A A A A Автор Тема: Термоядерный реактор  (Прочитано 96462 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Veter

  • Гость
Термоядерный реактор
« : 23.02.2002 [03:00:20] »
   В журнале "Наука и жизнь" № 8,9 за 2001г. опубликована статья, посвящённая проблеме управляемой термоядерной реакции.
   Технический проект реактора уже готов. Сейчас выбирают площадку под строительство, которое, по планам, займёт восемь лет.
   Машина предназначена только для экспериментов. Начало получения энергии на термоядерных электростанциях прогнозируют через 20-30 лет.
   Фантастика! Наконец то перестанут сжигать нефть и газ. Двигатели внутреннего сгорания похоже, исчезнут, вытесненные электрическими. Прекратиться интенсивное загрязнение планеты. Энергия термоядерного синтеза даст новые возможности человечеству. Ну чем физики не герои!?
« Последнее редактирование: 23.02.2002 [03:03:41] от VETER »

anovikov

  • Гость
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #1 : 23.02.2002 [11:11:08] »
Термоядерный реактор - это великая, неисчерпаемая околонаучная кормушка, из которой ученые мужи черпают уже наверное лет 60, и будут черпать еще ХЗ сколько.

Еще в книжках, на которых выросли наши родители, писалось, что вот-вот, еще 5-10 лет - и будет!

Сейчас обещают через 20-30... Хм. Я по крайней мере уверен, что не доживу.

Термоядерный реактор - это что-то вроде поиска внеземных цивилизаций или построения коммунизма, идея слишком красива, чтобы не давать на нее денег, даже если шансы почти равны нулю.

Оффлайн Анатолий Волчков

  • Почетный участник Астрофорума
  • *****
  • Сообщений: 2 100
  • Рейтинг: +72/-0
    • Система моделирования поля зрения
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #2 : 23.02.2002 [11:51:37] »
 VETER: "Прекратиться интенсивное загрязнение планеты."

А что, уже придумана термоядерная реакция без радиации и без наведенной радиоактивности в конструкциях реактора? И вообще еще неясно, что лучше: загрязнение химическими веществами, которые впоследствие утилизируются природой, или получение гор радиоактивного хлама, хранить который нужно тысячелетиями. Какое загрязнение более губительно для биосферы?

И второй вопрос. Не потребует ли термоядерная энергетика такой инфраструктуры для своего функционирования (заводы по созданию реакторов, производство расходных материалов, утилизация отходов, ...), что суммарное загрязнение среды от такого "чистого" энергопроизводства будет больше, чем от тепловых станций? Почему при рассмотрении вреда природе упоминают лишь одну составляющую термоядерного процесса - отсутствие продуктов сгорания? Как к этому относятся "физики-герои"?

Оффлайн Stepa

  • *****
  • Сообщений: 1 994
  • Рейтинг: +54/-10
  • Мне нравится этот форум!
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #3 : 24.02.2002 [08:07:07] »
Насколько мнен известно, запланирована всего лишь установка дял получения "положительного выхода энергии". Такой самообслуживающий токамак.
Как мне объяснил один мужик-ТЯРщик, главное дайте место и деньги, и мы его построим :)
Японцы предлагают деньги и место у себя, чтобы строить этот чудо-реактор.
Анатолий, я думаю, что вы не совсем правы.
Излучение там только нейтронное, активация незначительная (от нейтронов хорошо защищает обычная вода), а энергия выделяется в виде кин. энергии синтезированных ядер. Самое приятное, нет никакой распадной активности у продуктов, по сравнению с обычными ЯР.
Напомню, что ТЯЗ без урана - чистое ядерное оружие,однако делают ТЯЗы с ураном, для повышения энергетического выхода, и поэтому происходит загрязнение. В ТЯРе нечему загрязнять окружающую среду, он даже I-131 не может сделать :)

ТЯЗ - т/я заряд
We must hang together or we all shall hang separately

Оффлайн Анатолий Волчков

  • Почетный участник Астрофорума
  • *****
  • Сообщений: 2 100
  • Рейтинг: +72/-0
    • Система моделирования поля зрения
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #4 : 24.02.2002 [09:45:40] »
Все было бы хорошо, если бы не теплоноситель. Он ведь попадает в непосредственный контакт с зоной реакции. Ну если не теплоноситель, то преобразователь энергии. Да и сама конструкция реактора тоже не останется чистой. Так что "чистых" ядерных машин не бывает.

Вопрос в том, какое суммарное загрязнение даст весь комплекс термоядерной энергетики и получит ли человечество выгоду от новой технологии. Естественно, необходимо рассматривать и долговременные работы после разборки отработавших реакторов, например, хранение элементов конструкций.

Я не знаю ответа на поставленные вопросы, потому и интересуюсь. Тут ведь может случиться аналогичное пропаганде "чистого" транспорта - электромобилей. То, что продукты выработки электроэнергии, а также отработавшие элементы конструкций, например аккумуляторов, крайне сильно загрязняют природу,  упомянуть "забывают". Нужен полный анализ всех процессов термоядерной энергетики.

Оффлайн Stepa

  • *****
  • Сообщений: 1 994
  • Рейтинг: +54/-10
  • Мне нравится этот форум!
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #5 : 25.02.2002 [08:28:01] »
1. Можно использовать не дейтерий - литиевый цикл, а гелийный, когда технология будет отработана на литии и дейтерии. Гелиевый цикл НЕ дает нейтронов, поэтому активации конструкций и теплоносителя не присходит.
2. При создании ТЯРа мы выплавляем металлы, сжигая уголь прямо или опосредовано (выплавляем алюминий в электропечах), так что в этом смысле загрязнение окружающей среды такое же, но оно заканчивается при выплавке соответствующего количества металла. Если бы был дешевый источник электрической энергии, мы бы и сталь (всю сталь) плавили бы в электропечах.
3.Хранение конструкций отработавшего ТЯРа предстоит только через 30 лет, и с использованием гелийного безнейтронного цикла может быть очень коротким (1-2 года), затем конструкцию можно переплавлять.
4. Вероятно, что в реакторе на D и Li не будут использовать воду, хотя вопрос этот еще надо обсудить, поскольку нейтроны там нужны только для получения трития из лития, и замедлитель-поглотитель, как вода, не вносит дисбаланса в потоки нейтронов, как это было в обычном ЯРе.
5. В общем, я за ТЯР обеими руками, только чтобы первые D-Li реакторы замещались потом, (как можно скорее), на He реакторы.
6. Безусловно, как мощный источник быстрых нейтронов, ТЯР на D-Li является довольно опасной машиной вследствие активации конструкции со следами W, Co и т. д.
7.В зону реакции теплоноситель никто не пустит - там плазма. Поэтому сниматть энергию будут со стенок, на которые направлен сильный тепловой поток.
We must hang together or we all shall hang separately

f01001

  • Гость
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #6 : 25.02.2002 [10:07:22] »
 А что проблему первой стенки уже решили?

Оффлайн Stepa

  • *****
  • Сообщений: 1 994
  • Рейтинг: +54/-10
  • Мне нравится этот форум!
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #7 : 26.02.2002 [06:45:49] »
Что вы имеете в виду под "проблемой первой стенки"?
We must hang together or we all shall hang separately

f01001

  • Гость
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #8 : 26.02.2002 [07:00:23] »
Создание ТЯРа это уже просто необходимость.Если органическое топливо будет сжигаться нынешними темпами, то лет через 40-50 людям просто нечем будет себя обогревать.Но и это еще полбеды :'(.Почему -то когда говорят об экономии органического сырья, то имеют в виду только его топливную ценность, но ведь та же нефть имеет еще и огромную промышленную ценность, из нее можно сделать все что угодно- от плстмассовой игрушки до сложных синтетических материалов.Слишком расточительно его просто сжигать, если хотите , то его нужно беречь для следующих поколений ;)
А дейтерия на Земле хоть и немного, но на несколько веков хватит, а там глядишь и чистый водород приспособят :)
А наведенная радиоактивность уже и так существует
в обычных реакторах деления, причем здесь она го-о-ораздо сильнее чем в ТЯРе.
Кстати, а что все-таки с идеей мю- мезонного катализа-заглохла?


Оффлайн Анатолий Волчков

  • Почетный участник Астрофорума
  • *****
  • Сообщений: 2 100
  • Рейтинг: +72/-0
    • Система моделирования поля зрения
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #9 : 26.02.2002 [08:30:37] »
Никто не против термоядерной энергетики. Вопрос в реальной оценке достоинств и недостатков технологии. Разговоры об избавлении человечества от всех экологических проблем с введением новых энергетических технологий вызывает недоверие, если нет детального анализа всех обстоятельств использования новых технологий. Чаще всего для рекламы проекта говорят об одном из этапов проекта, например, в случае с электромобилями обычно говорят об отсутствии выхлопов в атмосферу продуктов сгорания, а вот об остальных этапах этой технологии умалчивают.

Ясно, что энергии человечеству требуется все больше, таков уж современный этап развития цивилизации. Сейчас в перспективе видится настоятельная необходимость освоения термоядерной энергетики. Только надо честно говорить обо всех обстоятельствах внедрения этой технологии. Герои-физики несомненно освоят эту схему добывания энергии. Вот если бы они смогли при этом сделать всю цепочку термоядерной энергетики экологически чистой, вот тогда можно будет назвать их героями человечества! А пока имеются героические достижения лишь в области физики.

Оффлайн Дрюша

  • *****
  • Сообщений: 4 675
  • Рейтинг: +96/-14
  • Вы сышите только мой голос...
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #10 : 26.02.2002 [16:48:57] »
А я так полагаю, что у ТЯРа есть некая "критическая масса" или минимальная мощность, при которой он мог бы
- обслуживать сам себя (чисто знергетически)
- стать экономически целесообразным (сравняться по экономической эффективности с современными ГЭС, ТЭС и АЭС)
- вытеснить все остальные как заведомо неэффективные, грязные и вредные.

Возможно, чтобы КПД такого реактора был достаточно высок, мощность его должна быть огромной (ну, скажем, сотни тысяч гигаватт). Что же тогда делать с этой энергией, если она сосредоточена в одном месте?
- Плавить алюминий, и вообще, концентрировать там энергоёмкие производства
- разлагать воду на водород-кислород, и гнать водород по обычным газопроводам. Модифицировать всё это оборудование, а так же все ТЭС и домашние газовые плиты под водород.
- Передавать электроэнергию на межконтинентальные расстояния, распределяя её по всему миру. Обычные ЛЭП не пойдут. Тут нужны либо сверхпроводящие линии, либо специальные линии по передачи ионных и электронных пучков сверхвысоких энергий (что-то вроде синхрофазотрона, опоясывающего всю Землю)

Воэможно, тогда одна такая ТЯЭС могла бы обеспечить всю мировую энергетику.... Только, где она будет стоять?

В любом случае, стоит это не слишком дёшево. Может быть, когда-нибудь к этому и придём.

f01001

  • Гость
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #11 : 27.02.2002 [07:42:52] »

7.В зону реакции теплоноситель никто не пустит - там плазма. Поэтому сниматть энергию будут со стенок, на которые направлен сильный тепловой поток.

Вот это я и понимаю под первой стенкой. ;)
А проблема состоит в следующем- стенки от интенсивной бомбандировки неитронами будут
" изнашиваться", а их замена людьми, как я читал вроде бы не возможна:только с помощью роботов. 8)

Оффлайн Stepa

  • *****
  • Сообщений: 1 994
  • Рейтинг: +54/-10
  • Мне нравится этот форум!
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #12 : 28.02.2002 [02:28:13] »
Hello ,

Что верно, то верно. Лезть активированную Fe снимать большого кайфа нет ;)
Однако, поток нейтронов там будет не особо больше, чем от обычного ЯРа,
и если считать стенку тонкой, то dN/dt = j * sigma * N0 , где j - поток, sigma - сечение (Fe,n) , N0 - количество атомов Fe.

j ~ 10^15 1/см**2*сек-- очень много, по-моему только в ТЯЗ с  усилением U.

sigma ~ 10^-22 см**2 -  а может и меньше

N0 ~ 10^25 част.

dN/dt ~ 10^18 Част. / сек

то есть сгорит через 10^7 сек - месяца 4.

Но потоки будут в сотни раз меньше. То есть лет 10 он прослужит.
Но они хотят окружить его литием, чтобы тритий из лития получать, и одновременно жидким литием тепло снимать.
В общем я за гелиевый цикл.В гелиевом нет нейтронов!!

Доступного He-3 хватит, чтобы три раза вывести Землю за пределы Солн. системы (шутка)  :)

Надо придать Земле лишние 12 км/с , т.е.  A= m*v**2/2 = 6*10^24 кг * 12000 м /с **2 /2 ~ 4 * 10 ^33 Дж.

Производство энергии на Земле: 10^21 Дж / год. Т.е не улетим :)

to drusha:

Действительно есть. Это называется критерий товарища Лоусона.
Вот он:

Р-рим ТЯР как три системы:

1. Инжектор плазмы.
2. Магнитная катушка
3. Теплообменник.

Вывод skipped... (если надо, напишите)

реакция (d,d)    n*tauE >= 10^15 cm**3*сек при T=10^9 K

реакция (d,t)    n*tauE  >= 0.5*10^14 cm**3*сек при T=2*10^8 K

n - конц. плазмы, чем выше, тем сложнее удержать

tauE - время удержания плазмы в катушке


We must hang together or we all shall hang separately

f01001

  • Гость
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #13 : 02.03.2002 [11:56:17] »
 Все обсуждаемое относится к токамакам.А как остальные направления:инерционное удержание, мю- мезоны?
А по- моему даная тема к астрономии отношения не имеет.

Оффлайн Spacer

  • ***
  • Сообщений: 206
  • Рейтинг: +8/-4
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #14 : 03.03.2002 [02:37:43] »
С этими вашими термоядерными реакторами Вы точно когда-нибудь Землю погубите! >:(

f01001

  • Гость
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #15 : 04.03.2002 [08:37:07] »
 Ага , ага.
Когда только появились паровозы многие говорили , что от грохота у коров, посущихся рядом, будут снижаться надои молока, и еще что-то ужасное :o ;)
Волков боятся - в лес не ходить!

Оффлайн Анатолий Волчков

  • Почетный участник Астрофорума
  • *****
  • Сообщений: 2 100
  • Рейтинг: +72/-0
    • Система моделирования поля зрения
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #16 : 04.03.2002 [13:20:51] »
"Волков боятся - в лес не ходить!".

Бездумное хождение в лес, где живут волки, кончается уменьшением популяции людей, не удосужившихся заранее подумать.

Оффлайн Nickolay Stupishin

  • ****
  • Сообщений: 344
  • Рейтинг: +28/-0
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #17 : 04.03.2002 [17:11:06] »
Stepa наверное забыл упомянуть, что сечения "чистой" D-He3 реакции существенно ниже, чем у самой энергетически выгодной "грязной" D-T реакции. И поэтому температура в реакторе должна быть примерно на порядок выше, не 10-15кэв, а все 100-150кэВ!
А кроме того D-дейтоны могут реагировать между собой с образованием протона и трития либо He3 и нейтрона. Так что за полную чистоту еще и там надо побороться.

К вопросу о целесообразности разработки проблемы УТС.
Я бы сравнил человечество с капризным ребенком, для которого "хочу" стоит всегда выше чем "надо". Вряд ли от него можно ждать осмотрительности. Весь опыт развития цивилизации пока это подтверждает.
Нужна энергия - надо добыть любой ценой!  Может в этом есть глубокий смысл и наш шанс, а если робко топтаться на месте, то погибнешь раньше?

Оффлайн sergei

  • ***
  • Сообщений: 129
  • Рейтинг: +7/-0
  • Мне нравится этот форум!
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #18 : 06.03.2002 [09:32:39] »
Наверное пока рановато говорить о степени вреда, который может быть нанесен при использовании термоядерных реакторов. Сначала необходимо построить хотя бы один ТЯР и на нем уже провести все исследования для выяснения всех за и против. Да и то первые опытные образцы не совершенны.
А если всего боятся и не проводить экспериментов то никуда наша наука нас не приведет. Надо было бы тогда и Резерфорду и Кюри не проводить своих исследований, тогда бы не было атомного оружия, Чернобыля и др. Но тогда и не было бы и космических кораблей и многого другого. Появление нового источника энергии всегда приводит за собой развитие всего производственного комплекса. Появляются новые технологии и материалы, расширяются горизонты познания. Зачем топтаться на месте, когда мы можем идти вперед.

Оффлайн Анатолий Волчков

  • Почетный участник Астрофорума
  • *****
  • Сообщений: 2 100
  • Рейтинг: +72/-0
    • Система моделирования поля зрения
Re: Термоядерный реактор
« Ответ #19 : 06.03.2002 [13:20:20] »
Sergey:

"Наверное пока рановато говорить о степени вреда, который может быть нанесен при использовании термоядерных реакторов."

В том то и дело, что исследовать последствия нужно сейчас, до постройки первых опытных образцов, которые, по Вашим словам, несовершенны. Это же физика, а не алхимия, где результаты получались случайно. Тут все можно просчитать заранее, естественно с некоторой величиной ошибки.

"А если всего боятся и не проводить экспериментов то никуда наша наука нас не приведет."

Куда привели бездумные, лапотно проведенные эксперименты, все знают по Чернобылю. Неужели этот чудовищный случай так ничему и не научил, и "лихие головы" снова призывают проводить эксперименты, а уж потом думать. Не верю я в то, что последствия термоядерной энергетики не просчитаны по всему комплексу проблем, не идиоты же физики! Призывы сначала строить а потом думать - преступны! Тут лучше тысячу раз "побояться", чем один раз "сесть в лужу", в которой российская ядерная физика уже посидела в 1986 году.

Если у поборников термоядерной энергетики нет конкретных оценок вреда, который может быть нанесен природе, дальнейшее обсуждение вопроса теряет всяческий смысл. Наука не делается митинговыми призывами, на то она и наука, что оперирует законами природы и способна просчитать последствия.