Управляемый термоядерный синтез

[Юрий Темников]

Я эту тему завёл здесь, на этом форуме, не просто так, а с прицелом рассмотреть обсуждаемые технологии применительно к космонавтике. Лично я считаю, что без ядерной энергии в космосе делать нечего. Но, если мы говорим о долгосрочной перспективе /колонизация, терраформинг, межзвёздные перелёты и т.п./, то у ядерной энергетики на расщеплении ядер перспектив особых нет. По очень простой причине - там, наверху, делящиеся материалы в дефиците. С реакторами мы, конечно, улетим подальше, чем на химии, но тоже не слишком далеко.

Давно не было:https://vk.com/@aerospaceengineer-giperskorostnye-uskoriteli-mikrorazmernyh-snaryadov

[nonconvex]

В общем и целом понятно, что установка, в которую на входе подают 400 МДж энергии, а на выходе в луче - чуть больше 2-х, в энергетике использоваться не может. Потому главный вопрос: как и насколько её можно усовершенствовать? Лазерное излучение там преобразуется два раза: сначала излучение инфракрасного лазера в ультрафиолет, а потом УФ в рентген. Уже в хольрауме. Есть ли возможность избежать этих преобразований? Есть ли возможность обжимать мишень напрямую тем же излучением, что и генерируется? Какие есть пути повышения КПД лазеров? А что если использовать мазеры, КПД которых достигает 70%? Или использовать ускорители частиц? Гм... по итогу энергоустановка может быть совсем непохожей на NIF.

И, конечно, успех лазерщиков должен воодушевить другие коллективы.

Главное что удалось запустить реакцию. Дальше можно играть параметрами; вполне возможно, что цель была достигнута кривым, неоптимальным путем.

[Верный Союзник с Окинавы]

Как конкретный девайс, так и концепция обжатия мишени лазером в целом.

Но эта концепция может куда-нибудь, да вывести. Разумеется, сжигать ЗОЛОТЫЕ мишени для выработки энергии как-то дороговато. Однако, хорошо бы дождаться подтверждений. А их всё нет.

Платиновые катализаторы находят широчайшее применение. От автомобильных глушителей до всевозможных катализаторов в химии.

Платиновые катализаторы не испаряются при каждом такте работы ДВС. При этом, ещё раз повторюсь: если мы хотим, чтобы эта технология действительно использовалась в энергетике, такие установки надо будет строить тысячами.

Нет, они отравляются/блокируются/механически разрушаются, причём постоянно. Приходится реакторы останавливать и заменять катализаторы/отправлять их на регенерацию.

[Dulevo]

>>>Соответственно, получается двигатель малой тяги, подобный СПД.

Z-Pinch на He3  теоретически может позволить двигатель с тягой в миллион ньютонов и УИ в миллион секунд.
(Как заявил один из разработчиков в ютюб видео)

[Бертикъ]

Z-Pinch на He3  теоретически может позволить двигатель с тягой в миллион ньютонов и УИ в миллион секунд.

(Как заявил один из разработчиков в ютюб видео)

А он там не рассказал про источник электроэнергии терраваттного класса для такого пинча-двигателя?) Ох уж мне эти теваретики.
ЗЫ: самая большая ГЭС на Земле порядка на три слабее.

[Верный Союзник с Окинавы]

А что насчет этого:

Звездолет Аннигиляционный Релятивистский Ядерный (ЗАРЯ)

Университет Пенсильвании разработал два проекта "дальнобойных" космических кораблей, в которых аннигиляция используется совместно с классическими ядерной и термоядерной реакциями...

...Его удельный импульс — 13,5 тысяч секунд.
...Второй вариант гибридного звёздного привода называется Antiproton Initiated Microfission/fusion (AIM), то есть — это инициированные антипротонами реакции деления и синтеза. Он очень похож на предшествующий, но здесь уже в зоне реакции идёт и расщепление, и синтез (главное горючее — дейтерий плюс тритий, либо дейтерий плюс Гелий-3).
Удельный импульс AIM — 61 тысяча секунд...

Никак. Уже понятно, что у всех термоядерных установок будет большая масса. У систем с магнитным удержанием - масса катушек + их защита от плазмы, у лазерных - масса лазеров, у каких-нибудь  Z-машин - конденсаторов. Соответственно, получается двигатель малой тяги, подобный СПД. Но ведь энергию можно передавать микроволнами или лазером! На это я надеюсь. Мои надежды на УТС связаны со стационарными энергетическими объектами в колониях, базах и т.п.

Двигателю необязательно генерировать ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ энергию. Представь себе взрыволёт Орион, но вместо кучи тяжёлых бомб одноразовых бомб - устройство по генерации маленьких капель и тяжёлый, но многоразовый лазер.

[Верный Союзник с Окинавы]

В общем и целом понятно, что установка, в которую на входе подают 400 МДж энергии, а на выходе в луче - чуть больше 2-х, в энергетике использоваться не может. Потому главный вопрос: как и насколько её можно усовершенствовать? Лазерное излучение там преобразуется два раза: сначала излучение инфракрасного лазера в ультрафиолет, а потом УФ в рентген. Уже в хольрауме. Есть ли возможность избежать этих преобразований? Есть ли возможность обжимать мишень напрямую тем же излучением, что и генерируется? Какие есть пути повышения КПД лазеров? А что если использовать мазеры, КПД которых достигает 70%? Или использовать ускорители частиц? Гм... по итогу энергоустановка может быть совсем непохожей на NIF.

И, конечно, успех лазерщиков должен воодушевить другие коллективы.

NIF - в первую очередь исследовательская установка, ей не обязательно иметь высокий КПД.

Зы, если NIF сможет эту операция поджигания делать 350 раз в секунду и преобразовывать выделяющуюся энергию в электричество с КПД в 60%, то эта установка спокойно сама себя запитает, с учётом КПД лазера и прочего. А если они выйдут на 850 "тактов" в секунду, то смогут выдавать ещё и гигаватт энергии в сеть. 

[Бертикъ]

Зы, если NIF сможет эту операция поджигания делать 350 раз в секунду и преобразовывать выделяющуюся энергию в электричество с КПД в 60%, то эта установка спокойно сама себя запитает.

Неа, тут от герц ничего не зависит. Энергетический КПД у этого девайса (что через Дж считай, что через Вт) - ниже плинтуса.

[ОАЯ]

Ну дык - подбрасовать такие драйверы в горшок современных жидкосных реактивных двигателей (только драйверы утеплить, чтобы не сразу сгорали).

[Зомби. Просто Зомби]

1. Вот я давно думаю, а на производство антивещества уходит именно столько энергии, сколько потом выделяется при аннигиляции или есть какой-то обходной путь?

Нуууу, не знаю. Закон сохранения же.

А!
Наконец до меня дошло!
Есть же еще закон сохранения барионного заряда!
Его придумали бюрократы как раз для того, чтобы запретить "обходные пути".
Поэтому с их злой воли антипротоны рождаются только парами вместе с протонами.
И тогда действительно на это уйдет энергия как минимум не меньше, чем выделится при аннигиляции.

[Зомби. Просто Зомби]

Никак. Уже понятно, что у всех термоядерных установок будет большая масса. ...

... ну... пока еще не факт.
Может быть можно придумать более или менее компактную систему зажигания.
Водородная бомба, в конце концов, не такая уж большая.

Так давайте придумывать, кажется, время подошло.  

Э? А! Чичас.

(Кокетливо поправляя сбившуюся прическу): записывайте, милочка!

Тонко размолотую в порошок термоядерную бомбу посыпать луком засыпАть порционно или непрерывно в фокус параболического отражателя под плотную струю в меру холодных нейтронов.
Пропорции ингредиентов подбирать по вкусу под устойчивое и полное сгорание.

[vlad7308]

Тонко размолотую в порошок термоядерную бомбу посыпать луком засыпАть порционно или непрерывно в фокус параболического отражателя под плотную струю в меру холодных нейтронов.
Пропорции ингредиентов подбирать по вкусу под устойчивое и полное сгорание.

Баян же
Даже целый аккордеон! Еще моя бабушка так готовила гефилте фиш

[nonconvex]

В общем и целом понятно, что установка, в которую на входе подают 400 МДж энергии, а на выходе в луче - чуть больше 2-х, в энергетике использоваться не может. Потому главный вопрос: как и насколько её можно усовершенствовать? Лазерное излучение там преобразуется два раза: сначала излучение инфракрасного лазера в ультрафиолет, а потом УФ в рентген. Уже в хольрауме. Есть ли возможность избежать этих преобразований? Есть ли возможность обжимать мишень напрямую тем же излучением, что и генерируется? Какие есть пути повышения КПД лазеров? А что если использовать мазеры, КПД которых достигает 70%? Или использовать ускорители частиц? Гм... по итогу энергоустановка может быть совсем непохожей на NIF.

И, конечно, успех лазерщиков должен воодушевить другие коллективы.

NIF - в первую очередь исследовательская установка, ей не обязательно иметь высокий КПД.

Зы, если NIF сможет эту операция поджигания делать 350 раз в секунду и преобразовывать выделяющуюся энергию в электричество с КПД в 60%, то эта установка спокойно сама себя запитает, с учётом КПД лазера и прочего. А если они выйдут на 850 "тактов" в секунду, то смогут выдавать ещё и гигаватт энергии в сеть.

Теоретически - 10 миллиардов раз в секунду, но можно и помедленнее материал подавать.

[Юрий Темников]

Одна надёжа теперь-на Тёмную,тёмную материю.

[Бертикъ]

Одна надёжа теперь-на Тёмную,тёмную материю.

Но для этого придется перейти на тёмную сторону силы F.

[Настрел]

И тогда действительно на это уйдет энергия как минимум не меньше, чем выделится при аннигиляции.

Дык зато энергию для производства антивещества можно вкачивать годами стационарными мегаустановками где-нить у Меркурия, превращая энергию солнца в антиматерию. А потом грузим на корапь эти пару килограмм и вжжжжж. Ну и на нужды демократии можно немного отсыпать.

[nonconvex]

А потом грузим на корапь эти пару килограмм и вжжжжж. Ну и на нужды демократии можно немного отсыпать.

Верно. На старшип. Подгоните идею Маску - Луну можно пропустить и сразу готовить меркурианский антиматериальный фрейтер.

[pkl]

Главное что удалось запустить реакцию. Дальше можно играть параметрами; вполне возможно, что цель была достигнута кривым, неоптимальным путем.

Имхо, скорее всего. Как первая атомная бомба, Малыш. Или паровая машина Ньюкомена. Короче, тем есть что оптимизировать.

[pkl]

Как конкретный девайс, так и концепция обжатия мишени лазером в целом.

Но эта концепция может куда-нибудь, да вывести. Разумеется, сжигать ЗОЛОТЫЕ мишени для выработки энергии как-то дороговато. Однако, хорошо бы дождаться подтверждений. А их всё нет.

Платиновые катализаторы находят широчайшее применение. От автомобильных глушителей до всевозможных катализаторов в химии.

Платиновые катализаторы не испаряются при каждом такте работы ДВС. При этом, ещё раз повторюсь: если мы хотим, чтобы эта технология действительно использовалась в энергетике, такие установки надо будет строить тысячами.

Нет, они отравляются/блокируются/механически разрушаются, причём постоянно. Приходится реакторы останавливать и заменять катализаторы/отправлять их на регенерацию.

Мммм... ежесекундно? 

[pkl]

>>>Соответственно, получается двигатель малой тяги, подобный СПД.

Z-Pinch на He3  теоретически может позволить двигатель с тягой в миллион ньютонов и УИ в миллион секунд.
(Как заявил один из разработчиков в ютюб видео)

А откуда они собираются брать электрические импульсы для сжатия мишени? Я знаю только про батареи конденсаторов. В принципе, могут быть использованы ещё взрывомагнитные генераторы, но они по понятным причинам одноразовые.