Новый тип двигателя?

[Nixer]

Нате вам еще утку:

Американские ученые нашли новый источник энергии, который в скором
будущем сможет заменить привычные электростанции. Речь идет о
получении энергии за счет изомерии атомных ядер. Не секрет,
что все изотопы, находящиеся в природе, существуют в виде нескольких
изомеров с одинаковыми химическими и физическими свойствами.
Как установили ученые, при превращении одного изомера в другой,
может выделяться значительное количество энергии.

В экспериментальной установке образец подвергают воздействию магнитного
поля и электромагнитному облучению определенной частоты, что приводит
к превращению содержащихся в нем изомеров. При этом образец нагревается.

Данный источник энергии имеет много преимуществ по сравнению с
традиционными: он абсолютно безвреден для человека и окружающей среды,
не приводит к образованию радиоактивных отходов, сырье, прошедшее
через такой процесс не претерпевает видимых изменений и может быть
использовано для других целей.

[Татарин]

Эта бодяга с гафнием тянется уже очень долго...

Короче, можно сказать так: это не источник энергии, а аккумулятор. Вернее, был бы им, если бы нашли способ высвобождать энергию с должной эффективностью, а это не так, пока получили 2% выход от 100% вкачанной энергии. Вернее, так говорят авторы идеи, а пока ни один независимый источник сам эффект не подтвердил. Вернее, опроверг. Вернее, эти два процента, которых на самом деле не было, от вкачанной энергии, можно было б получить, если бы кто-то придумал бы хоть сколько-нибудь эффективный путь получения "вышележащих" по энергии изомеров. То есть 2% - это КПД разрядки аккумулятора, а КПД зарядки - около 0.01%, что в 100-150 раз ниже самого низкого плинтуса.

Если совсем коротко: уж лучше подумать над термоядом или хоть черной дырой. Все проку поболее.

[Nixer]

А природных "заряженных" изомеров нету?

Вон ребята уже бомбу собрались делать:
http://www.newscientist.com/article.ns?id=dn4049

Пишут, что энергетический выход в 60 раз больше облучения.

Кстати, ссылочками не поделишься по теме?

[Татарин]

Они давно все разрядились... как правило, все это нестабильно.

На форуме авиабазы, там есть ссылки хорошие:
http://forums.airbase.ru/index.php?showtopic=27855&st=0

На этом же форуме мелькало тут:
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=693&start=30&sid=920b785af7cec888ea5731f54ba168b6

Ну и Яндекс может выдать кучу "пугательных" статеек, если его спросить про "гафний-178" про чистые бомбы и самолеты, на которые изобретатели пытаются развести Пентагон.

Локально у меня еще где-то подборка ПДФок валялась оригинальных статей по теме из arxiv.org и Phys.Rev... что-то не найду прямо сейчас. Возможно, на работе.

[Татарин]

Пишут, что энергетический выход в 60 раз больше облучения.

Это они пугають.
Дело в том, что для инициации перехода требуется около 27кэВ (по памяти, тут могу чуток врать), а вылетает при релаксации ядра где-то 1.5МэВ. Все верно - в 60 раз больше.
Вопрос только в том, сколько 27кэВных фотонов долетят до ядра. Гафний - он довольно тяжелый, Z большое... редкий фотон долетает до его ядра. Очень редкий. И сечения фотоядерных реакций тоже не шибко велики.

[Nixer]

А какие еще есть долгоживущие изомеры?

Вот пишут, что у метатантала-180 период полурелаксации 1.2e+15 лет и, более того, он содержится в природном тантеле (0.012%) !

http://cdfe.sinp.msu.ru/cgi-bin/gsearch.cgi?z=&a=&dataset=all&meta=only&t12=&fields=abn&fields=am&fields=jp&fields=dam&fields=i&fields=me&fields=tg&fields=dme&fields=be&fields=dbe

Это правда? Откуда известно, что нет более долгоживущих изомеров?

Можно ли вообще катализировать ядерный распад электромагнитным излучением?

[Татарин]

А какие еще есть долгоживущие изомеры?

Вот пишут, что у метатантала-180 период полурелаксации 1.2e+15 лет и, более того, он содержится в природном тантеле (0.012%) !

Это правда? Откуда известно, что нет более долгоживущих изомеров?

Можно ли вообще катализировать ядерный распад электромагнитным излучением?

Во всех обзорных статьях, что мне попадались, в качестве аккумуляторов предлагалось использовать только гафний и, редко, тантал. Очевидно, такой набор уровней с сильно запрещенными переходами довольно редок. И _везде_ обсуждались вопросы получения, то есть, на природу в этом никто не надеется... Тут ведь еще какое дело: изотопы еще как-то разделить из природной смеси можно, это как-то деается в промышленных масштабах, нашли методы, хотя и не просто... а изомеры?  :lol: Лазером? Не уверен, что и в лабораторных хорошо получится...

Тут собраны все данные по распадам, включая изомеры. Очень удобный справочник... правда, обновляется не очень быстро, но в данном случае это не так страшно. Можно попробовать найти самому что-нить подходящее.
http://atom.kaeri.re.kr/

А ЭМ-излучением можно катализировать и не такое. В 80-х доказали теорему, по которой любую КМ-систему некоторой конфигурацией полей можно привести в наперед заданное состояние. То есть, процессы, которые считались ранее не поддающимися контролю все же вполне можно контролировать... сейчас такое творят с фотохимическими реакциями: формируют лазерный импульс и оптимизируют выход какого-либо продукта. Посмотри яндекс:"оптимальный контроль квантовых систем" или google:"optimal control quantum"... найдешь много интересного.
В принципе, возможно и управление радиоактивным распадом... или, например, выбор правильной моды деления тяжелых ядер. С выходом соответствующих желаемых продуктов. Например, стабильных. Или редких и дорогих. Или, наоборот, очень активных.

Только все это, конечно, чисто теоретически. Практически сейчас и с фотохимией, где энергии на много порядков меньше (единицы эВ) очень много сложностей, и это все еще _крайне_ не скоро найдет промышленное применение... а оптимальный контроль над ядерными реакциями - это фантастика. Хотя и научная.

Потому и возятся с этими изомерами...
Тут еще такое дело, что вокруг этого дезы может быть много. Уж слишком много военных приложений у этого... :\
Лет через 20-ть узнаем точно.

[Nixer]

Кстати, на том же сайте (cdfe.sinp.msu.ru) говорится и про ядерные фотореакции. Выходит, можно взять праактически любое тяжелое ядро и спокойне его разделать

[Татарин]

Кстати, на том же сайте (cdfe.sinp.msu.ru) говорится и про ядерные фотореакции. Выходит, можно взять праактически любое тяжелое ядро и спокойне его разделать

Ну да, можно и фото-...

Хотя быстрыми нейтронами удобнее: сечения больше. Например, пробовали электроядом сжигать свинец. Ничего, баланс положительный.

[Nixer]

Насчет отделения изомеров - у них же спин другой! Это можно использовать.

Кстати, что такое Ambudance?

Хотя быстрыми нейтронами удобнее: сечения больше. Например, пробовали электроядом сжигать свинец. Ничего, баланс положительный.

И в чем проблема? Почему уже не строят электростанции?

[Татарин]

Насчет отделения изомеров - у них же спин другой! Это можно использовать.

Кстати, что такое Ambudance?

Хотя быстрыми нейтронами удобнее: сечения больше. Например, пробовали электроядом сжигать свинец. Ничего, баланс положительный.

И в чем проблема? Почему уже не строят электростанции?

А, ну да... Не сообразил. Но электромагнитное разделение - дорогое удовольствие.

Не знаю... Вы уверены, что не "abundance"?

А зачем? Урана много, плутония. Они сами горят, без ускорителя. А быланс там еще положительней.

[Nixer]

Не знаю... Вы уверены, что не "abundance"?

Наверно И что это?

А зачем? Урана много, плутония. Они сами горят, без ускорителя. А быланс там еще положительней.

Все время говорят, что вот уран закончится - и что делать будем?..

И вообще, вопрос принципиальный - возможен ли энергетически выгодный управляемый распад без цепной реакции? (Кстати, вопрос безопасности тоже не последний)

[Татарин]

Не знаю... Вы уверены, что не "abundance"?

Наверно И что это?

Буквально - "обилие". Распространенность, наличие и пр.

Все время говорят, что вот уран закончится - и что делать будем?..

Когда говорят "уран закончится" имеют в виду уран-235, который сейчас почти только и сжигают. И то не весь. Среднее выгорание топлива (при 2-4% обогащении!) - 30-60МВт/сут... То есть 2-3 процента сгорает (из уже обогащенной массы, для приготовления которой требуется в 3-6 раз больше природного урана), а остальное называют "ОЯТ" и выкидывают (в Штатах) или добавляют туда 235 и снова - пока 235 не выгорит. Потому что так - дешево. Обедненный уран тоже вроде как отходный продукт...
Сколько-то, конечно, из 238 в плутоний и минорные актиниды перейдет и сколько-то из того плутония и МА выгорит, но это тоже порядка процента.
Если все сжигать (в бридерах, например, см. БН-600, БН-800 - вполне рабочие машины), то урана худо-бедно на тыщу лет хватит (с учетом роста потребления). А еще торий есть, его в три раза больше.

И вообще, вопрос принципиальный - возможен ли энергетически выгодный управляемый распад без цепной реакции? (Кстати, вопрос безопасности тоже не последний)

Конечно!
А думаешь, свинец в цепной реакции может делиться?
Ему ускорителем помогали. ГэВный протон влетает в мишень, оттуда ливень вторичных нейтронов высокой энергии, они уже делят тяжелые ядра. Называется все вместе - электроядерный реактор.

Проектируются комбинированные установки, где основная масса активной зоны - из материала размножающего нейтроны (плутоний, уран-235), но всегда (и довольно глубоко) подкритична, то есть цепная реакция не поддерживается, глохнет через несколько поколений. А в середине стоит система нейтронной подсветки, из того же ускорителя, например, с мишенью из урана. Работает ускоритель - есть реакция. Не работает - нет реакции. И сжигать можно все что угодно, и безопасность...

Одна проблема - очень сильноточный ускоритель нужен.

Есть варианты с термоядерным реактором для подсветки. Даже если он относительно прост, дешев и сам по себе энергетически убыточен (то есть - вчерашний день технологии), вся конструкция в целом - энергетически очень эффективна. И позволяет, например, наиболее гадкие радиоактивные отходы пережигать (на что в обычном реакторе никогда нейтронов не хватает).

Короче, варианты есть, их много. Только все они - гораздо дороже чем нынешние реакторы на тепловых нейтронах. А с экономикой в ЯЭ и так не все блестяще.

[Nixer]

а остальное называют "ОЯТ" и выкидывают (в Штатах)

А почкму в Штатах выкидывают?

[Татарин]

а остальное называют "ОЯТ" и выкидывают (в Штатах)

А почкму в Штатах выкидывают?

Переработка ОЯТ довольно дорогая, и грязи при этом много (при PUREX-процессе, а завода с "сухим" циклом ни одного в работе еще нет). Плюс - проблема плутония и распространения ядерных материалов.

[Ber]

2 Татарин
Да! С коллапсом БЭК я лоханулся.  Коллапс, да не тот.  Я думал  там реально коллапс, в котором, от вещества только излучение и остается.  А там все не так...  А жаль, вот бы было круто.

[ABTOP]

Кстати.  Есть такое состояние вещества, как конденсат Бозе-Эйнштейна ,  и при определенном внешнем воздействии, с ним может происходить нечто вроде коллапса с выделением  энергии.  А вот нельзя ли этот процесс приспособить  на пользу человека.

Мне кажется получить такой конденсат несколько проще чем миниатюрную черную дыру.  Если мне память не изменяет, то пока это возможно только на сверхмощных коллайдерах  барионов.

Такой конденсат давно известен - сверхтекучий Не - за него Капица П.Л. (папа) получил нобелевскую премию. Только причем здесь космические двигатели?

[Nixer]

С него топик начался

[ratman]

Вот еще такая безумная идея:
http://www.space.com/businesstechnology/technology/technovel_sail_050211.html

Наземный (или орбитальный) 60 МВт микроволновый излучатель  светит на 100-метровый парус. Парус постепенно испаряется (точнее, сублимирует), при этом молекулы улетают с хорошей скоростью. Время разгона - час.

[ЭВИТА]

:lol: При Хруниках есть институт, тамошний директор всерьез создает двигатель без расхода рабочего тела