Новые фотографии ИТЭР
Продолжаем рублику.
Первой фоткой у нас большая железяка - корпус криособционного вакуумного насоса:
( Read more... )
Первой фоткой у нас большая железяка - корпус криособционного вакуумного насоса:
( Read more... )
Про "если подтвердятся - будет лучше ИТЕР" (ITER-way токамаков вообще) - согласен. (Особенно если "фантазии" на "теоретически" заменить;) :) ).
С другой стороны, Simonen, Fowler и Moir уже на ГДЛ-образных ловушках изрядно интересные реакторы рисует, я о вариантах их KSTM (Kinetic Stabilized Tandem Mirror), с сильными полями в пробках,
см. "Prospects for an Axisymmetric Advanced Fuel Tandem Mirror", T.K. Fowler, R.W. Moir, T.C. Simonen, 2016, http://aip.scitation.org/doi/pdf/10.1063/1.4964242;
(а так же слайды: http://www.iccworkshops.org/epr2016/uploads/448/simonen_epr.pdf )
Поля конечно о-го-го, но уже сейчас отвязной фантастикой не являющиеся.
Кроме того, из перечисления выпал FRC от Tri Alpha Energy. Кстати говоря о FRC, - ИЯФ FRC тоже рассматривает, как вариант для будущего реактора, судя по докладам на январской научной сессии в ИЯФ.
__________
Еще раз, критерии "лучше" у нас разные. По моим (и нам обоим известны люди, которые разделяют сходные критерии), ОЛ токамаки кроют, как Бог черепаху бык овцу.
Reply
О, у меня эта статья была записана на посмотреть (на OS2016), когда выйдет, но так и не сподобился. 215 метров длины при 18 Т (написано что это "технологический уровень ИТЭР", но это не так, там максимум 13.5 Т, придется использовать ВТСП) - думаю оценка слегка оптимистичная, но не за гранью безудержного оптимизма :).
Получается, что имеющиеся ОЛ достигли в своих скейлингах примерно уровня ИТЭР. Реактор заметно больше, но геометрия проще, нагревная мощность (опять у них тут цифры не сходятся - из Q=10 она 98 мегаватт, а из написанного - 41.6) примерно такая же.
Интересно, поддержит ли кто-нибудь Симонена, или Ливермор и NIF неплохо кормит?
Reply
- по мне так и не за гранью безудержного оптимизма и 24T )) (то, что там идет в "Next Generation") но я в этом месте известный "безудержный оптимист". (А если китайские заявления про 40T вспомнить... кхе-кхе )) ), но это детали. Но в целом - да, 18T для пробок - сейчас реалистично.
>Получается, что имеющиеся ОЛ достигли в своих скейлингах примерно уровня ИТЭР.
- Этот день войдет в историю! Ну, для меня :)
>Интересно, поддержит ли кто-нибудь Симонена, или Ливермор и NIF неплохо кормит?
- same shit. Хотелось бы, чтоб поддержали! Чтоб цвели сто цветов:). Но скорее, подозреваю, они дождутся (просто по факту) результатов CAT и СМОЛА, а там "все возможно, станет иначе". (Разве что на "новые ветра" из администрации тут можно понадеяться).
>О, у меня эта статья была записана на посмотреть (на OS2016), когда выйдет, но так и не сподобился.
- по этой ловушке есть еще расчетная статья, "Trapped Particle Stability for the Kinetic Stabilizer", H. L. Berk, J. Pratt,
(Submitted on 7 Mar 2011)
DOI: 10.1088/0029-5515/51/8/083025
https://arxiv.org/abs/1103.1213
текст: https://arxiv.org/pdf/1103.1213.pdf
- но это так, для особых ценителей.
Reply
Реалистично, но TRL этой технологии далеко не ИТЭРовский, т.е. нельзя его упоминать совместно с 18 Т.
Хотя уже есть серийные совмещенные НТСП/ВТСП для ЯМР-спектрометров, емпни на 19 Т, объемом с наперсток, конечно.
Вот этот спектрометр https://www.mrl.ucsb.edu/spectroscopy-facility/instruments/1-800mhz-sb-bruker-avance-nmr-spectrometer-solidsliquids 18,8Т, 54 мм отверстие для образцов (т.е. магнит внутренним диаметром сантиметров 10), но не помню, где я видел конструкцию магнита.
Reply
https://sites.udel.edu/uhf-nmr-workshop/files/2015/08/Roth-1pjlsm2.pdf
Но -НТСП, что намекает.
Reply
Про "Намекает" не уверен, что понял точно. Единственно для меня это надежды что при циклинге захолаживания будет устойчивость побольше, да и что в целом потехнологиченее будет.
Reply
Намекает, что ВТСП все же, еще не сняли лабораторных халат. Хотя NMR - это не просто магнит, это высокоточное и очень ровное поле, но вот Брукер пишет:
High-Temp Superconductor Challenges:
• Highest critical currents at B > 23 T
• High mechanical strength
• Reproducible, uniform properties along
conductor length
• Stable properties over time at RT and 2 K
• Long HTS lengths of many kilometers
В итоге они обещают в этом году выдать магнит НТСП-ВТСП на 28 Т с дыркой 54 мм. Лабораторные достижения еще круче (MagLab), приведу две картинки:
На последней картинке показано поле в центре отверстия. Видно, что получить больше 0,1 м отверстие в пробке с с полем 18Т и защитой магнита сегодня сложновато. Но ВТСП дозревают на глазах - думаю, лет через 5...10 можно будет расчитывать уже на 25 Т в таком отверстии.
Да, картинки взяты из замечательной презентации https://sites.udel.edu/uhf-nmr-workshop/files/2015/11/Bird-1qp9puo.pdf - там же можно посмотреть на конструкции высокопольных SC магнитов - видно, что нифига это не просто.
Reply
Особенно, если учесть, что для DD Q для реактора с самоподдерживающимся горением поменьше может быть (в нейтроны мало улетает, больше на разогрев останется).
Reply
- мне НТСП намекает на то, что есть надежда на большую стойкость при растяжениях=> больше шансов сделать _большой_ высокопольный магнит. Я там понимаю, больше диаметр - больше проблем с этим в ВТСП, у НТСП вроде получше должно быть с этим. Я прав тут?
___
P.S.
Кстати, интересно, высокопольным катушкам для каркасов выскоэнтропийные сплавы (HEA), в чистом виде, или с добавками SWCNT(одностенные углеродные нанотрубки, если их, конечно, удастся в HEA запихать)/ гранул/нитей нитрида бора (а с этим должно быть проще в плане запихивания в HEA, к тому же я, слышал, что это уже либо делали, либо теоретизировали на эту тему) может помочь как-то радикально?
P. P.S. пока из HEA-композитов нашел вот это:
"Oxide-fibre/high-entropy-alloy-matrix composites" (2015)
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359835X15001840
- радует там вот это: "The analysis of the microstructure and strength data suggests an expectation of a high creep resistance of the composites under development."
Reply
Элементарно - нужен материал, который имеет сигму >800 МПа при температуре жидкого гелия, такой поможет. Как найдется среди этих композитов - сразу можно пробовать магниты делать :)
Reply
- на это, кстати, есть надежды, как раз с HEA:
http://science.sciencemag.org/content/345/6201/1153
A metal alloy that is stronger when cold (2015)
"Metal alloys normally consist of one dominant element, with others in small amounts to improve specific properties. For example, stainless steel is primarily iron with nickel and chromium but may contain trace amounts of other elements. Gludovatz et al. explored the properties of a high-entropy alloy made from equal amounts of chromium, manganese, iron, cobalt, and nickel. Not only does this alloy show excellent strength, ductility, and toughness, but these properties improve at cryogenic temperatures where most alloys change from ductile to brittle".
...
" We examined a five-element high-entropy alloy, CrMnFeCoNi, which forms a single-phase face-centered cubic solid solution, and found it to have exceptional damage tolerance with tensile strengths above 1 GPa and fracture toughness values exceeding 200 MPa·m1/2. Furthermore, its mechanical properties actually improve at cryogenic temperatures; we attribute this to a transition from planar-slip dislocation activity at room temperature to deformation by mechanical nanotwinning with decreasing temperature, which results in continuous steady strain hardening."
(жаль, они на 77K остановились! )
и, про него же (без sci-hub!):
"Processing, Microstructure and Mechanical Properties of the CrMnFeCoNi High-Entropy Alloy" (2015)
http://www2.lbl.gov/ritchie/Library/PDF/2015_Gludovatz_JOM_Processing.pdf
(см. например, примерно те же (точнее, - о том же) графики на стр. 2267; подробнее я не смотрел)
Reply
Reply
Другое дело - можно попробовать "ловить все" другие HEA, вполне возможно, еще что-то в том же роде найдется! Это э настоящий "волшебный горшочек", там вариантов того, что можно получить - тьма.
Reply
Reply
В целом, для 18T "TRL этой технологии далеко не ИТЭРовский" (интересно таки, почему упомянули в таком ключе?), и про то, что ВТСП есть на > 18T - тоже все так. Надо глянуть, что 26(?)T c FPA 2015 сколько кубических см унутре имел :) (тоже наперсток, ЕМНИП). И вообще, глянуть, не сделали ли за прошедшее время что помощней/ поинтересней.
Про "НТСП ... ЯМР-спектрометров ... на 19 Т" - для меня новость.
Reply
Подозреваю, что никто не делал расчеты radial build, и соответственно зависимость поля на оси от поля на внутренней грани катушки. Для не-DT ситуация чуть получше, будет, конечно. У Симонена расклад такой - в соленоиде поле 1 тесла при радиусе плазмы 4 метра (некислая бочка, кстати), значит в пробке при 12 Т будет радиус 33,3 см, магнит нужен, ну скажем, метрового диаметра (отсюда и пошел расчет, скорее всего). Метр внутренним диаметром на 18 тесла сейчас можно, наверное, сделать на НТСП, захолодив до 2К, но НИОКР наверняка понадобится. Катушка, кстати, нужна на 14,4 МА*витков - при плотности тока, как у центрального соленоида ИТЭР можно выполнить в сечении 90х90 см. С одной стороны - вроде получается, с другой - захолаживать до 2К такие массивные магниты вроде не умеют... в общем тут на грани где-то.
Reply
Leave a comment