Я так подозреваю, что прикладники из частных стартапов ( как американских, так и европейских) добьют тему раньше, чем через два поколения... А то развелось их изрядно, на этой теме...
Термоядерный реактор
- Автор темы Олег Грановский
- Дата начала
Это по массе или по объему? Напомню, t поверхности Солнца порядка 6000 кельвинов.
КВС? Там объем работ при строительстве раза в три больше чем для ИТЕРа...
Там работы гораздо меньшей сложности предполагаются.
Это да, он проще. Но там объем работ просто сумасшедший. Это ж надо все под землю закапывать и глубоко...
По энерговыделению на единицу массы:
3.8Е+26 Вт / 2E+30 кг = 1.9E-4 Вт/кг.
Практически, всё вещество Солнца не задействовано в ядерной реакции. Оно только создаёт для неё условия и осуществляет перенос лучистой энергии.
Они не имеют практического смысла. Только как лабораторный прибор. Там используетя реакция D+T. Её зажечь гораздо проще, чем монотопливо. Энерговыделение у тритиевой реакции в 4.5 раза больше. А "зажигалочники" работают только с тритиевой реакцией. Чисто физически это работает. И даже положительный выход возможен - как мы недавно убедились. Только, ввиду необходимости непрерывного подвоза трития, та энергия будет золотая. Необходимо сделать такой реактор, который будет вырабатывать для себя тритий самостоятельно. И не только вырабатывать, но сразу и сжигать его, не отходя от кассы. Это самое разумное, и это одна из основных задач, которые будут решаться на ИТЭРе и ДЕМО. Иначе технология будет половинчатой - как у первого самолётного турбореактивного двигателя 1910х, где воздух нагнетался в камеру сгорания при помощи отдельного поршневого ДВС.
Последнее редактирование:
Уже известно, что выявленные в ходе сборки термоядерного реактора ИТЭР дефекты конструкции отдельных узлов заставят на месяцы или даже годы перенести запуск первой реакции. И хотя детали ремонтных работ и их смету придётся ещё не раз уточнять, картина действий уже ясна и коллектив ИТЭР приступил к её реализации. Реактор будет починен и построен!
Демонтаж труб охлаждения с тепловых экранов (панелей). Источник изображений: ИТЭРВо-первых, на проекте начали готовить тепловые экраны для замены труб охлаждения. Всего рабочую камеру реактора будет закрывать 27 панелей, а это 23 км труб. Предыдущая технология наварки труб на панели привела к появлению микротрещин. Этому способствовали остатки хлора, которые попадали в крошечные карманы в процессе сварки, что вело к коррозии, а также напряжение металла после сварки, которое разрывало уязвлённый металл труб.
Сейчас специалисты отрывают трубы от панелей и прорабатывают новые технологии сварки. Рассматривался даже вариант крепления труб с помощью хомутов, но он был отброшен как слишком сложный и ненадёжный. Все трубы охлаждения для уже произведённых панелей будут изготовлены и приварены заново и, скорее всего, будет сделано также несколько новых панелей про запас. Тендер на проведение этих работ будет размещён в начале февраля, чтобы уже в марте нашёлся подрядчик и приступил к ремонтным работам.
С отклонениями в геометрии девяти секторов вакуумной камеры всё будет сложнее. Каждый из секторов собирался из трёх частей. Именно это привело к отклонениям в геометрии секторов после сварки трёх частей в одно изделие. Эти отклонения разные для каждого сектора. Например, чтобы привести к требуемым допускам сектор №6 (уже установленный в шахту реактора), по периметру стыков придётся нарастить примерно 73 кг металла. Для сектора №1(7) потребуется наращивание 100 кг металла, а для наиболее пострадавшего из трёх измеренных секторов сектора №8 — целых 400 кг металла.
Одна из девяти одинаковых секций вакуумной камерыДля наращивания металла по месту будущих сварных швов каждый сектор придётся освободить от тех же тепловых экранов и другого оборудования, которое будет мешать в процессе проведения работ. Для наращивания секторы разместят на специальных платформах. Сектор №6 при этом придётся извлекать из шахты, что тоже довольно сложная операция, ведь каждый из секторов весит 440 т (высотой с пятиэтажное здание и весом с Airbus A380, как характеризуют эти изделия представители ИТЭР).
Подрядчик для проведения восстановительных работ на секторах рабочей камеры будет выбран до начала лета. Вместе с ИТЭР над этим будет работать государственный французский регулятор в сфере ядерной энергетики. Технология будет опробована на множестве образцов, а после завершения работ все швы проверят в полном объёме методом неразрушающего контроля. Работы предстоят достаточно сложные, но вполне осуществимые.
«Здесь нет никакого скандала, — сказал генеральный директор ИТЭР Пьетро Барабаски. — Такие вещи случаются. Я видел много подобных проблем, и гораздо хуже...»
Если это не скандал - то что тогда скандал?
Демонтаж труб охлаждения с тепловых экранов (панелей). Источник изображений: ИТЭР
С отклонениями в геометрии девяти секторов вакуумной камеры всё будет сложнее. Каждый из секторов собирался из трёх частей. Именно это привело к отклонениям в геометрии секторов после сварки трёх частей в одно изделие. Эти отклонения разные для каждого сектора. Например, чтобы привести к требуемым допускам сектор №6 (уже установленный в шахту реактора), по периметру стыков придётся нарастить примерно 73 кг металла. Для сектора №1(7) потребуется наращивание 100 кг металла, а для наиболее пострадавшего из трёх измеренных секторов сектора №8 — целых 400 кг металла.
Одна из девяти одинаковых секций вакуумной камеры
Подрядчик для проведения восстановительных работ на секторах рабочей камеры будет выбран до начала лета. Вместе с ИТЭР над этим будет работать государственный французский регулятор в сфере ядерной энергетики. Технология будет опробована на множестве образцов, а после завершения работ все швы проверят в полном объёме методом неразрушающего контроля. Работы предстоят достаточно сложные, но вполне осуществимые.
«Здесь нет никакого скандала, — сказал генеральный директор ИТЭР Пьетро Барабаски. — Такие вещи случаются. Я видел много подобных проблем, и гораздо хуже...»
Если это не скандал - то что тогда скандал?
Если-бы в 60х годах США образовали международный консорциум для полёта на Луну, где каждый участник выбирался-бы по финансово-политическим мотивам, то все участники успели-бы состариться и умереть, пока для Сатурна-V сделали-бы хоть один движок.
К тому времени американцы будут отгружать термоядерные реакторы со складов, подозреваю.
Мне интересно, "а кто же это сделал?", кто был проектант и исполнитель?
Я бы на месте надзорного органа там устроил расследование с трибуналом, и посадкой всех причастных к коррупции, и выставлением на деньги всех нон-компетентов.
По всей видимости, задача была аккумулировать все научно-технологические ресурсы планеты в проекте, призванном как можно дальше отодвинуть появление тя-реакторов, пока не будут проданы все углеводороды.
А общем, я из своей головы ИТЭР, как веху становления новой энергетики, убрал совсем. Это просто провальный вражеский проект. Ничего он не даст для будущего.
По моим субьективным ощущениям это началось когда я был ещё "молод", в прошлом веке.
Он просто устарел намного раньше, чем начнет работать... Изначально то он может и был не так уж плох - в проекте...
В реакторах термоядерного синтеза, которые уже существуют на текущий момент или находятся в стадии строительства, в качестве топлива используется тритий, достаточно редкое и проблемное вещество. Но существуют и другие виды термоядерного синтеза, к которым можно отнести более дешевый и безопасный синтез бора-11 и водорода (H-B синтез). И недавно калифорнийская компания TAE Technologies добилась в этом направлении достаточно значимого успеха, им удалось произвести первые измерения параметров H-B синтеза в среде плазмы, удерживаемой внешним магнитным полем.
Компания TAE Technologies является одним из серьезных "игроков на поле" термоядерной энергетики уже достаточно давно. В настоящее время в их распоряжении имеется цилиндрический термоядерный реактор пятого поколения под названием "Norman", который изначально был рассчитан на температуру плазмы в 30 миллионов градусов Цельсия, но который успешно перешагнул отметку в 75 миллионов градусов.
Как можно понять из всего вышесказанного, главным направлением деятельности компании TAE Technologies является реализаций бор-водородного термоядерного синтеза. В таком виде синтеза задействованы ядра атомов бора-11, которые бомбардируются высокоэнергетическими протонами, ядрами водорода. При столкновении и при последующей термоядерной реакции получаются три высокоэнергетических ядра атомов гелия, альфа частицы. Однако, такой вид термоядерного синтеза не будет идти эффективно при температурах порядка сотни миллионов градусов, которых будет достаточно для работы реакторов на тритии. Для этого требуются температуры в миллиард градусов и более, которых компания TAE планирует достичь к 2030 году.
Отметим, что реакции H-B синтеза уже наблюдались в условиях плазмы, созданной при помощи лазера, и в недрах ускорителей частиц при столкновении высокоэнергетических лучей. Но ранее такой синтез еще не разу не "запускался" в плазме, удерживаемой магнитным полем, т.е. в условиях, которые будут присутствовать в термоядерных H-B реакторах.
Эксперимент был проведен при содействии ученых и специалистов японского национального института NIFS (National Institute for Fusion Science), в стенах которого находится самое большое в мире устройство на базе эффекта сверхпроводимости для удержания плазмы и второй по величине реактор типа стелларатор - Large Helical Device (LHD).
Отметим, что стелларатор LHD изначально не разрабатывался с прицелом на реализацию H-B синтеза. Однако у него имеется система инжекции, позволяющая ввести в плазму атомы бора или молекулы нитрида бора. Эта система использовалась ранее для введения в плазму других видов примесей, которые в виде защитного напыления оседали на стенках оболочки реактора, убирали другие виды примесей, уменьшали турбулентность и увеличивали плотность плазмы. Со стороны компании TAE в эксперименте были задействованы новые датчики PIPS (Passivated Implanted Planar Silicon), предназначенные для обнаружения и подсчета альфа-частиц, являющихся продуктом H-B синтеза.
Во время проведения эксперимента в состав плазмы в реакторе LHD были введены атомы бора-11. И после того, когда на плазменный шнур был нацелен луч высокоэнергетических протонов, датчики PIPS зарегистрировали 150-кратное увеличение потока альфа-частиц, что является индикатором хода процесса H-B синтеза.
"Этот эксперимент дал нам в руки очень богатый набор данных для дальнейшей работы. Кроме этого, эксперимент показал, что бор-водородный синтез подходит для его использования в промышленных масштабах" - рассказывает Майкл Биндербауэр (Michael Binderbauer), генеральный директор TAE Technologies, - "Теперь мы знаем, что решив ряд физических и технологических проблем, мы сможем дать миру новый "безуглеродный" источник энергии, использующий в качестве топлива не радиоактивные и весьма распространенные химические элементы".
Компания TAE Technologies будет продолжать исследования в области H-B синтеза. Руководство компании "к середине текущего десятилетия" планирует закончить строительство нового реактора под названием "Copernicus", который уже сможет обеспечить положительный энергетический баланс, т. е., когда количество выделившейся энергии превысит количество энергии, затраченной на инициализацию термоядерного синтеза. А к началу 2030-х годов ожидается появление еще более нового реактора "Da Vinci", который уже будет первым прототипом промышленного реактора H-B синтеза и который уже будет подключен к общей энергетической сети.
Компания TAE Technologies является одним из серьезных "игроков на поле" термоядерной энергетики уже достаточно давно. В настоящее время в их распоряжении имеется цилиндрический термоядерный реактор пятого поколения под названием "Norman", который изначально был рассчитан на температуру плазмы в 30 миллионов градусов Цельсия, но который успешно перешагнул отметку в 75 миллионов градусов.
Как можно понять из всего вышесказанного, главным направлением деятельности компании TAE Technologies является реализаций бор-водородного термоядерного синтеза. В таком виде синтеза задействованы ядра атомов бора-11, которые бомбардируются высокоэнергетическими протонами, ядрами водорода. При столкновении и при последующей термоядерной реакции получаются три высокоэнергетических ядра атомов гелия, альфа частицы. Однако, такой вид термоядерного синтеза не будет идти эффективно при температурах порядка сотни миллионов градусов, которых будет достаточно для работы реакторов на тритии. Для этого требуются температуры в миллиард градусов и более, которых компания TAE планирует достичь к 2030 году.
Отметим, что реакции H-B синтеза уже наблюдались в условиях плазмы, созданной при помощи лазера, и в недрах ускорителей частиц при столкновении высокоэнергетических лучей. Но ранее такой синтез еще не разу не "запускался" в плазме, удерживаемой магнитным полем, т.е. в условиях, которые будут присутствовать в термоядерных H-B реакторах.
Эксперимент был проведен при содействии ученых и специалистов японского национального института NIFS (National Institute for Fusion Science), в стенах которого находится самое большое в мире устройство на базе эффекта сверхпроводимости для удержания плазмы и второй по величине реактор типа стелларатор - Large Helical Device (LHD).
Отметим, что стелларатор LHD изначально не разрабатывался с прицелом на реализацию H-B синтеза. Однако у него имеется система инжекции, позволяющая ввести в плазму атомы бора или молекулы нитрида бора. Эта система использовалась ранее для введения в плазму других видов примесей, которые в виде защитного напыления оседали на стенках оболочки реактора, убирали другие виды примесей, уменьшали турбулентность и увеличивали плотность плазмы. Со стороны компании TAE в эксперименте были задействованы новые датчики PIPS (Passivated Implanted Planar Silicon), предназначенные для обнаружения и подсчета альфа-частиц, являющихся продуктом H-B синтеза.
Во время проведения эксперимента в состав плазмы в реакторе LHD были введены атомы бора-11. И после того, когда на плазменный шнур был нацелен луч высокоэнергетических протонов, датчики PIPS зарегистрировали 150-кратное увеличение потока альфа-частиц, что является индикатором хода процесса H-B синтеза.
"Этот эксперимент дал нам в руки очень богатый набор данных для дальнейшей работы. Кроме этого, эксперимент показал, что бор-водородный синтез подходит для его использования в промышленных масштабах" - рассказывает Майкл Биндербауэр (Michael Binderbauer), генеральный директор TAE Technologies, - "Теперь мы знаем, что решив ряд физических и технологических проблем, мы сможем дать миру новый "безуглеродный" источник энергии, использующий в качестве топлива не радиоактивные и весьма распространенные химические элементы".
Компания TAE Technologies будет продолжать исследования в области H-B синтеза. Руководство компании "к середине текущего десятилетия" планирует закончить строительство нового реактора под названием "Copernicus", который уже сможет обеспечить положительный энергетический баланс, т. е., когда количество выделившейся энергии превысит количество энергии, затраченной на инициализацию термоядерного синтеза. А к началу 2030-х годов ожидается появление еще более нового реактора "Da Vinci", который уже будет первым прототипом промышленного реактора H-B синтеза и который уже будет подключен к общей энергетической сети.
Интересно, но не понятно. А когда мы увидим практическое применение?В реакторах термоядерного синтеза, которые уже существуют на текущий момент или находятся в стадии строительства, в качестве топлива используется тритий, достаточно редкое и проблемное вещество. Но существуют и другие виды термоядерного синтеза, к которым можно отнести более дешевый и безопасный синтез бора-11 и водорода (H-B синтез). И недавно калифорнийская компания TAE Technologies добилась в этом направлении достаточно значимого успеха, им удалось произвести первые измерения параметров H-B синтеза в среде плазмы, удерживаемой внешним магнитным полем.
Компания TAE Technologies является одним из серьезных "игроков на поле" термоядерной энергетики уже достаточно давно. В настоящее время в их распоряжении имеется цилиндрический термоядерный реактор пятого поколения под названием "Norman", который изначально был рассчитан на температуру плазмы в 30 миллионов градусов Цельсия, но который успешно перешагнул отметку в 75 миллионов градусов.
Как можно понять из всего вышесказанного, главным направлением деятельности компании TAE Technologies является реализаций бор-водородного термоядерного синтеза. В таком виде синтеза задействованы ядра атомов бора-11, которые бомбардируются высокоэнергетическими протонами, ядрами водорода. При столкновении и при последующей термоядерной реакции получаются три высокоэнергетических ядра атомов гелия, альфа частицы. Однако, такой вид термоядерного синтеза не будет идти эффективно при температурах порядка сотни миллионов градусов, которых будет достаточно для работы реакторов на тритии. Для этого требуются температуры в миллиард градусов и более, которых компания TAE планирует достичь к 2030 году.
Отметим, что реакции H-B синтеза уже наблюдались в условиях плазмы, созданной при помощи лазера, и в недрах ускорителей частиц при столкновении высокоэнергетических лучей. Но ранее такой синтез еще не разу не "запускался" в плазме, удерживаемой магнитным полем, т.е. в условиях, которые будут присутствовать в термоядерных H-B реакторах.
Эксперимент был проведен при содействии ученых и специалистов японского национального института NIFS (National Institute for Fusion Science), в стенах которого находится самое большое в мире устройство на базе эффекта сверхпроводимости для удержания плазмы и второй по величине реактор типа стелларатор - Large Helical Device (LHD).
Отметим, что стелларатор LHD изначально не разрабатывался с прицелом на реализацию H-B синтеза. Однако у него имеется система инжекции, позволяющая ввести в плазму атомы бора или молекулы нитрида бора. Эта система использовалась ранее для введения в плазму других видов примесей, которые в виде защитного напыления оседали на стенках оболочки реактора, убирали другие виды примесей, уменьшали турбулентность и увеличивали плотность плазмы. Со стороны компании TAE в эксперименте были задействованы новые датчики PIPS (Passivated Implanted Planar Silicon), предназначенные для обнаружения и подсчета альфа-частиц, являющихся продуктом H-B синтеза.
Во время проведения эксперимента в состав плазмы в реакторе LHD были введены атомы бора-11. И после того, когда на плазменный шнур был нацелен луч высокоэнергетических протонов, датчики PIPS зарегистрировали 150-кратное увеличение потока альфа-частиц, что является индикатором хода процесса H-B синтеза.
"Этот эксперимент дал нам в руки очень богатый набор данных для дальнейшей работы. Кроме этого, эксперимент показал, что бор-водородный синтез подходит для его использования в промышленных масштабах" - рассказывает Майкл Биндербауэр (Michael Binderbauer), генеральный директор TAE Technologies, - "Теперь мы знаем, что решив ряд физических и технологических проблем, мы сможем дать миру новый "безуглеродный" источник энергии, использующий в качестве топлива не радиоактивные и весьма распространенные химические элементы".
Компания TAE Technologies будет продолжать исследования в области H-B синтеза. Руководство компании "к середине текущего десятилетия" планирует закончить строительство нового реактора под названием "Copernicus", который уже сможет обеспечить положительный энергетический баланс, т. е., когда количество выделившейся энергии превысит количество энергии, затраченной на инициализацию термоядерного синтеза. А к началу 2030-х годов ожидается появление еще более нового реактора "Da Vinci", который уже будет первым прототипом промышленного реактора H-B синтеза и который уже будет подключен к общей энергетической сети.
В 30-х годах обещались...
В строгом смысле, бороводородную реакцию нельзя назвать термоядерным синтезом. Это, наоборот, деление на 3 альфа-частицы (3*4) углерода (12), в который превратился бор (11), ударенный "недостающим" высокоэнергетическим протоном. Который и есть - тот самый водород. Ещё в начале 1930х это достигалось безо всяких лазеров - при помощи линейных ускорителей. Другое дело, что такая "штучная" инициация - очень редкая, не дающая никаких надежд на положительный выход. Сейчас, как я понял, реакция тоже происходит не как самоподдерживающийся тепловой процесс за счёт температуры плазмы, а за счёт всё той-же "стрелялки". Т.е., по сути, то-же старая добрая NIF, с которой американцы возятся уже больше полувека. И там тоже недавно был "типа положительный" выход (если сравнивать только энергетику лучей на входе и нейтронов на выходе, не учитывая КПД лазеров и прочих накладных расходов). Просто теперь стали исследовать бор-протонные реакции в условиях системы с магнитным удержанием. Всё остальное пока - обещалки манагеров.