Термоядерный оптимизм

Опять уползает вправо

Прошлой весной мужики говорили, что, наверное, сдвинется на 2022-2023, а теперь вот пишут про 2025.

Сравним с освоении ядерной энергии деления:
"В 1948 г. по предложению И. В. Курчатова и в соответствии с заданием партии и правительства начались первые работы по практическому применению энергии атома для получения электроэнергии.
В мае 1950 года близ посёлка Обнинское Калужской области начались работы по строительству первой в мире АЭС.
Первая в мире промышленная атомная электростанция мощностью 5 МВт была запущена 27 июня 1954 года в СССР, в городе Обнинске, расположенном в Калужской области. В 1958 году была введена в эксплуатацию 1-я очередь Сибирской АЭС мощностью 100 МВт"
"За пределами СССР первая АЭС промышленного назначения мощностью 46 МВт была введена в эксплуатацию в 1956 году в Колдер-Холле (Великобритания).Через год вступила в строй АЭС мощностью 60 МВт в Шиппингпорте (США)."
И так далее, обращаем внимание на сроки и всеобщее развитие науки тогда вообще.
"Первый токамак был построен в 1954[3], и долгое время токамаки существовали только в СССР. Лишь после 1968 года, когда на токамаке T-3, построенном в Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова под руководством академика Л. А. Арцимовича, была достигнута температура плазмы 10 млн градусов, и английские ученые со своей аппаратурой подтвердили этот факт, в который поначалу отказывались верить, в мире начался настоящий бум токамаков"
Вывод - Токамак не годится для промышленных целей, ибо время для развития было очень много, практически полвека.

Приятный обзорчик ОЛ -ничо особенного, но название понравилось

Посмотрел у него же суждения о Не3. Они, ну как бы помягче... не всегда достаточно веские и обоснованные.

Начнем с того, что при одинаковой плотности плазмы и оптимальной температуре реакция He3 + D даст в 40 раз меньше энерговыделение на кубометр рабочей плазмы.

 

Вообще не является камнем преткновения. Проблема всегда начинается на стенке - она не в том, как бы получить побольше с куба, а в том, как бы не слишком много вывалить на квадрат, и всё это переварить, не заработав язвы.
И тут у гелия-3 всё на порядок лучше.

Помните, я писал, что магниты тороидального поля ИТЭР, которые создают противодавление плазме - абсолютно рекордные изделия, единственные по параметрам в мире? Так вот, поклонники He3 предлагают сделать магниты в 500 раз мощнее.

 

Это не то что заблуждение - это просто чушь, граничащая с враньём.
Я очень извиняюсь за резкие выражения (ничего личного), но тезис НАСТОЛЬКО неверен, и при этом НАСТОЛЬКО категоричен, что вызывает резкие эмоции.
Напомню, что в оценочных про(ж)ектах-прикидках гелиевых реакторов - а это, разумеется, НЕ токамаки (ну, почти все) магнитное поле основных секций не то что 5,5 Тл - а 2, много 3 Тл. МЕНЬШЕ, чем в ИТЭР. Потому как бета другая.

Одна маленькая проблемка - нейтроны от He3 + D реакции будут.

 

Очень верно сказано. Именно проблемка, и именно маленькая. Потому что это 1) совсем другие нейтроны и 2) их количеством, кстати, можно управлять в некоторых пределах (меняя соотношение дейтерия и гелия в смеси, уменьшать число побочных реакций).
А снижение энергии нейтронов на порядок и меняет на порядок разрушительное воздействие на первую стенку. Под тритиевыми не проживёт и двух лет, а под побочными - нагрузка как в обычном ядерном реакторе практически. Десятилетиями проработает. Активирует конструкцию, конечно, немного, но именно немного.

Если в D + T варианте у нас все забирают мерзкие нейтроны, то в случае He3 + D все забирает электромагнитное излучение плазмы, в основном синхротронное и рентгеновское тормозное (на картинке Bremsstrahlung). Ситуация практически симметричная, все равно надо отводить тепло от стенок и все равно прямым преобразованием мы не может вытащить больше 10-15% энергии термоядерного горения, а остальное - по старинке, через паросиловую машину.

 

И это совершеннейшая неправда, т.к. синхротронное как раз прекрасно поддаётся прямому преобразованию - это СВЧ, а не рентген.
Другой вопрос, что доля его не совсем такая, как на этой картинке, а меньше, но это не беда, т.к. доля прямых продуктов выше. На круг прямому преобразованию где-то до 50% энерговыделения поддаётся. Прочее - да, к дедушке Карно. Что в совокупности даёт довольно высокий КПД - теоретически до 70%.
На практике, конечно, с прямым преобразованием всё далеко не настолько айс. Ну так плотно им в железе еще никто и не занимался за невостребованностью.

Кроме теоретических ограничений есть и инженерные - в мире (в т.ч. в СССР) были потрачены гигантские усилия на создание установок прямого преобразования энергии плазмы в электричество для обычных электростанций, что позволяло поднять кпд с 35% до 55%. В основном на базе МГД-генераторов. 30 лет работы больших коллективов закончились пшиком - ресурс установки составлял сотни часов, когда энергетикам нужны тысячи и десятки тысяч

 

А оно-то тут причём?! Это вообще принципиально другие машины.
То есть всё может быть, конечно, нельзя полностью исключать возможности, что по каким-то инженерным причинам прямое преобразование не выгорит - но проблемы МГД-генераторов к этому будут такое же отношение, как сложности паровозов или недостатки верблюжьей упряжи.

Однако, по моим статьям вы можете видеть, НАСКОЛЬКО не бесплатно даются эти самые параметры плотности и температуры. Никакие гипотетические плюсы He3 не окупают даже близко необходимости в 500 раз поднимать давление плазмы. И, думается, гипотетические магнитные ловушки, которые нам обещают (но пока не сделали) на смену “изжившим” себя токамакам этой ситуации не поменяют.

 

Из ошибочных исходных допущений могут быть сделаны только ошибочные выводы.


По-хорошему, автору ИМХО стоило бы свою запись убрать или как минимум очень сильно подредактировать - и так уже тонны заблуждений про гелий по сети бродит. И никаким дустом не перешибёшь.

Мне вообще кажется что Токамаки как чисто исследовательские и экспериментальные установки были хороший шаг вперед, однако в плане промышленных энергетических установок как бы тупиковые.