{"id":927,"title":"\u041a\u0430\u043a \u0441\u0442\u043e\u043b\u044f\u0440\u044b \u0438\u0437 \u0420\u044f\u0437\u0430\u043d\u0438 \u0437\u0430\u0440\u0430\u0431\u0430\u0442\u044b\u0432\u0430\u044e\u0442 \u043d\u0430 \u0434\u0435\u0440\u0435\u0432\u044f\u043d\u043d\u044b\u0445 \u0434\u0438\u043d\u043e\u0437\u0430\u0432\u0440\u0430\u0445","url":"\/redirect?component=advertising&id=927&url=https:\/\/vc.ru\/pochta\/328045-kak-stolyarnaya-masterskaya-iz-ryazani-nachala-prodavat-tovary-po-vsemu-miru&placeBit=1&hash=afe3761281126fb1d347a0a60ed002032c23e39f0bc269604c83154fc512cdcb","isPaidAndBannersEnabled":false}
Наука
Дмитрий Новик

Создать звезду на Земле — как люди пытаются освоить идеальный источник энергии без отходов и вреда природе

Термоядерная энергия может стать решением всех энергетических проблем человечества, но пока успехи измеряются секундами, а затраты превышают миллиарды евро.

Корейский термоядерный реактор KSTAR Фото National Research Council of Science & Technology

В 2021 году Китай и США заявили о серьёзных успехах в термоядерных испытаниях. Азиатские учёные добились рекордного времени термоядерной реакции, а американцы вернули более 70% затраченной на процесс энергии. В экспериментах использовались разные технологии, что внушает исследователям оптимизм — они рассчитывают на здоровую конкуренцию.

В России в мае 2021 года запустили новую термоядерную установку Т-15МД, которая работает в рамках международного проекта по созданию экспериментального реактора ITER. Учёные создают устройство, которое в теории поможет людям применять термоядерный синтез в электроснабжении городов.

Несмотря на успехи последних лет, до устойчивой термоядерной реакции ещё далеко — исследователи рассчитывают, что к 2050 году термоядерные реакторы станут безопасной альтернативой многим существующим видам энергоснабжения. Пока термоядерный синтез — очень дорогой и сложный процесс.

Почему человечеству нужен термоядерный синтез

Термоядерный синтез серьёзно отличается от процессов в традиционной атомной энергетике, которую люди освоили больше 70 лет назад. В «обычных» реакторах происходит распад ядер атомов тяжёлых металлов под воздействием элементарных частиц (например, нейтронов). Ядро делится на два или три новых и нейтроны взаимодействуют уже с ними. Так реакция поддерживает сама себя.

В термоядерной реакции всё по-другому: ядра атомов сливаются, выделяя огромное количество энергии. При этом «спекание» происходит при очень высокой температуре — десятки или сотни миллионов градусов. Подобные процессы протекают в звёздах.

При термоядерном синтезе радиоактивные вещества применяются в малых количествах, либо вовсе не нужны. В реакторах сливаются атомы (изотопы) водорода — нерадиоактивный дейтерий и радиоактивный тритий. Первый безвреден, а концентрация второго настолько мала, что радиоактивный фон от вещества обычно не превышает природный.

Безопасность считают главным плюсом контролируемой термоядерной реакции. Традиционную ядерную энергетику критикуют: добыча редких полезных ископаемых вредит планете, а человечество не умеет эффективно утилизировать отработанное топливо. Аварии в Чернобыле и Фукусиме, породили новые страхи — люди боятся катастроф на АЭС из-за которых приходится покидать целые регионы, а ликвидаторам страдать от последствий облучения.

В Германии с начала 2000-ых власти работают над закрытием АЭС. Демонтаж каждой стоит десятки миллионов евро Фото Rheinisch-Westfälisches Elektrizitätswerk

Отработанное топливо копят в специальных могильниках, которыми стали старые шахты или специально построенные подземные склады. Часть отходов перерабатывается, но опасного мусора всё ещё много. Экоактивисты и «зелёные» политики видят в переработке проблему — из топлива разобранных АЭС можно сделать материалы для ядерного оружия, что противоречит идее мирного атома.

Технологии переработки отработанного ядерного топлива в мирных целях существуют несколько десятилетий, но технологический процесс дорогой и сложный. Проблемой остаётся и время, за которое отходы перестанут быть опасными. Могильники проектируют на сотни тысяч лет, а работают АЭС обычно не больше 60.

Термоядерный синтез может решить проблему нагревания планеты от деятельности человека. Изменения климата — одна из серьёзных проблем, над решением которой работают и власти, и энергетические компании. Давление экологов заставляет бизнес искать новые, более экологичные методы выработки энергии.

Лопасти ветрогенераторов десятилетиями делали из композитных материалов, которые не всегда можно переработать. Захоронения не наносят вреда природе, но не соответствуют принципам постоянного вторичного использования Фото Бенджамина Расмуссена

К 2020-ым проблема демонтажа устаревших электростанций всех видов потребовала компании вкладывать миллионы в ликвидацию строений и оборудования. Сложности возникают не только в устаревших АЭС, ГЭС и ТЭС, но и в технологиях возобновляемой энергетики.

Власти Европы и США регулируют правила переработки ветрогенераторов и солнечных панелей, но часть отходов приходится отправлять на свалки. Вопросы вызывает и эффективность ветряков и солнечных панелей —оборудование вырабатывает энергию только 30-40% всего времени.

Подобного недостатка лишена геотермальная энергетика. Плюсы перекрывают существенные минусы: ГеоТЭС эффективны в сейсмически активных зонах и постройке предшествует сложная дорогостоящая разведка. Вредные выбросы подобных станций ниже примерно на 70% по сравнению со сжиганием газа или угля.

Развивающиеся страны особенно внимательно следят за возобновляемыми источниками энергии. Один из лидеров по использованию геотермальных станций — Индонезия  Фото компании KS Orka

Термоядерный синтез в теории объединяет плюсы возобновляемой и атомной энергетики. Исследователи говорят о безопасном постоянном производстве энергии в любом месте, где можно возвести реактор.

Бомба, токамак и лазер — как человечество осваивает термоядерный синтез

Понимание термоядерной реакции у учёных появилось ещё в 1930-ых — европейские физики рассчитали массы лёгких элементов, при слиянии которых образуется большое количество энергии. Позже исследователи выделили самые распространённые изотопы водорода: дейтерий и тритий.

Изотопы — атомы одного элемента с разным числом нейтронов в ядре. Протоны и нейтроны образуют ядро, вокруг которого движутся электроны. Количество протонов будет одинаковым, а нейтронов может и не быть Иллюстрация NIDC

Слияние изотопов водорода возможно в условиях, когда не сработает кулоновский барьер. Так называют электростатическое отталкивание ядер друг от друга. Для преодоления сопротивления вещества разогревают до десятков миллионов градусов, чтобы они перешли в состояние плазмы.

К 1952 году человечество освоило термоядерную реакцию в военных целях. Сперва армия США взорвала устройство, где уменьшенная атомная бомба зажигала термоядерную реакцию. В следующем году власти СССР подорвали водородную бомбу РДС-6с, первое в мире термоядерное взрывное устройство, которое можно было уместить в самолёт.

Параллельно военным разработкам учёные работали над мирным использованием термоядерной реакции. В 1956 году И.В. Курчатов выступил в Англии с докладом о теоретических и практических наработках по управлению термоядерным синтезом, что стало началом международного сотрудничества.

Сейчас людям известны два способа генерации энергии от управляемой термоядерной реакции с изотопами водорода: непрерывный и импульсный. В первом случае учёные пользуются токамаками («тороидальная камера с магнитными катушками») и стеллараторами. Устройства несколько отличаются друг от друга, но в основе лежит один принцип магнитного удержания плазмы.

Большинство токамаков напоминают бублик: округлая вакуумная камера с магнитами внутри, которые создают поле для удержания плазмы. Магниты могут быть сверхпроводящими, то есть проводить ток почти без потерь при определённых условиях.

В токамаке создаётся вакуум и внутрь закачивается смесь дейтерия и трития. При нагреве веществ до десятков миллионов градусов по Цельсию образуется плазма, в которой происходит термоядерная реакция.

Токамаки сделаны из высокопрочной нержавеющей стали и внутри обшиты пластинами из углерода  Фото Korea Institute of Fusion Energy

Магнитное поле удерживает плазму от соприкосновения со стенками, а проходящий через него ток подогревает вещество для слияния атомов водорода. Так получается гелий и выделяется энергия.

Стелларатор тоже удерживает плазму, но работают только внешние магнитные поля и токи. Корпус устройства напоминает скрученное кольцо, на которое намотано несколько слоёв сверхпроводящих титановых катушек. Устройство придумали ещё в 1950-ых, но создать работающую конструкцию не получалось до начала 21 века.

Параметры современных стеллараторов рассчитывали с помощью компьютерного моделирования. В них магнитные поля как бы вложены друг в друга, поэтому плазма ведёт себя стабильнее. Стелларатор требует меньше энергии, но конструктивно намного сложнее токамака.

В Токамаке (слева) электрический ток в плазме поддерживают искусственно и он создает своё магнитное поле. Из-за этого может упасть температура или нарушиться целостность основного поля. Стеллараторы этого недостатка лишены

Импульсная термоядерная реакция устроена иначе: лазеры нагревают капсулу термоядерного топлива размером с горошину чёрного перца и сжимают её до диаметра человеческого волоса. Образуется что-то вроде взрывной волны и тогда изотопы водорода сливаются, образуя гелий и высвобождая энергию.

Существует иной подход к импульсной термоядерной реакции: канадские учёные из General Fusion собираются ввести в расплавленный свинец плазменную смесь дейтерия и трития, при этом равномерно сжимая её со всех сторон. Удерживать плазму по-прежнему будет магнитное поле, а давление обеспечат сотни специальных поршней.

ITER — объединение стран для совместного термоядерного синтеза

Термоядерный синтез — дорогостоящий процесс, сильно зависящий от стабильного финансирования. Коммерческое использование токамаков или импульсных установок пока лишено смысла для энергетических компаний, поэтому главным спонсором исследований уже больше 50 лет являются власти.

В 1985 году генеральный секретарь ЦК КПСС Михаил Горбачёв и президент США Рональд Рейган подписали соглашение о совместном создании международного термоядерного экспериментального реактора (International Thermonuclear Experimental Reactor). Позже к ITER присоединилась Япония, Евросоюз, Китай, Корея и Индия.

Договорённость Рейгана и Горбачёва многие воспринял как один из сигналов об окончании Холодной войны Фото Corbis

Страны-участники строят ITER как тестовую площадку, на которой реализуют управляемый процесс постоянного производства плазмы и самовоспроизведения трития. Финальная цель проекта — получить энергии в 10 раз больше, чем затрачено на производство плазмы и получить фактические данные для расчёта проектной мощности коммерческих токамаков.

Строится реактор во Франции с 2007 года, при этом некоторые составные части производятся в Корее, Китае и России. Стоимость проекта с первоначальных пяти миллирдов евро выросла до 20. Первый пуск ITER ожидают в 2025 году, а на проектную мощность реактор выйдет к 2035.

Конструктивно ITER — классический токамак высотой 73 метра. Стабильность плазмы зависит от геометрических параметров камеры, поэтому международный реактор в несколько раз больше аналогов Фото ITER Organization

Власти верят в успех ITER. Сейчас Европа обеспечивает больше 45% расходов на строительство, поскольку во многих странах правительство либо отказалось от традиционной атомной энергетики, либо готовят планы по демонтажу АЭС. Другие страны вкладывают в проект меньше, но активно заняты в производстве деталей для токамака.

Бывают моменты, когда страны решают перешагнуть различия между собой, чтобы встретить особые исторические события. Принятое в середине 2000-х годов решение о запуске проекта ИТЭР было одним из таких моментов. ИТЭР — гарантия мира.

Эммануэль Макрон
президент Франции

Каждая страна проводит и собственные эксперименты, результатами которых делится с другими участниками. К 2021 году в мире насчитывается больше 250 токамаков и десятки других устройств, с помощью которых учёные пытаются осуществить термоядерный синтез.

Наиболее значимые устройства и их достижения

  • Объединённый европейский токамак JET (Joint European Torus): работает с 1980-ых и выделил больше всех энергии среди классических токамаков — 16 мегаватт.
  • Китайский токамак EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak): в работе с середины 2000-ых и ориентирован на длительность удержания разогретой плазмы. Держит текущий рекорд при самой высокой температуре: 101 секунда при 120 миллионах градусов по Цельсию.
  • Корейский токамак KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research): запущен в 2007 году как часть проекта ITER и конкурирует с EAST. Главная задача устройства — эксперименты с условиями, в которых протекает термоядерный синтез.
  • Российский токамак Т-15МД: запущен в 2021 году и будет работать как экспериментальный реактор в рамках проекта ITER, так и как площадка для выработки стабильного ядерного топлива.
  • Американский национальный комплекс лазерных термоядерных испытаний NIF (National Ignition Facility): запущен в 2000-ых как альтернатива токамакам и стеллараторам. До 2012 эксперименты заканчивались провалом, но после модернизации в 2018 исследователи добились наибольшей эффективности среди устройств для термоядерного синтеза.
  • Немецкий стелларатор Wendelstein 7-X: работает с середины 2010-ых, самый перспективный образец своего типа. Создан как тестовая площадка и теоретически не предполагает коммерческого использования.

Термоядерное будущее — что человечеству могут дать новые реакторы и почему их критикуют

Скептики говорят о термоядерном синтезе как о технологии, которую постоянно обещают реализовать через 20-30 лет. Человечество строит токамаки с 1950-ых и их конструкция существенно не меняется. Пока людям удалось вернуть 67% затраченной энергии для «бубликов» и 70% для импульсной термоядерной реакции.

У исследователей пока нет решения регулярной проблемы уборки образовавшегося в ходе реакции гелия, разогрева внутренних частей реактора и его ремонта. Сейчас токамаки чаще простаивают и их легко обслужить, но неясно как этот процесс возможен в промышленности. Особенно много вопросов вызывает ремонт дивертора — устройства, очищающего плазму от примесей.

В случае с ИТЭР всё возможно, поскольку температура внутри непостоянна. Токамак будет работать от одного до трёх процентов всего времени. Но это не подходящий вариант для электростанции, которая должна работать 24 часа в сутки и 7 дней в неделю. И если кто-то захочет построить токамак подобной мощности, но меньших габаритов, то я точно скажу, что у проблемы с обслуживанием дивертора нет решения.

Клаус Хеш
глава исследовательской группы термоядерного синтеза Технологического института Карлсруэ

Впрочем, помимо проблемы обслуживания, у учёных нет полного понимания по практическому применению термоядерных реакторов. ITER Organization предлагает странам-участникам возвести реакторы DEMO, которые интегрируются непосредственно в электросеть.

Предполагается, что в «промежуточных» реакторах гелий задействуют в системе охлаждения, проверят методы передачи получившейся энергии в сеть и получат объективные данные для расчёта промышленной мощности подобных токамаков.

ITER будет нагревать воду, которую спустят в специальные отстойники-бассейны, а DEMO должен запускать мощные паровые турбины. На подобных токамаках учёные надеются проверить возможность постоянной и стабильной подачи энергии в обычные городские сети.

Страны самостоятельно работают над технологиями демонстрационных токамаков в рамках своей энергетической отрасли. Китай, Индия, Южная Корея, Евросоюз совместно с Японией, США представили свои проекты. При этом большинство стран намереваются построить эффективные термоядерные станции через 30 лет — к 2050 году.

Неопределённость и большие затраты на строительство термоядерных реакторов перекрываются очевидными плюсами, среди которых доступность материалов для реакции и безопасность электростанций. Дейтерий можно получить из морской воды, а тритий из отходов классических АЭС, что частично решает проблему переработки топлива.

Реакция синтеза происходит при больших энергозатратах и требует специальных условий. При нештатной ситуации, вероятнее всего, она прекратится сама по себе, а радиоактивные вещества быстро исчезнут.

При нормальной работе эффективность термоядерной реакции крайне высокая — синтез даёт около 170 миллиарда джоулей тепла на один грамм массы вещества, что составляет примерно 91000 киловатт-часов. Для одного грамма нефти этот показатель равен примерно 45 тысячам джоулей.

Термоядерный синтез — одна из сложнейших технологий, с которой работает человечество. В процессе много условностей и допущений. Например, относительно простая задача измерения температуры становится очень сложной в условиях работы с плазмой. Учёные пока не изобрели измерительных устройств, которые можно поместить в плазму и узнать её точную температуру.

Многие выводы делаются на основании косвенных данных и математических моделей. Развитие суперкомпьютеров и сложного моделирования помогает процессу — постройка Wendelstein 7-X была невозможна без создания тысяч виртуальных моделей и обработки полученных данных в цифровых средах. Такие же системы позволяют эмулировать нештатные режимы работы реакторов.

Если что пойдёт не так, если кто-то нажмёт не ту кнопку или самолёт врежется в электростанцию, то плазма просто перестанет существовать. Очень быстро, за доли секунды она «прилипнет» к стенке реактора.

Томас Клингер
профессор, работающий с Wendelstein 7-X

Токамаки и стеллараторы сами по себе крайне сложные устройства, которые в будущем обрастут технологиями для передачи электричества в сеть городов и промышленных объектов. Успешный запуск хотя бы одного экспериментального DEMO вызовет массовое строительство других станций, как это произошло в 1950-ые с АЭС.

Разным учёным физикам приписывают шутку, что термоядерный синтез станет реальностью через 30 лет. Объясняется это темпами развития промышленности — после всех теоретических расчётов может не быть технологий, которые позволят построить новый токамак или другой тип реактора. Сегодня существует уже несколько разных устройств для термоядерного синтеза и исследователи надеются, что одно из них станет прорывом.

Статья создана участником Лиги авторов. О том, как она работает и как туда вступить, рассказано в этом материале.

0
135 комментариев
Популярные
По порядку
Написать комментарий...
Интимный франт

синтез даёт около 170 миллиарда джоулей тепла на один грамм массы вещества. Для одного грамма нефти этот показатель равен примерно 45 тысячам джоулей.
Ебануться просто. Момент освоения точно будет новым скачком в развитии человечества, скорее даже прыжком метров на шесть. Если оно не сдохнет/деградирует раньше...

Ответить
45
Развернуть ветку
Ху Эмай

Это тебе не пуканы на ТЖ поджигать

Ответить
7
Развернуть ветку
Дмитрий Новик

Предлагаешь ТЖ-токамак сделать?

Ответить
24
Развернуть ветку
Интимный франт

Такого количества джоулей даже Сергеев не выработает

Ответить
6
1 комментарий
Развернуть ветку
Дмитрий М

Технокоммунизм наступит тогда, если энергия почти дармовая, то все почти дармовое.

Ответить
4
Развернуть ветку
Andrey Petrov

Энергия может и дармовая, но стация по добычи дармовой энергии стоит дохулиард

Ответить
6
4 комментария
Развернуть ветку
Глеб Ворончихин

создатели явно захотят отбить затраты на проектирование, тестирование и постройку нового типа реактора)

Ответить
0
2 комментария
Развернуть ветку
Интимный франт

По идее, термояд означает дохера, до сраной жопы самого дорогого и универсального ресурса — энергии.
Которую можно трансформировать хоть в биткоины, хоть в пластиковых уточек, хоть в оазисы в саудовской пустыне, хоть зонтики от солнца величиной с северный ледовитый.
То есть, по сути, это коммунизм, смерть существующей экономической системы, если представить, что потребности человечества особо не изменятся.
Технология настолько революционная, что подозреваю не одну войну и революцию, пока система распределения не примет новый облик, и силовые точки не сместятся туда, куда они должны сместиться.
Реально, сдвиг. Новая ступень цивилизации.

Вот мне и интересно, что придумает Чубайс, чтоб поднять тарифы за электричество?..

Ответить
32
Развернуть ветку
Дмитрий Новик

Пока всё выглядит так, что каждая страна построит себе DEMO и будет пытаться отправить энергию в свои электросети. И вот тут вообще всё сложно. В США всё достаточно сильно изношено во многих штатах. В Европе всем договориться надо. Китай всё утаит. Ну про Россию всё понятно, к сожалению. Хотя хочется верить, что человечество не попытается опять себя уничтожить.

Ответить
8
Развернуть ветку
Аркадий Иванов

Что тебе понятно?

Ответить
–4
6 комментариев
Развернуть ветку
Пп Пп

В США всё достаточно сильно изношено во многих штатах
В Техасе?

Ответить
0
1 комментарий
Развернуть ветку
Интимный франт

То есть, по сути, это коммунизм
Нет. Наличие энергии не отменяет необходимости платить людям зарплату.

Ответить
5
Развернуть ветку
Интимный франт

Вот это и интересно. С одной стороны — ресурсов хренова гора. С другой — денежная модель, капитализм и пр. Как оно уживется — большой вопрос. Я потому и задал вопрос о том, как условный капиталист-чубайс будет балансировать в этом всем, сохраняя маржу.

спойлер: почти уверен, что будут два-три транснациональных монополиста, пугл, пейслук и несколько локальных пындексов по миру, с частными армиями и формированиями маркетологов, продающих снег зимой.

Ответить
1
2 комментария
Развернуть ветку
ggg123

Как вы сделаете пластик без нефти? Пластик это нефть. Нету у нас универсального конвертора условной энергии во все что пожелаем. Можно использовать движение получаемое от тех или иных химических реакций (взрыв в поршне двигателя), можно использовать тепло, а как из этого хотя бы в теории получить этот ваш пластик?

Ответить
2
Развернуть ветку
Интимный франт

Практически все вопросы синтеза упираются в наличие-отсутствие необходимых энергоресурсов. Так что пластик можно будет хоть из говна делать, при наличии желания и хорошей технологии, проблема не в этом. Точнее, это вообще не проблема.

А про нефть я вообще ни слова не говорил, бтв. Или тут как, появится термояд, исчезнет нефть?

Ответить
4
3 комментария
Развернуть ветку
Дмитрий Новик

Можно переработать из существующего, как минимум. Но тут тоже есть вопросики.

Ответить
0
Развернуть ветку
Саша Фанкар

Взрыв в поршне двигателя

Ответить
0
Развернуть ветку
Era_of__ enlightenment

Из углекислого газа и водорода минимум. Синтезировать нефть из более простых молекул вполне решаемая задача. Но в этом нет необходимости. А вот удалить CO2 и CH4 из атмосферы надо уже вчера

Ответить
0
Развернуть ветку
Al

смерть существующей экономической системы,
Или будет трансформация в других отраслях.

энергии
Ну как сказать...

Ответить
0
Развернуть ветку
Интимный франт

Почему или. Конечно, будет. Транспорт сразу подтянется, например, наступит эра электрических масл-каров, бесполезных мощных 10000 киловатных котлов, жгущих заряд за один дрэг-старт, но потом все закончится, скажем, в 70-х из-за войны Китайской Империи и Индийской Конфедерации, вызвавшей разрушение 4-х мощнейших токамаков.
Или с.х. — пшеница в Калахари. Рапс и бананы в Красноярском крае. Да срать, маракуя и батат на Новой Земле.
Вода. Тонны, декалитры практически нахаляву опресненной океанской воды.
Терраформинг, синтез любого говна из любого другого говна (ну, почти), обесценивание золотого запаса, удешевление транспорта и прочее, прочее, прочее..

Ответить
8
1 комментарий
Развернуть ветку
Люц Шнайдер

Вот мне и интересно, что придумает Чубайс, чтоб поднять тарифы за электричество

Почему в Европе ветряки, а цена на электричество не становится ниже? Ведь ветер бесплатный. Также и тут. Строительство дорогостоящее + обслуживание таких реакторов + сеть распределения и доставки энергии до потребителя, которая также требует обслуживания.

Ответить
2
Развернуть ветку
Глеб Ворончихин

поднимут тарифы чтобы отбить конскую стоимость исследований, тестов и постройки реактора

Ответить
0
Развернуть ветку
Derodero1 -

Когда читаешь статью и доходишь до упоминания трития

Ответить
26
Развернуть ветку
Mezzo Deesa

Человек паук 2002 года всё таки лучший.

Ответить
6
Развернуть ветку
Doktor Streyndzhlav

Очень хорошая статья, спасибо!

Ответить
13
Развернуть ветку
Max Rodionov

Смотрел недавно видос на эту тему. Там с этими вернувшимеся 70% энергии не все так просто. Получившуюся энергию они не не перевели из тепловой в электрическую, при ожидаемой эффективности перевода примерно в 50%. Плюс когда говорится о 70% имеется Qplasma, то есть отношение энергии полученной из плазмы к энергии затраченной на плазму. В реальности очень много энергии идет не только в плазму но и на реактор. Так что примерно там выходит эффективность в районе 10%. В общем не скоро еще ждать эффективного реактора.

Ответить
7
Развернуть ветку
испанский смех

одна из главных проблем то, что до сих пор перевод энергии делают через вращение лопаток турбины паром ¯\_( ͡° ͜ʖ ͡°)_/¯

Ответить
16
Развернуть ветку
Интимный франт

Ну давай, придумай что-то более эффективное чем кипячение водички и вращение паром турбин.

Ответить
0
6 комментариев
Развернуть ветку
Интимный франт

Ну ок, смотря на статью, получится 17 млрд джоулей вместо 170. Это же все равно огромнейшая величина, нет?

Ответить
1
Развернуть ветку
Дмитрий Новик

Если очень упрощать, то пока тратят сильно больше не саму реакцию и это происходит в течение минут. В лучшем случае.

Ответить
6
Развернуть ветку
Dr Serj

Это же все равно огромнейшая величина, нет?
тратят 170, получают 100

пока энергия только в минус, еще ничего не получают

Ответить
3
Развернуть ветку
Дмитрий Новик

Да, спасибо за уточнение. В рамках текста пришлось ограничить формулировки.

Ответить
0
Развернуть ветку
Andre Macareno

У нас же уже есть Звезда

Ответить
7
Развернуть ветку
Интимный франт

Власти верят в успех ITER
Блажен, кто верует. Можно не париться, и откладывать сроки (попутно дорисовывая циферки к бюджетам) хоть до бесконечности, как они любят.

Ответить
2
Развернуть ветку
ggg123

Это лучше чем просто все разворовать

Ответить
6
Развернуть ветку
залечь на дно в долгопрудном

синтез даёт около 170 миллиарда джоулей тепла на один грамм массы вещества. Для одного грамма нефти этот показатель равен примерно 45 тысячам джоулей.

Кажется, мне одному показалось очень странным сравнение термоядерного синтеза и нефти, когда никто не жжет нефть для промышленной выработки электричества (разве что в мобильных генераторах) и я перешел по ссылке в статью, на которую ссылается автор.
Читать все что выдает аггрегатор по ссылке я конечно же не стал, но если поискать по числу 17, находится единственное место, откуда растут ноги:
Одна из реакций термоядерного синтеза в статье дает как раз примерно 17 электронвольт энергии в процессе:
2H+3H→4He+n+17.6 MeV
Давайте для начала разберемся, что это за такая единица энергии - "электронвольт" и как из нее получить привычный джоуль.
Дословно: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%82
"Один электронвольт равен энергии, необходимой для переноса элементарного заряда в электростатическом поле между точками с разницей потенциалов в 1 В"
Из чего можно получить формулу:
1 эВ = 1,6⋅10^−19 Дж
На 3 курсе института, когда некоторые всерьез учили физику, я уже давно нашел себе занятия поинтереснее, поэтому даже представить себе не могу, как выглядит настоящий термоядерный синтез, но давайте представим что у нас был 0.5 г. 3H, 0.5 г. 2H и все они прореагировали между собой вот по этой формуле:
2H+3H→4He+n+17.6 MeV
Молярная масса водорода - примерно 1 г. - значит 6 * 10^23 атомов водорода будут весить примерно 1г (заряд атомов на их вес не влияет). А значит в этой реации участвует примерно 3*10^23 атомов каждого типа.
Давайте посмотрим, сколько джоулей выделится при реакции 1г. вещества:
3*10^23 (число реакций) * 17.6 * 10^6 (энергия, выделяющаяся в каждой реакции) * 1.6 * 10^(-19) (переводим в джоули) = 8.448×10^11 дж, что составляет примерно 850 миллиардов джоулей тепла на 1 грамм вещества.

Получилась какая-то непонятная хуйня, я хуй знает что значат эти цифры без показателей эффективности реактора в сферическом вакууме, но большая просьба к автору: если пытаешься переводить электронвольты в джоули, хотя бы пытайся переводить правильно, а не просто меняй размерности и порядки у циферок! (или давай прямые ссылки)

Ответить
4
Развернуть ветку
Дмитрий Новик

Только не электронвольт, а мегаэлектронвольт.

Ответить
1
Развернуть ветку
залечь на дно в долгопрудном

Угу, описка вышла, но когда считал, я написал правильный порядок в любом случае

Ответить
0
8 комментариев
Развернуть ветку
Артём Гребнев

только ты одну степень потерял, 3 * 10^24

Ответить
0
Развернуть ветку
Павел Фролов

Мне понравилось предположение, где сказали, что человечество является чем то вроде естественно процесса во вселенной, который запускается, что хоть чуть чуть, но ускорить тепловую смерть вселенной, т.к. человечество с незапамятных времён до нынешних дней вырабатывает все больше и больше тепла для того, что бы оно рассеялось по вселенной

Ответить
3
Развернуть ветку
Дизайнер Павленко

Бесконечно вечное

Ответить
1
Развернуть ветку
glimpse unthinkable

могли бы просто новый юпитер замутить, он бы лучше справился.

Ответить
1
Развернуть ветку
Дионисий Висла

получить фактические данные для расчёты!

Ответить
2
Развернуть ветку
Дионисий Висла

строительство, поскольку во многих старанах

Ответить
2
Развернуть ветку
Дмитрий Новик

Забавно, что не видишь этого вообще, даже на 5-10 раз.
Спасибо.

Ответить
2
2 комментария
Развернуть ветку
August J

Да, очень крутая статья, но опечаток много как никогда

Ответить
1
1 комментарий
Развернуть ветку
Mezzo Deesa

добыча редких полезных ископаемых вредит планете
Не вредит, планета, это раскалённый камень и ему пофиг.
Планете может навредить громадный астероид, сверхновая солнца или какой-то неизвестный процесс протекающий внутри земли.

Ответить
0
Развернуть ветку
ggg123

Под "вредом планете" как правило понимается либо вред биосфере как таковой, либо вред человечеству в частности, точнее, вред будущим его поколениям. Что будет с самим куском камня всем в общем то пофигу.

Ответить
6
Развернуть ветку
Интимный франт

Фабрика Звёзд уже давно создаёт Звёзд

Ответить
1
Развернуть ветку
Дизайнер Павленко

Пёзд

Ответить
0
Развернуть ветку
Igor Chvalun

Судя по тому что я сейчас прочитал, никто даже не понимает до конца, что нужно сделать, чтобы это точно заработало. Реакторы строятся тупо посмотреть - взлетит или нет. При таких вводных можно хоть тысячу лет пытаться.

Ответить
1
Развернуть ветку
glimpse unthinkable

А как по твоему научный прогресс работает, если не через взлетит или нет ?

Ответить
3
Развернуть ветку
Artem Bugara

К может мы таки сначала разберёмся с атомной? Там уже все работает и экологично.

Ответить
–1
Развернуть ветку
Максоний

Экологично применение, не экологична утилизация отработавшего топлива. Высока цена ошибки. А ни людей, ни консилиумов, которые не допускают ошибки, не бывает

Ответить
4
3 комментария
Развернуть ветку
glimpse unthinkable

Отработанное топливо вполне можно перерабатывать в новое, просто это дорого. А дорого это из-за того что крупнешие экономики практически полностью забили на атомную энергетику чтобы собрать голоса долбоёбов, которые нихуя в вопросе не понимают, но своё мнение считаю единственно верным.

Ответить
1
5 комментариев
Развернуть ветку
Максоний

К тому же, кпд АЭС не то что бы дохуя большой

Ответить
0
Развернуть ветку
ggg123

Все отлично работает, только иногда взрывается

Ответить
0
Развернуть ветку
rustyrazor

Во-первых не экологично, во-вторых дорого, в третьих (что самое важное) благодаря Чернобылю и Фукусиме имеет настолько херовую репутацию в обществе, что ни о каком строительстве новых АЭС в большом количество не может идти и речи (собственно, их особо и не строят - в 1995 атом занимал 18% в мировой энергетике, а сейчас 10 или даже меньше). Атом де-факто мертвая технология (кроме разве что каких-то тоталитарных стран вроде Китая, где можно хуй забить на мнение общественности).

Ответить
0
Развернуть ветку
Александр Дятлов

Ну про Россию всё понятно, к сожалению.

Тащемта, у России самые технологичные ядерные редакторы и имеется определённый опыт работы с термоядерной энергией. С хуяли, при должном желании, все должно быть плохо в этой области?

Ответить
0
Развернуть ветку
Михаил Кометов

Речь шла не о применении технологии, а о использовании ее для общества

Ответить
4
2 комментария
Развернуть ветку
Александр Дятлов

@Дмитрий Новик
Это для тебя.

Ответить
0
Развернуть ветку
Дмитрий Новик

Должном желании кого? Властей? Частных инвесторов? У тебя на аватаре очень подходящий мем на эту тему.
Ты же понимаешь, что ядерные реакторы и термоядерные вообще имеют малого общего. Токамаки наши, по крайней мере находящиеся в публичном поле, весьма обычные. О каком-то серьёзном прорыве в строительстве коммерческого реактора речи тоже не идёт. Вопрос: с хуяли что-то в это области пойдёт иначе?

Ответить
0
1 комментарий
Развернуть ветку
Алексей Куликов

Наверно это основная технология, которая может дать новый мощный толчок развития человечества. Поэтому что для прогресса необходимы новые источники энергии, которые дадут её дешевле и на порядки больше, а не эти псевдозеленые технологии.

Ответить
1
Развернуть ветку
Al

Хз че тут пишут про экономические катаклизмы, и все такое. Ну это как-то наивно. Не будет никто за бесплатно работать. Эту ебанину надо как минимум построить, не говоря уже об эксплуатации и обслуживании.

Тогда и атомная энергетика должна была все пошатнуть, но что-то как-то нет)))). Да и даже допустим нашли источник "бесконечной энергии". Ну будет условная не нефть. а борьба за другие ресурсы, коих дохуиллион. начиная с палладия.

Ответить
1
Развернуть ветку
Roman Dibrov

Энергия с таких станций не будет почти бесплатной, как некоторые думают. В статье написано, что пока даже в теории не решена проблема обслуживания оборудования. Т. е. станция будет регулярно требовать ремонта, судя по её цене - дорогостоящего. Ну и традиционное обслуживание никто не отменял - энергию до потребителя надо еще доставить. И предусмотреть, что будет, если термоядерная станция закроется на ремонт - нужно держать наготове несколько станций, которые могут выдать примерно такой же объем энергии, а это тоже деньги

Ответить
1
Развернуть ветку
Tick

А) энергия звездного синтеза используется, чтобы нагревать котёл с паром, вращающий турбину. Ничего за 100 лет не могут придумать, как получать электричество напрямую.

Б) представляете, какой нагрев окружающей среды будет от этих термоядерных станций? Уже не об углекислом газе надо будет беспокоиться, а о прямом тепловом изучении. Глобальное потепление помчится вприпрыжку к новым температурным рекордам.

Ответить
0
Развернуть ветку
rustyrazor

А) Бы обуздали энергию звезд, чтобы кипятить воду ( ͡° ͜ʖ ͡°) Сверхцивилизация, хули.

Б) Какого-то особого нагрева окружения не будет.

Ответить
1
Развернуть ветку
Сталин спас Россию

Ничего за 100 лет не могут придумать, как получать электричество напрямую.

Ошибаешься

https://en.wikipedia.org/wiki/Direct_energy_conversion

Ответить
0
Развернуть ветку
Дизайнер Павленко

Кто знает годные книги фантастов на тему термоядерного общества? Посоветуйте

Ответить
–1
Развернуть ветку
Tick

Что значит годные?

Термояд всего лишь технология получения энергии, а писателей интересует устройство общества. Можно придумать "энергию вакуума" или "мезовещество", а проблемы все равно останутся те же. Или наоборот, это целиком в воле автора.

Большинство фантастов, даже если и описывают общество энергетического изобилия, не делают акцента на технологии.

Ответить
1
3 комментария
Развернуть ветку
Дима Щербаков

Любая про холодный синтез

Ответить
0
Развернуть ветку
Эльазар

В этот раз будут топить котёл с помощью термоядерной реакции

Ответить
0
Развернуть ветку
Foma Kiniyaev

>Ядро делится на два или три новых и нейтроны взаимодействуют уже с ними.

Мне казалось, основным (по крайней мере в урановой реакции) является высвобождение нейтронов в ходе деления, которые формируют 'нейтронный поток' и возбуждают другие ядра урана (а не новообразованные ядра как написано).

Ответить
0
Развернуть ветку
Foma Kiniyaev

Вообще меня поражает, что человечество дошло до таких высокотехнологичных способов производства энергии, как ядерный распад и термоядерный синтез, но когда дело доходит до электричества, оказывается, что лучшее, что мы можем к этому прикрутить - 'паровоз'. Да, и теплоносителем может выступить не вода (как в БН), и вода-то там под давлением (PWR), и контуры, и туё-моё, но по сути все равно кипятильник.
Не говорю, что это плохо, просто мне это кажется забавным.

Ответить
0
Развернуть ветку
Дмитрий Федоров

Как же тогда станет жить одна нефтяная и газовая супердержава?

Ответить
0
Развернуть ветку
Victor K.

Простите, я правильно понял, что все равно все сводится к подогреву воды и паровой турбине?

Ответить
0
Развернуть ветку
rustyrazor

Да.
На текущий момент нет более эффективного способа, нежели кипятить воду (хоть и ведутся разработки в этом поле).

Ответить
0
Развернуть ветку
Era_of__ enlightenment

Из лопастей ветряков лодки в Дании по мойму делают.

Ответить
0
Развернуть ветку
Андрей Шкляев

т

Ответить
0
Развернуть ветку
Otto Stafur

человечеству нужен термоядерный синтез, капитализму нет

Ответить
–1
Развернуть ветку
Дизайнер Павленко

Твоё заключение было бы верным только в том случае, если бы капиталистические страны были все за одно и договорились бы сообща не доводить разработку до конца. Но это невозможно.

Ответить
0
Развернуть ветку
Konstantin Wirz

Почему нет? Электричество сгенерированное им нельзя продать?

Ответить
0
Развернуть ветку
Интимный франт

Ловите коммуниста!

Ответить
0
Развернуть ветку
Читать все 135 комментариев
null