Управляемый термоядерный синтез

[Chilik]

Alex_II пишет:
Потому как новости что-то косяком пошли...

А у них просто инвесторы одобрили программу модернизации C-2U до C-2W и об этом стало можно говорить.
Плюс новосибирская конференция.
Плюс выборы на носу, нужен позитив.
Вот так и сложилось.

[pkl]

vlad7308 пишет:
Эээээто почему?
Ааа, вы наверно думаете, что Не3 будут в космосе добывать?  

Ага!  Да, появляется стимул лететь до Урана с Нептуном. Я против протон-бора ничего не имею, но, боюсь, в таком случае стимул лететь куда-либо точно пропадёт.

[pkl]

Chilik пишет:

Alex_II пишет:
Потому как новости что-то косяком пошли...

А у них просто инвесторы одобрили программу модернизации C-2U до C-2W и об этом стало можно говорить.
Плюс новосибирская конференция.
Плюс выборы на носу, нужен позитив.
Вот так и сложилось.

+ технологии за последние десятилетия действительно здорово продвинулись вперёд. Особенно в области сверхпроводников и электроники.

Буквально только что обнаружил вот такую новость, правда трёхгодичной давности:

  Наука  Новости  Два лазера зажгли безопасный ядерный синтез

Два лазера зажгли безопасный ядерный синтез
С помощью двух лазеров ученые из лаборатории CNRS столкнули протоны и ядра бора и зажгли реакцию синтеза без основных недостатков существующих токамаков.

Технологии Физика Естественные науки

10.10.2013, ЧТ, 08:38, Мск

На протяжении десятилетий ученые работали над созданием технологии использования ядерного синтеза, мощнейшего источника энергии. Ядерный синтез вырабатывает колоссальное количество энергии, именно он заставляет «гореть» наше Солнце и, потенциально, мог бы решить энергетические проблемы человечества. К сожалению, лабораторные установки, термоядерные реакторы или токамаки, имеют побочный эффект в виде опасного для здоровья нейтронного излучения. Чтобы нейтрализовать вредное излучение необходимо использовать тяжелое экранирование, которое резко удорожает строительство токамака. Кроме того, нейтронное излучение постепенно разрушает материалы реактора и делает его радиоактивным.



Возможно, физики нашли решение этой проблемы.В лаборатории Национального центра научных исследований Франции (CNRS) успешно проведен ряд экспериментов, в ходе которых удалось зажечь реакцию синтеза, работающую без побочного нейтронного излучения. Французские ученые используют два лазера, чтобы слить протоны и ядра и бора-11. Один лазерный луч на короткий промежуток времени превращает ядра бора в плазму, а другой генерирует пучок протонов, который врезается в ядра бора, испуская медленные частицы гелия, но не нейтроны.




Новая установка намного проще и безопаснее существующих прототипов токамака
 

Ранее лазеры уже использовались для зажигания реакции синтеза, но обычно лазерные импульсы используют для сверхбыстрого мощного сжатия крошечных гранул из двух изотопов водорода - дейтерия и трития. Однако, это не самый оптимальный вариант, поскольку он приводит к выбросу нейтронов и требует большого количества лазеров. Например в Ливерморской национальной лаборатории в Калифорнии используются 200 лазеров. Французская установка требует всего двух лазеров, да к тому же не производит нейтронного излучения, что делает ее очень перспективной.
Надо отметить, что новая технология также очень сложна. Лазерный импульс, превращающий бор в плазму, длится всего лишь около одной миллиардной доли секунды, а импульс, направленный на протоны, - всего одну триллионную долю секунды. Эти импульсы должны быть крайне точно синхронизированы, только тогда пучок протонов сформируется раньше пучка электронов, генерируемых позже. Таким образом, точная синхронизация дает большую вероятность того, что протоны столкнутся с ядрами бора и инициируют синтез.
Лазеры лаборатории CNRS генерируют короткие импульсы, разделенные интервалами в 90 минут. Но ученые уверены, что этот же эксперимент может быть повторен и с более быстрыми лазерами. Это означает, что новый тип термоядерной установки может поддерживать непрерывную реакцию синтеза. Пока исследователи не достигли положительного выхода энергии, то есть энергия синтеза равна энергии лазеров. Однако миниатюризация лазеров, повышение их мощности и сравнительная простота нового устройства дает надежду, что французская установка может стать мощным высокоэффективным источником энергии.

 http://zoom.cnews.ru/rnd/news/top/dva_lazera_zazhgli_bezopasnyy_yadernyy_sintez
Это чего такое?     Кто-нибудь может квалифицированно прокомментировать? Намёк, конечно, Вам, Chilik, в первую очередь.  Новости уже почти три года, однако, но свежей информации нет.

[vlad7308]

pkl пишет:

vlad7308 пишет:
Эээээто почему?
Ааа, вы наверно думаете, что Не3 будут в космосе добывать?    

Ага!    Да, появляется стимул лететь до Урана с Нептуном. Я против протон-бора ничего не имею, но, боюсь, в таком случае стимул лететь куда-либо точно пропадёт.

Ставлю сто против одного, что, даже в случае освоения D-He3 в "токомакообразном" виде (стационарное магнитное удержание), этот самый He3 добывать на Уране с Нептуном и возить на Землю никто не будет.

Что касается протон-бора, в случае его освоения он может дать куда больше, чем стимул - реальную возможность спокойно летать по СС. Дешево, надежно и быстро.

[vlad7308]

pkl пишет:
Кто-нибудь может квалифицированно прокомментировать?

если совсем коротко - такие установки не имеют перспектив как источники энергии.
они разрабатываются для других целей.

[Alex_II]

vlad7308 пишет:
если совсем коротко - такие установки не имеют перспектив как источники энергии.
они разрабатываются для других целей.

А для чего? Прикладное мне видится только одно - "чистая", без ядерного запала, термоядерная бомба...

[vlad7308]

Например, как нейтронный или альфа-излучатель. Да мало ли.
Энергетически выгодный термояд на чистых встречных пучках без удержания невозможен.

[Alex_II]

vlad7308 пишет:
Например, как нейтронный или альфа-излучатель. Да мало ли.

Ну, нейтронный видимо на D+D, не на протон-бор... Как инициатор цепной реакции для подкритичного реактора сойдет?

[pkl]

vlad7308 пишет:
Ставлю сто против одного, что, даже в случае освоения D-He3 в "токомакообразном" виде (стационарное магнитное удержание), этот самый He3 добывать на Уране с Нептуном и возить на Землю никто не будет.

Эт почему? :evil:

Что касается протон-бора, в случае его освоения он может дать куда больше, чем стимул - реальную возможность спокойно летать по СС. Дешево, надежно и быстро.

Хорошо, пусть будет возможность. А будет ли необходимость?

[Chilik]

pkl пишет:
Это чего такое?    

Не обманешь - не продашь (C)
   
Тут несколько факторов сложилось, но про них позже.
При чтении Вашей цитаты изрядно офонарел от фразы, которую журналисты сами придумать не могли:

... только тогда пучок протонов сформируется раньше пучка электронов, генерируемых позже ...

По моим представлениям, жизнь должна быть устроена с точностью до наоборот. Поэтому не поленился найти первоисточник. Таки да, три года назад, в Nature Communications и далее перепевы по всему медийному пространству.
Только там всё чинно-благородно, в соответствии с физикой того, как это лазерное ускорение ионов работает:

... The proton beam is preceded by a beam of electrons ...

А дальше - перевод девочкой. Плюс общее невладение темой, в результате чего, например, неоправданно наехали на ливерморский лазер (в исходном документе он поминается в совсем другом контексте).

Ну вот, а теперь по сути. Я искренне тащусь от тех экспериментальных результатов, которые периодически демонстрируют группы, работающие с фемто- и пикосекундными мощными лазерами. Причём поскольку я в этой области не специалист, то тащусь именно как зритель. Эта работа относится именно к таким зрелищным вещам. Продемонстрировано мастерство владения сложной техникой. Получены интересные результаты в качестве подарочной конфетки.

Вопрос в том, что с этим дальше делать. Французская команда нехило попиарилась на этой работе, и что? По зрелому размышлению, ничего особенного. В лазерном термояде многие вещи проще по физике, чем в магнитном. Но именно поэтому там труднее обманывать природу. Я не вижу какой-то возможности масштабировать применённую схему до положительного выхода энергии. Остаётся путь NIF с ответвлениями в виде разновидностей fast ignition. По этому пути можно добраться и до протон-бора. Только при более высоких параметрах эксперимента.

Напомнить, сколько вложено в программу NIF и как сильно они обоср переоценили ожидавшуюся эффективность своей системы? А ведь там - действительно блестящая научная и инженерная команда плюс фактически неограниченный бюджет. Официальная научная цель до 2020 (или 2018 - не помню) года на NIF сейчас выглядит примерно так: "продемонстрировать положительный выход энергии из мишени Q > 1, или объяснить, почему этого не получилось". А 6 лет назад цель была к 2011 году получить усиление Q = 100. Пусть сначала DT победят, а потом уже объясняют, как поднять температуру ещё раз в 30, а плотность  - ещё раз в 100. А мы послушаем.

[vlad7308]

pkl пишет:

vlad7308 пишет:
Ставлю сто против одного, что, даже в случае освоения D-He3 в "токомакообразном" виде (стационарное магнитное удержание), этот самый He3 добывать на Уране с Нептуном и возить на Землю никто не будет.

Эт почему?  :evil:  

потому что это фантастика    
Серьезно вкладываться в освоение D-He3 имеет смысл, только если сразу понятно как и где брать He3. Значит либо будет найден экономически приемлемый способ получения He3 на Земле, либо не будет никакого освоения D-He3. (Кстати, вообще-то He3 на Земле получают и сейчас. Просто цена процесса неприемлема для энергетики)

Я, разумеется, имею ввиду более-менее обозримую перспективу.

И, разумеется же, уже в необозримой перспективе, при наличии дешевого транспорта и соответствующей энергетики, может стать экономически эффективной и добыча каких-либо физических ресурсов СС для транспортировки их на Землю. Но - при УЖЕ наличии. Или хотя бы доказанной технологической возможности поиметь это самое наличие.
Следовательно, освоение D-He3 само себе никаких существенных стимулов для космической деятельности не дает. Скорее уж возможна обратная связь.

pkl пишет:

Что касается протон-бора, в случае его освоения он может дать куда больше, чем стимул - реальную возможность спокойно летать по СС. Дешево, надежно и быстро.

Хорошо, пусть будет возможность. А будет ли необходимость?

В нашем кейсе - "космическая деятельность в начале 21 века" - главный челленж состоит как раз в этой самой возможности. "Спокойно летать по СС. Дешево, надежно и быстро."
Ну или - для начала - хотя бы "выбирайте любые два из трех"  

[newbieАлександр]

Вот тут,  сеанс вопросов и ответов с Алексеем Дмитриевичем Беклемишевым, кандидатом физико–математических наук, старшим научным сотрудником ИЯФ СО РАН (Институт Ядерной Физики им.Г.И.Будкера СО РАН).
Я свой, вопрос уже задал и ответ получил:

Сколько поколений, наземных установок вам потребуется, для создания термоядерного ракетного двигателя, при условии "нормального" финансирования, в этом веке, это возможно?
 
 Написал surzam сегодня в 12.23 ·
 

surzam: Я вижу проблему термоядерного ракетного двигателя так: это должен быть относительно небольшой и, главное, не слишком тяжёлый агрегат, иначе его просто не поднять на орбиту. С этим у нас пока проблемы. В частности, DT и DD с большим количеством нейтронов по–моему не годятся по техобслуживанию и весу защиты. DHe3 и pB11 годятся, но реализуемость в малом агрегате пока оптимизма не внушает. Надежда: новые технологии сверхпроводников. Если бы увеличить критическое поле на порядок... или хотя бы раза в 3...  

[/url]

[pkl]

vlad7308 пишет:

pkl пишет:

vlad7308 пишет:
Ставлю сто против одного, что, даже в случае освоения D-He3 в "токомакообразном" виде (стационарное магнитное удержание), этот самый He3 добывать на Уране с Нептуном и возить на Землю никто не будет.

Эт почему?  :evil:  

потому что это фантастика    
Серьезно вкладываться в освоение D-He3 имеет смысл, только если сразу понятно как и где брать He3. Значит либо будет найден экономически приемлемый способ получения He3 на Земле, либо не будет никакого освоения D-He3. (Кстати, вообще-то He3 на Земле получают и сейчас. Просто цена процесса неприемлема для энергетики)...

Можно представить процесс перехода к He3D: Термоядерная энергетика на DT появится раньше. А ещё раньше - гибридные реакторы, источники нейтронов. Их, как и DT установки, можно, использовать для наработки трития. Ну а тритий сам распадается до гелия-3. Думаю, можно будет наработать достаточно гелия для старта гелиевой энергетики. Затем опытную He3D-энергетику можно начать, добывая его на Луне. Это позволит наработать опыт по реакторам. Затем уже можно лететь к Урану.

Стимул очевиден - анейтронная термоядерная энергетика.

pkl пишет: 

Что касается протон-бора, в случае его освоения он может дать куда больше, чем стимул - реальную возможность спокойно летать по СС. Дешево, надежно и быстро.

Хорошо, пусть будет возможность. А будет ли необходимость?

В нашем кейсе - "космическая деятельность в начале 21 века" - главный челленж состоит как раз в этой самой возможности. "Спокойно летать по СС. Дешево, надежно и быстро."
Ну или - для начала - хотя бы "выбирайте любые два из трех" 

Не-а, Вы телегу ставите впереди лошади. Сначала появляется потребность, затем уже думаем над её решением. Не будет потребности - деньги пойдут на создание роботов для секса, а не для добычи гелия-3 в атмосфере планет-гигантов.

[pkl]

Александр пишет:
Вот тут , сеанс вопросов и ответов с Алексеем Дмитриевичем Беклемишевым, кандидатом физико–математических наук, старшим научным сотрудником ИЯФ СО РАН (Институт Ядерной Физики им.Г.И.Будкера СО РАН).

Да там всё подряд надо читать!     А мне вот что понравилось:

Добрый день!
Алексей, мне было бы очень интересно узнать. Самые фантастические на ваш взгляд теории/концепции/идеи/технические решения, связанные с удержанием плазмы и термоядерным синтезом. Из мировой науки, и тех что витают в головах ваших коллег по институту. 
Наверняка вы много читаете по этому поводу, и общаетесь с рабочими группами. И наверняка возникают совершенно нереальные на сегодняшний момент идеи. Которые однако, вызывают восхищение глубиной фантазии.
Спасибки.
  

[/url]
 Написал papa_bender 5 сентября 2016 в 04.52 · //ответить .  

[/url] 
papa_bender: Сейчас на ум пришли две:
1) Строить токамак на орбите, чтобы не надо было его откачивать и, главное, решить проблемы с
долговечностью диверторных (плазмо–приёмных) пластин путём их отмены вовсе. (с) из Курчатовского института

и вот:

А были ли попытки придумать термояд взрывного типа? Т.е. малюсенький термоядерный взрыв, энергия которого как–то собирается во что–то полезное, и так в цикле. Ну как в двигателе внутреннего сгорания.
 

[/url]
 Написал vainbroiler 5 сентября 2016 в 09.58 · //ответить .  

vainbroiler: Всякое горение явлется балансом энерговыделения и потерь тепла, поэтому с уменьшением размеров горение тухнет. Муравьи никогда не смогут развести себе костёр подходящих размеров. Огромное Солнце замечательно горит без всяких ухищрений, а плазму на Земле надо всячески изолировать от остывания. Также и термоядерная бомба замечательно взрывается, а вот устроить микровзрыв, который обильно и давно финансируется вояками (и у нас и в США) после запрета испытаний бомб, до сих пор не получается. Можно и как в двигателе внутреннего сгорания — почитайте про Канадскую фирму "General Fusion". Их идея с "собиранием во что–то полезное" мне нравится, но с термоизоляцией проблема не решена.
 

[/url]
 Написал Алексей Дмитриевич ABeklemishev 5 сентября 2016 в 10.15 · //ответить ↑ .  

[/url] 
ABeklemishev: Я совсем не настоящий сварщик, но ведь был (есть) проект запуска реакции путем фокуса множества лазерных лучей на мишени. Как вы оцениваете этот проект?
 
 Написал Fucktor2 5 сентября 2016 в 10.53 · //ответить ↑ .  

Fucktor2: Таких проектов несколько. В США проект NIF (National Ignition Facility) запущен и несколько лет демонстрирует результаты "на грани зажигания". В РФ успешно строится ещё более крутой лазер в Сарове.
Лично я абсолютно не верю в пользу лазерного термояда для мирной энергетики, но "лазерный термояд является важнейшим элементом программы по поддержанию ядерных арсеналов. Такая установка позволяет создавать температуры и давления, характерные для ядерных взрывов. Это даст возможность исследовать параметры ядерных устройств без проведения испытаний, запрещенных международными соглашениями."
Моя оценка: в конце концов зажгут и "поддержат ядерные арсеналы". Но энтузиазма это у меня не вызывает.

[/url]
 Написал Алексей Дмитриевич ABeklemishev 5 сентября 2016 в 11.09 · //ответить ↑ .  

[/url]

Фига! Там, в Сарове, по ходу, строится штука покруче NIF!!!     Эх, жаль нельзя его использовать для получения энергии!  :oops:

[Alex_II]

pkl пишет:
Эх, жаль нельзя его использовать для получения энергии!  :oops:

Ага, только для ее расхода...

[vlad7308]

pkl пишет:
Не-а, Вы телегу ставите впереди лошади.

скорее, Вы.
ну да ладно, бог с ним

[Chilik]

pkl пишет: ... Их, как и DT установки, можно, использовать для наработки трития. Ну а тритий сам распадается до гелия-3. Думаю, можно будет наработать достаточно гелия для старта гелиевой энергетики. Затем опытную He3D-энергетику можно начать, добывая его на Луне. ...

Месье знает толк в извращениях (C)
Зачем так сложно, можно пытаться сделать D-D реактор, в котором ровно в половине реакций будет образовываться гелий-3. Правда, часть его там же и сгорит. Но часть останется.
А полёты к планетам-гигантам не надо связывать со шкурными интересами энергетических компаний. Лично мне это просто любопытно. И если это будет интересно достаточно большой части общества, то это будет реализовано и без гелия-3.

pkl пишет: ... деньги пойдут на создание роботов для секса...

Так ведь уже!

[pkl]

Аааа... про DD забыл - увы, не физик, а гуманитарий! :oops:  

А полёты к планетам-гигантам не надо связывать со шкурными интересами энергетических компаний. Лично мне это просто любопытно. И если это будет интересно достаточно большой части общества, то это будет реализовано и без гелия-3.

Увы нам, достаточно большой части общества планеты-гиганты неинтересны. Так что по-серьёзному заниматься планетами-гигантами и летать туда будут, если только там найдут что-то очень ценное, типа гелия-3.

[Кубик]

pkl пишет: если только там найдут что-то очень ценное, типа гелия-3.

Бедным конкистадорам не хватило малости - знания или хотя бы догадки о температуре плавления платины..а то они бы её гребли в расчёте на будущие открытия ..    И были бы правы.. А вот с гелием-3  - хотят накопить, не зная, выйдет ли вообще что-то..

[Alex_II]

Кубик пишет:
А вот с гелием-3- хотят накопить, не зная, выйдет ли вообще что-то..

Ну так человечество со времен конкистадоров изменилось - ну и ошибки уже другие... Мы ведь и редкоземы накапливаем, и трансураны... Причем не всегда зная куда это применить.