Звёздочка моя, солнышко земное (NUC21)

[crustgroup]

Понимание проблем токамакостроения и плазмоудержания у современных обывателей, к сожалению, находится на весьма убогом уровне. Те светлые времена, когда журнал "Наука и Жизнь" выходил тиражом в 3 миллиона экземпляров, уже позади. Сейчас тираж "Науки и Жизни" скатился до жалких 40 000 экземпляров, а сам журнал представляет собой убогую тень своего

Comments

[lavrenkin]

Всё это понятно и известно. Этот ITER уже лет 10 строят и конца и края что-то не видно.. Сколько туда миллиардов вбухано! Сколько еще вбухивать и ждать? Похоже никогда его уже не построят...

[crustgroup]

Вы думаете, что под вашим руководством оно побыстрее пойдёт? И бюджет сможете сэкономить?

[solar_front]

Другой вопрос дадут ли его закончить те, кто хорошо живет при нынешнем порядке: политики, энергокомпании и т.д. Запуск реактора вызовет такие сдвиги, что 11/09 покажется рутиной мелочью.

Не оторвет ли реактор старые, но богатые цивилизации от более отсталых на такую величину, что о паритете придется забыть и наступит эра не социализма, а глобального неофашизма.

[lavrenkin]

Ничего подобного.

Реактор что, сразу обеспечит всё человечество океаном дармовой энергии?

Нет, не обеспечит. Хорошо если он на первых порах (которые могут растянуться на десятки лет) сможет обеспечивать энергией хотя бы научное оборудование, которое туда натащат.

Реактор сразу станет дешёвым как дизель-генератор?

Нет, не станет. Каждая штука обойдётся в бешеные миллиарды, которые - сюрприз! - есть отнюдь не у каждого в кармане.

Реакторы можно будет строить как пивные ларьки?

Нет, строительство каждого будет занимать годы (если не десятилетия) ровно также как это обстоит со строительством АЭС. Да и ключевые технологии строительства есть далеко не у всех желающих.

А уж про мировое "нефтяное лобби" и говорить смешно. Можно подумать Германия, Франция, Япония, Северная Корея и десятки других государств, остро зависящих от внешних поставок нефти забили болт на перспективный проект только потому, что им башляют чуваки из Роснефти или BP.

[tdv_77]

Проблема в нейтронном балансе. Производить D смысла нет, его и так дофига, а с тритием бИда.
D+T=He4+n. Образуется только 1 нейтрон, т.е. цепной реакции нет и в лучшем случае мы сможем воспроизводить T либо из D либо из Li6 один к одному. А т.к. потери нейтронов будут то ресурс трития будет быстро истощаться.
Если использовать нейтрон для деления U238, то мы сможем расширенно воспроизводить тритий, но тут такое дело: само деление U238 это где-то 200MeV, т.е. энергии это деление будет давать в разы больше, чем тот тритий, который мы получим в результате деления U238. Т.е. де факто по энерговыходу у нас будет не термоядерная электростанция, а атомная на быстрых нейтронах, где источником нейтронов будет ТС. Она будет конечно гораздо управляемой, сможет освоить огромные запасы U238, но говорить о самостоятельной роли ТС, пока не будет освоена реакция с He3 нельзя.

[crustgroup]

Я пока говорил только о реакции D+Т, в рамках которой можно вполне вовлечь в оборот энергии:
1) торий
2) уран-238
3) часть протия
4) утилизовать "бесхозные" нейтроны.

На гелии-3 просто проблем ровно в 100 раз больше, чем на D+T, до него ещё дожить надо.

Ну а остальных "головешек" - лития, бериллия и бора - так вообще до обидного мало.

[tdv_77]

Бесхозные нейтроны это плохо. По своим свойствам это ценнейший ресурс, фактически это и есть тот самый философский камень, о котором мечтали алхимики.

В мейнстриме сейчас мнение, что вот построим ИТЭР и на его основе начнем клепать реакторы, и проблемы решены, и АЭС можно закрывать. А на самом деле все совсем не так :)

[crustgroup]

Ну да. В том-то и прикол, что нормальная, разумная термоядерная станция - это "сердце". которое и будет нарабатывать эти нейтроны для ураново-ториево бланкета, который может вполне выдать и 90% от общего энерговыхода станции.

Потому что 14,1 МэВ - это реально дохрена, биологическая защита реактора будет неслабая, так почему бы уже не обложить тор ураном вместо свинца - и получать нормальный энерговыход ещё и с урана?
Плюс, под таким "живительным потоком" нейтронов любой ОЯТ очень быстренько превратится в изотопы веществ группы железа, потеряв изрядную долю своей "злой" активности.

Ну и, конечно, управляемость. Плазменный тор гораздо проще "выключить", нежели заглушить цепную реакцию в сотне тонн урана. Ведь в присутствии источника внешних нейтронов ядерная часть может быть глубоко в безопасной зоне - очень далеко от критичности. Ей вообще, по-хорошему, критичность не нужна даже в условиях "включённого" тора - нейтроны для неё "бесплатные".

[lordarny]

я так и не понял что дальше? нагреваем водичку и крутим турбину?
и зачем такой размер? нельзя это в миниатюре всё проворачивать?

[crustgroup]

Нейтроны. Только тепло.
Никакие системы прямого преобразования не работают - их можно ждать только для реакции на гелии-3.

[ksil_29reg]

и что эти системы будут из себя представлять?

[ext_830324]

http://en.wikipedia.org/wiki/Direct_conversion

И все-таки токамаки - тупиковая ветвь эволюции

[anonymous]

На третьем посте про термояд не выдержал и решил впервые в жизни написать комментарий в ЖЖ. С токамаками не так все радужно, как Вы описываете. Начнем с того, что полного понимания процессов удержания до сих пор нет. Есть такая штука - аномальная диффузия. Этим термином называют совокупность процессов выноса плазмы из шнура на стенки. Так вот, природа происхождения это "диффузии" до сих пор не ясна. Посему ITER такой большой (его размеры основаны на скейлингах времен удержания существующих токамаков, теорией там и не пахнет), хотя Лаврентьев надеялся, что получится токамаки в каждом колхозе ставить. Концентрация в шнуре не может превышать 10^14-10^15 см^-3, температуру тоже сильно не задерешь, площадь сечения термоядерной реакции нормирована. Посему, чтобы поднять энерговыход установки - ее надо увеличивать в масштабах. А ITER и так не маленький и очень сложный. Проблема 14 МэВ нейтронов не решена. Они легко пролетят и пару метров воды, как их задерживать - пока не ясно (чисто технически). Ну а главная проблема с ними - радиационное

Re: И все-таки токамаки - тупиковая ветвь эволюции

[crustgroup]

Проект ITER - экспериментальный реактор.
Запретов на бланкет из урана с торием нет никаких, а сечение захвата нейтронов у урана где-то на 5 порядков лучше, чем у воды.

Re: И все-таки токамаки - тупиковая ветвь эволюции

[ext_1998390]

До меня дошло, что можно зарегистрироваться через контакт. Не прошло и пол года) Анонимный пост про тупиковую ветвь мой. Я пытался написать комментарий про бланкеты анонимно, но что-то не получилось, так что если будет повтор, то заранее прошу прощения. Внутри камеры поместить торий или уран нельзя. То есть можно, но это будет неправильно. Проблема в том, что атомы материала стенки теми или иными путями будут попадать в шнур. А так как уран сильно "многоэлектронный", то его попадание в шнур приведет к бурному излучению на электронных переходах до тех пор, пока он не ионизуется полностью (если ионизуется). И мысль токамакостроения наоборот направлена на "строительство" стенок камеры из легких атомов. На Textor например экспериментировали с вставками из графита. На JET ставили ванночки с литием. И вроде как на ITER планируется ставить бланкеты с литием для наработки трития.

Re: И все-таки токамаки - тупиковая ветвь эволюции

[crustgroup]

Нейтроны летят во все стороны.
Бланкет с торием или ураном надо ставить снаружи, за стенкой токамака.

Вынужден приземлить полет фантазии.

[ext_723530]

На один нейтрон, получаемый в результате реакции дейтерий(D)-тритий(T) требуется один нейтрон для получения D из p(протона, ядра обычнного водорода) и 2 - для получения T из p.
Т.е. в самых идеальных условиях после сжигания всего годного топлива для цикла D-T топлива мы получим нового топлива в размере 1/3 от имевшегося изначально количества, а в пределе бесконечного числа таких идеальных циклов - половину от имевшегося. И все - тушите ваши реакторы.

Re: Вынужден приземлить полет фантазии.

[crustgroup]

Вы забыли о урано-ториевом бланкете, которым нам и надо тормозить все эти сверхжёсткие нейтроны из термоядерного тора.
А там каждая реакция деления даст 2-3 нейтрона взамен одного влетевшего.
Так что баланс такого реактора - сугубо нулевой по дейтерию и тритию.
Расходуется только торий и уран-238, с которыми сейчас и есть основные вопросы по их утилизации.

Re: Вынужден приземлить полет фантазии.

[ext_723530]

Не, не забыл. Урана с торием немного - это редкие элементы - даже по весу, не говоря уж о числе ядер.
PS А вопросов с их утилизацией, вроде как, и нет: есть менее фантастические технологии - весьма небезопасные, но на практике работающие.
PPS И да, Вы напрасно надеетесь, что нейтронный поток дожжет все отходы деления до стабильных изотопов: осколки деления и так нейтронноизбыточны - а тут к ним еще нейтронов добавляется. А чтобы избавиться от лишних нейтронов требуется слабое взаимодействие, т.е. процесс избавления будет идти сильно медленнее захвата.
(Ответить) (Ветвь дискуссии)

Re: Вынужден приземлить полет фантазии.

[crustgroup]

Выше вам привёл все цифры по урану.
Торий даже и не считал толком никто - потому что он пока - "Неуловимый Джо":
http://crustgroup.livejournal.com/30079.html

Что же касается осколков деления - подумайте, почему реактор-размножитель ещё называется по-английски breeder/burner - и что означает его второй эпитет.