Что человечество может "вытолкнуть" в космос?

[SY]

Катализатором при производстве серной кислоты является оксид железа.
Кислород получать из воды электролизом раствора серной кислоты будет проще организационно и оборудование тоже проще и практически без износа.
А необходимую для разложения воды энергию все равно надо потратить, каким путем не пойдешь, можно только КПД повысить, но в многостадийном процессе может быть много скрытых потерь.

При выщелачивании породы серной кислотой, вначале будет отогнан хлороводород и фтороводород.

[Skipper]

Печально, что на входе 2 моля кислоты, а на выходе один...

Нет. Цикл есть цикл. Т.е. сколько кислоты на входе, столько и на выходе (не учитывая неизбежный паразитных потерь). В этом плане здесь всё нормально.

Я смотрел на формулы, приведенные ув.awsislemse:
2H2SO4 → 2H2O + SO2 + O2 (T=1100oK)
SO2 + 2H2O  → H2SO4 + H2 (T=400oK, требует электричества)

Но сейчас вижу, что таки да, в первой формуле ошибка. Вы правы, кислота никуда не исчезает 

[Skipper]

Цитата: awsislemse от Вчера в 23:06:08
тобы избежать значительной доли этих затрат, нужно собирать уже взрыхлённый до микронных размеров реголит с поверхности.

Тоже вариант. Однако это сильно сокращает объём доступного ресурса (Какая толщина слоя реголита, пару метров в лучшем? ).

Крупный астероид диаметром порядка 100км имеет площадь порядка 10^11 м2, это сотни миллиардов тонн реголита.
Или десятки миллионов тонн какого-нибудь витамина с концентрацией 100 ppm.
И таких астероидов, если не ошибаюсь, десятки.
То есть в целом запасы выглядят неплохо

[Skipper]

Цитата: Skipper от Вчера в 20:09:49
Первая попавшаяся в гугле камнедробилка жрет ~10кДж/кг породы. Ресурс сходу не нашел.

Больше (скажем  здесь некоторый ассортимент).

Где-то 20-30 кВтч/т, т.е. ~100 кДж/кг.  Расход шариков около 1-3 кг/т (для твёрдых пород). Материал - высокохромистая сталь (~20% хрома).

Отсюда можно попробовать вывести баланс по энергии и витаминам на стадии дробления (без учета всех последующих стадий).

По энергии:
На добычу 1кг витамина с концентрацией 100 ppm нужен 1ГДж. Если из размола извлекается сразу десяток витаминов - затраты снижаются на порядок. Для сравнения: алюминий "стОит" десятки МДж/кг. То есть затраты энергии не запредельные.

По хрому:
Мы тратим 0,3%*20%=0,06% хрома на килограмм породы.
Если содержание хрома в породе порядка 3000 ppm, или 0,3%,
то некий аналог EROEI получается порядка 5.
С учетом различных потерь баланс, видимо, не сойдется.

Вероятно, здесь и кроется ответ на вопрос ув.AlexAV, почему, дескать, на Земле не перемалывают гранит для добычи редких элементов.

В космосе остается надеяться на два варианта:
- либо найти месторождения с повышенной концентрацией витаминов,
- либо работать с уже перемолотым реголитом.

[ВадимZero]

Вероятно, здесь и кроется ответ на вопрос ув.AlexAV, почему, дескать, на Земле не перемалывают гранит для добычи редких элементов.

В вики видел упоминание, что некоторые породы гранита рассматривают как уран содержащее сырье.

[AlexAV]

В вики видел упоминание, что некоторые породы гранита рассматривают как уран содержащее сырье.

Из бедных пород уран (и некоторые другие металлы) извлекают подземным выщелачиванием (т.е. закачивают в пласт реактивы, которые по возможности селективно растворяют интересующий компонент). Т.е. саму породу на поверхность не извлекают. Это сильно смещает границу рентабельности в область бедных руд (но конечно не до бесконечности).

Понятно, что метод подземного выщелачивания пригоден только для земли. На астероидах его применение совершенно невозможно.

[Skipper]

Исходя из написанного выше, попробую оценить энергозатраты на добычу витаминов из астероидного материала.
Материал - обычный (не месторождение), суммарная доля витаминов порядка 1%.

1) Дробление руды в порошок.
Вероятны большие затраты витаминов (высок износ легированных сталей), баланс по витаминам может не сойтись.
Но есть обходной вариант: в качестве сырья используем уже перемолотый реголит.
Затраты на сбор реголита с поверхности крупного астероида невелики относительно следующих стадий.

2) Обогащение руды магнитными и другими методами, а также удаление железа и некоторых других металлов через перевод их в карбонил.
Затраты энергии невелики относительно следующих стадий.
Степень обогащения порядка 10-100 (т.е. концентрация какого-то витамина была, например, 100ppm, стала 1 000 - 10 000 ppm).
Большой температуры не требуется, поэтому затраты витаминов невелики.

3) Производство серной кислоты.
Энергозатраты порядка 10 МДж/кг кислоты, большая часть - на добычу кислорода электролизом воды.
Примечание. Это тепловая энергия, кпд выработки электричества учтен.
Возможны менее энергозатратные методы добычи кислорода, так что это можно считать оценкой сверху по порядку величины.

4) Концентрат (обогащенная руда) кипятится в серной кислоте.
Здесь тратится только тепловая энергия из солнечных концентраторов.
Как оценить необходимое время - не знаю
Количество кислоты к концентрату считаю как 1:1.
Сера добывается из руды на второй стадии, ее кларк в CI-хондритах порядка 4%.

5) Далее сульфиды отдельных витаминов отделяются друг от друга, затем из них в отдельных процессах выделяются собственно витамины.
Как оценить энергозатраты - не знаю.
Нужны ли высокие температуры и т.п. - также не знаю.

Большой температуры (свыше нескольких сот Цельсиев) на этапах 1-4 не требуется, поэтому затраты витаминов невелики.

Итого из 10-100 кг (в зависимости от степени обогащения) реголита, затратив 10 МДж тепловой энергии, мы получаем 100г-1кг различных витаминов, например:
10-100г фосфора,
1-10г меди,
10-100мг платины и тп

Справедлив ли такой расчет?
И каковы затраты на стадии 5?

[Андрей Курилов]

Тоже вариант. Однако это сильно сокращает объём доступного ресурса (Какая толщина слоя реголита, пару метров в лучшем? ).

Да, по результатам дип импакта толщина пылевой мантии обычно ~1 м.
Кстати. В симуляциях рассеивания диска планетозималей образующимися планетами спонтанно образуется пояс астероидов, причём именно там, где ему и положено быть. Это означает что он является по сути "свалкой" планетозималей со всей Солнечной Системы, от Меркурия до Нептуна - со всем вытекающим многообразием составов. Наблюдательно это подтверждается последними открытиями объектов пояса астероидов, которые внезапно проявляют кометную активность. Схема следующая: импакт - вскрытие подповерхностных летучих веществ - сублимация - увлечение пыли.

[Андрей Курилов]

Помнится, спорили здесь мы о форме курватуры научного прогресса.
Вот, немного ещё оптимизьму:
http://arxiv.org/abs/1402.4578
- покамест научный прогресс ускоряется и признаков замедления не показывает.

[-Asket-]

Главное качество, а не объем писанины: http://www.gazeta.ru/science/2014/02/26_a_5928229.shtml

[zenixt]

Вы не читали, что сверхчистые дейтериевые термоядерные заряды уже испытывались?

Знаю. Но возможность полезной утилизации энергии взрыва в десятки-сотни мегатонн вызывает определённые сомнения. Скорее всего осетра придётся урезать до десятков килотонн, а в этом случае расход урана будут весьма чувствителен.

Ну сколько объяснят!!!
Космос - не Земля. Можно построить в невесомости сферу радиусом хоть в сотню   километров. В космосе вакуум(для непонятливых отсутствует воздух) - а следовательно не будет ударной волны. Таким образом с утилизацией таких объемов энергии в космосе нет никаких проблем.
Отрешитесь наконец от земных конструкций. Останкинская башня в космосе может быть длиной хоть тысячу, хоть 10 000 км.

[zenixt]

Скорее всего даже закончившиеся запасы полезных ископаемых (пресной воды в том числе) не заставят человечество покинуть свою колыбель. Тут нужен другой подход. Надо постепенно прекратить добычу полезных ископаемых на Земле и создавать компании по добыче п/и за ее пределами с привлечением людей и киборгов.

Во-во, экологам не браконьеров бы гонять, а накрутить с помощью налогов космические цены на добычу полезных ископаемых на Земле. Но начинать надо с энергетики. СВЧ-луч с энергостанций на стационарной орбите можно подкрасить лазером, шоб самолеты не натыкались. Да и с земного приемника оповещать можно для перестраховки, и оттуда же птичек распугивать, шоб не жглись.

[gans2]

В космосе вакуум(для непонятливых отсутствует воздух) - а следовательно не будет ударной волны

Что за тупизм? Куда денется энергия взрыва - петаджоули в виде нейтронов и гамма-лучей. Улетучится в вакуум?

[ВадимZero]

Что за тупизм? Куда денется энергия взрыва - петаджоули в виде нейтронов и гамма-лучей. Улетучится в вакуум?

В Семеновской гравицапе ренген и энергичные продукты взрыва поглощались взвесью рабочего тела. В некоторых типах взрывных ЭС предлагали использовать вольфрамовые конусы. В инерциальном УТС, для поглащения энергии 14 мэвных нейтронов, предлагалась стенка из жидкого лития.

[zenixt]

Что за тупизм? Куда денется энергия взрыва - петаджоули в виде нейтронов и гамма-лучей. Улетучится в вакуум?

В Семеновской гравицапе ренген и энергичные продукты взрыва поглощались взвесью рабочего тела. В некоторых типах взрывных ЭС предлагали использовать вольфрамовые конусы. В инерциальном УТС, для поглащения энергии 14 мэвных нейтронов, предлагалась стенка из жидкого лития.

Он не инженер. Пусть возьмет у бомбы оболочку, которая превратит весь рентген в ультрафиолет и длиньше, пусть возьмет "дырявую(это же хорошо, что продукты улетят)" сферу радиусом 50 км(если точнее - то надо считать) и прикинет, какая нагрузка от продуктов этой оболочки будет произведена на сферу. И пусть не забудет, что еще не долетев до сферы эти продукты(вода в основном) излучат почти всю свою энергию. Я уже считал - такие мелочи не храню. Все великолепно.

[gans2]

прикинет, какая нагрузка от продуктов этой оболочки

Гуманитарный физик? Еще раз спрашиваю куда делся в вакууме петаджоуль мегатонной бомбы излучившийся за первые десятки нанаосекунд. Какие буквы непонятны?

[Андрей Курилов]

Он не инженер.

Ну если сравнить формулы Семёнова, его схемы и ваши в виде непонятных надписей "XXAAx", то, думаю, зря вы так говорите.

[Nucleosome]

Во-во, экологам не браконьеров бы гонять, а накрутить с помощью налогов космические цены на добычу полезных ископаемых на Земле.

тогда во-первых браконьеров будет гораздо больше - но уже немного иного рода, налоги надо будет куда-то девать (что не тривиально в отличае от того, что кажется), и наконец похоронить всю промышленность (если она не будет дотироваться конечно)

[zenixt]

прикинет, какая нагрузка от продуктов этой оболочки

Гуманитарный физик? Еще раз спрашиваю куда делся в вакууме петаджоуль мегатонной бомбы излучившийся за первые десятки нанаосекунд. Какие буквы непонятны?

С человеком есть смысл спорить только до тех пор, пока он понимает об чем речь. Но попробую еще раз.
Светимость Солнца 3.88 *10^26 Дж/сек. Представляете!!!
На высоте от Земли 65 км мощность солнечного излучения на сантиметр квадратный составляет 0.1388 Дж/сек
Почему? Да по той простой причине, что От Земли до Солнца 149 млн. км.
Так и в нашем случае - приемная сфера находится на расстоянии 50 км от эпицентра взрыва. Ну че Гансик2 - доходит??? Или вам еще посчитать, сколько той энергии придется на метр квадратный сферы??? А может еще и ключ от квартиры, где деньги лежат???

Автор: awsislemse
« : 02.03.2014 [23:15:24] » Цитата
Цитата: zenixt от 01.03.2014 [18:46:05]

Он не инженер.

Ну если сравнить формулы Семёнова, его схемы и ваши в виде непонятных надписей "XXAAx", то, думаю, зря вы так говорите.

Легко и приятно делать из людей дураков. Последую вашему примеру.
Если я не в состоянии довести до ума человека что массовый коэффициент поглощения рентгена длиной волны 0.02 нм в воде составляет примерно 0.18, и что в результате это излучение преобразуется в более длинноволновое(световое к примеру) - формулы не помогут.
______
Не надо одевать по десять очков и надувать щеки, когда задачки - для начальной школы, достаточно понять условие.

[Проходящий Кот]

Вопрос не в этом, а в том, каким образом эту энергию поглатить, чтобы не сжечь эту сферу......