Управляемый термоядерный синтез

[vlad7308]

Не отвлекайте опровергателя.

быгыгы

[Chilik]

"Некоторые конфигурации винтовых ловушек увеличивают скорость потока плазмы до 100 км/с, что служит необходимым условием для двигателей космических кораблей"
?
https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/433966/V_IYaF_gotovyat_konfetku_SMOLA

Всё правильно там написано.
Только теперь найдите там хоть одно слово про термоядерные реакции в этих винтовых ловушках. Нет их там и быть не может. В смысле слов. Работы по плазменному двигателю на спиральной ловушке готовятся потихоньку, но поскольку государство платит деньги не за ускорение плазмы, а за её торможение, то вот этим в основном люди и занимаются.

Кстати, а почему ссылка на древнюю статью? Там ведь основной соленоид за полдня был намотан времянкой, просто обычным медным проводом. Так на тот момент было нужно, чтобы можно было начать работу до выхода основных катушек из производства. Сейчас установка выглядит гораздо "научнее".
Есть, кстати, недавний обзор по установкам ИЯФ с картинками и говорящими головами, https://scientificrussia.ru/articles/zavod-po-proizvodstvu-nauki

[Сергей Георгиевич Петропавловский]

То что в "КП":
https://pda.kp.ru/daily/27234/4361400/

То что на сайте в США:
https://www.pppl.gov/news/2021/01/new-concept-rocket-thruster-exploits-mechanism-behind-solar-flares

Новый тип ракетного двигателя, который может доставить человечество на Марс и дальше, был предложен физиком из Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL) Министерства энергетики США.

Устройство будет применять магнитные поля, чтобы вызвать частицы плазмы.(ссылка внешняя), электрически заряженный газ, также известный как четвертое состояние материи, выстреливает из задней части ракеты и из-за сохранения количества движения продвигает корабль вперед. Современные испытанные в космосе плазменные двигатели используют электрические поля для перемещения частиц.

Новая концепция будет ускорять частицы с помощью магнитного пересоединения, процесса, который наблюдается во всей Вселенной, включая поверхность Солнца, в котором линии магнитного поля сходятся, внезапно разделяются, а затем снова соединяются, производя много энергии. Повторное соединение также происходит внутри слияния в форме пончика.(ссылка внешняя)устройства, известные как токамаки(ссылка внешняя).

«Я уже давно готовлю эту концепцию», - сказала главный физик-исследователь PPPL Фатима Эбрахими, изобретатель концепции и автор статьи.(ссылка внешняя)подробно изложив идею в Journal of Plasma Physics . «У меня возникла идея в 2017 году, когда я сидел на палубе и думал о сходстве между выхлопом автомобиля и высокоскоростными выхлопными частицами, созданными Национальным экспериментом по сферическому тору (NSTX) PPPL», предшественником нынешнего флагманского термоядерного комплекса лаборатории. «Во время работы этот токамак производит магнитные пузыри, называемые плазмоидами, которые движутся со скоростью около 20 километров в секунду, что мне показалось очень похожим на тягу».

[pkl]

Между тем в США озаботились разработкой законодательства для регулирования термоядерной энергетики:
http://www.atominfo.ru/newsz03/a0444.htm

Основные выводы, к которым на сегодняшний день пришёл комитет, выглядят следующим образом.

Во-первых, для лидерства в термоядерном направлении и для облегчения перехода к энергосистеме с низким уровнем выбросов парниковых газов (2050 год) министерство энергетики США и частный сектор должны обеспечить получение первых киловатт-часов от пилотной термоядерной электростанции в период 2035-2040 годов.

Во-вторых, министерство энергетики должно уже сейчас способствовать созданию национальных команд (в том числе, государственно-частных партнёрств), разрабатывающих концептуальные проекты пилотной термоядерной станции и технологические дорожные карты для создания инженерного проекта такой станции (причём станция должна быть конкурентоспособна с точки зрения экономики).

В-третьих, для пуска пилотной станции в 2035-2040 годы министерство энергетики и частный сектор должны сделать срочные инвестиции, которые позволят решить остающиеся технические и научные вопросы, а также помогут с финансированием проектирования, строительства и ввода в эксплуатацию пилотной станции.

Хм. Уже установлена точная дата.

[pkl]

Новости от Три-Альфа:
Американцы обещают создать доступный коммерческий термоядерный реактор к 2030 году
Хм. Посмотрим.

[sychbird]

Новости от Три-Альфа:
Американцы обещают создать доступный коммерческий термоядерный реактор к 2030 году
Хм. Посмотрим.

Обещать - не жениться. Уже много невест девственницами в мир иной отошли. 

[vlad7308]

В США разве есть "академия наук"?

[cross-track]

В США разве есть "академия наук"?

Национальная академия наук США

[DiZed]

В США разве есть "академия наук"?

там их много ; ) - и например The New York Academy of Sciences известна пожалуй даже более чем "национальная". насколько я представляю, влияние "национальной" ограничивается в основном раздачей (скромных по денежному содержанию и умеренно престижных) премий. научное сообщество в юса самоуправляемо и  университетоцентрично, и гораздо большее влияние и воздействие на собственно научный процесс имеют общественные организации наподобие (в моей области) ACS - американского химического общества; оно издает топовые журналы (главный - JACS -наряду с европейским Angewandte Chemie - это высший мировой топ, золотой эталон публикаций, выше только междисциплинарные сайенс и нейче) и проводит опять же топовые конференции; и - что наверное еще важнее - разрабатывает образовательные стандарты

[Димитър]

https://yandex.ru/turbo/argumenti.ru/s/society/2021/04/717966?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop&fbclid=IwAR3asBHesS7epZeKIu39Wx40kDfHKHhvUPTONhrLLAIX44VDTYcYggYawtI

Сотрудниками Физического института им. П. Н. Лебедева РАН и ООО «Знаю Как» впервые реализован способ получения и ускорения плазменного кольца с микрограммовой массой и с циркулирующим замкнутым током в десятки килоампер, лежащий в основе и термоядерного реактора, и электроракетного двигателя.

...  Мы же в Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН фактически создаём новый класс электроракетных двигателей с постоянной тягой в десятки тонн. У него свои задачи, свои позиции, – уверен учёный Мозговой. Двигатель ФИАН будет работать эффективно уже на высотах свыше 70 км, куда его будет доставлять одноступенчатая многоразовая ракета с жидкостным двигателем.

При токе в замкнутом витке (торе) в плазме 100 кА и в многовитковых обмотках порядка M *килоампер* N витков с диаметром несколько метров сила будет достигать сотен килоньютонов (десятки тонн). Это просто линейный электродвигатель, замкнутый ток в одной из его подвижных частей течёт в плазме. В токамаках ток в таких «бубликах» достигает мегаампер! Космический корабль массой несколько сотен тонн с ядерным реактором и таким двигателем сможет достигать Марса за неделю c постоянным ускорением/торможением 0.3 g (сила притяжения на Марсе 0.3 земной). Как тебе такое, Илон Маск?! – шутит физик Мозговой.

... Для проверки нового способа получения и ускорения компактных торов в ФИАНе была создана экспериментальная установка с энергозапасом до 200 кДж. В проведённых экспериментах скорость движения замкнутого витка с током (тора) достигала десятка км/сек – и это на длине ускорения меньше метра, которую в ракете можно увеличивать до сотен метров, чтобы достичь скорости выброса в тысячи км/сек (один процент от скорости света).

Для энергоснабжения электроракетного двигателя необходимо огромное количество энергии, и оптимальным её источником является атомный реактор, основанный на том же физическом принципе, что и двигатель. Для осуществления термоядерной реакции синтеза необходимо ускорить и столкнуть два компактных тора, то есть использовать ту же самую технологию. Изначально это и было главной целью наших экспериментов. Ток в компактных торах достигал нескольких десятков килоампер. Tемпература плазмы в месте столкновения превысила несколько кэВ и длительность импульса мягкого рентгеновского излучения – около 1 микросекунды, т.е. на три порядка выше, чем в знаменитой американской Z‑machine, где она 1–2 наносекунды, при 20 МДж запасаемой энергии. В нашей установке – 200 кДж. Масштабирование таких экспериментов с ещё большей энергией – это прямой путь к осуществлению термоядерной реакции, а сам процесс ускорения – это основа новых электроракетных двигателей, – говорит Александр.

Хочетсь услышать комментарии специалистов...

[Chilik]

Хочетсь услышать комментарии специалистов...

А тут не нужно быть специалистом, нужно только аккуратно читать цитированный текст.
Ну вот например:

... Tемпература плазмы в месте столкновения превысила несколько кэВ и длительность импульса мягкого рентгеновского излучения – около 1 микросекунды, т.е. на три порядка выше, чем в знаменитой американской Z‑machine, где она 1–2 наносекунды, при 20 МДж запасаемой энергии. В нашей установке – 200 кДж. ...

Ну да, сравнивается шедевр импульсной электрофизической инженерии (без шуток, эта машина родом из конца 1960-х, когда её первая версия называлась EBFA; она до сих пор чемпион по ряду важнейших параметров после четвёртой крупной реконструкции в 2008), специально перестроенный именно для получения сверхкоротких и сверхмощных импульсов излучения и аппарат, ничем особенно не выделяющийся из ряда себе подобных. Продолжая в той же логике, можно умалить невероятные достоинства установки ООО «Знаю Как» сравнением с рентгеновской установкой сельской поликлиники. Которая, если её не выключать, будет генерировать излучение не 1 микросекунду, а с утра и до вечера.

Тут на самом деле любопытный случай того, как человек ушёл из науки в бизнес в 90-е, но занялся не продажей китайских штанов или ремонтом японских автомобилей, а пытается организовать исследования в области физики плазмы на деньги своей фирмы. Можно в ЕГРЮЛ посмотреть по названию, у меня она на первом месте была в списке совпадений. Дальше понятно, у небольшой конторы нет возможности раскрутиться и вложить нужные ресурсы в свои проекты. Инвесторов на такого типа венчурные предприятия тоже не особо-то и найдёшь. Поэтому кооперируется с ФИАНом, это нормально. Можно на какие-то небольшие исследовательские гранты  претендовать, тем более что часто приветствуется наличие частного партнёра. Исходная идея, где про столкновение двух колец плазмы - это переложение на русский язык той технологии, по которой проводилось формирование плазмы в установках компании TAE Technologies (так сейчас называется Tri Alpha Energy, они ещё и в медицину резво пошли с Новосибирском в качестве партнёра). Но только рыночная стоимость TAE Technologies уже под 2 миллиарда баксов, а ООО «Знаю Как» наверное, что-то знает и умеет, но и только. 

А если про звездолётные перспективы, то тут так. Конечно, каждый учёный, и тем более научный администратор, просто обязан предоставлять публике радужные картинки светлого будущего в случае успеха его проектов. Это правильно, это так работает. Но можно обещания переложить на язык хорошо известной на форуме ракетной техники. Есть, к примеру, какая-нибудь контора "Дети Эйнштейна", которая сделала модельку ракеты с двигателем из спичечных головок в консервной банке и, рассказывая о перспективах, говорит о резком увеличении экономических и технических параметров, когда они через некоторое время сделают химический двигатель с давлением в камере сгорания 100500 атмосфер и с температурой горения топлива 200500 градусов. Всё правильно, если сделают - то будет лучше. Только сделать сначала надо. И на этом форуме даже такие обещания не прокатят - здесь люди понимают, что такое атмосферы и что такое удельный импульс. А с плазмой и термоядом - можно, Старый за руку не поймает.

[opinion]

Исходная идея, где про столкновение двух колец плазмы - это переложение на русский язык той технологии, по которой проводилось формирование плазмы в установках компании TAE Technologies (так сейчас называется Tri Alpha Energy

А как эта ТАЕ Текнолоджис поддерживает стабильность колец плазмы во время их разгона? Можете вкратце рассказать или дать ссылку, где почитать?

[Chilik]

А как эта ТАЕ Текнолоджис поддерживает стабильность колец плазмы во время их разгона? Можете вкратце рассказать или дать ссылку, где почитать?

Конкретно этой темой лично никогда не занимался, поэтому могу только дать ссылку на обзор на английском, там при желании можно найти литературу и по этой проблеме.
https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.3613680
Там, как и в других местах, есть некоторый диапазон параметров, когда этот метод работает. Поэтому надо стараться не выходить за границы. И не увлекаться длительным ускорением. Это общие слова, которые справедливы всегда. А вот как конкретно получить нужные результаты - это уже экспериментальная кухня, про которую авторы никогда всей правды не расскажут.

[opinion]

А как эта ТАЕ Текнолоджис поддерживает стабильность колец плазмы во время их разгона? Можете вкратце рассказать или дать ссылку, где почитать?

Конкретно этой темой лично никогда не занимался, поэтому могу только дать ссылку на обзор на английском, там при желании можно найти литературу и по этой проблеме.
https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.3613680
Там, как и в других местах, есть некоторый диапазон параметров, когда этот метод работает. Поэтому надо стараться не выходить за границы. И не увлекаться длительным ускорением. Это общие слова, которые справедливы всегда. А вот как конкретно получить нужные результаты - это уже экспериментальная кухня, про которую авторы никогда всей правды не расскажут.

Спасибо. Я сначала не понял, какая конфигурация магнитного поля подразумевается. Теперь немножко понятнее.

[cross-track]

Сотрудниками Физического института им. П. Н. Лебедева РАН и ООО «Знаю Как» впервые реализован способ получения и ускорения плазменного кольца с микрограммовой массой и с циркулирующим замкнутым током в десятки килоампер, лежащий в основе и термоядерного реактора, и электроракетного двигателя.

А у них есть публикации в научных журналах?

[sychbird]

Новые рекордные параметры на сферическом токомаке в Физ-Техе СПб:
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1741-4326/abe08c/meta

[oby1]

как источник нейтронов, токомак довольно неудобный - слишком высокая энергия у них

[Гермиона]

https://tass.ru/ekonomika/11476051?utm_source=twitter.com&utm_medium=social&utm_campaign=smm_social_share

МОСКВА, 26 мая. /ТАСС/. Правительство России направит 4,9 млрд рублей на техническое дооснащение термоядерной установки токамак Т-15МД в Курчатовском институте.

[pkl]

Эксперимент в Великобритании может преодолеть препятствие для термоядерного синтеза

Эксперты считают, что первые результаты эксперимента в Великобритании могут помочь устранить препятствия на пути к коммерческой энергетике, основанной на ядерном синтезе.
Исследователи полагают, что нашли способ удалить избыточное тепло, выделяемое в ходе реакций синтеза.
Избыточный нагрев материалов реактора может их попросту расплавить, что сильно ограничивает время его работы.

Новая система отвода тепла, чем-то напоминающая выхлопную систему автомобиля, позволит снизить температуру в десять раз...

...Модернизация Mast — это одна из попыток сконструировать своего рода шаблон для более компактных и дешевых термоядерных реакторов. В нем используется инновационная конструкция - сферический токамак, - позволяющая втиснуть ядерное топливо в пространство высотой 4,4 метра и шириной 4 метра. Для сравнения, защитный сосуд, который Iter будет использовать для управления реакциями термоядерного синтеза, имеет высоту 11,4 м и ширину 19,4 м.
У столь скромного размера камеры Mast есть и обратная сторона: "Вы создаете что-то более горячее, чем Солнце ... в меньшем объеме. Вывести оттуда тепло - большая проблема", - говорит профессор Чапман.

Внутри токамака плазма достигает температуры 100 миллионов градусов. Без системы охлаждения, способной справиться с такими температурами, материалы в конструкции пришлось бы регулярно заменять, что сказалось бы на времени работы электростанции.
Новая выхлопная система Super-X, испытываемая в Калхэме, позволит компонентам будущих коммерческих токамаков прослужить намного дольше. Это должно значительно увеличить доступность электростанций, улучшить их экономическую жизнеспособность и снизить стоимость термоядерного электричества.
Испытания на Mast показали, как минимум, десятикратное снижение нагрева материалов с помощью системы Super-X.

[opinion]

Исследователи полагают, что нашли способ удалить избыточное тепло, выделяемое в ходе реакций синтеза.
Избыточный нагрев материалов реактора может их попросту расплавить, что сильно ограничивает время его работы.

Погуглил. Похоже речь идёт о конфигурации дивертора, которая позволяет снизить удельную нагрузку на пластины дивертора. Это действительно серьёзная проблема. Всё остальное в статье - бессмыссленный мусор.