Управляемый термоядерный синтез

[pkl]

Так, дабы не засорять отсылками, это вопросы для pkl.
Сначала разговор шёл о необходимости меди для создания катушек, удерживающих плазму в термоядерных реакторах. Я спросил, сколько тысяч тонн меди надо для выработки одного киловатта энергии. Мой вопрос мягко заметён под ковёр. (Видимо получаемая цифра не понравилась).

Нет, просто не знаю, как это оценить. Вот схема ИТЭРа:

Вон там внутри Internal Coils, внутренние катушки. Правда, в этих, тороидальных, тоже есть медь:

Теперь посмотрим на производственный процесс TF катушек. Как мы помним, для NbTi основой являлся метод вытягивания металлических сборок NbTi в меди в стэнд, внутри которого получаются тысячи филаментов сверхпроводника диаметров в пару микрон. Но для Nb3Sn так сделать невозможно - материал слишком хрупкий. Поэтому Слитки ниобия размещают в сборке в бронзе, т.е. в сплаве олова Sn и меди Cu. После формирования стэнда, в котором ниобиевые филаменты оказываются в бронзовой матрице можно выполнить хитрый трюк - если такой материал нагреть до 650, то ниобий начнет отнимать олово из бронзы, образуя Nb3Sn, и мы получим нужную конструкцию сверхпроводникового стренда.

https://tnenergy.livejournal.com/3561.html

Вместо этого мне стали рассказывать про структуру потребления невосполняемых ресурсов. Под конец, опомнившись, мне заявляют, что вся энергия будет передаваться обязательно по проводам, на что медь и уйдёт вся. Ну и тут нам всем хана наступит. При этом достоверно известно, что часть энергии может передаваться в виде тепловой. Часть можно использовать для получения водорода, с последующим сжиганием его в нужном месте. И есть огромное количество других методов использования и передачи энергии. И уж совершенно противоречит реальности утверждение, что провода обязательно должны быть медными.
Так куда предполагается угрохать весь земной запас меди, причём именно в связи с использованием термоядерной энергии?
МОЯ ТАК И НЕПОНИМАЙ

Идея использовать для накопления и передачи энергии водород мне нравится и такие идеи развивают в Германии и Японии. Правда, не совсем понятно, как его получать. Если электролизом, то, чтобы процесс шёл с хорошим кпд, нужны катализаторы из платины Pt и палладия Pd. Они, вроде как, взаимозаменяемы. При этом получать надо в количестве, равном, как минимум, нынешним объёма добычи нефти и газа.

[pkl]

Так куда предполагается угрохать весь земной запас меди, причём именно в связи с использованием термоядерной энергии?

Это я не знаю, но если pkl окажется прав, то кладоискатели переключатся с поисков золотых кладов на медные!

Я думаю, уже сейчас имеет смысл не выбрасывать медные радиаторы из старых компов. Если есть где хранить, конечно:

[pkl]

Катастрофа Бронзового века - это

Как обычно, климатический пессиум.

И что пессимум? Эпоха Возрождения в Европе как раз пришлась на Малый ледниковый период.

[pkl]

Стоимость урана составляет небольшую часть в стоимости электроэнергии атомной станции.
И уже существуют технологии по добычи его из морской воды. Уран будет дороже раза в два, но на стоимости энергии от атомных станций это практически не отразится.

Я думаю, больше.


Уран из морской воды пробовали добывать японцы ещё в 1980-х. Но что-то дело не пошло.

[vlad7308]

Гелий-3 элементарно получается на Земле в результате распада Трития.

Тритий получаем обкладывая литием реакторы. И не надо никуда лететь и ничего не надо копать.

Не годится, весь литий у нас уйдёт на аккумуляторы.

весь кремний - на процессоры, вся медь - на провода, весь алюминий - на самолеты, всю воду - на водород.

- Алло, это Ливия? Езжайте все в Боливию немедленно отказывайтесь от гелия-3!

[Пирбомсотзо]

И что пессимум?

Сопровождавшийся тотальной засухой в малой Азии, соответственно неурожаями и голодом, вызвавшим "движения народов".

Эпоха Возрождения в Европе как раз пришлась на Малый ледниковый период.

Несопоставимая технологическая вооруженность Европы Бронзового века и Европы эпохи Возрождения.

[pkl]

Эпоха Возрождения в Европе как раз пришлась на Малый ледниковый период.

Несопоставимая технологическая вооруженность Европы Бронзового века и Европы эпохи Возрождения.

Технологическая вооружённость поздней Римской империи была совершенно несопоставима с этими царствами Бронзового века. Но не смогли. И здорово так откатились в технологиях назад. А Европа эпохи Возрождения выкрутилась за счёт индустриальной революции в итоге.

[pkl]

Люди хотели цифр. Вот что удалось найти на данный момент:

Для удобства технического обслуживания бланкет разделён на 440 элементов. Его общая площадь около 700 м². Каждый элемент представляет собой кассету, со съёмной передней стенкой из бериллия (толщиной от 8 до 10 мм) и медным корпусом, упрочненном нержавеющей сталью. Размеры каждой кассеты: 1×1,5 м. Её масса — до 4,6 т.

Общее количество бериллия, необходимое для изготовления бланкета, составляет около 12 т.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Международный_экспериментальный_термоядерный_реактор

Итак, бланкет состоит, в основном из меди, 440 элементов по 4,6 т. 440 х 4,6 = 2024 т.

Там ещё про дивертор из вольфрама, тот весит 700 т.

Напомню, что в 2009-2016 годах был произведен весь объем свехпроводящего провода (примерно по 600 тонн NbTi и Nb3Sn)

https://tnenergy.livejournal.com/tag/сверхпроводник/
Там и медь должна быть, но как её выделить? Хотя... уже понятно, что много её надо.

[pkl]

весь кремний - на процессоры, вся медь - на провода, весь алюминий - на самолеты, всю воду - на водород.

vlad, Вы только пердеть будете или всё же поможете?

[Мошкит]

Идея использовать для накопления и передачи энергии водород мне нравится

Но метан, аммиак, или метанол удобнее в хранении, а то и в получении тоже.
Для массового использования водорода надо решить вопрос с его хранением без потерь, и с катализаторами в топливных элементов без платины.

[nonconvex]

Идея использовать для накопления и передачи энергии водород мне нравится

Но метан, аммиак, или метанол удобнее в хранении, а то и в получении тоже.
Для массового использования водорода надо решить вопрос с его хранением без потерь, и с катализаторами в топливных элементов без платины.

Тема про синтез, давайте синтезировать платину.

[SONY]

Тема про синтез, давайте синтезировать платину.

Ну, в целом...
W-186 (природный широко распространённый изотоп вольфрама) + n -> W-187 -> Re-187
Re-187 + n -> Re-188 -> Os-188
Os-188 + n -> Os-189
Os-189 + n -> Os-190
Os-190 + n -> Os-191 -> Ir-191
Ir-191 + n -> Ir-192 -> Pt-192
Pt-192 - стабильный изотоп.

Так что из природного и куда как более доступного, чем платина, вольфрама можно синтезировать платину простым нейтронным облучением.

А термоядерные реакторы на DT-топливе - это очень мощные источники нейтронов, особенно если окружить реактор материалом-размножителем (дикая энергия нейтронов позволяет эффективно проводить реакции n -> 2n).

[pkl]

Идея использовать для накопления и передачи энергии водород мне нравится

Но метан, аммиак, или метанол удобнее в хранении, а то и в получении тоже.
Для массового использования водорода надо решить вопрос с его хранением без потерь, и с катализаторами в топливных элементов без платины.

Это уже несущественный детали. Да, водород вполне может быть промежуточным компонентом какого-нибудь технологического/энергетического процесса по получению метана, аммиака либо даже жидкого органического топлива.


Принципиально другое, на данный момент видны только два способа получения первичной энергии, не имеющих, на первый взгляд, принципиальных временных и количественных ограничений:
1. Термоядерный синтез.
2. Солнечная энергия, которая сама по себе является способом утилизации термоядерной энергии.

[pkl]

Тема про синтез, давайте синтезировать платину.

Ну, в целом...
W-186 (природный широко распространённый изотоп вольфрама) + n -> W-187 -> Re-187
Re-187 + n -> Re-188 -> Os-188
Os-188 + n -> Os-189
Os-189 + n -> Os-190
Os-190 + n -> Os-191 -> Ir-191
Ir-191 + n -> Ir-192 -> Pt-192
Pt-192 - стабильный изотоп.

Так что из природного и куда как более доступного, чем платина, вольфрама можно синтезировать платину простым нейтронным облучением.

А термоядерные реакторы на DT-топливе - это очень мощные источники нейтронов, особенно если окружить реактор материалом-размножителем (дикая энергия нейтронов позволяет эффективно проводить реакции n -> 2n).

Re и Ir сами по себе куда ценнее Pt. Про Os не знаю, по-моему, он нигде не используется из-за исключительной редкости. 

Скажите, перечисленные изотопы стабильны?

[SONY]

Скажите, перечисленные изотопы стабильны?

Те, с которых начинаются и которыми заканчиваются строчки - стабильны.
Ну, точнее, Re-187 радиоактивен, но это - основной природный изотоп рения, и радиоактивность этому никак не мешает, т.к. у него период полураспада в разы больше возраста вселенной.

Промежуточные изотопы в строчках - радиоактивны, и именно поэтому вся цепочка превращений становится возможной.

[Inti]

Scientists May Have Solved Two of Fusion Energy's Biggest Problems at Once
https://scitechdaily.com/scientists-may-have-solved-two-of-fusion-energys-biggest-problems-at-once/