Управляемый термоядерный синтез

[vlad7308]

Ну они вроде как считают, что их "сферомакоподобный" токамак с современной магнитной системой (а не устаревшей на 10 лет) будет на порядок меньше и на два-три порядка дешевле. Что вполне возможно.

[pkl]

Короче, всё не так однозначно?     Ну так считается же, что сферомаки имеют преимущества перед токамаками.

P.S.: Англичане могут скооперироваться с американцами.

[Alex_II]

pkl пишет:
Англичане могут скооперироваться с американцами.

Могут скооперироваться, могут конкурировать... Это равновероятно...

[pkl]

Думаю, скорее скооперируются: в одиночку им такую сложную тему не поднять. А "сладкая парочка" США + Великобритания вполне сможет конкурировать с консорциумом по ИТЭРу. Денег и технологий у тех и тех навалом, а организационные моменты англо-саксы решают быстрее и проще.

[Chilik]

pkl пишет:
... считается же, что сферомаки имеют преимущества перед токамаками.

По физике - несомненно, поэтому они хороши как игрушки.
По инженерии это кошмар. Особенно когда внезапно вспоминаешь, что есть нейтроны, а сверхпроводник крайне не любит любого дополнительного тепловыделения, не говоря уже о радиационных дефектах.
Где-то выше по теме приводил новость об отставке директора Принстонской лаборатории за аварию магнитной системы NSTX. Остановка на год. И через это проходят они все, и некоторые не по одному разу. "Тенденция, однако" (С)
И таки прошу не путать понятия "сферический токамак" и "сферомак".
Сферомак - это вот:



Там вообще нет катушек, создающих тороидальное поле. Которые у всех ломаются. И "дырки от бублика" тоже нет. Тороидальное поле создаётся токами, текущими по плазме. Горизонтальные катушки полоидального поля поддерживают равновесие.
Конфигурация известна давно, с ней много кто развлекался. Проблема одна: она работает на самоорганизации плазмы и никто не знает, как эту систему сделать стационарной. Хотя реакторы тоже рисуют, как же без этого.
Если кому интересно, можно гуглить по слову SPPX.

[pkl]

Блин, я их всё путаю, как один американский президент Словакию со Словенией.

Будем надеяться на высокотемпературные сверхпроводники и умеренный рост размеров.

[avgrey]

pkl пишет:
Блин, я их всё путаю, как один американский президент Словакию со Словенией.    

- "Давайте разбомбим обе!"

vlad7308 пишет:
Ну они вроде как считают, что их "сферомакоподобный" токамак с современной магнитной системой (а не устаревшей на 10 лет) будет на порядок меньше и на два-три порядка дешевле. Что вполне возможно.

- главное, что они считают (реально считают, расчеты во всех их ключевых статьях; и это - реально интересный момент у них), что Q не зависит от размера, и именно это, де, позволит им запилить девайс скромных размеров/ мощности (185 МВт (полной? электрической? склероз)). Проблемы - в центральной колонне (защита при скромных размерах, см. коммент Chilik'а), и в том, что им нужны сверхпроводники с весьма высокой плотностью тока, НЯП/НЯЗ.

[avgrey]

а тем временем прошла

Научная сессия ИЯФ. 2017.01.27:
http://www.inp.nsk.su/news/ssession.ru.shtml

На ней интересны (по теме) 3 доклада (ниже - ссылки на их слайды):

1) Перспективы линейных плазменных систем, А.А. Иванов
http://www.inp.nsk.su/news/rss/2017_205_16Ivanov.pdf

2) Состояние и перспективы многопробочных ловушек, А.В.Бурдаков 
 http://www.inp.nsk.su/news/rss/2017_207_18Burdakov.pdf


там, на стр. 4, "Наше место в термоядерных исследованиях":

"Развитие проекта ГДМЛ как прототипа термоядерного реактора для создания
экологически привлекательной энергетики, не требующей опасного и дорогого в
использовании трития и, в случае безнейтронных реакций, не требующей
сложной радиационной защиты. "


3) Планы модернизации установки ГДЛ и эксперимент САТ, П.А.Багрянский
http://www.inp.nsk.su/news/rss/2017_206_17Bagryanskiy.pdf

см. стр 4:

Код Выделить Развернуть

Главные проблемы:

a) Подавление поперечных потерь, связанных с развитием МГД неустойчивостей

Решена  beta max ~ 60%, Beklemishev, P. Bagryansky, M. Chaschin, and E. Soldatkina, Fusion Science and Technology 57 (4), 351 (2010);
T.C. Simonen, A.Anikeev, P.Bagryansky, A.Beklemishev, et. Al., J. Fusion Energ. 29, 558 (2010)


b) Преодоление влияния кинетических неустойчивостей, вызывающих потери быстрых ионов

Решена  обнаружен только один тип неустойчивости - альфвеновская ионно-циклотронная. При развитии неустойчивости потери энергии и частиц возрастают несущественно.
K.V. Zaytsev, A.V. Anikeev, P.A. Bagryansky, et al., Physica Scripta Vol. 2014 Number T161, 014004 

c) Достижение значений Te уровня кэВ, приемлемого для ближайших термоядерных приложений

В 2014 - 2015 годах решена частично  продемонстрирована принципиальная возможность получения значений Te ~ 1 кэВ при дополнительном ЭЦР нагреве, однако при этом не удалось полностью подавить МГД неустойчивость. 
P.A. Bagryansky, A.G. Shalashov, E.D. Gospodchikov, et al., Phys. Rev. Lett. 114, 205001 (2015)


К последнему, на странице 7 видим: 

Код Выделить Развернуть

"Результат 25.01.2017"
 - одновременное достижение высокой электронной температуры, _и_ подавление неустойчивостей.
______________________________

Дополнительный комментарий (pops'состиль, писал не сюда, не стал переписывать):

 В 80-х, наличие этих трех проблем практически полностью похоронило направление открытых ловушек, закрылся американский проект постройки огромной открытой ловушки MFTF (- MFTF-B) (некоторые иначе ставят причинность в цепочке "похороны-закрытие", но это - детали), и далее - практически все ОЛ-проекты в мире, остались только ИЯФ им. Будкера, и японская группа при ловушке Gamma-10.
Но ИЯФ, шаг за шагом решал эти проблемы на установке ГДЛ (1986 года создания), так, что это дало основания Томасу Симонену (который некогда 12 лет был директором программы самого большого на тот момент токамака D-IIID) начать кампанию (в два захода, в 2008 и в 2015-м; см. материалы конференций FPA: http://fire.pppl.gov/fpa_annual_meet.html ) призывов "смотрите, открытые ловушки обещают более простой и интересный реактор, чем токамаки!".
См. его доклад 2015 года, например: 
"A Magnetic Mirror Strategy to Fusion Power" - Tom Simonen
- http://fire.pppl.gov/fpa15_Mirror_Path_Simonen.pdf

Там, на стр.3, Симонен говорит о четырех препятствиях в ОЛ, и о том, что на ГДЛ они были преодолены.
Слайд "Four Hurdles Overcome by the GDT Axisymmetric Mirror":

Код Выделить Развернуть

"Four Hurdles Overcome by the GDT Axisymmetric Mirror"
 1. MHD Flute Instabilities
 2. Ion Cyclotron Micro-Instabilities
 3. Low Electron Temperature
 4. Low Q (low electrical efficiency)
- In the 1980's with severe cuts in fusion funding all US mirror research
was terminated
- Mirror Research continued in Japan and Russia

-- GDT Turned these 4 Stumbling Blocks into Stepping Stones and Building Blocks

На самом деле, полное преодоление (одновременность высокой электронной температуры и подавления неустойчивостей), было показано именно 25.01.2017 (см. выше).
НЯП.


В общем, у ОЛ хорошие шансы, тем более, если идеи винтового удержания(1), и диамагнитного удержания (aka "диамагнитный "пузырь"" ) (2) подтвердят свою работоспособность на установках СМОЛА и CAT соответственно (ближайшие два года, по планам, НЯЗ).

[avgrey]

Для тех, кто пропустил тут в треде (или забыл)

Другие материалы по ОЛ от ИЯФ им. Будкера (и от Tri Alpha Energy) (тексты, написанные простым, и понятным человеческим языком   ):

Валентин Гибалов (aka tnenergy), после посещения им OS2016 написал:
http://tnenergy.livejournal.com/74321.html
(13 авг, 2016)
- "Светлое термоядерное будущее" (анонос будущих статей, и пара интересных слайдов по теме (реактор от Tri Alpha Energy), и ИЯФ-отвский проект гибридного реактора на основе открытой ловушки).


http://tnenergy.livejournal.com/75401.html
(28 авг, 2016)
- "Чистая энергия за копейки" - как раз по теме, про потенциальную осуществимость бор-протона, реактор (и планы) от TAE, и новые идеи для реактора ИЯФ ("винтовое удержание" (ионов), и "диамагнитный пузырь" (aka "диамагнитное удержание" ).
Да, новые идеи ИЯФ (винтове удержание, и диамагнитное удержание), будут проверены в ближайшее время (до 2019 года) на строящихся сустановках СМОЛА и САТ, соответсвенно.

https://science.dirty.ru/ask-me-anything-ama-s-alekseem-dmitrievichem-beklemishevym-dlia-science-d3-ru-1170700/
(5 сентября 2016)
 - "Ask Me Anything (AMA) с Алексеем Дмитриевичем Беклемишевым для science.d3.ru" - Там Алексей Беклемишев как раз говорит про сроки разработки реактора ("20 лет, можно и быстрее, если финансировать и мотивировать как в Tri Alpha" , в случае вписывания в "федеральную программу развития до 2040 года").
----


BTW:
Другие, гораздо более ранние интервью Алексея Беклемишева:

http://old.computerra.ru/interactive/605295/
- "Алексей Беклемишев (ИЯФ СО РАН) о термояде", Алла Аршинова,  14.04.2011
(жаль, фотки "поехали" по этой ссылке; но графики скейлиногов можно найти, они из одной из ИЯФ-овских презентаций 2011 года)

http://tnenergy.livejournal.com/47784.html (18 мар, 2016)
- "Хорошее интервью с Алексеем Беклемишевым"  (полная перепечатка интервью "Чего можно ожидать от термоядерной энергетики, а чего не стоит?", Ярослав Рыбаков, 10 сентября 2015; изначальное иинтервью сейчас доступно только в кешах гугла). В комментариях - сам Алексей Беклемишев.

----

P.P.S. По новым идяем удержания
слайды с доклада Беклемишева на плазменном семинаре в декабре:
http://www.inp.nsk.su/news/seminars/2016_673_sem_05_12.pdf
 -  про винтовое удержание ионов. Доступно.
(там есть моя любимая иллюстрация, "почему а нас до сих пор нет термояда", на странице 3, график сравнения планов 1976 года и реального финансирования).

Более строго, об обоих идеях, доклады на OS2016:

1) "диамагнитный "пузырь"" ("диамагнитное удержание" :


Improved plasma confinement at high beta
Alexei D. Beklemishev
AIP Conference Proceedings 1771, 030001 (2016); 
http://doi.org/10.1063/1.4964157
- OS2016

статья:
Diamagnetic "bubble" equilibria in linear traps
A.D. Beklemishev
https://arxiv.org/pdf/1606.05454.pdf



2) "винтовое удержание":
Helical mirror concept exploration: Design and status
A. V. Sudnikov, A. D. Beklemishev, V. V. Postupaev, A. V. Burdakov, I. A. Ivanov more...
AIP Conference Proceedings 1771, 030002 (2016); 
http://doi.org/10.1063/1.4964158
- OS2016

статья:
Helical mirrors for active plasma flow suppression in linear magnetic traps
V.V. Postupaev, A.V. Sudnikova, A.D. Beklemisheva, I.A. Ivanova,
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0920379616302253

[Chilik]

^^
Короче.
Кому сильно интересно, то с понедельника по пятницу в Звенигороде будет очередная российская международная конференция по плазме. В пансионате РАН. На входе - охрана, но разумная и правильно откликается на слова "А как на конференцию пройти?"
Расписание и тематики есть тут: http://www.fpl.gpi.ru/Zvenigorod/XLIV/Zven_XLIV.html

[Chilik]

avgrey пишет:

... Томасу Симонену (который некогда 12 лет был директором программы самого большого на тот момент токамака D-IIID) ...

У него начало карьеры было по открытым ловушкам, практически все значимые американские проекты от 2XII до MFTF-B. А только потом пришлось уйти на токамаки. Просто там было неполиткорректно с середины 80-х говорить про открытые ловушки.
Здоровья ему, один из немногих оставшихся ветеранов, которые знают не только про токамаки.

[avgrey]

Chilik пишет:
У него начало карьеры было по открытым ловушкам, практически все значимые американские проекты от 2XII до MFTF-B.

- Да, все так! Только упоминание этого не так сильно впечатляет людей, которые "ничего, слаще брюквы не едали, ничего лучше токамаков - не видали", как рассказ о том, что некогда 12 лет директор тогда самого крупного в мире токамака D-IIID начал пиарить открытые ловушки...  :)  

Chilik пишет:
Здоровья ему, один из немногих оставшихся ветеранов, которые знают не только про токамаки.

- подписываюсь, здоровья и долгих лет полных жизни и плодотворной деятельности! (Жаль, что он на OS2106 по здоровью приехать не смог!).  Очень хотелось бы посмотреть, как он отреагирует на результаты (надеюсь, успешные) проверки идей по винтовому и по диамагнитному удержанию (а это - как минимум 2019-й). Очень хочется, чтобы он успел порадоваться, и очень интересно посмотреть, что они вместо своей нынешней идеи KSTM (Kinetic Stabilized Tandem Mirror, см. "Prospects for an Axisymmetric Advanced Fuel Tandem Mirror", T.K. Fowler, R.W. Moir, T.C. Simonen, 2016, http://aip.scitation.org/doi/pdf/10.1063/1.4964242; а так же слайды: http://www.iccworkshops.org/epr2016/uploads/448/simonen_epr.pdf ) после этого рисовать будут.  :)

[avgrey]

кстати, к двум новым идеям ИЯФ по удержанию в открытых ловушках (ОЛ), обещающих сделать из ОЛ-реакторов просто конфетки.

1. Про "диамагнитный пузырь" (оно же - "диамагнитное удержание") стоит добавить вот эти слайды Беклемишева с плазменного семинара:

"Радиальная структура равновесия при предельном бета и оценки времени диамагнитного удержания плазмы" (12.04.2016):

- http://www.inp.nsk.su/news/seminars/2016_618_Beklemishev.pdf

2. И, чтоб все в одном месте было, про "винтовое удержание", 
стоит привести уже мной тут ранее приведенные (но способные затеряться в куче других ссылок) слайды того же Беклемишева:

"Винтовая ловушка: новая ветвь эволюции линейных термоядерных систем?" (05.12.2016):
с подзаголовком:

 "В ИЯФ предложена и будет реализована в модельном эксперименте новая схема продольного удержания плазмы для линейных ловушек. При вращении плазмы в магнитном поле с винтовой гофрировкой можно поддерживать градиент давления вдоль системы как в шнековом насосе, не давая плазме вытекать из зоны удержания. Рассматривается роль предложения в широком контексте эволюции линейных термоядерных систем".

- http://www.inp.nsk.su/news/seminars/2016_673_sem_05_12.pdf


Эти материалы хороши емкостью, а так же и простым и понятным языком изложения (если читать вступления и заключения). 
И, опять же, юмором АДБ :)

[avgrey]

Chilik пишет:
^^
Короче.
Кому сильно интересно, то с понедельника по пятницу в Звенигороде будет очередная российская международная конференция по плазме. В пансионате РАН. На входе - охрана, но разумная и правильно откликается на слова "А как на конференцию пройти?"
Расписание и тематики есть тут: http://www.fpl.gpi.ru/Zvenigorod/XLIV/Zven_XLIV.html

- короче, если у кого будет возможность сходить, "посрывать цветы с кустов сада последних новостей", можете Беклемишева сотоварищи взять за пуговицу, и подробно порасспрашивать.

Они (интересные нам в плане ОЛ-реакторов товарищи) будут выступать в среду:

МУ-2 (Среда 15 февраля, вечер

Беклемишев А.Д. (Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, Новосибирск, Россия, Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия) Перспективные элементы концепции ГДМЛ.  1Багрянский П.А., 1Аникеев А.В., 2Аникеев М.А., 3Господчиков Е.Д., 1Иванов А.А., 1Коробейникова О.А.,1Коржавина М.С., 1Максимов В.В., 1Мурахтин С.В., 1Пинженин Е.И., 1Приходько В.В., 1Солдаткина Е.И.,1Соломахин А.Л., 3Шалашов А.Г., 1Яковлев Д.В. (1Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, Новосибирск, Россия, 2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия, 3Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия) Исследование удержания плазмы в газодинамической ловушке: новые результаты и ближайшие планы.  Бурдаков А.В., Поступаев В.В., Судников А.В. (Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, Новосибирск, Россия, Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия, Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия) Развитие экспериментов на многопробочных плазменных ловушках для целей УТС.

Надеюсь на отчет о этих расспросах/ рассказах! )

[pkl]

Спасибо огромное!

[pkl]

Термоядерную электростанцию могут построить в Канаде к 2030 году

"Источник чистой энергии доступен в любой точке мира - его можно получать из воды, - объяснил Майкл Делаж, главный технический директор частной лаборатории General Fusion, которая также принимает участие в проекте. - В мире ведутся работы в данной области, и мы уверены, что к 2030 году у нас будут демонстрационные электростанции...
..."Технология, которую мы используем, эффективна с точки зрения снижения затрат. Как только установка будет построена и начнет приносить доход, мы сможем быть конкурентоспособными", - добавил ученый.

Ещё один смелый проект!

[Apollo13]

мы уверены, что к 2030 году у нас будут

!!!

[pkl]

Ну что, порадуемся за них! Сейчас все зашевелились, провозглашают. Небось, надеются, что денежек дадут.

[Alex_II]

pkl пишет:
Ну что, порадуемся за них! Сейчас все зашевелились, провозглашают. Небось, надеются, что денежек дадут.

Ну да - хоть за них порадуемся... За нас-то нет причин - у нас даже АЭС до 2030 года будут строиться только для замещения выбывающих старых...
http://tnenergy.livejournal.com/97213.html

[pkl]

Потребление электроэнергии стабилизировалось. Это плохо?