Управляемый термоядерный синтез

[pkl]

«ITER Material Properties Handbook»

Такая мысль про термоядерный синтез: а если термоядерный реактор сделать тупо очень большим? Будет ли такая термоядерная установка проще?

Главбух электростанции повесится, когда подсчитает стоимость электроэнергии. Там есть в том числе негативные  физические эффекты от увеличения размера. Судя по тому, что работа всех крупных игроков идёт в направлении  условно компактных машин на максимально сильные магнитные поля, то они наверняка что-то знают.

Они хотят создать НОРМАЛЬНУЮ энергоустановку разумных размеров, которую можно поставить если не на корабль, то хотя бы просто рядом с населённым пунктом или промышленным предприятием. А я, предлагая, допускал, что построить это можно только в космосе.

... удастся ли обойтись без сверхпроводников, ниобия с бериллием и обойтись одними алюминием и сталью?

Использование алюминия в конструкциях ИТЭР запрещено по причине его сильной активации нейтронами.

Блин! Вот так мечта разбивается о суровую реальность.

[Dulevo]

ценой того, что на ИИ тратят больше денег, чем на людей, 

А если нанять больше людей и платить им больше, вместо внедрения ИИ, то они тоже сделают больше работы...

Это неизбежные шишки набиваемые при внедреннии новых технологий.

Вот только со временем ИИ становится дешевле. (в 10 раз за год вроде бы стоимость токенов понижается)
А люди нет.

[pkl]

В чём проблема термоядерного синтеза? Реакция возможна при температурах > 150 млн. градусов, однако среда должна быть достаточно большой/плотной, чтобы частицы плазмы успели прореагировать, прежде чем вылетят из очага реакции и изначально /в начале 1950-х/ термоядерный реактор так и представляли, как "трубу" метров 800 в диаметре и длинной 12 - 20 км. Там вполне могли бы летать самолёты. Ужаснулись от масштаба и стали пытаться сделать термоядерный реактор хоть сколько-нибудь разумных размеров. "Трубу" свернули в "бублик", чтобы частицы там летали по кругу. Но уменьшение размеров требует увеличения плотности плазмы, что невозможно без колоссальных по напряжению магнитных полей, в десятки тесла. ...

Я незнаком с этой частью истории термоядерных исследований, можно ли какую-то приличную ссылку на те проекты?
Моя голова помнит только про две работы Тамма и Сахарова 1950 года под названием "Магнитный термоядерный реактор". С них, по сути, всё и началось в СССР. Идея открытых ловушек с цилиндрической геометрией у появилась позже (в США R. Post, 1951, в СССР Г. И. Будкер, 1954 - обе даты из пересказов, т.к. в то время работы были закрытыми). И они никогда не были такими большими - в проекте ОГРА в Курчатовском институте было немногим более 20 м, но он гипероптимистично позиционировался как полноценный источник термоядерных нейтронов при инжекции нейтрального пучка с током аж 200 мкА (ЕМНИП). Проект длиной 3 км тоже знаю, но это уже вторая половина 1980-х и диаметр там был примерно метр.
И, забавы ради. В той статье 1950 года Тамм и Сахаров предполагали, что реактор будет тором с большим радиусом 5 метров и магнитным полем 5 тесла. Можно сравнить с ответом для ИТЭР. Правда, честности ради, тогда физика плазмы представлялась гораздо более простой. А сейчас жизнь устроена совсем не так, как на самом деле.

Я не помню уже, где это читал. Читал на бумаге, ещё когда в университете учился, году так в 1997. Запомнил только две цифры: 12,7 км и 25 км. Длина установки. Вот что нашёл в блоге https://tnenergy.livejournal.com/105925.html:

Для концепции термоядерных реакторов на базе открытых ловушек (моя статьи про них, ну и в целом по тегу), как и для всех остальных существует такая дилема - реактор на этом принципе можно построить прямо сейчас, но он будет очень большим. Насколько большим? Для ГДЛ в свое время эта величина была посчитана титанами физики плазмы Рютовым и Мирновым в статье в журнале "Итоги науки и техники: Физика плазмы" за 1988.



Я вынесу ключевые факты: Реакция D+T->He4 + n, инженерный диаметр реактора порядка 2-3 метров, длинна 3200 и 6100 метров (два варианта), мощность подогрева инжекцией нейтралов 4,8 и 2,8 ГВт, мощность реактора тепловая 14,4 ГВт, и 8,4 ГВт соотвественно, поток мощности в стенку 1,8 МВт/м^2 (чуть меньше минимального ИТЭРовского значения) и 0,55 МВт^2

В. Гибалов где-то писал, что и токамак рабочий можно построить прямо сейчас, но его мощность будет 25 - 50 ГВт. Ищу, найти не могу.

[vlad7308]

>>>"сегодня инженеры Anthropic в среднем коммитят в 8 раз больше кода в квартал, чем в 2021–2025 годах"

Количество кода - это пожалуй самый плохой из возможных способов оценки деятельности программистов.

По поводу остального...
Ну пожуем-увидим. Пока мне не нравится то, что я вижу сейчас в индустрии ии. Может просто старый стал. Может просто боюсь. Даже не знаю чего больше - то ли того, что хайп внезапно обрушится, вызвав сильный кризис, то ли появления настоящего ИИ (который вызовет кризис на пару порядков сильнее).

[vlad7308]

Ну набросайте реалистичный вариант электромобиля без редкозёмов и меди.

На Investor Day Тесла заявила, что силовая установка следующего поколения будет иметь постоянный магнитный двигатель, не использующий редкоземельные материалы

Поживём - увидим. Главное, чтобы не получилось, как в анекдоте: криостат условно не показан .

нет ничего волшебного в двигателе даже вообще без магнитов (сюрприз-сюрприз). Чуть хуже КПД, чуть хуже удельная мощность. Всего лишь.

Вы еще почему-то думаете, что ДВС делается исключительно из говна и палок чугуна и алюминия. А это вовсе не так.

[Serge V Iz]

то ли появления настоящего ИИ (который вызовет кризис на пару порядков сильнее).

У "естественного человеческого интеллекта ан масс" стали появляться эффективные иммунные механизмы, подавляющие чужеродное:

https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=25160.msg2863764#msg2863764

[pkl]

нет ничего волшебного в двигателе даже вообще без магнитов (сюрприз-сюрприз). Чуть хуже КПД, чуть хуже удельная мощность. Всего лишь.

Чуть меньше запас хода. А с ним у электричек и так не очень.

Вы еще почему-то думаете, что ДВС делается исключительно из говна и палок чугуна и алюминия. А это вовсе не так.

Ну, давайте сравнивать. Первое, что нашёл:

"Затрагивая влияние электромобилей на рынок меди, следует обратить внимание на текущий спрос, ведь электрокар требует в 3,6 раза больше меди, чем автомобиль с ДВС - 83 килограмма против 23 килограмм. Электрические автобусы — до 369 килограммов меди на единицу", - уточнил Поплавский.

https://1prime.ru/20250206/elektromobili-854708612.html

[pkl]

В продолжение темы про "Звезду смерти". Решил поискать самые мощные электростанции мира. Нашёл вот этот список:
https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.9ec897cc-6a25c42b-f8a36d21-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/List_of_largest_power_stations
Видно, что даже там, среди самых мощных станций, установленную мощность > 20 ГВт имеют только две: ГЭС "Три ущелья"  и СЭС "Гунхэ Талатан". Остальные все /из крупнейших/ отстают от этих рекордсменов с заметным отрывом. А если смотреть на ядерные реакторы, то чётко виден тренд на небольшие энергоблоки, которые привозятся и целиком в собранном виде. Так что да, сверхмощную ТЯЭС построить можно, только она однозначно проиграет по экономике. Просто за меньшие деньги можно построить ГЭС, Ингу какую-нибудь или ТЭС прямо рядом с карьером. И вопрос, удастся ли сделать действительно компактный термоядерный реактор с положительным выходом энергии снова повисает над нами.  

[vlad7308]

Везде, где можно и имеет смысл строить ГЭС, они уже построены.

[SONY]

Вот только со временем ИИ становится дешевле. (в 10 раз за год вроде бы стоимость токенов понижается)

Вообще-то они дорожают! В разы!

Компания DeepSeek увеличила стоимость использования своих ИИ-моделей через интерфейс прикладного программирования (API). Об этом сообщила газета South Morning China Post.
До повышения цен стоимость миллиона входных токенов (минимальных единиц текста, которые может обработать ИИ) составляла $0,14, миллиона выходных токенов – $0,27.
Теперь разработчики ПО должны платить $0,27 за миллион входных токенов и $1,1 за генерацию миллиона токенов в ответ.

https://www.vesti.ru/article/4352695

В мире высоких технологий, как оказалось, дорожают не только чипы памяти, но и модели искусственного интеллекта: с выпуском GPT-5.5 компания OpenAI подняла цены за доступ к ней через API — в некоторых случаях она оказалась вдвое дороже предшественницы

https://3dnews.ru/1141450/iimodel-openai-gpt55-okazalas-v-152-raza-doroge-predshestvennitsi

[pkl]

Меня не покидает ощущение, что с ИИ и вообще с вычислительной техникой повторяется та же ситуация, что с расходами на вооружение в СССР, шаттлами и Бураном в СССР и США, а также с авиацией: расходы всё больше, а практическая отдача всё меньше. При этом одно конкретное направление науки и техники высасывает все ресурсы и не даёт развиваться всем остальным. Что-то мне кажется, что и с УТС прогресс пошёл бы быстрее, если бы на него тратили денег побольше, а на IT - поменьше. То же самое и с космонавтикой.

[pkl]

Везде, где можно и имеет смысл строить ГЭС, они уже построены.

Возможности и потребности со временем меняются 

[pkl]

"Затрагивая влияние электромобилей на рынок меди, следует обратить внимание на текущий спрос, ведь электрокар требует в 3,6 раза больше меди, чем автомобиль с ДВС - 83 килограмма против 23 килограмм.

 Электрические автобусы — до 369 килограммов меди на единицу", - уточнил Поплавский.

https://1prime.ru/20250206/elektromobili-854708612.html

А сколько вообще автомобилей в мире? Говорят, 1,2 миллиарда:

https://www.autonews.ru/news/5c9114d69a7947491f827c6e
К 2035 г. обещают 2 миллиарда. Если на каждый из них надо 83 килограмма меди, то это получается 99,6 миллионов тонн меди в первом случае и 166 во втором. Если верить Геологической службе США:
https://naked-science.ru/community/1159177
то меди в месторождениях 2,1 млрд т. Ещё 3,5 млрд неоткрытых ресурсов:

Если же верить Газпромбанку, то 878 млн. т:
https://gazprombank.investments/blog/economics/market-copper/

Почему такой большой разброс? Я думаю, кто-то путает ресурсы и запасы. В любом случае, задача перевода всего мирового парка на электромобили, видимо, решаемая. Но на пределе. И, боюсь, нам придётся выбирать что-то одно из трёх: или электромобили, или искусственный интеллект, или термоядерные реакторы.

[nonconvex]

И, боюсь, нам придётся выбирать что-то одно из трёх: или электромобили, или искусственный интеллект, или термоядерные реакторы.

Алюминий тоже годится для электромобилей, это раз. Долго они не живут, идут в переработку, это два. 

[Chilik]

https://elib.biblioatom.ru/text/fizika-plazmy_t3_1958/p3/ - теория
https://elib.biblioatom.ru/text/atomnaya-energiya_t6-6_1959/p623/ - эксперименты
Как видим, никакой особой закрытости и, да, такие ловушки придумали чуть позже тороидальных.
Вообще, хронология вот тут хорошо описана:
https://elib.biblioatom.ru/text/yadernaya-industriya-rossii_1999/p909/

Первая ссылка в узких кругах известна как "синий четырёхтомник 1958 гола". И цифра 1954 года, когда Будкер придумал открытую ловушку, она оттуда. Верим на слово. Примерно такая же ссылка, и тоже в более позднем источнике (ЕМНИП, 1956 года) была про экспериментальную установку 1951 г. Ричарда Поста в США. Тут тоже нет основания не верить.
Что касается закрытости работ, то она была очень строгой до второй половины 1950-х. Вплоть до того, что известный критерий Лоусона вышел как закрытая публикация в Харуэлле в 1955, хотя сам по себе этот критерий - это просто применение фактически закона сохранения энергии к конкретной ситуации. Потом в 1957 он опубликовал статью по этой теме ( https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0370-1301/70/1/303 ), но исходно работа считалась секретной.
В штатах в 1956 была большая статья Поста про исследования по физике плазмы (Post R. F. Controlled fusion research — an application of the physics of high temperature plasmas // Reviews of Modern Physics, 1956, Т. 28, С. 338). Потом была супер-распиаренная у нас лекция Курчатова в Харуэлле, где западу условно приоткрыли советскую программу. Условно - потому что я читал её стенограмму, которую по ощущению визировали не только парторг и товарищ майор, но ещё и товарищ прокурор с понятыми и служебной собакой. Но это дало толчок к реальному сотрудничеству и в том же 1958 в Женеве проходит международная конференция по мирному использованию атомной энергии. В трудах конференции два тома (31 и 32) посвящены термоядерным исследованиям. И там все - и наши, и не наши. В томе 31 сначала идёт короткий текст от Альфвена, а потом доклад Арцимовича про исследования в СССР. Вот там - интересно и по делу.

[Chilik]

Я не помню уже, где это читал. Читал на бумаге, ещё когда в университете учился, году так в 1997. Запомнил только две цифры: 12,7 км и 25 км. Длина установки. Вот что нашёл в блоге https://tnenergy.livejournal.com/105925.html:

Для концепции термоядерных реакторов на базе открытых ловушек (моя статьи про них, ну и в целом по тегу), как и для всех остальных существует такая дилема - реактор на этом принципе можно построить прямо сейчас, но он будет очень большим. Насколько большим? Для ГДЛ в свое время эта величина была посчитана титанами физики плазмы Рютовым и Мирновым в статье в журнале "Итоги науки и техники: Физика плазмы" за 1988.



Я вынесу ключевые факты: Реакция D+T->He4 + n, инженерный диаметр реактора порядка 2-3 метров, длинна 3200 и 6100 метров (два варианта), мощность подогрева инжекцией нейтралов 4,8 и 2,8 ГВт, мощность реактора тепловая 14,4 ГВт, и 8,4 ГВт соотвественно, поток мощности в стенку 1,8 МВт/м^2 (чуть меньше минимального ИТЭРовского значения) и 0,55 МВт^2

В. Гибалов где-то писал, что и токамак рабочий можно построить прямо сейчас, но его мощность будет 25 - 50 ГВт. Ищу, найти не могу.

Я ту работу Рютова и Мирнова как раз имел в виду, когда писал про проект открытой ловушки длиной 3 км. Но там диаметр плазмы - всего метр или два, это не те 800 м, с которых начался разговор. Ну и там чистая игра ума в стиле "давайте попробуем представить, как это всё может выглядеть, если мы умеем всё". Ненуачё, берём мощность инжекции нейтралов 3 ГВт и рисуем проект. А то, что спустя 40 лет команда ИТЭР уже пару десятилетий ковыряется, построила гигантский комплекс стендов в Италии и до сих пор нет гарантии, что они смогут сделать два инжектора по 10 МВт - это мелочи, со всяким бывает.
Что касается токамака на 50 ГВт - то такого проекта не знаю. Возможно, это просто интерполяция скейлинга времени жизни на более крупные габариты. Но оно работать не будет при нынешних технологиях. Даже шаг всего в 2 раза по линейным размерам от JET к ИТЭР уже поставил проект фактически на грань инженерных и материаловедческих возможностей, а уж более крупная машина ещё сложнее. И самое смешное, что более крупная никому не нужна. Ни одна экономика в мире не переварит электростанцию с такой единичной мощностью единственного агрегата. Разве что рядом поставить супер-пупер дата-центр с ИИ, который всё пожрёт на генерацию видюшек с котиками или сиськами.

[pkl]

И, боюсь, нам придётся выбирать что-то одно из трёх: или электромобили, или искусственный интеллект, или термоядерные реакторы.

Алюминий тоже годится для электромобилей, это раз. Долго они не живут, идут в переработку, это два.

Используется он там для чего?

[pkl]

Я ту работу Рютова и Мирнова как раз имел в виду, когда писал про проект открытой ловушки длиной 3 км. Но там диаметр плазмы - всего метр или два, это не те 800 м, с которых начался разговор. Ну и там чистая игра ума в стиле "давайте попробуем представить, как это всё может выглядеть, если мы умеем всё". Ненуачё, берём мощность инжекции нейтралов 3 ГВт и рисуем проект. А то, что спустя 40 лет команда ИТЭР уже пару десятилетий ковыряется, построила гигантский комплекс стендов в Италии и до сих пор нет гарантии, что они смогут сделать два инжектора по 10 МВт - это мелочи, со всяким бывает.
Что касается токамака на 50 ГВт - то такого проекта не знаю. Возможно, это просто интерполяция скейлинга времени жизни на более крупные габариты. Но оно работать не будет при нынешних технологиях. Даже шаг всего в 2 раза по линейным размерам от JET к ИТЭР уже поставил проект фактически на грань инженерных и материаловедческих возможностей, а уж более крупная машина ещё сложнее. И самое смешное, что более крупная никому не нужна. Ни одна экономика в мире не переварит электростанцию с такой единичной мощностью единственного агрегата. Разве что рядом поставить супер-пупер дата-центр с ИИ, который всё пожрёт на генерацию видюшек с котиками или сиськами.

В принципе, Китай и Индия нашли бы, как это использовать. Всем остальным да, это не надо. По сути, речь идёт о создании искусственной звезды ни много ни мало. И такой монстр никому не нужен. Но у меня идея была в другом: можно ли обойтись общераспространёнными конструкционными материалами /алюминий, сталь и т.п./, если реактор сделать достаточно большим. Если нет, то идея огромного реактора теряет всякий смысл.