с физикой, а с организацией проекта.
Сначала приняли странную схему менеджмента, в соответствии с которой верховное руководство проектом не только не имеет никакой реальной власти над исполнителями работ, но и не может финансово вздрючить за срыв сроков и безделье.
Во-вторых, позволили завраться европейцам при торговле за выбор площадки под строительства с обещанием осилить половину объёма работ, и теперь по большей части именно европейцы и виноваты за основные срывы графика. Ещё японцы на год сползли, но у тех Фукусима была. Хотя тут стоит вспомнить известный местной тусовки анекдот про старого и молодого представителя изготовителя на пуске РН, всем остальным провал европейцев удобен.
В-третьих, верхом мастерства был ещё один результат торга за выбор места строительства - назначение генеральными последовательно двух японцев, причём первый из них в прошлой жизни был кадровым дипломатом. Потребовалось 10 лет чтобы понять, что японец может успешно управлять только японцами, для остальных нужна другая административная культура".
Плохоуправляемый международный колхоз, идущий не туда (об этом ниже).
(продолжение следует)
Reply
Leave a comment