Россия намерена предпринять прямые исследования Луны

Naturalist> Вот тут пишут, что Z-pinch может решить все проблемы на много легче: http://en.wikipedia.org/wiki/Z_machine

Писать-то могут, но всерьёз, в глаза понимающим людям и не под камеру - такого никто не скажет
Там проблем - до Луны. Ну, характерных для любого инерциального термояда (защита стенок от частых взрывов в тонну тротила, энергосъём и пр.), плюс специфические для пинчей проблемы - каждый раз надо наново формировать токоподводящие устройства для новой мишени, так как их, ессно, будет разносить взрывом.
Так что... Всерьёз эти заявления не очень стоит воспринимать.

D.Vinitski> А вы спросите академиков, которые рекламировали А-5 в период создания, как первую установку, демонстрирующую добычу энергии.

Блин, ну что за ересь вы несёте? Никто и в самом горячечном бреду не мог такого сказать. "Ангара-5" НИКОГДА не позиционировалась как источник энергии. Разве что с оговорками, в порывах оптимизма - могли говорить об осуществимоси на ней единичного термоядерного микровзрыва.

bashmak> Не будет он в районе 2х центов - он намного сложнее атома и цена за установленную мощность у него хорошо если на порядок дороже атома будет, тоесть даже с нулевыми эксплуатационными расходами цена будет на уровне солнечных, а эксплуатационные расходы там тоже будут - далеко не 0.

Скорее всего, ИМХО, действительно не 2, а побольше, по крайней мере на первых порах - но в этом нет ничего фатального, как-никак, нынче по себестоимости энергия АЭС - самая дешёвая с хорошим отрывом, однако все прочие как-то живут. Не говоря о том, что отпускная цена энергии для потребителя намного выше.

А при дальнейшем развитии есть шансы и для уравнивания с атомом, а то и, чем чёрт не шутит - удешевления. Так, в современных АЭС 30-40% стоимости составляют всякие меры безопасности - ТЯЭС в этом плане намного дешевле, даже тритиевые.

bashmak> При том что станции придется строить огромные - гигаватного уровня == единовременные вложения порядка 30 ярдов.

У больших девайсов удельная стоимость, как правило, падает. Так что это только на пользу. Ну, а разовые капвложения да, большие - так и крупнейшие ГЭС тоже весьма и весьма недёшевы, однако ж строят, если есть возможность.
А откуда ты взял 30 ярдов - и вовсе ума не приложу. Это что-то уж совсем запредельное.

Вот, кстати, картинка с раскладом стоимостей по ИТЭРу - и надо учитывать, что тут не все те 15 млрд. на программу, а всего-то те 5, что на сам девайс:

U235> Почему? Вполне реализуемая вещь. И одна из основных проблем - как раз мощнейшие потоки высокоэнергетичных нейтронов, от которых надо как-то защищать персонал и которые безбожно наводят радиоактивность на всем, что встречается им на пути.

Персонал от нейтронов защитить не проблема, нейтроны утилизируются в бланкете для наработки трития. Проблемы в активации конструкции и в потерях прочности.

U235> И как раз гелий-3 эту проблему снимает полностью, так как нейтронов при синтезе не дает. В результате чего термоядерный синтез из тирьямпампации становится реальной перспективой.

Дают нейтроны побочные Д-Д реакции, так что фон "всего лишь" как у обычного ядерного реактора. Впрочем, этого уже довольно, чтобы резко понизить геморность.

U235> Учитывая энергоемкость этого топлива, даже современных технологий хватит чтобы вывезти с Луны объем топлива необходимый для земной энергетики. Например тысячемегаваттному реактору будет нужно всего порядка 50 кг гелия-3 в год.

Ближе к 300.

bashmak> Такая стоимость обусловлена тем, что куча затрат идет на институты, ИТЕР разрабатывающие и в конечной сумме слабо учтены.

То - если не копейки по сравнению с ИТЭРовской программой, то расходы в разы меньшие.
На самом деле в ИТЭРе просто вагон расходов, напрямую с конечной железкой не связанные. Что на стадии НИР и ОКР более чем естественно. А затраты на саму железку, без диагностики и тучи институтов вокруг - изначально были что-то около 4,5 млрд. Что вполне сравнимо, скажем, с гигаваттной АЭС от какого-нибудь Вестингауза. Это только Россия Бушер за 1 млрд. строит, так-то цены нынче выше.

bashmak> Если ТЯ реактор намного более сложен,

Ну, калькулятор вообще-то сложнее топора - но продаётся на базаре как бы не дешевле... Так что...
Всяко может повернуться

Сложность еще как мерить-то?

bashmak> материалы, из которых он будет изготавливаться намного более дороги,

А вот хз. Надо тщательно смотреть, может много всего неочевидного повылазить.

bashmak> технологии, по сравнению с АЭС не отработаны вовсе... - включи логику, не может такая байда быть на уровне АЭС и не будет.

Дык мы о чём говорим - о первом образце, или о боле-мене серийном реакторе, когда он появится?

bashmak> У тебя явно сложности со счетом: у АЭС цена 1кВт мощности - 6кЕвро. ТЯ реактор - хорошо, если уложится в 50кЕвро. Рассчитывай на 10 лет из расчета 5% годовых кредита

Почему на 10 - электростанции вроде обычно рассчитывают на 12-15 лет окупаемости.

bashmak>> У тебя явно сложности со счетом: у АЭС цена 1кВт мощности - 6кЕвро. ТЯ реактор - хорошо, если уложится в 50кЕвро. Рассчитывай на 10 лет из расчета 5% годовых кредита
Fakir> Почему на 10 - электростанции вроде обычно рассчитывают на 12-15 лет окупаемости.

Не так важен этот срок. Для банкира нет особой разницы составит срок кредита 10 или 12 лет. Гораздо важнее его дюрация которая учитывая разный график погашения может быть больше у более короткого кредита. А таким понятием как срок окупаемости вообще редко сейчас оперируют. Намного большее значение имеет кеш флоу проекта т. е. сколько он приносит регулярно денег. И как долго будет приносить.

Naturalist>> Вот тут пишут, что Z-pinch может решить все проблемы на много легче: http://en.wikipedia.org/wiki/Z_machine
Fakir> Писать-то могут, но всерьёз, в глаза понимающим людям и не под камеру - такого никто не скажет

Это понятно, что за такое время на все грабли еще не успели наступить. Но! Температура у них уже выше чем в токамаке и в лазере.

Fakir> Там проблем - до Луны.

Это тоже понятно. Про это все там написано. Но! Установка у них стоит миллионы, а не миллиарды. Значит эксперименты можно ставить чаще и дешевле. Это должно обнадеживать.

Fakir> Так что... Всерьёз эти заявления не очень стоит воспринимать.

Это мое "заявление". Будем считать, что я понял превратно.

Собственно у меня один вопрос:
В статье про Z-pinch http://en.wikipedia.org/wiki/Z-pinch есть такой параграф:

Tokamak
Although it remained relatively unknown for years, the Soviets used the pinch concept to develop the tokamak device. Unlike the stabilized pinch devices in the US and UK, the tokamak used considerably more energy in the stabilizing magnets, and much less in the plasma current. This reduced the instabilities due to the large currents in the plasma, and led to great improvements in stability. The results of their experiments were so good that other researchers were skeptical of them when they were first announced in full force in 1968. Members of the still-operational ZETA team were called in to verify the results. The tokamak has since gone on to become the most studied approach to controlled fusion.

 

Собственно, где все это сейчас? Почему занимаются запихиванием джина в бутылку, когда казалось бы решение на поверхности: индуцировать в плазме ток и все само сожмется в лучшем виде, как это было 43 года назад? В чем проблема в ZETA и проч.? И есть-ли это в ITER?

Naturalist> Но! Температура у них уже выше чем в токамаке и в лазере.

"Размер не главное"

В токамаке основные проблемы давно уже не в температуре (ну, как минимум для D-T; и даже для D-He3 давно уже достигнута половина от потребного, хотя в этом направлении и не заморачивались специально).

Naturalist> Это тоже понятно. Про это все там написано. Но! Установка у них стоит миллионы, а не миллиарды. Значит эксперименты можно ставить чаще и дешевле. Это должно обнадеживать.

Ну а кувалда стоит и вовсе сотни

Не, зет-пинчи - интересные машины и интересная, не лишённая красоты физика. И единичный микровзрыв на них наверняка сделать можно и чего-то промерить, мишени там поиспытывать и для вояк это интересно.
Но в качестве реактора - увольте. Не, мужики рисуют там чего-то. Но не все сами в это полностью верят.
Лично моё мнение по итогам всего - при том, что больше половины моих учителей именно инерциальщики, в т.ч. пинчисты - что реактора на инерциальном синтезе не будет 95%, а на пинчах - 99%. Так что для себя я этот вопрос давно закрыл, и в сторону инерциального направления посматриваю крайне редко - так, чисто для справки и знания контекстов.

То, что они дешёвы - и сделало возможным появление в Союзе "Ангары-5" (которая стоила где-то на порядок дешевле, чем Т-15 и ТСП в отдельности взятые) - и это несмотря на то, что наши военные в отличие от американских довольно равнодушны к инерциальному термояду. Да, это всё здорово. Но при прочем результаты с более дорогим JET или JT-60U - несравнимы, по-хорошему уж если - даже со старичком Т-10 несравнимы.

Naturalist> В статье про Z-pinch http://en.wikipedia.org/wiki/Z-pinch есть такой параграф:

Странноватый параграф.

Naturalist> Собственно, где все это сейчас? Почему занимаются запихиванием джина в бутылку, когда казалось бы решение на поверхности: индуцировать в плазме ток и все само сожмется в лучшем виде, как это было 43 года назад?

Все решения с поверхностей в термояде разобрали полвека назад
В токамаке ток и так индуцируется, это его штатный режим, без тороидального тока он работать не будет. Но сжатие шнура нафиг никому не нужно, сейчас есть куда более удобные способы нагрева, не 68-й год на дворе, чай, и хочется иметь наоборот как можно более стабильное и малодинамичное плазменное образование.

Naturalist> В чем проблема в ZETA и проч.? И есть-ли это в ITER?

В ИТЭР ессно нет, поскольку это принципиально другое устройство, и принципиально другие проблемы.
А у Зиты и т.п. машин куча своих проблем. Начиная от мощности импульса до нестабильности сжатия мишеней.

Если сильно интересно - можешь почитать книжку наших инерциальщиков, там больше половины про пинчи:



До кучи при желании можно посмотреть старую книжку по инерциальному вообще (лазерному в основном), она не из лучших, но представление даёт:



И до кучи цитата из книжки одного из инерциальщиков-пинчистов:

Несомненно, реакторная камера, способная обеспечить режим многолетней работы
в условиях, когда в ней ежесекундно производится взрыв с энергетическим эквивалентом,
равным 250 кг взрывчатки, и при этом выделяется ~10²¹ нейтронов, представляет собой
сооружение, фантастически сложное, если исходить из установившихся к настоящему
времени физико-технических представлений.

 

Собственно вкупе с проблемой формирования подводящих линий после каждого взрыва всё это закрывает вопрос наглухо.

Понял, спасибо.

Инерциальный термояд, я так подозреваю, - больше прикрытие для экспериментальных термоядерных стендов оружейников. Надо же им как-то термоядерные ступени в условиях моратория на ядерные испытания отрабатывать.

Интерес вояк - в первую и главнейшую очередь в возможности получать мощные импульсные потоки быстрых 14-мэвных нейтронов. То есть это испытание воздействия ядерного оружия на всякое-разное.
В плане же испытания ступеней особого интереса инерциальный термояд не представляет. Он "слишком другой" - от размеров до кучи всяких тонкостей. Начиная с банально другого "топлива".

А, в мирных целях зачем оно нужно?

С прикладной точки зрения - низачем, если исключить слабые надежды на реакторные перспективы.

Fakir> С прикладной точки зрения - низачем, если исключить слабые надежды на реакторные перспективы.

А, если как в анекдоте, "низэнько-низэнько", делать совсем маленькие бомбочки, чтобы энергии выделялось скажем не больше, чем от сгорания одной порции дизтоплива в камере сгорания океанского теплохода? Ну и делать сразу на боре, чтобы без нейтронов...
Чисто теоретически?

Ничего не понял. Какие бомбочки, зачем?

Fakir> Ничего не понял. Какие бомбочки, зачем?

"Бомбочки" - Капсулы для пинча.


Энерговыделение делать небольшим. Использовать реакцию бор-11 — водород.

ЗАЧЕМ?!!
С положительным энерговыходом дай бог на тритии сделать. С бором при любом раскладе жопа.

Fakir> ЗАЧЕМ?!!
Fakir> С положительным энерговыходом дай бог на тритии сделать. С бором при любом раскладе жопа.

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

The ultra-high temperatures reached in 2006 (2.66 to 3.7 billion kelvins) are much higher than those required for the classical hydrogen, deuterium and tritium fusion previously considered. They could allow, in theory if not in practice, the fusion of light hydrogen atoms with heavier atoms such as lithium or boron.

 

Тут пишут, что можно литий и бор.

Fakir>> С положительным энерговыходом дай бог на тритии сделать. С бором при любом раскладе жопа.

Fakir>>> С положительным энерговыходом

А, чем определяется это ограничение для пинча?

Чтобы совсем уж принципиально - я таких ограничений не знаю, во всяком случае. А так - многое множество весьма своеобразного геморроя.
Детальнее перебирать всякие трудно - это надо много писать, много вспоминать и раскапывать. А мне, пардон, сейчас не интересно говорить о пинчах Если есть сильное желание - ссылки на литературу я привёл, можно посмотреть.

В целом инерциальный термояд в целом и пинчи в частности сильно отстаёт от магнитного - на десятилетия даже при текущем положении дел. В перспективе никаких принципиальных или хотя бы существенных технических и экономических преимуществ у инерциального реактора любого типа (если предположить, что он осуществим) перед магнитным не просматривается, скорее наоборот. Поэтому - ну, смысл? Оставим инерциальному направлению право на жизнь по заявкам военных и на случай той паропроцентной вероятности, что у магнитного реактора по пути вылезет какая-нибудь ну очень большая и непроходимая задница.

Fakir> У больших девайсов удельная стоимость, как правило, падает. Так что это только на пользу.

Да, принято считать, что у реакторов токамачного типа стоимость киловатта будет зависеть от удельной мощности Р примено как ~ 1/ Р ^0.4 .

Сама же удельная мощность тоже много от чего зависит - в частности, ~ beta² * B⁴ .
(Дальше там еще пойдут ограничения на плотность энерговыделения из мощности нейтронного потока на стенке, но это определяется еще и геометрией, и параметры того же ИТЭРа, ЕМНИС, таковы, что еще не этот лимит работает, а вещи пока чисто плазменные)
beta - отношение давления плазмы к давлению поля, у токамаков обычно мало (процентов 5-10%, при большом оптимизме до 20-30%), B - ессно, напряжённость поля.
У токамаков есть еще всякие зависимости, опирающиеся на разные параметры - напр., ток.

То есть уже только отсюда видно, сколько есть возможностей для снижения стоимости энергии ТЯЭС. Увеличение беты, усиление поля - дают весьма существенный выхлоп. Увеличение беты - вешь не столько "технологическая" (т.е. более дорогая и сложная техника), сколько "знаниевая". Лучше всего решается, видимо, на установках нетокамачного типа. Ну это дело чуть более отдалённое по ряду причин, в основном психолого-политическо-финансовых.
Ну а с полем всё предельно ясно - в том же ИТЭРе тороидальное поле имеет довольно скромные параметры в 5 Тл (не говоря о возможной дороговизне собственнно магнитной системы из-за не лучшего на сегодняшний день и уж тем более на будущее выбора материала). Поднять поле хотя бы раза в полтора, не говорю - в два - и на экономике реактора это скажется весьма положительно.

Ессно, по пути проблем возможна куча - но принципиальные пути удешевления просматриваются уже сейчас, в принципе они вполне есть.

Fakir> Детальнее перебирать всякие трудно - это надо много писать, много вспоминать и раскапывать. А мне, пардон, сейчас не интересно говорить о пинчах Если есть сильное желание - ссылки на литературу я привёл, можно посмотреть.

Понятно. Продолжаем ждать еще 100 лет, пока температуру в токамаках не поднимут до B11-H

"Уж сколько раз твердили миру" - для р-B требуемая температура так высока (в любом типе удержания), что одни потери на тормозной рентген так велики, что это делает крайне проблематичным сведение энергобаланса. Ну, в инерциальном отсутствуют потери на циклотронное излучение (но они сравнительно малы), и может часть рентгена застрянет в самой мишени - но это преимушество мизерное, и при любом раскладе технико-экономически боровый реактор смотрится печально.
Не в температуре дело, т.е. не в её достижении проблема.