Управляемый термоядерный синтез

[vlad7308]

Вы меня разочаровали!  Ну как так? Работает же американский арбуз. Т.е. мы уже можем со 100% уверенностью говорить, что это не ошибка и результат воспроизводится.

Было бы довольно странно (хотя и возможно), если бы они совсем никогда не смогли воспроизвести удачный шот.

Он работает, да. Может даже еще через год-два-пять они доведут количество удачных шотов до 95%, а выход энергии поднимут раза в три-пять (если есть такая цель).
НИФ имхо все равно останется чисто экспериментальным прибором, чрезвычайно далеким от какого-то практического использования в энергетике или космосе. На порядки дальше того же ИТЭРа. Имхо. Если не случится каких-то супер-прорывов, но я даже не могу предположить, каких. Собственно, для положительного энерговыхода (breakeven) нужно на несколько порядков снизить расходы (энергетические) на выстрел. Да плюс придумать какую-то конструкцию для поглощения мэвных нейтронов (продуктов реакции D-T), совместимую с лазерами и прочей машинерией. Пока это все выглядит довольно безнадежно. Куда хуже, чем 60 лет назад.
Такое мое мнение. Не особо просвещенное, да.

ЗЫ насколько я понимаю, главная и до сих пор не решенная проблема инерционного лазерного синтеза - не удается никак достигнуть достаточно симметричного обжима мишени. На нифе это решается - в частности - методом грубой силы, когда мощность импульса на порядки превышает теоретически достаточную. Плюс сложная и дорогая мишень. Ну там еще много чего есть.

[pkl]

Он работает, да. Может даже еще через год-два-пять они доведут количество удачных шотов до 95%, а выход энергии поднимут раза в три-пять (если есть такая цель).
НИФ имхо все равно останется чисто экспериментальным прибором, чрезвычайно далеким от какого-то практического использования в энергетике или космосе. На порядки дальше того же ИТЭРа. Имхо. Если не случится каких-то супер-прорывов, но я даже не могу предположить, каких. Собственно, для положительного энерговыхода (breakeven) нужно на несколько порядков снизить расходы (энергетические) на выстрел. Да плюс придумать какую-то конструкцию для поглощения мэвных нейтронов (продуктов реакции D-T), совместимую с лазерами и прочей машинерией. Пока это все выглядит довольно безнадежно. Куда хуже, чем 60 лет назад.

Несколько лет назад я читал заметки, в которых В ПРИНЦИПЕ отрицалась возможность успешной реализации управляемого термоядерного синтеза. И на лазерных установках вообще, и конкретно на NIF'е. Далее. И здесь, и вообще не раз приходилось сталкиваться с мнением, что единственный термоядерный синтез, который нам доступен - это синтез в термоядерной бомбе, что порождало хтонические проекты КВС. Что мы видим сейчас? Мы видим, что по двум независимым направлениям термоядерного синтеза /токамаки и лазеры/ получены устойчивые положительные результаты. Это не ХЯС какой, который после Флейшмана и Понса никому никогда не удалось повторить. Это работает. И это даёт нам достаточно уверенно утверждать, что и самое направление термоядерной энергетики перспективно именно как область энергетики и двигательных установок.


Разумеется, и там, и там надо ещё много чего оптимизировать. При этом я допускаю, что конкретно токамаки и лазеры являются тупиковым направлением, а удачным решением является что-то иное /открытые ловушки, например/. Но сам факт, что и то, и то уверенно работает говорит нам, что Рубикон перейдён и самое время задумываться о термоядерных двигателях и звездолётах как о чём-то практически осуществимом.

И колонизации Солнечной системы до кучи.  

[Павел73]

Тезка, нет сомнений, что рано или поздно в лабораторных супер-пупер-установках удастся создать условия для зажигания термоядерной реакции с положительным выходом. Получается же это в водородных бомбах. Значит и в миниатюре должно получиться. Но вы попробуйте эту энергию извлечь, да так, чтобы её хватило хотя бы для поддержания реакции. Нет никаких признаков, что этого удастся достичь. Пока что термоядерные установки только пожирают энергию.

Точь в точь, как с вечным двигателем. Два сообщающихся сосуда. Ну чего бы в одном жидкости не подняться выше хотя бы на пару сантиметров?

И что вообще понимается под устойчивыми положительными результатами?

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Тезка, нет сомнений, что рано или поздно в лабораторных супер-пупер-установках удастся создать условия для зажигания термоядерной реакции с положительным выходом. Получается же это в водородных бомбах. Значит и в миниатюре должно получиться. Но вы попробуйте эту энергию извлечь, да так, чтобы её хватило хотя бы для поддержания реакции. Нет никаких признаков, что этого удастся достичь. Пока что термоядерные установки только пожирают энергию.

Точь в точь, как с вечным двигателем. Два сообщающихся сосуда. Ну чего бы в одном жидкости не подняться выше хотя бы на пару сантиметров?

И что вообще понимается под устойчивыми положительными результатами?

Ну, я могу себе представить небольшую такую сферу, диаметром километров пять, или шесть, внутри устланную солнечными элементами, а в центре горит такое небольшое солнышко. Ну, там еще снаружи поле радиаторов системы охлаждения. Может такое и выдаст кучу энергии... 

[pkl]

Тезка, нет сомнений, что рано или поздно в лабораторных супер-пупер-установках удастся создать условия для зажигания термоядерной реакции с положительным выходом. Получается же это в водородных бомбах. Значит и в миниатюре должно получиться. Но вы попробуйте эту энергию извлечь, да так, чтобы её хватило хотя бы для поддержания реакции. Нет никаких признаков, что этого удастся достичь. Пока что термоядерные установки только пожирают энергию.

Точь в точь, как с вечным двигателем. Два сообщающихся сосуда. Ну чего бы в одном жидкости не подняться выше хотя бы на пару сантиметров?

И что вообще понимается под устойчивыми положительными результатами?

Вообще-то вечный двигатель противоречит законам физики. Термоядерный реактор - не противоречит. И утверждать, что термоядерные установки ТОЛЬКО пожирают энергию, уже не совсем корректно.


Ну вот, два "выстрела" уже.

[Chilik]

Несколько лет назад я читал заметки, в которых В ПРИНЦИПЕ отрицалась возможность успешной реализации управляемого термоядерного синтеза. И на лазерных установках вообще, и конкретно на NIF'е.

Тут вопрос в определениях - что конкретно считать "успешной реализацией управляемого термоядерного синтеза".
Для полковника, которому надо испытывать новый бронепоезд на поражающие действия термоядерного взрыва, нынешние результаты NIF хороши. Для физиков, котрые исследуют состояние вещества при предельных параметрах, они весьма хороши. А для условного олигарха, который хочет зарабатывать деньги на продаже электричества электорату, это пока вообще никак. Потому что в луче лазера было около 2 МДж, выход энергии в декабре прошлого года - около 3 МДж, потребление от розетки - около 300 МДж. Так себе бизнес. Даже если забыть про к.п.д. преобразования тепла в 220 В, 50/60 Гц, то эти 3 МДж - это меньше 1 кВт-часа. Сколько там по нашим ценам, около 4 рублей? Зато - стабильно один раз в полгода.

[Павел73]

Вообще-то вечный двигатель противоречит законам физики. Термоядерный реактор - не противоречит.

Да вот кто его знает...  . А вдруг противоречит? Что, если без звёздного гравитационного сжатия - никак? Не горит оно управляемо.Только импульсом, при помощи ОЧЕНЬ горячей ядерной "спички". Или лазерной, с мизерным количеством топлива и никаким КПД... По-видимому только такими методами можно воспроизвести условия, близкие к недрам звёзд.

[Dulevo]

>>> Не горит оно управляемо.

Так ведь - горит.
Даже в токомаках горит. И даже в фузорах которые можно сделать в гараже - тоже идут реакции слияния.
Просто количество этих слияний не достаточно (пока) для возврата вложенной энергии.

Если реакция уже идет - и вопрос только в увеличении производительности - то это как бы уже не физическая проблема - а инженерная. Сложная да. Но чисто инженерная. Никаких физических запретов не существует.

[Плейшнер]

Вообще-то вечный двигатель противоречит законам физики.

Вообще-то не все так просто.
Первое и второе НАЧАЛА (аксиомы) термодинамики сами имеют эмпирическое (опытное) происхождение.

[Павел73]

>>> Не горит оно управляемо.

Так ведь - горит.
Даже в токомаках горит. И даже в фузорах которые можно сделать в гараже - тоже идут реакции слияния.
Просто количество этих слияний не достаточно (пока) для возврата вложенной энергии.

Вот это и значит - не горит. Если вы подносите горящую спичку к бумаге в печке, и энергия горения этой бумаги становится больше, чем энергия, затраченная на поджиг (в том числе и на доставание коробка и чирканье спичкой), то можно сказать, что да, горит, и выход энергии положительный . 

А если бумага гаснет, едва только вы убираете спичку, то как это называется?

[Astrodrive]

Все физики знают, что плазма это диамагнетик. Но пытаются в термоядерном реакторе удержать плазму с помощью магнитных полей. И рассказывают, что плазма срывается с "силовых линий" под действием центробежных сил.  Просто или у меня лыжи не едут или чего-то я не понимаю. Да электроны будучи "электронным газом" парамагнетики и они втягиваются в это магнитное поле. Но все остальное диамагнетики. То есть в кострукции и пробкотронов и токомаков принципиальная ошибка. В них удерживающее магнитное поле плотное в центре и ослабевает от центра к переферии. Таким образом диамагнитные силы направлены строго от центра к стенкам. И чем сильнее мощнее мы будем использовать магниты тем больше будет на плазму действовать выталкиваюшая плазму на стенки диамагнитная сила. И что бы этого не было надо что бы плотность магнитного поля была строго обратной у стенок плотное и к центру плотность магнитного поля падает. Тогда диамагнинтые силы будут направлены от стенок к центру. Как это сделать технически я не знаю.. Но причин игнорировать диамагнитные свойства плазмы я не вижу....
подробнее: http://samlib.ru/editors/l/lemeshko_a_w/avvv.shtml

Да, Вы правы.

Позитивно заряженные протоны выталкиваются магнитным полем как диамагнетики. Получается что протонная плазма скапливается у стенок Токамака.

Это и показывает съёмка внутренней камерой - цилиндр из плазмы притягивается к стенкам Токамака.

У стенок Токамака магнитное поле значительно(!) слабеет, сила диамагнитного выталкивания тоже. Затем сила Лоренца отталкивает/закручивает протоны от стенок Токамака.

Сила Лоренца > слабая Сила Диамагнитного Выталкивания.

Так что в принципе Токамак может работать.

[Chilik]

Все физики знают, что плазма это диамагнетик. Но пытаются в термоядерном реакторе удержать плазму с помощью магнитных полей.

Да.

Просто или у меня лыжи не едут или чего-то я не понимаю.

Да.
И, чтобы не изобретать лишних сущностей, дам ссылочку на работу из 1950-х, там всё написано с сильными упрощениями, но без глупостей.
Rosenbluth M.N. and Longmire C.L. Ann. Phys. 1, 120 (1957). https://doi.org/10.1016/0003-4916(57)90055-6

Да, Вы правы.
Позитивно заряженные протоны выталкиваются магнитным полем как диамагнетики.

Слово "позитивно заряженные" употреблено, потому что выражаться не по-русски - это круче?
А он не прав. И даже не лев.
Потому что вообще любые заряженные частицы являются диамагнетиками. Блин, ну это же просто. Если есть хотя бы образование в объёме ЕГЭ. Есть сила, действующая на частицу в магнитном поле (ЕГЭ!!!). Она направлена перпендикулярно вектору скорости, а, значит, не изменяет энергию частицы, а только направление вектора скорости (ЕГЭ!!!). Траектории частиц в магнитном поле термоядерных установок представляют собой спирали. У частиц с положительным и отрицательным зарядом они направлены в разные стороны из-за того, что сила направлена в разные стороны (ЕГЭ!!!). А если подумать, что кроме разного направления вращения у них и заряд противоположен по знаку, то результат один. Движущийся электрический заряд - это электрический ток (ЕГЭ!!!). Ток, текущий по спирали - это соленоид (ЕГЭ!!!). Для любой заряженной частицы получится, создаваемый ей ток уменьшает магнитное поле внутри спиральки её траектории. А это - признак диамагнетика.

Получается что протонная плазма скапливается у стенок Токамака.

В самой-самой первой лекции по физике плазмы студентов учат понятию квазинейтральности. На простом языке для электората это значит, что протонной плазмы не бывает.

Это и показывает съёмка внутренней камерой - цилиндр из плазмы притягивается к стенкам Токамака.

Увы, Вы просто не понимаете, что конкретно показывают эти камеры.
В качестве ответа могу намекнуть, что форма границы плазмы в токамаке определяется конфигурацией полоидального магнитного поля, которую установила система управления установкой. Что такое полоидальное поле - самостоятельно.

Так что в принципе Токамак может работать.

Спасибо за эту экспертную оценку.

[Astrodrive]

Потому что вообще любые заряженные частицы являются диамагнетиками. Блин, ну это же просто. Если есть хотя бы образование в объёме ЕГЭ. Есть сила, действующая на частицу в магнитном поле (ЕГЭ!!!). Она направлена перпендикулярно вектору скорости, а, значит, не изменяет энергию частицы, а только направление вектора скорости (ЕГЭ!!!). Траектории частиц в магнитном поле термоядерных установок представляют собой спирали. У частиц с положительным и отрицательным зарядом они направлены в разные стороны из-за того, что сила направлена в разные стороны (ЕГЭ!!!). А если подумать, что кроме разного направления вращения у них и заряд противоположен по знаку, то результат один. Движущийся электрический заряд - это электрический ток (ЕГЭ!!!). Ток, текущий по спирали - это соленоид (ЕГЭ!!!). Для любой заряженной частицы получится, создаваемый ей ток уменьшает магнитное поле внутри спиральки её траектории. А это - признак диамагнетика.

Lem Andrew говорит, что парамагнитные свойства электрона в 3 раза больше его диамагнитного свойства.

http://samlib.ru/editors/l/lemeshko_a_w/avvv.shtml

"Электроны в плазме это по сути электронный газ. Магнитные свойства электронного газа складываются из диамагнитного и втрое его превышающего парамагнитного эффектов. Парамагнитный эффект обусловлен изменением ориентации спина электрона относительно внешнего магнитного пол."

[Astrodrive]

В самой-самой первой лекции по физике плазмы студентов учат понятию квазинейтральности. На простом языке для электората это значит, что протонной плазмы не бывает.

Да учат, но никто не понимает, что:

Плазму можно легко разделять на протоны и электроны с помощью магнитного поля (и электростатического тоже). Если Lem Andrew прав, то протоны в плазме движутся в одну сторону (в сторону более слабого магнитного поля), а электроны в другую (в сторону более сильного магнитного поля). Значит в принципе плазму можно разделить на две части: Протонную и Электронную.

[Бертикъ]

Значит в принципе плазму можно разделить на две части.

Можно, но только на величину порядка Дебаевского радиуса

[Astrodrive]

Можно, но только на величину порядка Дебаевского радиуса

(СИ),

ламбда = 10 сантиметров можно получить, что неплохо.

[Бертикъ]

Можно, но только на величину порядка Дебаевского радиуса

(СИ),

прямо пропорциональна заряду в квадрате умноженному на количеству частиц и обратно пропорциональна температуре.

ламбда = 10 сантиметров можно получить, что неплохо.

В ионосфере можно, в УТС нет.

[Astrodrive]

В ионосфере можно, в УТС нет.

Да.

В Термоядерном Реакторе плотность плазмы слишком высокая, что необходимо для термоядерного синтеза.

[Serge V Iz]

Можно, но только на величину порядка Дебаевского радиуса

(СИ),

прямо пропорциональна заряду в квадрате умноженному на количеству частиц и обратно пропорциональна температуре.

ламбда = 10 сантиметров можно получить, что неплохо.

За это заплачено сверхнизкой плотностью среды. Т.е. ее способностью оказывать действие, совершать работу, или там поляризоваться с целью экранирования по Дебаю. )

[Astrodrive]

Я не заметил, что это:

                                      1
lambda = ----------------------------------;
                   sqrt( SUM [q^2 n / const T])

Для увелечения lambda - плотность n понижается, а температура T повышается. Вы правы.