Термоядерный реактор

[bob]

Основная проблема ТЯЭС - её неосуществимость. Положительный энергетический выход (около 15 процентов) наблюдался пока только в опытах с лазерным нагревом небольших капсул с дейтерием. Однако, подготовка такой капсулы и камеры к разовому микровзрыву стоит в миллионы раз дороже получаемой энергии. А кпд хуже, чем у электростанции на торфе.
О постоянной реакции. Все немыслимые усилия по совершенствованию токамаков ни к чему так и не привели.

[Golwen]

Предлагаю свою схему ТР:

1. Проблема удержания температуры в плазме!
Причина а) контакт с неплазмированным газом в камере - что конечно устронимо надо в магнитную колбу сразу плазу плазмотроном закачивать.
б) Эл-Маг излучения в широком диапозоне спектра - Надо убрать источник электроны из плазмы сразу диапозон сократится до жесткого ренгеновского и выше.

2. Использование Реакций без нейтронного выхода, использовать катализирующие элементы (есть такие реакции) реакчии чистых протонов плюс ядра углерода и азота каких то изотопов!?

3. Применение сверх мощных магнитных полей для создания высокой концентрации, накачка плазмотронами почти близкими с параметрми к  ускорителям.  

4. Снятие энергии с реактора прямым путем - жесткое элмаг. излучение попадая на специальные стенки камеры, стенки преобразуют непосредственно в электричество (Аналог солнечные батареи, термоэлементы - термодиоды)

Затруднение данного способа:
А)Плазма из чистых ядер, Огромное электростатическое поле. Для 1 кг "протонного газа" порядка 100 Гига Кулон.
Б) Еще нет способа  преобразования  Эл-Маг излучения в эл энергию полностью сто процентно (это тоже не за горами. Хотя Американским ученым удалось создать термодиод с такими параметрами, но он работает при нагреве до 100-200 градусов, а нам меньше и не надо)

PS:
Добавлю по поводу некоторых высказываений выше.

Кто то тут сетовал что мол противодействие развитию ТЯ энергетики начнется со стороны владельцев Класической Энергетики (ГЭС, ТЭС, АЭС, Нефте - Газо владеьцев и т.д.)
Замечу Противодействие не начнется ОНО УЖЕ имеет место быть - Следствие сего 50 летние топтание на месте ТЯ энергетики.
Приче не будь нужды (и не будь так проста технология) в атомном оружие ПРОТИВОДЕЙСТВИЕ БЫЛО БЫ   и  в создании АЭС!

[sgi1981]

Уважаемые, не нужно забывать, что мы уже можем выделять термоядерную энергию в неуправляемой ТР(термоядерной реакции). И это уже достижение.
Что касается управляемой ТР, происходящей в плазме, то можно сделать качественный анализ. Прежде всего решающую роль играет тепловой балланс. То есть сумма мощностей (S), которая
S = мощность ТР+мощность излучения плазмы+мощность подводимая к плазме+остальные потери.
Если S=0 , то температура плазмы будет постоянной, при S>0 её температура растёт, при S<0 температура плазмы уменьшается. Мощность ТР зависит от температуры, чем больше температура, тем мощность ТР больше, но и больше модуль мощности излучения плазмы.
Возможно, S никогда не станет большей чем нуль. То есть если это так будет, то для обеспечения непрерывного термоядерного горения мы должны будем всё время подводить энергию к плазме, то есть все время нужно будет плазму нагревать, так как ТР не компенсируют излучение. Откуда же брать энергию для нагрева - от самой энергии излучения и от энергии собственного магнитного поля плазмы путем преобразования и передачи обратно в плазму, что имеет определённый КПД, которого окажется недостаточно.
Дело заключается в том, что плазма таких маленьких размеров и такой сравнительно небольшой плотности, как в термояд. реакторах почти прозрачна к собственному излучению. Иное дело звезды. На солнце, например, слой половинного ослабления излучения в недрах равен 1мм.

Но ведь может быть и другой подход к решению этой проблемы.
Мы можем взрывать терм. горючее. Можем ли мы поглотить энергию от взрыва?
Да, теоретически это возможно. Ведь даже, когда взрываются атомные бомбы, то излучение плавит сталь. Но что нужно сделать, чтобы практически было осуществимо это поглощение энергии? Прежде всего взрыв должен быть достаточно небольшим по энергии, но и достаточно мощным для увеличения полезного выхода энергии. Детонацию можно вызывать мощным пучком фотонов из лазера.
А как же при этом не разрушить стенки реактора?
Подход здесь простой. Ведь взрыв термояд. горючего представляет собой расширяющуюся высокотемпературную плазму. А плазма взаимодействует с электромагнитным полем, когда при расширении плазмы её плотность и температура упадут, то сильное поле просто остановит плазму и не даст ей оказать разрушающего действия, далее плазма будет излучать за счет собственной теплоты, после чего плазму нужно утилизировать из камеры взрыва, чтобы она как можно меньше породила нейтральных частиц, которые не взаимодействуют с полем и будут разрушать реактор.
Я думаю, что с большим успехом так можно взрывать дейтрид лития.
Ну а насчет того что стенки портятся, можно выработать такой подход к решению этой проблемы: нужно создать в стенках полости с теплоносителем. Он будет поглощать нейтроны, гамма-кванты и другие частицы высоких энергий.
То есть вывод таков. Нужно только взрывать ТЯ горючее.

[Stepa]

Я думаю, что с большим успехом так можно взрывать дейтрид лития.

Взрывным лазерным термоядом занимаются уже давно. Основным горючим является смесь дейтерия и трития, упакованная в маленькие капсулки (pellets), которое объединены в пластины - что-то похожее на упаковку таблеток. Но, насколько я знаю, там используется инерционное удержание плазмы.

Дейтерид лития нельзя взорвать лазером, поскольку реакция  Li+D просто не идет. Он взрывается тогда, когда нейтроны от обычного ядерного боеприпаса ("зажигалки") производят тритий по реакции Li+n=He+T и
высокая температура и давление позволяет "зажечь" реакцию D+T.
Для достижения высокой степени обжатия термоядерного горючего используют свинцовые или урановые оболочки, которые также позволяют удержать нейтроны в пределах объема на необходимое время.

[Дрюша]

А как насчёт реакции с участием изотопа He³? Вроде как, она и безопаснее (не даёт долгоживущих радиоактивных изотопов), и проще (идёт при разумных температурах, достижимых в современных токамаках), и имеет множество других приятных особенностей. Правда, на Земле этого самого He³ почти нет, зато на Луне его до фигищи (он постоянно приходит туда с солнечным ветром и космическими лучами, а потому - ресурс возобновимый), и легко добываемый. Достаточно нагреть любую породу, взятую с поверхности Луны до 700-800^оС, и она начнёт газить... Ну, потом - в морозилку (чтобы выделить только гелий) и центрифугу (то бишь, масс-спектрометр) для выделения данного изотопа. Говорят, что тонна лунного Не³ при наличии готовой инфраструктуры обойдётся а 1 гигабакс с учётом доставки, а 25 тонн оного могут покрыть все энергетические потребности США за год, и это при том, что на одну только нефть США сейчас тратят около 40 Г$ в год.

А насчёт КПД, проблем с теплоотводом, безопасностью и т.п. - тут важен ещё и банальный масштабный фактор. При увеличении мощности установки КПД должен расти. Даже для обычного двигателя внутреннего сгорания мощный дизель экономичнее маленького движка от мопеда. И если не особо стесняться с размерами, то при достаточном объёме камеры и площади экрана, собирающего энергию, (пусть он будет хоть радиусом во много километров вокруг очага реакции) тепловые и прочие нагрузки можно свести к приемлемым величинам. Но ясное дело, что в лабораторной экспериментальной установке такого не получится. Возможно, что порог целесообразности может находиться на уровне мощности установки порядка сотен гигаватт или больше. А тут нада не просто экономическая целесообразность (хоть какая-нибудь), а полная победа над всей традиционной энергетикой (нефть, газ, уголь, ядерные реакции расщепления). Тут просто с наскока сделать так не получится. Но это не значит, что не получится никогда. Дорогу осилит идущий.

Так что, дожидаться экономического эффекта от маломощных экспериментальных лабораторных установок - вовсе не обязательно. Хотя, конечно же, они тоже нужны. Но чуть-чуть для другого. Впрочем, сейчас есть и альтернативные пути. Например, компьютерное моделирование...

[rot v]

самое интересное, что в токамаках и пробкотронах плазму всё равно удержать не удастся (-:

http://thermonuclear.narod.ru/treg_r.html

[ing]

http://thermonuclear.narod.ru/rev.html

[gordeev]

 ИТЭР на принципе ТОКАМАКа - безнадежная технология. Плазму удержать на круговой орбите невозможно. Солнце , как очевидно всем, имеет все для термоядерного синтеза- энергетически выгодного. Но плазма там не движется по круговым орбитам. И пока неясен механизм выработки энергии естественного ИТЭР - Солнца  нечего боятся за экологию.
Best regards.Гордеев СИ

[vollirik]

Почему же безнадежная, когда она уже работает?
Вопрос с положительным выходом из токамака уже решен. Остались технологические и экономические проблемы. Никаких принципиальных препятствий к постройке токамака с Q порядка 5-10 нет.

То есть, как справедливо заметил Анатолий - уже должны рассматриваться экология и экономика на всех стадиях цикла.

И тут есть несколько мифов, в которые веруют люди:

а) термояд - безотходная технология.
Неправда. Термояд генерирует большое количество радиоактивных отходов, сравнимое с реакторами деления. Все просто - есть нейтроны, есть активация. Правда, эти отходы куда менее активны и имеют гораздо меньший период выдержки до безопасного состояния.

б) изначальное топливо не радиоактивно.
Тритий, который можно использовать в токамаках уже сейчас, радиоактивен, и так как это изотоп водорода, то может "наводораживать" материалы, диффудировать с очччень большой скоростью... короче, утечки трития вполне возможны, их нужно минимизировать. Транспортировка облученого лития, выделение трития, доставка его в токамак (замыкание цикла) - все это  не карманные операции, большие объемы оборудования, которое станет радиоактивным и в котором надо принимать очень серьезные меры против утечек;

в) термояд решает проблему с исходными материалами для Бомбы.
Не решает. Наоборот - усугубляет в очень большой степени. Большие нейтронные потоки позволяют нарабатывать оружейный плутоний высочайшего качества, дешевле и в куда бОльших количествах, чем в нынешних реакторах деления оптимизированных под эту задачу;

г) гелий-дейтериевый цикл - абсолютно чистый.
Нет. Побочная ветка - дейтерий+дейтерий будет генерировать нейтроны и тритий как продукт. Со всеми вытекающими: активация конструкций, загрязнение тритием... т.п. Хотя, разумеется, это на порядки снижает радиационную нагрузку на конструкцию и проблему с отходами;

д) бороводородный цикл - уж точно чистый как слеза ребенка.
Нет. Побочная ветка бор-10+водород дает нейтроны, тритий, бериллий-7 (о-очень гадкий гамма-излучатель с тау около 50 дней);

е) термоядерная энергия - очень дешевая.
Нет... то есть, пока нет. Энергия первых установки оценивается авторами разных проектов минимум в 1.5-2 раза дороже энергии АЭС. Причем, вроде, уж авторам-то нет резона завышать себестоимость энергии;

ё) токамак - исключительно безопасное устройство, самое худшее, что может случиться - реакция остановится и всё, энергии запасенные в реакторе слишком малы чтобы навредить.
Не совсем так. В текущих проектах для удержания плазмы используются крайне мощные сверхпроводящие магнитные системы. Энергия накапливаемая в них по порядку - гигаджоули, а то и в десятки ГДж. При аварии магнитной системы (например, из-за неприятностей с охлаждением) вся эта энергия (а это эквивалент сотен кило тротила)  будет выделена практически мгновенно.  Энергия плазмы сброшенная на стенки, тоже - далеко не ноль. И хотя в нынешних проектах это предусматривается (для магнитных систем - системы рассеивающие энергию, для конструкций - выброс плазмы как чуть ли не штатный режим), вполне возможна и настоящая авария, с потерей топлива и заметным выходом активности (из бланкета, скажем);

ж) при всем при этом, термояд единственная, кроме солнечных батарей, имеющаяся в нашем распоряжении потенциально рабочая технология, которая сможет обеспечить нас энергией надолго и без особенных экологических проблем.
Чистейшая правда. Лично я - всячески ЗА и порву как Тузик тряпку любого, кто будет неаргументированно трогать светлую мечту немытыми руками.

Просто надо четко осознавать как преимущества теххнологии, так и потенциальные её замороки.

[bob]

Вообще, ТЯЭС с положительным выходом энергии сделать можно - если периодически рвать бомбы под геотермальной электростанцией на большой глубине. Вот только экологов это не порадует. Да и изготовление боеприпаса, при современной технологии, на порядок дороже всей энергии, которую из него можно получить. Так что дело не только в сложности ТЯЭС, но и дешевизне её эксплуатации. Метод должен быть дешевле и безопаснее сжигания газа и торфа.

[Azizbek]

  Было бы здорово, если бы люди наконец перестали "обогощать" воздух различными отходами и вредными газами. Но, я думаю, что такой реактор будет стоить очень дорого. Но все же это будет огромным достижением в.

[trul]

На самом деле существует решение "холодного синтеза" причем  никакое оно не дорогое, а очень даже дешевое. Не Токомак и не как у Потапова.
Хотя у последнего есть рациональное зерно. Только вот ему сил не хватило пойти дальше.
  Есть правда одно Но. Называть его холодным синтезом не совсем корректно.  Там понятие температуры просто начинает исчезать.
Но суть от этого не меняется . Как говориться - да хоть горшком назови, не имеет это никакого значения, главное чтобы работало.
   Наблюдаемый эффект уже есть и есть первые результаты. На данный момент идет подготовка соответствующей аппаратуры. Все это не афишируется и делается по возможности тише, чтобы всякие там Кругляковы , римсские клубы и прочие шизоидные психопаты не мешались и не путались под ногами .

[gordeev]

Уважаемый Trul!
Работы Потапова напомнили мне задачу из”Занимательных задач по физике”.
В частности там надо было объяснить – почему при вращении воды в стакане чаинки собираютя на дне в центре стакана. Этот же принцип реализован и в его изобретениях.
Желаю вам успеха в реализации холодного синтеза.
Best regards.Гордеев СИ

[trul]

Шутим.... ?
Закон Ома вон тоже в ранней школе проходят. Однако вся электроника
работает на этом принципе.... И оченн  даже хорошо работает...

Потаповские генераторы мне напоминают фильмы по рассказам Жуль Верна сделанные под старину. Там подлодки все такие клёпанные, огромные поршни кругом и гиганские шестеренки. И все ходят в смокингах и в цилиндрах ....
   При помощи примитивных насосов и сужающихся "улиток" до эффектов не доберешся.  Они несколько дальше находятся. Сильно дальше ...
   А что касается реализации то рано или поздно все равно сделают.
Это направление непаханное. Толком с ним еще никто не возился.
Все что сдесь было сделанно экспериментально пока так, на уровне "третий клас  первая четверть".  Хотя уже вроде начинают ...

[rot v]

to Truly (falsy)

ты бы вместо того, чтобы обгавкивать, разобрался бы сначала с вихревым эффектом Ранке.. известного еще с 193х годов.. именно на этом эффекте и основано действие теплогенераторов Потапова..

http://www.fund-ekip.ru/books/Potapov/6.html


to gordeev

в его генераторах осуществлен совсем другой принцип.. и вам тоже настоятельно предлагаю для начала ознакомиться со свойствами воды..

http://www.fund-ekip.ru/books/Potapov/9.html

ты тоже читай, а потом уже делай выводы..

[trul]

(вырезано) ...Речь шла не о разогреве воды за счет кавитации и не о перераспределении тепла в вихревых структурах как в трубке Ранка. А о добавочной энергии свыше 100% .Кое было заявлено у Потапова.  Так что ты rot v лучше бы помолчал...(вырезано)

[Дмитрий Вибе]

Господа, либо вы переходите на нормальный тон, либо я вашу дискуссию прикрою.

[trul]

Йес сёр !!!  

[rot v]

опять мимо.. какая кавитация..

выделение тепла происходит за счет образования водородных связей между тетрамерами воды в результате необходимой топологии её течения (вихрь с закруткой).. почитай вторую ссылку.. то есть используется энергия (ядерная) рабочего тела.. что и вырисовывается в итоге в КПД > 100%.. это в стандартных тепловых машинах рабочее тело (пар) не вырабатывается.. поэтому вкладом энергии химической связи между молекулами пара не учитывается.. а в случае потаповского генератора вода ВЫРАБАТЫВАЕТСЯ.. если это учесть.. то КПД уже не получится 100%.. почитай просто.. интересно ведь и реально ))

[trul]

Да вот и не мимо.

Приведенное  обьяснение сильно притянуто за уши.
А натеоретизировать можно вообще все что угодно. Больше читай фантастики.  Лучше попробуй сделать сам хоть что -нибудь чтобы работало. Тогда и поговорим....

Успехов