Управляемый термоядерный синтез

[SONY]

Helion впервые среди частных компаний запустил термоядерную реакцию с топливом из дейтерия и трития (D-T)

Кхм... Что-то я по фотографии, которую они там прикрепили, немного не вижу никаких средств защиты, адекватных работе с D-T топливом... Вот эти все металлоконструкции вокруг после первого же разряда должны стать дико радиоактивными, т.к. вокруг установки не видно никаких поглотителей быстрых нейтронов (у них там даже окно напрямую к плазме!).

[Dulevo]

Может дело во времени реакции? Она там микросекунды идет.

И объём плазмы небольшой. И наверняка суммарное число реакций пока невелико.
До энергетического положительного выхода еще далеко.

З.Ы - второй вариант - на фото старая установка а не нынешняя. Они там секретность развели - когда пускали парней с ютюб канала - им запретили снимать Polaris - новейшую установку.  Те только набросали эксиз на бумажке.

Видео по этому событию:

[Dulevo]

Китайцы держат руку на пульсе и уже бросились копировать подход Helion

Why China built a baguette-shaped 'artificial sun' instead of tokamak - CGTN

[Chilik]

Вы вот это всё к чему?.. Зачем тут ниобий-титан, диборид магния и всё прочее, когда я задал простой вопрос: вот эта новость - она про кабель, сделанный на основе лент С-Инновации или же для него кто-то другой наконец-то осилил технологию?

Если что

«С-Инновации» — единственный в России коммерческий производитель высокотемпературных сверхпроводников.

это не ответ на вопрос. Т.к. в новости нет ничего про "коммерческих", а значит кабель может быть сделан как на основе того, что доступно на рынке, так и на основе лабораторных образцов сверхпроводящих лент, которые нигде не продаются.

Обсуждаемая новость написана настолько бестолково, что из неё можно нафантазировать любые варианты.
Попробую как-то пояснить по своему разумению.
ВТСП-ленту второго поколения у нас в промышленных масштабах делает группа СуперОкс (С-инновации - это тоже по сути они, там юридически разделено производство ВТСП-ленты и изделий из неё). Промышленные масштабы - это сотни километров ленты в год. По параметрам - мировые лидеры. Команда молодая, амбициозная и очень нацеленная на будущий рынок термоядерных приложений. Разрабатывают (пока на бумаге) концепт реактора Voyager на основе открытой ловушки. Участники проектов ТРТ (Троицк) и ГДМЛ (Новосибирск). Так что ленту для НИИЭФАшного кабеля делали точно они, а вот кто делал сам кабель - то мне неведомо. Есть третий вариант, что НИИКП, там разрабатывали сверхпроводящие кабели для ИТЭР.
Там основная проблема - ухитриться сделать так, чтобы при работе на расчетном поле при потере сверхпроводимости на каком-то отрезке ВТСП-ленты не произошло локального сброса всей энергии магнитного поля в небольшой объём с расплавлением этого участка. Поэтому конструкции кабелей в разных местах делаются довольно изощрёнными. Если просто намотать из ленты - то до полей 7-8 Тл работать как-то будет, а потом просто каждый сброс сверхпроводимости будет губить катушку. Стоимость одной большой катушки - сотни миллионов рублей. И это не чинится. Есть такой опыт и их собственный, и американский.
И на всякий случай: из обсуждаемой новости следует, что кабель перешёл в сверхпроводящее состояние при азотной температуре. Поэтому "Как заявил руководитель отдела исследований сверхпроводящих систем Андрей Медников, провод рассчитан на работу с током силой 65 килоампер в магнитном поле 18 тесла" - это не про эти тесты, а про цифры на бумаге. Такие параметры у производимой ленты могут быть достигнуты только при гелиевой температуре. Там не только магнитные и токонесущие свойства сверхпроводника существенно выше, там банально механическая прочность подложки из хастеллоя становится выше и уже может выдерживать механические нагрузки от силы Ампера.

[Chilik]

Вдогонку на ту же тему.
Когда был студентом 40+ лет назад, то на студенческих капустниках ходила незамысловатая шутка:
- Наш университет уникален! Ему нет равных в мире!!! Все остальные университеты или больше, или меньше нашего".
Это к цитате из новости про НИИЭФА:

Как заявил руководитель отдела исследований сверхпроводящих систем Андрей Медников, провод рассчитан на работу с током силой 65 килоампер в магнитном поле 18 тесла. Такие параметры ранее не достигались ни в одной установке в мире.

Источник: New-Science.ru https://new-science.ru/v-rossii-uspeshno-protestirovana-kljuchevaja-tehnologija-dlja-termojadernogo-sinteza-novogo-pokolenija/

Просто беру первые попавшиеся работы по теме и вижу следующее:
1. команда токамака SPARC (Принстон): на прототипе катушки ещё при токе 40 кА и температуре 20 К достигнуто проектное поле 20 Тл.
Статья по теме: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10316632
2. открытая ловушка WHAM (Мэдисон): пробочные ВТСП катушки на 17 Тл. Правда, обе самоубились при срыве сверхпроводимости (про них писал в предыдущем посте).
Тезисы доклада: https://meetings.aps.org/Meeting/DPP24/Session/ZI03.1.
3. китайцы из Energy Singularity испытали катушки на 21.7 тесла при 24 кА.
Статья: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/11018428
Так что по технолгиям НИИЭФА мировой уровень вряд ли обгоняет, в мире уже не только кабель, но и работающие катушки на более сильные поля есть. А большие килоамперы - это не рекорд как самоцель, а конкретное требование заказчика, исходящее из конкретных параметров, закладываемых в проект ТРТ. Которому от всей души желаю быстрого строительства, беспроблемного запуска и удачной работы.

[SONY]

Попробую как-то пояснить по своему разумению.

Всё, что вы тут написали, и так "каждой собаке известно".
Кроме одного момента:

ленту для НИИЭФАшного кабеля делали точно они

Нет, не точно.

"Русский сверхпроводник" почти полтора десятка лет назад купил у немцев технологию ВТСП-2 и до сих пор рассказывает на своём сайте, что может их поставлять:
http://rhsc.ru/portfolio/высокотемпературный-сверхпроводник/

Курчатник пять лет назад писал, что "в НИЦ «Курчатовский институт» реализован полный цикл создания ВТСП лент 2-го поколения":
https://sciencejournals.ru/view-article/?j=vestvit&y=2021&v=2&n=2&a=VestVIT_2122107109Kulikov

В прошлом году ещё типа ВНИИНМ новую технологию производства ВТСП-2 начал осваивать:
https://strana-rosatom.ru/2025/06/05/slojki-bochvara-uchenye-rosatoma-pri/

Безусловно, если речь об изготовлении реальной магнитной системы, где нужны сотни, а то и тысячи, километров ВТСП ленты, то кроме С-Инновации (де-юре именно они делают ленты) никто этого не обеспечит.
Но у нас тут "пятиметровая опытная секция провода", в которой, конечно, 240 отдельных лент, но это всё равно всего 1,2 км ленты в сумме.
Не вижу причин, почему эта лента не могла быть изготовлена, например, Курчатником. Да, в плане освоения именно технологии массового производства кабеля - бессмысленно, т.к. реальный кабель будут делать из лент С-Инновации. Но вот в плане освоения бюджета может быть очень даже эффективным решением.

[pkl]

Вот новость, очень нехорошая:

Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.

https://naked-science.ru/article/hi-tech/rentabelnost-termoyad
Боюсь, сбываются мои опасения, что УТС так и останется лишь ещё одним очень дорогим источником энергии с очень узкой областью применения. Как это уже случилось по факту с солнечной, ветровой и геотермальной энергетикой. А мы так и будем сжигать уголь, благо его ещё много.

[cross-track]

Боюсь, сбываются мои опасения, что УТС так и останется лишь ещё одним очень дорогим источником энергии с очень узкой областью применения. Как это уже случилось по факту с солнечной, ветровой и геотермальной энергетикой.

А что случилось с солнечной, ветровой и геотермальной энергетикой? И у кого?

[pkl]

Боюсь, сбываются мои опасения, что УТС так и останется лишь ещё одним очень дорогим источником энергии с очень узкой областью применения. Как это уже случилось по факту с солнечной, ветровой и геотермальной энергетикой.

А что случилось с солнечной, ветровой и геотермальной энергетикой? И у кого?

Да ничего. Просто электричество, вырабатываемое ими, очень дорогое и, соответственно, у них очень узкая область применения.

[pkl]

В общем, чем дальше, тем больше склоняюсь к мысли, что единственным способом использования термоядерной энергии, помимо излучения Солнца, является КВС в космосе. Выглядеть это может примерно так:

[nonconvex]

В общем, чем дальше, тем больше склоняюсь к мысли, что единственным способом использования термоядерной энергии, помимо излучения Солнца, является КВС в космосе. Выглядеть это может примерно так:

Странно выглядит. Почему поверхность корпусной сферы практически совершенная на глаз, хотя никакой надобности в этом нет, а поверхность тарелки, там где казалось бы и нужно совершенство - неровная?

[pkl]

В общем, чем дальше, тем больше склоняюсь к мысли, что единственным способом использования термоядерной энергии, помимо излучения Солнца, является КВС в космосе. Выглядеть это может примерно так:

Странно выглядит. Почему поверхность корпусной сферы практически совершенная на глаз, хотя никакой надобности в этом нет, а поверхность тарелки, там где казалось бы и нужно совершенство - неровная?

Мне кажется, вопрос надо задать тому, кто рисовал. Но вообще, обсуждать все эти заклёпки как то скучно. Так что насчёт основной идеи? УТС то не то, чтобы не получается /как раз таки хорошо получается/, но вылезла задница с экономикой:

https://3dnews.ru/1140626/v-bume-finansirovaniya-termoyadernih-startapov-nachali-prostupat-treshchini

[SONY]

УТС то не то, чтобы не получается /как раз таки хорошо получается/, но вылезла задница с экономикой

Она ни от куда не вылазила. Она где торчала последние лет 40 минимум - там и торчит.

[pkl]

УТС то не то, чтобы не получается /как раз таки хорошо получается/, но вылезла задница с экономикой

Она ни от куда не вылазила. Она где торчала последние лет 40 минимум - там и торчит.

Судя по статье, у кого-то были надежды, что получится найти экономически выгодный способ термоядерного синтаза.


Кстати, а Вы как думаете, сможет когда-нибудь термоядерная энергетика стать одним из базовых или даже основным способом выработки первичной энергии или это так и будет баловство типа солнечных батарей и ветряков?

[SONY]

Кстати, а Вы как думаете, сможет когда-нибудь термоядерная энергетика стать одним из базовых или даже основным способом выработки первичной энергии или это так и будет баловство типа солнечных батарей и ветряков?

Сможет. Но очень нескоро.
В отличие от солнечных батарей у неё нет каких-то фундаментально неустранимых проблем: реактор на экваторе и в Антарктиде будет работать одинаково эффективно, его мощность не зависит от сезона, погоды и времени суток, так что он может быть надёжным источником энергии для промышленности.
Но в отличие от солнечных батарей у нас этой самой термоядерной энергетики просто нет... Имеющиеся сейчас технологии в лучшем случае потенциально могут позволить продемонстрировать 5-10-15 минут "горения" термоядерной плазмы (не путать с временем поддержанием просто плазменного шнура, чьи параметры очень далеки от "зажигания"). Но никак не работу 24/7, которая требуется от электростанции.
Уйдёт ещё не один десяток лет прежде чем технологии позволят просто поддерживать "горение" месяцами непрерывно, причём без необходимости через несколько месяцев рекордной работы отправлять установку на капремонт. В этот момент термоядерные реакторы смогут стать неким вспомогательным инструментом, обеспечивающим наработку и переработку изотопов для классических АЭС, прочие подобные вещи.
Но потом ещё не один десяток лет уйдёт на то, чтобы эти технологии стали достаточно дешёвыми для реальной коммерческой эксплуатации именно в роли основного источника энергии.
Тем не менее, ещё раз, фундаментальных проблем нет. А значит когда-нибудь у термоядерной энергетики вполне есть шанс стать одним из основных двигателей цивилизации.

[pkl]

Кстати, а Вы как думаете, сможет когда-нибудь термоядерная энергетика стать одним из базовых или даже основным способом выработки первичной энергии или это так и будет баловство типа солнечных батарей и ветряков?

Сможет. Но очень нескоро.
В отличие от солнечных батарей у неё нет каких-то фундаментально неустранимых проблем: реактор на экваторе и в Антарктиде будет работать одинаково эффективно, его мощность не зависит от сезона, погоды и времени суток, так что он может быть надёжным источником энергии для промышленности.
Но в отличие от солнечных батарей у нас этой самой термоядерной энергетики просто нет... Имеющиеся сейчас технологии в лучшем случае потенциально могут позволить продемонстрировать 5-10-15 минут "горения" термоядерной плазмы (не путать с временем поддержанием просто плазменного шнура, чьи параметры очень далеки от "зажигания"). Но никак не работу 24/7, которая требуется от электростанции.
Уйдёт ещё не один десяток лет прежде чем технологии позволят просто поддерживать "горение" месяцами непрерывно, причём без необходимости через несколько месяцев рекордной работы отправлять установку на капремонт. В этот момент термоядерные реакторы смогут стать неким вспомогательным инструментом, обеспечивающим наработку и переработку изотопов для классических АЭС, прочие подобные вещи.
Но потом ещё не один десяток лет уйдёт на то, чтобы эти технологии стали достаточно дешёвыми для реальной коммерческой эксплуатации именно в роли основного источника энергии.
Тем не менее, ещё раз, фундаментальных проблем нет. А значит когда-нибудь у термоядерной энергетики вполне есть шанс стать одним из основных двигателей цивилизации.

Фундаментальную и неустранимую проблему УТС я вижу ту же, что и у солнечной и ветряной энергетики - критическая зависимость от редких и очень редких химических элементов. Которых в земной коре не так, чтобы сильно много. Похоже, что сверхмощные магнитные поля без жидкого гелия никак не получаются. Ну и т.д. Ну и запредельная сложность и энергонапряжённость термоядерных установок, не уступающая ЖРД. Отсюда и возникает вопрос о принципиальной возможности строительства таких установок сотнями и тысячами. А ведь, если мы говорим о термоядерной энергетике как об одной из базовых технологий генерации энергии, то масштаб строительства и эксплуатации термоядерных реакторов должен быть именно таким! Как это масштабировать, чтобы, допустим, заменить угольные ТЭС? Те же китайцы, несмотря на очевидные успехи в строительстве СЭС и ВЭС, огромные деньги вкладывают в угольные ТЭС на сверхкритических параметрах пара и эффективные пыле и золоуловители для них же.


А Ваш ответ здорово расстроил. Получается, в этом столетии /от которого уже 3/4 осталось/ основными способами генерации энергии будут угольные ТЭС и немного ГЭС. Возможно, под самый конец этого века появятся термоядерные источники нейтронов для наработки изотопов и сжигания РАО, скорее, опытно-экспериментальные, нежели серийные. К счастью, их много и не надо.

И как быть с потоками радиации? Термоядерные установки получаются не только ультрасложные и дорогие, но и с сроком службы примерно как у ЖРД или ТРД. Кому они такие будут нужны? Ну, кроме учёных-ядерщиков?

Теперь почему я завёл тему про УТС здесь, на этом форуме. Термоядерный синтез и космическая экспансия - это направления деятельности если не взаимоисключающие, то, по крайней мере, не слишком стимулирующие друг друга. Да, УТС - это прямая дорога к термоядерному двигателю, как я надеялся. Потому и оживился, прочитав новости в далёком 2015 г. Потом, спустя много лет, задумался: а будет ли В ПРИНЦИПЕ у человечества, овладевшего УТС так, как это виделось в 1970-е гг. /дешёвый и безопасный источник энергии неограниченной мощности/ потребность в космической экспансии? Скорее нет, чем да. Палеонтологами раскопаны стоянки древних людей, которые жили на одном и том же месте буквально тысячи лет! И никуда особо не ходили. Зачем, если всё и так под рукой? Так что здесь есть такое искушение. Но, судя по всему, этот сценарий нам не грозит, во всяком случае с термоядом, и за пределы планеты выбираться всё-таки придётся. Я не берусь утверждать, что такой вариант будущего будет красив и прекрасен, но вариант стагнации или, ещё хуже, деградации из-за нехватки ресурсов получается намного хуже.

Я прав?

[SONY]

Фундаментальную и неустранимую проблему УТС я вижу ту же, что и у солнечной и ветряной энергетики - критическая зависимость от редких и очень редких химических элементов. Которых в земной коре не так, чтобы сильно много

Это от каких?..
Солнечная энергетика по большей части строится на кремниевых фотоэлементах (кремний - один из самых распространённых элементов на Земле), легированных фосфором и бором. И фосфор, и бор, требуются в ничтожных количествах (их концентрация измеряется в миллионных долях), и никакими особо редкими они не являются.
Ветроэнергетика - там тем более ничего такого не нужно...
В термоядерной энергетике можно предположить, что будут необходимы ВТСП второго поколения, для которых нужны "редкоземельные" элементы. Но, во-первых, это только название у них "редкоземельные", а так-то их запасы - десятки миллионов тонн, если не больше, сопоставимы с запасами, например, никеля. Во-вторых, они сейчас нужны абсолютно везде, и если у тебя нет редкозёмов, то тебе и электричество не нужно: зачем оно тебе, если у тебя нет электромоторов, лампочек, компьютеров и т.д.?.. В-третьих, в ВТСП лентах собственно сверхпроводник - это плёнка в пару микрон толщиной, и состоит она отнюдь не из одних редкоземельных элементов, там по большей части барий, медь и кислород, в итоге редкозёмов на сотню тысяч километров ленты нужно несколько тонн (при годовом производстве во многие тысячи тонн), т.е. они ну вообще никак не ограничивают производство реакторов. Ещё можно было бы сослаться на ограниченное производство бериллия для первой стенки, но на нём всё равно не сделать реактор, пригодный для работы 24/7. Так что в энергетике скорее всего реакторы будут с литиевой первой стенкой, а литий добывается сотнями тысяч тонн, и нужен он, опять таки, везде, нет лития - тебе и электричество не нужно.

Похоже, что сверхмощные магнитные поля без жидкого гелия никак не получаются.

И?.. У нас типа гелия недостаточно производится чтобы заправить гелием криосистемы токамаков? На миллиарды шариков просто для красоты есть, а токамаки заправить не сможем?..

Ну и запредельная сложность и энергонапряжённость термоядерных установок, не уступающая ЖРД.

Они и рядом с ЖРД не стояли!
Например, у ITER планируемая пиковая термоядерная мощность - 1,1 ГВт. В установке диаметром 20+ метров. Для сравнения, древний и отнюдь не самый напряжённый РД-107 имеет тяговую мощность 1,5 ГВт при диаметре менее двух метров...

Отсюда и возникает вопрос о принципиальной возможности строительства таких установок сотнями и тысячами. А ведь, если мы говорим о термоядерной энергетике как об одной из базовых технологий генерации энергии, то масштаб строительства и эксплуатации термоядерных реакторов должен быть именно таким!

С одной стороны, человечество построило более 600 ядерных энергоблоков, так что да, нужны сотнями.
С другой стороны, на это ушло более 70 лет! Т.е. средние темпы строительства составляли не более 10 энергоблоков в год...
Не вижу никаких причин, по которым при наличии отработанной технологии нельзя было бы строить по десятку промышленных токамаков в год.

Как это масштабировать, чтобы, допустим, заменить угольные ТЭС?

Сами себе выдумали "заменить угольные ТЭС", сами и отвечайте... Никто про это ничего не говорил.

Получается, в этом столетии /от которого уже 3/4 осталось/ основными способами генерации энергии будут угольные ТЭС и немного ГЭС

Вообще-то угольные ТЭС напополам с газовыми... А возможно, что к концу века газовые вообще в разы обойдут угольные.
И с не "немного", а с крайне весомым вкладом ГЭС и АЭС.

И как быть с потоками радиации? Термоядерные установки получаются не только ультрасложные и дорогие, но и с сроком службы примерно как у ЖРД или ТРД.

Термоядерные установки уже имеют ресурс больше, чем ЖРД и ТРД.
И радиация тут вообще ни разу не является ограничивающим фактором.

Термоядерный синтез и космическая экспансия - это направления деятельности если не взаимоисключающие, то, по крайней мере, не слишком стимулирующие друг друга.

Светодиодное освещение и космическая экспансия - это направления деятельности если не взаимоисключающие, то, по крайней мере, не слишком стимулирующие друг друга.
Бионическое протезирование ног и космическая экспансия - это направления деятельности если не взаимоисключающие, то, по крайней мере, не слишком стимулирующие друг друга.
Волоконно-оптические линии связи и космическая экспансия - это направления деятельности если не взаимоисключающие, то, по крайней мере, не слишком стимулирующие друг друга.

Чего дальше-то?..

Да, УТС - это прямая дорога к термоядерному двигателю, как я надеялся. Потому и оживился, прочитав новости в далёком 2015 г. Потом, спустя много лет, задумался: а будет ли В ПРИНЦИПЕ у человечества, овладевшего УТС так, как это виделось в 1970-е гг. /дешёвый и безопасный источник энергии неограниченной мощности/ потребность в космической экспансии? Скорее нет, чем да.

Вы забыли, что когда заходит речь про "зачем нам вообще лететь на Луну, какая от этого польза", то один из первых ответов - "на Луне огромные запасы гелия-3 для будущих термоядерных электростанций"?..
Не говоря уж о том, что космическая экспансия никогда не рассматривалась как путь решения именно энергетических проблем. В космосе рассчитывают найти ценные металлы, тупо пространство для жизни и для технологических процессов, но вот что на Марсе или в поясе астероидов будут несметные энергетические ресурсы - про такое никто сказки не сочиняет.

Палеонтологами раскопаны стоянки древних людей, которые жили на одном и том же месте буквально тысячи лет! И никуда особо не ходили.

Афины существуют на своём месте уже более 5000 лет. Значит ли это, что греки 5000 лет "никуда особо не ходили"?.. Так "не ходили", что в Крыму куда лопату ни воткни - в греческие постройки попадёшь!

Я прав?

Лев.

[pkl]

Фундаментальную и неустранимую проблему УТС я вижу ту же, что и у солнечной и ветряной энергетики - критическая зависимость от редких и очень редких химических элементов. Которых в земной коре не так, чтобы сильно много

Это от каких?..

Да вот этих:

Всех элементов за вычетом нижних 20-ти в основании этой пирамиды. Вот более подробная схема:

В контексте нашего разговора в первую очередь это Cu, которой понадобится не просто много, а очень много: для солнечной энергетики и ветряной потребуются очень сложные и разветвлённые сети по сбору электроэнергии и направлению в магистральные линии. Если необходимо хранить в аккумуляторах, то, соответственно, наоборот, надо подводить провода к каждой ячейке. Если переводить транспорт на электротягу, то тоже нужна медь. Я как-то посчитал, у меня получилось, что в электромобиле меди примерно в 5 раз больше, чем в аналогичном автомобиле с двигателем внутреннего сгорания. Если весь железнодорожный транспорт переводить на электротягу, то нужны контактные провода. А они тоже из меди.

Солнечная энергетика по большей части строится на кремниевых фотоэлементах (кремний - один из самых распространённых элементов на Земле), легированных фосфором и бором. И фосфор, и бор, требуются в ничтожных количествах (их концентрация измеряется в миллионных долях), и никакими особо редкими они не являются.

Там ещё серебро используют для контактов отдельных фотоэлементов.

Ветроэнергетика - там тем более ничего такого не нужно...

В ветрогенераторах нужны неодим или самарий - для сильных постоянных магнитов. И та же медь. Может, ещё что-то.

В термоядерной энергетике можно предположить, что будут необходимы ВТСП второго поколения, для которых нужны "редкоземельные" элементы. Но, во-первых, это только название у них "редкоземельные", а так-то их запасы - десятки миллионов тонн, если не больше, сопоставимы с запасами, например, никеля.

Никель образует месторождения и добывать его не так уж и сложно. Пока, во всяком случае. А редкозёмы извлекаются попутно. Вопрос - как их добывать в больших количествах? Особенно если срок службы термоядерных установок будет по нескольку лет, а не десятилетий, как у современных агрегатов.

Во-вторых, они сейчас нужны абсолютно везде, и если у тебя нет редкозёмов, то тебе и электричество не нужно: зачем оно тебе, если у тебя нет электромоторов, лампочек, компьютеров и т.д.?.. 

Буду пробовать обходиться без них. Электромоторы можно делать из алюминия, нить для лампочек - из графита и т.д. Как в начале прошлого века. Т.е. общество без редкозёмов может быть технологическим, но его технологический уровень будет довольно низким относительно нашего времени. Примерно как в начале - середине XX в.

В-третьих, в ВТСП лентах собственно сверхпроводник - это плёнка в пару микрон толщиной, и состоит она отнюдь не из одних редкоземельных элементов, там по большей части барий, медь и кислород, в итоге редкозёмов на сотню тысяч километров ленты нужно несколько тонн (при годовом производстве во многие тысячи тонн), т.е. они ну вообще никак не ограничивают производство реакторов.

А барий и медь можно заменить алюминием?

Ещё можно было бы сослаться на ограниченное производство бериллия для первой стенки, но на нём всё равно не сделать реактор, пригодный для работы 24/7. Так что в энергетике скорее всего реакторы будут с литиевой первой стенкой, а литий добывается сотнями тысяч тонн, и нужен он, опять таки, везде, нет лития - тебе и электричество не нужно.

Сейчас литий добывается довольно простым способом, т.к. находится в относительно доступной форме:

Если его добывать, допустим, из морской воды, цена извлечения будет заметно дороже.

Похоже, что сверхмощные магнитные поля без жидкого гелия никак не получаются.

И?.. У нас типа гелия недостаточно производится чтобы заправить гелием криосистемы токамаков? На миллиарды шариков просто для красоты есть, а токамаки заправить не сможем?..

Сейчас гелий добывается исключительно попутно из месторождений природного газа. Проблемы с газом = проблемы с гелием. Вот как сейчас, началась очередная война в Персидском заливе - и всё, его уже для томографов не хватает.

С другой стороны, пока у нас есть газ - зачем нам термоядерный синтез? Во всяком случае, пока он дешёвый.

И тут концепция термоядерной энергетики как источника энергии, неограниченного ни по мощности, ни во времени, начинает подвисать.

Ну и запредельная сложность и энергонапряжённость термоядерных установок, не уступающая ЖРД.

Они и рядом с ЖРД не стояли!
Например, у ITER планируемая пиковая термоядерная мощность - 1,1 ГВт. В установке диаметром 20+ метров. Для сравнения, древний и отнюдь не самый напряжённый РД-107 имеет тяговую мощность 1,5 ГВт при диаметре менее двух метров...

Да? Не знал. Правда, в ЖРД нет таких потоков радиации. Да и никто не требует от маршевых ЖРД в РН работать месяцами и годами без перерыва.

Отсюда и возникает вопрос о принципиальной возможности строительства таких установок сотнями и тысячами. А ведь, если мы говорим о термоядерной энергетике как об одной из базовых технологий генерации энергии, то масштаб строительства и эксплуатации термоядерных реакторов должен быть именно таким!

С одной стороны, человечество построило более 600 ядерных энергоблоков, так что да, нужны сотнями.
С другой стороны, на это ушло более 70 лет! Т.е. средние темпы строительства составляли не более 10 энергоблоков в год...
Не вижу никаких причин, по которым при наличии отработанной технологии нельзя было бы строить по десятку промышленных токамаков в год.

Проблема в том, что нехватка ископаемого топлива /за исключением угля/ уже замаячила в обозримой перспективе и если термоядерные энергоблоки будут строить 70 лет, причём после десятилетий НИОКР и испытаний опытных установок, они могут просто не успеть. В том смысле, что проблему с энергией придётся решать каким-то другим способом. И тут идея солнечной энергетики уже не выглядит слишком бредовой, если конструктора найдут способ обходиться без Ag и прочих редких металлов. Хотя куда вероятнее, что будут и дальше строить ГЭС и сжигать уголь. Как в XIX в.

Как это масштабировать, чтобы, допустим, заменить угольные ТЭС?

Сами себе выдумали "заменить угольные ТЭС", сами и отвечайте... Никто про это ничего не говорил.

Никто, видимо, и не знает? Если так, то мы получаем ещё один дорогой источник энергии, вкупе к ветрякам и солнечным панелям.

Получается, в этом столетии /от которого уже 3/4 осталось/ основными способами генерации энергии будут угольные ТЭС и немного ГЭС

Вообще-то угольные ТЭС напополам с газовыми... А возможно, что к концу века газовые вообще в разы обойдут угольные.
И с не "немного", а с крайне весомым вкладом ГЭС и АЭС.

Это если газ раньше не спалят. Пока никаких принципиальных изменений в структуре потребления энергии прогнозисты не видят, так, считанные проценты:

И как быть с потоками радиации? Термоядерные установки получаются не только ультрасложные и дорогие, но и с сроком службы примерно как у ЖРД или ТРД.

Термоядерные установки уже имеют ресурс больше, чем ЖРД и ТРД.
И радиация тут вообще ни разу не является ограничивающим фактором.

Больше на сколько? Как я понимаю, годами без кап. ремонта они пока работать не могут, верно?

Термоядерный синтез и космическая экспансия - это направления деятельности если не взаимоисключающие, то, по крайней мере, не слишком стимулирующие друг друга.

Светодиодное освещение и космическая экспансия - это направления деятельности если не взаимоисключающие, то, по крайней мере, не слишком стимулирующие друг друга.
Бионическое протезирование ног и космическая экспансия - это направления деятельности если не взаимоисключающие, то, по крайней мере, не слишком стимулирующие друг друга.
Волоконно-оптические линии связи и космическая экспансия - это направления деятельности если не взаимоисключающие, то, по крайней мере, не слишком стимулирующие друг друга.

Чего дальше-то?..

Не понял Вашего сарказма. По-моему, примеры не только из археологии, но и XX в. достаточно убедительны.

Да, УТС - это прямая дорога к термоядерному двигателю, как я надеялся. Потому и оживился, прочитав новости в далёком 2015 г. Потом, спустя много лет, задумался: а будет ли В ПРИНЦИПЕ у человечества, овладевшего УТС так, как это виделось в 1970-е гг. /дешёвый и безопасный источник энергии неограниченной мощности/ потребность в космической экспансии? Скорее нет, чем да.

Вы забыли, что когда заходит речь про "зачем нам вообще лететь на Луну, какая от этого польза", то один из первых ответов - "на Луне огромные запасы гелия-3 для будущих термоядерных электростанций"?..

Я всегда относился к этой идее с определённым скепсисом. Слишком сложной выглядит задача с технической стороны и не очень осмысленной - если сжигать гелий-3, мы наверняка подберём реакции, для которых не требуются полёты на Луну. Мне кажется, сама идея гелия-3 родилась в период бюджетных баталий за финансирование научных экспедиций. Деньги на исследования Луны выделили, даже на полёты человека, - и эта тема как-то подозрительно заглохла.

Не говоря уж о том, что космическая экспансия никогда не рассматривалась как путь решения именно энергетических проблем. В космосе рассчитывают найти ценные металлы, тупо пространство для жизни и для технологических процессов, но вот что на Марсе или в поясе астероидов будут несметные энергетические ресурсы - про такое никто сказки не сочиняет.

Здрасьте! Ещё Основоположник об этом писал. С тех пор к этой теме регулярно возвращаются в период очередного энергетического кризиса:

https://www.flickr.com/photos/numbersstation/51127831036/

Палеонтологами раскопаны стоянки древних людей, которые жили на одном и том же месте буквально тысячи лет! И никуда особо не ходили.

Афины существуют на своём месте уже более 5000 лет. Значит ли это, что греки 5000 лет "никуда особо не ходили"?.. Так "не ходили", что в Крыму куда лопату ни воткни - в греческие постройки попадёшь!

Вы привели не самый удачный пример, т.к. греки в Аттике регулярно страдали от нехватки плодородной земли, что и вынуждало их колонизировать побережья Средиземного и Чёрного морей.

Я прав?

Лев.

Вам не кажется, что ёрничанье в столь сложно и серьёзной теме немножко неуместно?

[pkl]

Так что может быть у термоядерной энергии будущее и есть, но оно совсем другое, чем сейчас большинство себе представляет. Вот ещё картинка как мысли о возможном будущем:

Вспомнил! Есть же специализированная тема:
https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=16419.0
Наверное, её тоже пришло время поднять.

[SONY]

В контексте нашего разговора в первую очередь это Cu, которой понадобится не просто много, а очень много: для солнечной энергетики и ветряной потребуются очень сложные и разветвлённые сети по сбору электроэнергии и направлению в магистральные линии.

Знаете, если у вас запасы меди - это ограничивающий фактор именно термоядерной энергетики (а не всей, мать его, цивилизации в целом, т.к. медь буквально везде используется, без неё ничего сделать невозможно), то я не вижу никакого смысла продолжать с вами что-либо обсуждать.