Управляемый термоядерный синтез

Автор pkl, 14.11.2015 02:34:03

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Astrodrive

#2800
Недавно прочитал статью в журнале о текущем прогрессе в построении Термоядерных Реакторов с магнитным сдерживанием плазмы.

ИТЭР (международный Термоядерный Реактор строящийся во Франции) будет давать в 10 раз больше энергии, чем потреблять. ИТЭР весит 23,000 тон!

В данный момент нет реактора который производит больше энергии, чем потребляет. Получается, что размер ИТЭР это оптимальный размер реактора, основанного на магнитном сдерживании плазмы.

Говорят что для создания более маленьких реакторов нужны новые инженерные решения, и перечесляют их:

1) Высокотемпературные сверхпроводящие магниты из нового материала. Они дают вдвое больше силу магнитного поля (по сравнению с обычными Токамаками). Трудится компания Commonwealth Fusion Systems.

2) Сдерживание плазмы контролируется Искусственным Интеллектом. Это предложено многими компаниями.

3) Использование сферического Токамака, а не тороидного. У сферы при одинаковом объёме с торусом, площадь меньше. Магнитное поле на единицу площади (1 метер в квадрате) получается больше. Будет использванно компаниями Tokamak Energy (UK), ENN (China), STEP (реактор запланированный правительством UK).

4) Использование магнитного поля для левитации плазмы, а затем её сжатие жидкометалическими пистонами. Эта идея была оригинально разработана US Naval Research Laboratory в 1970-ые, но не было электроники для синхронизации удара пистонами, чтобы симметрично сжать плазму. В данный момент разрабатывается Канадской компанией General Fusion.

Организация Fusion Industry Association в Вашингтоне (столице US) говорит, что всего создано 30 частных компаний по разработке Токамаков и прочих Термоядерных Реакторов более меньших размеров чем ИТЭР. Общее частное финансирование $3 миллиарда долларов.

Здесь мы предлагаем вариант Термоядерного Реактора основанного на новом инженерном принципе - электростатическое сдерживание плазмы. Электростатическое поле намного сильнее магнитного и позволяет нам сдерживать плазму под более большим давлением в Термоядерном Реакторе более маленького объёма.

https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=21858.20
Я ухожу с этого форума по личным причинам. Спасибо всем за обсуждение интересных тем.

pkl


Цитата: Astrodrive от 26.02.2023 11:40:49Здесь мы предлагаем вариант Термоядерного Реактора основанного на новом инженерном принципе - электростатическое сдерживание плазмы. Электростатическое поле намного сильнее магнитного и позволяет нам сдерживать плазму под более большим давлением в Термоядерном Реакторе более маленького объёма.

https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=21858.20
Идея электростатического удержания плазмы была отвергнута физиками ещё в 1950-х гг.


Между тем, ТриАльфа тоже пишут о достижении:

ЦитироватьFirst measurements of hydrogen-boron fusion in a magnetically confined fusion plasma

As fusion developers around the world race to commercialize fusion energy, TAE Technologies has pioneered the pursuit of the cleanest and most economical path to providing electricity with hydrogen-boron (also known as p-B11 or p11B), an abundant, environmentally sound fuel. Today the company is announcing, in collaboration with Japan's National Institute for Fusion Science (NIFS), a noteworthy research advancement: the first-ever hydrogen-boron fusion experiments in a magnetically confined fusion plasma.
перевод:


ЦитироватьПервые измерения водородно-борного синтеза в магнитоудерживаемой термоядерной плазме

Поскольку разработчики термоядерного синтеза по всему миру стремятся коммерциализировать термоядерную энергию, компания TAE Technologies стала пионером в поиске самого чистого и экономичного способа получения электроэнергии с помощью водородно-бористого (также известного как p-B11 или p11B) распространенного экологически безопасного топлива. Сегодня компания в сотрудничестве с Японским Национальным институтом термоядерной науки (NIFS) объявляет о примечательном научном прорыве: первых в истории экспериментах по синтезу водорода и бора в удерживаемой магнитом термоядерной плазме.
Если я правильно понял, им удалось запустить реакцию.
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

vlad7308

Цитата: pkl от 01.03.2023 16:04:32Идея электростатического удержания плазмы была отвергнута физиками ещё в 1950-х гг.
не была. Polywell/Wiffle-Ball был значительно позже. Может и еще что то будет.

Обычный фьюзор - да, не работает. Точнее, он работает, но с мизерным выходом.

Цитата: pkl от 01.03.2023 16:04:32
ЦитироватьПервые измерения водородно-борного синтеза в магнитоудерживаемой термоядерной плазме

Поскольку разработчики термоядерного синтеза по всему миру стремятся коммерциализировать термоядерную энергию, компания TAE Technologies стала пионером в поиске самого чистого и экономичного способа получения электроэнергии с помощью водородно-бористого (также известного как p-B11 или p11B) распространенного экологически безопасного топлива. Сегодня компания в сотрудничестве с Японским Национальным институтом термоядерной науки (NIFS) объявляет о примечательном научном прорыве: первых в истории экспериментах по синтезу водорода и бора в удерживаемой магнитом термоядерной плазме.
Если я правильно понял, им удалось запустить реакцию.

смотря что под этим понимать :)
Строго говоря - да. Вы кстати тоже можете - это несложно (прямо сейчас вокруг Вас непрерывно происходят десятки/сотни событий синтеза в минуту).
Популярно (но при этом честно) говоря - нет. 
Они просто начали первые эксперименты с pB11 на своей установке и получили какой то там выход альфа-частиц, который смогли измерить.
это оценочное суждение

pkl


Цитата: vlad7308 от 01.03.2023 22:03:18Они просто начали первые эксперименты с pB11 на своей установке и получили какой то там выход альфа-частиц, который смогли измерить.
То, что начали поджигать бор с протонами - уже хорошо. Значимое событие, как по мне. А раньше у них чистый дейтерий был, да?
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

vlad7308

Цитата: pkl от 02.03.2023 00:08:24
Цитата: vlad7308 от 01.03.2023 22:03:18Они просто начали первые эксперименты с pB11 на своей установке и получили какой то там выход альфа-частиц, который смогли измерить.
То, что начали поджигать бор с протонами - уже хорошо. Значимое событие, как по мне. А раньше у них чистый дейтерий был, да?

не знаю. Наверно да, дейтерий - довольно типичный объект для таких экспериментов.
это оценочное суждение

Astrodrive

Цитата: vlad7308 от 01.03.2023 22:03:18
Цитата: pkl от 01.03.2023 16:04:32Идея электростатического удержания плазмы была отвергнута физиками ещё в 1950-х гг.
не была. Polywell/Wiffle-Ball был значительно позже. Может и еще что то будет.
Обычный фьюзор - да, не работает. Точнее, он работает, но с мизерным выходом.

Так и надо над фьюзорами дальше работать. Они очень компактны (50 сантиметров в диаметре) и уже работают, просто энергии много не выдают.

В данный момент мы предлагаем фьюзор где роль центрального проводника играет сам электрический ток. Он нагревает плазму и создаёт электростатическое поле, которое её удерживает.

Новое инженерное решение!

Я ухожу с этого форума по личным причинам. Спасибо всем за обсуждение интересных тем.

Dulevo

Фьюзор - доказано что работать не будет. 
Поливелл - вопрос остался открытым. Многие считают что можно заставить работать - но инвесторов найти не удалось - остались без денег.

Astrodrive

Так я предлагаю фьюзор сделать с "виртуальным электродом" из тока.

В поливелле ведь тоже электроны сжимаются в центр с помошью магнитных полей (6 внешних электромагнитов), создают "виртуальный электрод" в центре и нагревают плазму.

Проблема с фьюзорами не мощность электростатического поля (оно намного сильнее магнитного), а то что вольфрамовые электроды перегорают от контакта с плазмой. Из за этого мы не можем увеличить плотность и температуру плазмы. Исход - очень маленькая получаемая энергия.
Я ухожу с этого форума по личным причинам. Спасибо всем за обсуждение интересных тем.

Chilik

Цитата: pkl от 01.03.2023 16:04:32
ЦитироватьПервые измерения водородно-борного синтеза в магнитоудерживаемой термоядерной плазме

Поскольку разработчики термоядерного синтеза по всему миру стремятся коммерциализировать термоядерную энергию, компания TAE Technologies стала пионером в поиске самого чистого и экономичного способа получения электроэнергии с помощью водородно-бористого (также известного как p-B11 или p11B) распространенного экологически безопасного топлива. Сегодня компания в сотрудничестве с Японским Национальным институтом термоядерной науки (NIFS) объявляет о примечательном научном прорыве: первых в истории экспериментах по синтезу водорода и бора в удерживаемой магнитом термоядерной плазме.
Если я правильно понял, им удалось запустить реакцию.
Не берите в голову.
Это попытка изобразить флаговтык из ситуации "неуловимый Джо".
Это если коротко.
Если более занудно, то примерно так.
Сама исходная статья тут, у меня сегодня из дома открылась.
https://www.nature.com/articles/s41467-023-36655-1
Теперь - медленно и печально.
1. У японцев работает стелларатор LHD. Первая плазма там была в марте 1998 г., это 24 года назад с точностью до недели. Работает и работает, у них свои задачи.
2. Есть известная технология уменьшения количества примесей в плазме - покрытие стенки камеры тонким слоем бора. Атомный номер 5, у лития 3, у графита 6. Графит сейчас неполиткорректен из-за связывания трития, ныне больше в моде литий, но вот японцы давным-давно в одной далёкой гал используют боронизацию. Технологически просто в плазму насыпается борная пыль, которая испаряется и оказывается на стенках рано или поздно в виде борной плёночки.
3. Важно. У японцев есть очень хороший набор технологий для нагрева плазмы и, в частности, атомарные пучки с энергией до 180 кэВ.
4. В сухом остатке: есть плазма, в которой от накиданного туда мусора существует популяция ионов бора, в эту плазму инжектируются быстрые атомы водорода, которые после перезарядки становятся быстрыми протонами и могут вступать в реакцию p-11B.
5. Они и вступают. Уже много лет как вступают. С ничтожной, но вполне измеряемой частотой событий.
6. И вот в этом месте начинает возникать вопрос: а причём тут TAE Technologies? Ответ прост: они сделали детектор, который умеет видеть продукты этой реакции (быстрые альфа-частицы, которые выносит на стенку камеры), привезли его к японцам и эти продукты реакций зарегистрировали.
7. Результат есть? Есть. Пресс-релиз есть. Красивая картинка для инвесторов есть. То есть флаговтык в неуловимого Джо.
8. Чтобы не быть совсем циничным гадом. На самом деле, есть польза. Во-первых, продемонстрирована работоспособность методики. Во-вторых, зависимость сечения (вероятности протекания) реакции от энергии частиц известна с какой-то точностью, параметры плазмы в установке тоже известны с какой-то точностью и они с этой дополнительной диагностической системой просто принесли пользу и себе, и японцам. Где-то какие-то численные модели того, что и как там происходит, можно применять с большей уверенностью.

pkl

Хорошая новость: пишут, на Т-15МД первая плазма! :)
Вообще, исследовать солнечную систему автоматами - это примерно то же самое, что посылать робота вместо себя в фитнес, качаться.Зомби. Просто Зомби (с)
Многоразовость - это бяка (с) Дмитрий Инфан

Dulevo

Концепция Polywell оказывается еще жива.
По крайней мере есть еще физики которые считают что его можно заставить работать. Правда им уже за 90...

Небольшой ответ критикам Polywell (на английском)
youtube Polywell critique with response from EMC2! - Talk-Polywell.org

Shin



https://russian.news.cn/20230413/e402cae012ab4dc5b219269410667cec/c.html

ЦитироватьКитай сделал ключевой шаг на пути к разработке термоядерного реактора

Хэфэй, 13 апреля /Синьхуа/ -- Экспериментальный усовершенствованный сверхпроводящий токамак /EAST/, известный как китайское "искусственное солнце", в среду достиг устойчивой работы плазмы в режиме высокого удержания в течение 403 секунд, что является ключевым шагом на пути к разработке термоядерного реактора.

Прорыв, достигнутый по итогам более 120 000 испытаний, позволил значительно улучшить предыдущий рекорд "искусственного солнца" в 101 секунду, который был установлен в 2017 году.

Конечная цель строительства EAST, расположенного в Институте физики плазмы при Академии наук Китая /ASIPP/ в г. Хэфэй, состоит в создании ядерного синтеза, подобного тому, что происходит на Солнце, с использованием дейтерия, в изобилии содержащегося в море, для обеспечения устойчивого потока чистой энергии.

Директор ASIPP Сун Юньтао в эксклюзивном интервью ИА "Синьхуа" заявил, что главное значение нового прорыва заключается в режиме высокого удержания.

По его словам, в режиме высокого удержания температура и плотность частиц значительно повышаются, что закладывает прочную основу для увеличения эффективности выработки электроэнергии будущими термоядерными электростанциями и снижения затрат.

В отличие от ископаемых видов топлива, таких как уголь, нефть и природный газ, которые находятся под угрозой истощения и представляют угрозу для окружающей среды, сырье, необходимое для "искусственного солнца", находится на Земле практически в безграничных количествах. Поэтому термоядерная энергия считается идеальной "конечной энергией" для будущего человечества.

С момента введения в эксплуатацию в 2006 году спроектированный и разработанный Китаем EAST стал открытой испытательной платформой для проведения китайскими и иностранными учеными экспериментов и исследований, связанных с термоядерным синтезом.

В настоящее время завершено проектирование будущего китайского экспериментального реактора термоядерного синтеза под названием CFETR, который рассматривается как "искусственное солнце" следующего поколения, с целью создания первого в мире демонстрационного термоядерного реактора.



АниКей


naked-science.ru

Китайское «искусственное солнце» установило новый мировой рекорд


Экспериментальный усовершенствованный сверхпроводящий токамак (EAST), который также называют китайским «искусственным солнцем», 12 апреля достиг устойчивой работы плазмы в режиме высокого удержания в течение 403 секунд, что является ключевым шагом на пути к разработке термоядерного реактора.
©CGTN
©CGTN
Прорыв, достигнутый по итогам более 120 000 испытаний, позволил почти в четыре раза  улучшить предыдущий рекорд «искусственного солнца», который был установлен в 2017 году и составлял 101 секунду.
Конечная цель EAST, расположенного в Институте физики плазмы при Академии наук Китая (ASIPP) в городе Хэфэй, состоит в создании ядерного синтеза, подобного тому, что происходит на Солнце.
Директор ASIPP Сун Юньтао заявил, что главное значение нового прорыва заключается в режиме высокого удержания, когда температура и плотность частиц значительно повышаются, что закладывает прочную основу для увеличения эффективности выработки электроэнергии будущими термоядерными электростанциями и снижения затрат на его эксплуатацию.
Напомню, что проблема удержания плотной горячей плазмы в течение достаточно длительного времени — действительно главная проблема этой отрасли. Но почти такая же важная — это соотношение затраченной энергии к полученной, и тут пока про серьезные прорывы ничего не слышно.
А кто не чтит цитат — тот ренегат и гад!

Chilik

Цитата: pkl от 13.04.2023 00:44:56Хорошая новость: пишут, на Т-15МД первая плазма! :)
Новость действительно хорошая.
После неё начнётся длительный, интересный и тяжёлый путь выведения установки на хорошие параметры плазмы.
Удачи команде!
Ещё одна хорошая новость - это то, что дата 12 апреля была назначена уже некоторое время назад. И она получилась. И это хорошо, что в этом случае поставленный на графике красный флажок сняли точно в срок.

Chilik

Цитата: Shin от 13.04.2023 16:45:23https://russian.news.cn/20230413/e402cae012ab4dc5b219269410667cec/c.html

ЦитироватьКитай сделал ключевой шаг на пути к разработке термоядерного реактора

Хэфэй, 13 апреля /Синьхуа/ -- Экспериментальный усовершенствованный сверхпроводящий токамак /EAST/, известный как китайское "искусственное солнце", в среду достиг устойчивой работы плазмы в режиме высокого удержания в течение 403 секунд, что является ключевым шагом на пути к разработке термоядерного реактора.

Прорыв, достигнутый по итогам более 120 000 испытаний, позволил значительно улучшить предыдущий рекорд "искусственного солнца" в 101 секунду, который был установлен в 2017 году.
Тут у них есть некоторая неточность. Возможно, просто политическая. Или они результат 2022 года в 310 с в H-mode посчитали промежуточным. По ссылке, стр. 9. А на стр. 8 и 9 там же - про плазму в super-I-mode с неиндуктивным током на >1000 с.
http://www.firefusionpower.org/FPA22_Strategy_Activities_ASIPP_Yuntao.pdf

Dulevo


Майкрософт заключил договор о покупке электричества начиная с 2028 года с термоядерным стартапом "Helion Energy" с его первой термоядерной электростанции.

Announcing Helion's fusion power purchase agreement with Microsoft | Helion (helionenergy.com)

jnet

Как спасти пробкотрон?
Вы не можете просматривать это вложение.
'Перед вами сумасшедшая идея. Вопрос в том, достаточно ли она безумна, чтобы быть верной' Нильс Бор

Astrodrive

#2817
А ссылку на пробкотрон можно датъ? Я их на википедии (среди электростатических реакторов) не видел.

Или он называется Penning trap по английски?

https://en.wikipedia.org/wiki/Inertial_electrostatic_confinement#Penning_trap
Я ухожу с этого форума по личным причинам. Спасибо всем за обсуждение интересных тем.

Chilik

Цитата: Astrodrive от 21.05.2023 19:02:37А ссылку на пробкотрон можно датъ? 
Сами по себе классические пробкотроны уже примерно полвека как нигде не встречаются, но есть множество их разновидностей с улучшенными свойствами, которые имеют другие названия.
В целом такой класс систем называется открытыми магнитными ловушками, слов "магнитные" часто опускается. По-английски - magnetic mirror traps, magnetic mirrors, mirror traps, open traps и вариации на эту тему.
Из того, что можно почитать - старый обзор Рютова в УФН, там формул мало:
https://www.ufn.ru/ru/articles/1988/4/b/
Есть (тоже древний) фундаментальный обзор Поста в Nuclear Fusion, но он с ограниченным доступом:
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0029-5515/27/10/001/pdf
Из более новых вещей на эту тему есть обзоры по отдельным направлениям работ на русском:
амбиполярные ловушки: https://www.ufn.ru/ru/articles/2005/11/d/
газодинамические ловушки: https://www.ufn.ru/ru/articles/2017/5/e/
многопробочные ловушки: https://ufn.ru/ru/articles/2018/6/c/
центробежные ловушки: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=12901639 (здесь тупо ссылка, я не уверен что в сети есть полный текст).
Все ссылки на УФН отдают текст статьей, нужно только дать согласие с правилами использования.
На английском из относительно недавнего есть раздел по открытым ловушкам в сборнике МАГАТЭ, котоый тоже доступен для скачивания: 
https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/Pub1562_web.pdf

Chilik

Цитата: jnet от 20.05.2023 23:38:42Как спасти пробкотрон?
Вы не можете просматривать это вложение.
Наш мир трёхмерен.
Почему не нарисована третья пара катушек по третьей оси?