Управляемый термоядерный синтез

[Клон Антипода]

Да-да. Там такая реакция при высокой температуре: C + H2O -> CO + H2. И то и другое прекрасно горит. И, главное, то и другое - газ. Всё это догорает до углекислого газа и опять же  - воды, которая при встрече с углеродом реагирует снова. И так, пока не вылетит в трубу. То есть, вода - катализатор горения углерода. А чистый углерод при нагревании тут же покрывается углекислым газом, который тушит огонь. Но, добавляем воды - и он горит.

[pkl]

CША достигли прогресса в инерциальном управляемом термоядерном синтезе

Инерциальный управляемый термоядерный синтез предполагает использование двух основных методов зажигания предварительно сжатой мишени: ударного — при помощи сфокусированной ударной волны, и быстрого — имплозии (взрыва внутрь) сферического водородного слоя внутри мишени. Каждый из них (в теории) должен обеспечить оптимальное преобразование лазерной энергии в импульсную и ее последующую передачу сжатой сферической термоядерной мишени.
Установка в Национальном комплексе лазерных термоядерных реакций в США применяет второй подход, предполагающий разделение фаз сжатия и нагрева. Это, по словам ученых, позволяет снизить плотность топлива (или его массу) и обеспечить более высокие коэффициенты усиления. Нагрев порождается коротким импульсом петаваттного лазера: интенсивный электронный пучок отдает свою энергию мишени. Эксперименты, о которых сообщается в последнем исследовании, проводились в Нью-Йорке на установке OMEGA-60 в Лаборатории лазерной энергетики Рочестерского университета, включающей в себя 54 лазера с суммарной энергией 18 килоджоулей.
Изученная учеными система устроена следующим образом. Мишень представляет собой пластиковую капсулу, на внутреннюю стенку которой нанесен тонкий дейтерий-тритиевый слой. При облучении капсулы лазерами она расширяется и заставляет сжиматься расположенный внутри нее водород (в ходе первой фазы), который разогревается (в ходе второй фазы) до плазмы. Плазма из дейтерия и трития дает рентгеновское излучение и давит на капсулу. Данная схема позволяет системе не испариться после ее облучения лазером и обеспечивает более равномерный нагрев плазмы.
В своих опытах ученые в пластиковую оболочку ввели медь. Когда лазерный луч направляется на капсулу, та выбрасывает быстрые электроны, которые попадают на медные индикаторы и заставляют их испускать рентгеновские лучи. Ученые впервые смогли представить технику визуализации электронов K-оболочки, позволяющую отслеживать перенос энергии электронами внутри капсулы и в результате более аккуратно рассчитывать параметры системы. Важность этой работы заключается в следующем.
Достижению высокой степени сжатия мешают быстрые электроны, в энергию которых превращается большая доля поглощенного мишенью излучения. Длина свободного пробега таких частиц по порядку совпадает с диаметром мишени, вследствие чего она преждевременно перегревается и не успевает сжаться до нужных плотностей. Выполненное исследование позволило заглянуть внутрь мишени и отследить происходящие там процессы, предоставив новую информацию о необходимых для оптимального излучения мишени параметрах лазера.

Хм... честно говоря, не очень понял описание. Разве там не везде имплозия? Что за "ударный метод"?

Но вообще интересно. Правда, смущает кпд лазеров - по этой причине инерциальный синтез не считается перспективным.

[Alex_II]

GF получили очередной грант от канадского правительства в размере 12,75 млн долларов (видимо канадских). Общий объем инвестиций в эту компанию от множества разных инвесторов (на сайте есть список: Chrysalix Energy Venture Capital, Bezos Expeditions, Khazanah Nasional Berhad, Cenovus Energy, Growthworks, Braemar Energy Ventures, BDC, Entrepreneurs Fund, SET Ventures, Sustainable Development Technology Canada, and NRC-IRAP) уже привысил 110 млн долларов США. Это, между прочим больше, чем стоимость модернизации токамака Т-15 в  прототип гибридного реактора, или НИОКРы ядерных реакторов МБИР и БРЕСТ. 

http://tnenergy.livejournal.com/45708.html
Ну надо же... Стимпанкам из General Fuzion  дали еще денег... Этак ведь и сделают свой ТЯ реактор на паровых молотах...

[Виктор Левашов]

Стимпанки из Дженерал Фьюжн - это звучит гордо.

[Chilik]

pkl пишет: 
Что за "ударный метод"?

Это они, похоже, таким макаром перевели fast ignition (можно гуглить эти два слова, хотя там есть несколько разновидностей данной схемы). Идея первоначально предложена в ФИАНе (в смысле первой публикации в научном журнале на английском языке), реализована экспериментально в нескольких местах за рубежом.

У кого есть доступ к библиотеке ФИАН или подписка на шпрингеровские издания - то первая статья тут: http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF01124892 ; по физике она гораздо красивее последовавшей через два года самой цитируемой статьи по плазме от ливерморской компании M. Tabak et al.

[Alex_II]

Виктор Левашов пишет:
Стимпанки из Дженерал Фьюжн - это звучит гордо.

Гордо это будет звучать если у них получится... А пока - просто весело...

[pkl]

Chilik пишет:

pkl пишет:
Что за "ударный метод"?

Это они, похоже, таким макаром перевели fast ignition (можно гуглить эти два слова, хотя там есть несколько разновидностей данной схемы). Идея первоначально предложена в ФИАНе (в смысле первой публикации в научном журнале на английском языке), реализована экспериментально в нескольких местах за рубежом.

У кого есть доступ к библиотеке ФИАН или подписка на шпрингеровские издания - то первая статья тут: http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF01124892 ; по физике она гораздо красивее последовавшей через два года самой цитируемой статьи по плазме от ливерморской компании M. Tabak et al.

А можно как-то в двух словах?

[pkl]

Alex_II пишет:

Виктор Левашов пишет:
Стимпанки из Дженерал Фьюжн - это звучит гордо.

Гордо это будет звучать если у них получится... А пока - просто весело...  

Я читал эту статью, но не стал тут вешать на неё ссылку - больно мутной мне сия контора показалась. Как то слишком уж просто у них получается. Так не бывает.

[Alex_II]

pkl пишет:
Как то слишком уж просто у них получается. Так не бывает.

Это кажется что "просто"... А на самом деле - попробуй хотя бы синхронизировать удары этих паровх молотов с точностью до микросекунд... Не факт, что у них получится - но идея вполне годная, имеет право на существование. Это тебе не холодный синтез...

[ОАЯ]

Может быть не будут синхронизировать. Наверное можно просто подгонять место встречи шлифуя лазером саму мишень после измерения траектории движения пресса.

[pkl]

Alex_II пишет:

pkl пишет:
Как то слишком уж просто у них получается. Так не бывает.

Это кажется что "просто"... А на самом деле - попробуй хотя бы синхронизировать удары этих паровх молотов с точностью до микросекунд... Не факт, что у них получится - но идея вполне годная, имеет право на существование. Это тебе не холодный синтез...

Паровые молоты... тут с лазерами не получается! Хотя их синхронизировать куда как проще. Да и энергию сфокусировать.

Кстати, с лазерами меня одна мысль гложет: у них, как мы знаем, малый кпд, потому практически невозможно выйти в + по энергии. Так вот, а нельзя ли использовать другой диапазон ЭМ излучения? У магнетронов, допустим, достигнутый кпд до 70%. Так нельзя ли использовать для сжатия мишени микроволны?

[pkl]

Поискал про fast ignition:



Как я понимаю, идея в том, чтобы разделить стадии сжатия и зажигания мишени:
1. Сначала один лазер сжимает мишень;
2. Когда мишень достаточно сжата, специальный лазер её поджигает.

А вот так мишень выглядит в реальности:






Стеклянный микробаллон, заполненный дейтерием и тритием. И к нему припаяна золотая воронка для ввода лазерного излучения... Гм... не представляю, как наладить массовое производство таких мулюпусек. Может, для экспериментов с целью усовершенствования термоядерного оружия это и сгодится, но не для промышленной энергетики. А жаль - ведь почти готовый термоядерный двигатель! :|

[pkl]

ОАЯ пишет:
Может быть не будут синхронизировать. Наверное можно просто подгонять место встречи шлифуя лазером саму мишень после измерения траектории движения пресса.  

А как Вы лазерный луч туда введёте? Там же расплавленный металл!

[ОАЯ]

Каждому драйверу свою оболочку из микромощного преобразователя микроволнового излучения. И пусть с каждым драйвером в огне ядерного синтеза сгорает преобразователь. Наладить конвейерный выпуск таких драйверов и готовое топливо для РД.

[pkl]

Это как?

Я предполагаю, что на каждый излучатель по конусу для фокусировки микроволнового излучения. Вот они и будут испаряться. Но как их быстро вставлять?

[ОАЯ]

Как только шарики -драйверы попадут в область реактора с предельной напряженностью сверхвысокочастотного поля произойдет сгорание металлического затвора на поверхности драйвера и наносекундное преобразование всей энергии на поверхности и внутри преобразователя, энергия поступит в микролазеры и произойдет сжатие и нагрев внутренней мишени. Микровзрыв. Следующий драйвер...

[pkl]

А! Не, микролазеры - это слишком дорого и сложно. К тому же, при их кпд большая часть энергии микроволн /93%/ уйдёт в тепло и потеряется. Я же предлагаю напрямую использовать микроволны для сжатия и нагрева мишени. Это возможно?

[ОАЯ]

В конце концов для подрыва водородной бомбы используется нейтронное излучение ядерного распада - взрыв ядерной бомбы.
По другому пока не получить мощное излучение нейтронов. 

[pkl]

Рентгеновские лучи там используют. Для сжатия и поджига термоядерной смеси. Нейтроны - побочный продукт термоядерного синтеза и используются для расщепления атомных ядер.

[Кубик]

pkl пишет: Рентгеновские лучи там используют. Для сжатия и поджига термоядерной смеси.
Нейтроны - побочный продукт термоядерного синтеза и используются для расщепления
атомных ядер.

Дело в том. что рентген быстрее - нейтроны просто не успевают, да и не могут они обеспечить радиационное испарение оболочки заряда для обжатия, даже деление уранового бланкета уже идёт от термояда...