Термоядерные реакторы. Как с ними дела? Опции Поделиться

[А.Кочегаров]

Помнится когда-то велись работы по созданию термоядерных реакторов.

Я лично давно упустил эту тему из вида. Однако в последнем докладе акад. Митенкова (я упоминал об этом в сырьевой теме), докладчик обмолвился парой слов, из которых ясно, что темане списана в архив как возможное направление развития. Жаль что было лишь упоминание.

Очень интересно, как дела с термоядом обстоят на сегодня, остановлены ли работы, если да, то когда и примерно на какой точке?А может кто-то где-то продолжает? Или есть какие-то планы?

Что примерно известно об этом мне? У меня есть очень давешняя информация, датируется где-то серединой 80ых годов. Пишу по памяти.

В какой-то момент работы по термояду были по бОльшей части рассекречены между нами и штатовцами. При сравнении результатов оказалось, что мы со своим плазменным Токамаком неплохо опередили американский Стелларатор. Но достижения были сравнимы тем не менее. Лазерной технологией как я тогда понял занимались практически только мы. Как я лично на свой взгляд тогда оценил, как раз лазерная технология бОлее перспективна.

Теперь собсно разбор полетов на тот момент. Сразу оговорюсь, что я не специалист, поэтому прошу аудиторию меня поправить.

В качестве топлива служит водородно-дейтериевая смесь с примесью трития. Вероятно имеется ввиду, что необходимый тритий и в меньшей степени дейтерий будет генериться прямо в процессе реакции за счет выделяющихся нейтронов.

Условием запуска реакции является температура в миллион градусов и соблюдение критерия Лоусона. Критерий Лоусона предполагает, что произведение степени сжатия смеси на время удержания ее в таком состоянии должна быть больше 10 в бох знает какой степени (цифру степени просто не помню).

Эти условия уже давно научились создавать с помощью запала из обыкновенного боевого уранового или плутониевого заряда (как я понимаю - без разницы). Однако очевидно, что такой способ в мирных целях абсолютно неприемлем. Суть идеи управляемого варианта в том, чтобы создавать термоядерный микровзрыв мизерной мощности, где применение ядерного заряда абсурдно.

1. Плазменная технология, основанная на малом сжатии и длинном удержании. Система Токамак представляла собой тороидальную камеру, внутри которой создается и удерживается плазменный "шнур". Для разогрева шнура используются электрические разряды, а для удержания плазмы очень мощное магнитное поле. Система получилась очень громоздкой и чудовищно энергоемкой. Для питания электромагнитов использовалась целая электроподстанция, а сами электромагниты тора пришлось делать сверхпроводящими. Соответственно - холодильники для создания сверхпроводимости со всеми вытекающими последствиями. Это еще и при том, что нужен отвод выделяющегося тепла от собственно создаваемого микровзрыва

Тем не менее направление считалось бОлее чем реальным.
В такой плазменной технологии основной проблемой была продекларирована непредсказуемость поведения плазмы. Ее просто трудно удержать "в седле" в течении нужного длительного времени. Понятно, что в такой системе достигнуть высокой степени сжатия очень сложно, значит напор на время удержания. Именно во времени собака и зарыта. При этом нужная для запуска температура была достигнута.

2. Лазерная технология, основанная на малом времени и большом сжатии. В специальную "камеру сгорания" сверху скидывается горошина из замороженного топлива. В процессе полета вниз внутри камеры эта горошина расстреливается мощными лазерами. Температура достигается от воздействия лазера. Причем при резком разогреве поврехность горошины мгновенно испаряется создавая реактивную силу, которая сжимает горошину со всех сторон. И... бах... происхожит термоядерный микровзрыв - топлива ведь мизерное количество. Остается лишь отвести полученное тепло и закинуть в камеру следующую горошину.

В этой технологии основной проблемой была как сила сжатия, так и в бОльшей степени синхронность и равномерность разогрева горошины со всех сторон.
- Силу сжатия в дальнейшем планировалось поднять с помощью специальной (например стеклянной) оболочки, которая испаряясь, создавала бы более мощную реактивную силу. Размышляли так же и о внедрении в горошину ядра, которое должно было бы играть роль своеобразного сжимающего смесь поршня.
- Равномерность разогрева предположили решить постройкой более мощного лазера с бОльшим количеством лучей. На тот момент кажется уже работал 12ти-лучевой лазер, которого оказалось недостаточно.

Преимущества лазерной технологии на мой личный взгляд очевидны. Оба реактора получаются пульсирующими. Но зато в лазерном варианте не нужно гигантских энергозатрат на магнитное поле, нет проблем с холодильниками для сверхпроводников и отводом тепла. Лазерная конструкция кажется гораздо более простой. Кроме этого и перспективы яснее, ибо о лазерах мы тогда знали гораздо бОльше, чем о родеоподобном искусстве удерживать плазму магнитами.

Что дальше. На момент описания для соблюдения критерия Лоусона, произведение значений обоих параметров осталось поднять всего лишь в 50 раз. То есть, по отзывам разработчиков, было пройдено уже 90% пути, но последние 10 оказались тем не менее самыми трудными. Ученые тогда уверенно предсказывали создание реального реактора не бОлее, чем через 20 лет. Это было в середине восьмидесятых. То есть в прошлом году у нас уже однозначно должен был быть термоядерный реактор.

Как я понял, работы были остановлены чуть не на финишной прямой. Думаю, о причинах остановки разработок у нас никто даже не спросит.

Тем не менее, хотелось бы услышать от знатоков, что сейчас? Что у нас, что у них... И есть ли какие-то планы и перспективы?

Может, если дискуссия получится интересной, я с удовольствием сооружу на ее основе технико-полупопулярную статью для журнала о состоянии термоядерной энергетики. О ее прошлом, настоящем и возможном будущем.

[А.Рассадин]

Помнится когда-то велись работы по созданию термоядерных реакторов.

...
Очень интересно, как дела с термоядом обстоят на сегодня, остановлены ли работы, если да, то когда и примерно на какой точке?А может кто-то где-то продолжает? Или есть какие-то планы?

Что примерно известно об этом мне? У меня есть очень давешняя информация, датируется где-то серединой 80ых годов. Пишу по памяти.

...
Может, если дискуссия получится интересной, я с удовольствием сооружу на ее основе технико-полупопулярную статью для журнала о состоянии термоядерной энергетики. О ее прошлом, настоящем и возможном будущем.

Очень хороший начальный обзор для неспециалиста. Идею написать популярную статью поможем осуществить --- монополизм члена Президиума РАН академика Велихова на эту тематику надо разрушать!

Я не владею ситуацией, однако с тех пор многое изменилось.
...
Для просмотра последних публикаций по данной теме все же лучше "спросить у Гугла". Потом обсудим.

С уважением

Александр Быков

Да нечего у всяких гуглей спрашивать!
Книги студенты разучились читать, посему, найдите , ребята, в библиотеках:

1. Сивухин Д. В. Атомная и ядерная физика. Ч. 2. Ядерная физика. --- М.: Наука, 1989.
2. Физика на пороге новых открытий/ Браун М. А., Яппа Ю. А., Козырев А. Н. и др.: Под ред. Л. Н. Лабзовского.— Л.: Изд-во ЛГУ, 1990.
3. Л. Д. Ландау, Е. М. Дифшиц. Электродинамика сплошных сред.

Там все есть для того, чтобы стартовать в этой проблеме --- не боги горшки обжигают, разберемся в термояде и без Велиховых!

[alex_bykov]

Да нечего у всяких гуглей спрашивать!
Книги студенты разучились читать, посему, найдите , ребята, в библиотеках:

1. Сивухин Д. В. Атомная и ядерная физика. Ч. 2. Ядерная физика. --- М.: Наука, 1989.
2. Физика на пороге новых открытий/ Браун М. А., Яппа Ю. А., Козырев А. Н. и др.: Под ред. Л. Н. Лабзовского.— Л.: Изд-во ЛГУ, 1990.
3. Л. Д. Ландау, Е. М. Дифшиц. Электродинамика сплошных сред.

Там все есть для того, чтобы стартовать в этой проблеме --- не боги горшки обжигают, разберемся в термояде и без Велиховых!

Александр, Вы путаете два совершенно разных вопроса. Все перечисленные Вами источники, действительно, помогут студенту понять, что такое синтез и время удержания и даже самому просчитать кое-что по этой теме. Нас же волнует технология, согласитесь, это сильно отличается от голой теории. Если бы дело было только в формулах, проект давно бы работал - тем же Сахаровым большая часть теоретических обоснований была сделана еще в 1954 году, тогда же был построен первый из Токамаков. Т.е. "тормозом" в этом случае выступают как-бы не основные, а попутные вещи - создание сильных полей, синхронизация, материаловедческие проблемы и т.п. Согласитесь, что стартовав "с нуля" нам придется пройти тот же путь и по времени, и, возможно, по инвестициям. В то же время, "ознакомившись в гугле" с последними проблемами и путями их решения, нам может оказаться вполне по плечу нестандартное их решение, не так ли? Но это решение уже не будет чисто теоретическим, а, скорее, инженерным. Приоритет в Токамаках уже зафиксирован за СССР, независимо от Велихова, почему бы не попытаться зафиксировать и приоритет России в разработке коммерческого термояда?

С уважением

Александр Быков