Перспективы человечества с термоядом

[Kaiserfrogling]

В их число входит тормозное излучение считающееся по формуле Крамера:
https://en.wikipedia.org/wiki/Kramers'_opacity_law
Довольно странно что никто на астрономическом сайте не заметил такой примитивной астрофизической ошибки.

Как я говорил, точнее цитировал Вики, выше:
https://en.wikipedia.org/wiki/Aneutronic_fusion#Power_balance

In conventional reactor designs, whether based on magnetic or inertial confinement, the bremsstrahlung can easily escape the plasma and is considered a pure energy loss term. The outlook would be more favorable if the plasma could reabsorb the radiation. Absorption occurs primarily via Thomson scattering on the electrons,[17] which has a total cross section of σT = 6.65×10−29 m². In a 50–50 D-T mixture this corresponds to a range of 6.3 g/cm².[18] This is considerably higher than the Lawson criterion of ρR > 1 g/cm², which is already difficult to attain, but might be achievable in inertial confinement systems.[19]

Итак официально подтвержденная новость:
https://en.wikipedia.org/wiki/Aneutronic_fusion#Current_research

HB11 Energy, an Australian spin-off company created in September 2017,[38] holds the patents of UNSW's theoretical physicist Heinrich Hora and develops a two-laser driven fusion energy technique with an avalanche reaction offering a billion time increased fusion yield improvement compared to other previous inertial confinement fusion systems.[39][40][41]

Если расчеты Хоры верны - достичь 6.3 g/cm² он сможет

[Kaiserfrogling]

-перфорен (опреснитель на основе графена, который снизит потребление энергии при опреснении в 20-50 раз
Есть менее изощреные способы опреснения.Да и зачем вам столько пресной водицы?

Ой забыл-забыл, в спешке забыл рассказать о засоленных землях.
Дело в том, что речная вода не такая уж и пресная - она содержит от 0.1 до 0.4 г\литр солей (в океанской около 6 г\литр). В основном это соли кальция и магния придающие речной воде жесткость и образующие накипь.
Проблема в том, что долговременные поливы жесткой водой небезопасны для почвы. От одноразового полива речной водой она конечно не испортится, но практика четко показала - если целый год поливать речной водой влаголюбивые культуры (кукурузу или хлопок), то содержание солей в почве ощутимо возрастает.
30-40 лет полива жесткой водой делают почву практически непригодной для дальнейшего земледелия. И таких засоленных почв в США+Мексике, Африке, Азии много. Есть они и на территории СНГ (в Узбекистане и Туркменистане), есть и в России (больше всего в Астраханской области, которая имеет сухой и жаркий климат, и активно использует для полива волжскую воду).
По ряду данных до 40% жарких сх земель, поливаемых речной водой либо уже негодны для земледелия, либо придут в такое состояние через пару десятилетий.
http://vitusltd.ru/irrigation.html

Нельзя сказать, что ситуация сильно изменилась за прошедшее время, за исключением того, что орошаемая территория сейчас сильно расширилась, и это привело к столь же большому расширению площади заселяемых земель. В целом в России значительная часть орошаемых земель засолена или засоляется. Не лучше обстоят дела и в других странах; в США, например, засолению подвержено около 40% орошаемых земель. Таким образом, из 260 млн. га орошаемых во всем мире земель до 100 млн. га требует проведения мероприятий по рассолению или защите от засоления. Много засоленных земель заброшено. Во всем мире заброшенных из-за ирригации засоленных земель в настоящее время больше чем орошаемых, так как при бездренажном орошении и без использования специального севооборота 70-80% орошаемых земель полностью или частично теряют плодородие.

Появление перфорена и сверхдешевого опреснения даст возможность хорошенько промыть эти земли дистиллированной водой и вернуть их в сх пользование.

[crazy_terraformer]

Промывка засолённых земель.
http://www.cawater-info.net/bk/4-2-1-10.htm

[Lieut]

Дело в том, что речная вода не такая уж и пресная - она содержит от 0.1 до 0.4 г\литр солей (в океанской около 6 г\литр). В основном это соли кальция и магния придающие речной воде жесткость и образующие накипь.
Проблема в том, что долговременные поливы жесткой водой небезопасны для почвы. От одноразового полива речной водой она конечно не испортится, но практика четко показала - если целый год поливать речной водой влаголюбивые культуры (кукурузу или хлопок), то содержание солей в почве ощутимо возрастает.
30-40 лет полива жесткой водой делают почву практически непригодной для дальнейшего земледелия. И таких засоленных почв в США+Мексике, Африке, Азии много. Есть они и на территории СНГ (в Узбекистане и Туркменистане), есть и в России (больше всего в Астраханской области, которая имеет сухой и жаркий климат, и активно использует для полива волжскую воду).
По ряду данных до 40% жарких сх земель, поливаемых речной водой либо уже негодны для земледелия, либо придут в такое состояние через пару десятилетий.

Наверное, вы хотели сказать, что в океанской воде 36 г/л солей.

Жесткость в почве не накапливается. Избыток гидрокарбонатов кальция и магния выпадают в осадок в виде карбонатов, чем почве абсолютно не мешают. Засоленные почвы - это избыточное содержание хлорида и сульфата натрия.
И как вам уже подсказали, этот вопрос решается промывкой обычной речной водой с последующим уводом дренажных вод куда-то в сторону, в море или самую низкую впадину на местности. На такой дренаж расходуется до 10% всей поливной воды.

[mbrane]

Наверное, вы хотели сказать, что в океанской воде 36 г/л солей.

У нашего немецкого друга Мейдей перешел В Троицу, поэтому резкость пока не навел и путает порядки.

[mbrane]

Проблема в том, что долговременные поливы жесткой водой небезопасны для почвы. От одноразового полива речной водой она конечно не испортится, но практика четко показала - если целый год поливать речной водой влаголюбивые культуры (кукурузу или хлопок), то содержание солей в почве ощутимо возрастает.
30-40 лет полива жесткой водой делают почву практически непригодной для дальнейшего земледелия. И таких засоленных почв в США+Мексике, Африке, Азии много. Есть они и на территории СНГ (в Узбекистане и Туркменистане), есть и в России (больше всего в Астраханской области, которая имеет сухой и жаркий климат, и активно использует для полива волжскую воду).

Проблемы образования солончаков и солонцов истекают не из-за анионов, а из-за катионов... Не знаю шо там в Мексике и США 0 не бывал, а Средняя Азия - дно Тетиса с накоплением натрия ... Обильный полив вызывают мобилизацию ионов натрия
http://racechrono.ru/meliorativnoe-pochvovedenie/5210-zasolennye-pochvy-ili-solonchaki.html
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D1%86%D1%8B
http://www.activestudy.info/solonchaki-i-soloncy/
 

[Kaiserfrogling]

Вот только проблема, что немаксвелловская максвеллизуется за время много меньшее, чтобы окупить  энергию необходимую для ускорения ионов до энергий при которых возможна реакция.

Алекс ты сам читал пресловутое
Rider, Todd Harrison (1995). "Fundamental Limitations on Plasma Fusion Systems not in Thermodynamic Equilibrium"?
В приложении Е он рассматривает различные варианты решения проблемы.

Нет, если конечно взять плазму состоящую из одних только ядер вообще без электронов - понятно, что тормозные потери там станут ничтожно малы, вот только как удерживать такую плазму со сколько-нибудь приемлемой плотностью непонятно совершенно.

Райдер в своей работе говорит о чисто не-нейтральной ловушке - но приходит к выводу, что она может существовать только под воздействием внешнего поля, и ее плотность лимитируется Брилуиновским эффектом.
Для п-Б11 он насчитал лимит в 30ватт\кубометр, что несовместимо с экономической окупаемостью.
Однако классический трехслойный поливелл состоит из:
-виртуального катода (ВНЕЗАПНО НЕ-НЕЙТРАЛЬНОГО, иначе бы он просто не смог притягивать ионы)
-рабочего облака ионов (ВНЕЗАПНО ТОЖЕ СИЛЬНО НЕ-НЕЙТРАЛЬНОГО, иначе бы виртуальный катод не смог бы его удерживать)
-наружного облака электронов-спутников (КТО БЫ МОГ ПОДУМАТЬ ТОЖЕ НЕ НЕЙТРАЛЬНОГО)

К проблеме B-11-p (а именно той, что у неё в оптической плотности энергетический баланс ни при каких разумных предположениях не сходится) этот вопрос вообще не имеет никакого отношения.

Далее он рассуждает о идеях Чакона, которому уже тогда спокойно не сиделось.
Он признал что танцующие ионы максвелловскими, по классическому определению этого слова, не являются.
Кроме того, при парных "танцах" передача энергии от электронов к ионам будет как минимум не меньше чем от ионов - электронам, а скорее всего намного выше. Если выше - никакого электронного выхолаживания тут не будет и в помине.
Кстати, Алекс ты бегло прочитал статью Чакона - и не поверил в теоретические результаты. Хочешь сюрприз? Это ПРАКТИЧЕСКИЕ результаты, полученные в LANL на маленькой ловушке Пеннинга.
А теоретические возможности этих танцев намного больше. Trienergy и Гаврилов в бложике, ссылку на который я давал выше, исходили слюной по высоко-бетовому реактору, дающему 10-30 МВт на кубометр плазма контура (а в теории до 100). По сравнению с ИТЕР это очень много. Но для сравнения - танцующие ионы могут выдавать от 300 до 800 МВт на кубометр плазмаконтура.

[Kaiserfrogling]

И по поливу.
2 самых совершенных технологии полива это дождевание и капельное орошение.
Первая энергоемка (тут от дешевой энергии будет большой плюс) и плохо совместима с жесткой водой (в жаркую погоду это грозит солевыми ожогами листьев растений)
Вторая полностью несовместима с жесткой водой (она очень быстро забивает капельницы)

Поэтому появление перфорена для этих технологий будет большим плюсом - как и у стандартного обратного осмоса, энергетическая цена использования перфорена зависит от содержания солей в воде.
При 0.1-0.4 г на литр это совсем немного повысит цену орошения, но избавит сх от кучи проблем
 

[mbrane]

Вторая полностью несовместима с жесткой водой (она очень быстро забивает капельницы)

рассказываю серет полишинеля известный всем - пред обратным осмосом проводят уменьшение жесткости - технологии лет 100...Затем обратный осмос.. Весь израиль об этом знает

[cybertron]

Локхид СканкВоркс (Skunk Works) за последний год увеличила численность с 3000 до 3500 человек, и собираются довести численность подразделения до 4000 человек что может свидетельствовать о начале нового масштабного проекта.

Что за проект?

В феврале они получили патент на свой проект компактного термоядерного реактора. Так что одна из возможностей  - они начали работать над масштабным прототипом термоядерного реактора.


С другой стороны - они получили дополнительное финансирование на развитие гиперзвуковых летательных аппаратов - так что возможно они расширяют работы в этом направлении.

[Андрей Астрофизический]

развитие гиперзвуковых летательных аппаратов

Скорее, это. Оно щас в тренде моды.

[cybertron]

Так то оно так - но Сканк Воркс - это работа на перспективу - по идее Гиперзвук из перспективных должен уже перейти в плановые. Короче шансы 50 на 50.

[crazy_terraformer]

Локхид СканкВоркс (Skunk Works) за последний год увеличила численность с 3000 до 3500 человек, и собираются довести численность подразделения до 4000 человек что может свидетельствовать о начале нового масштабного проекта.

За счёт роста числа менеджеров, массажистов, поваров, личных водителей и другого побочного персонала как в сериале "Кремниевая долина"?

[cybertron]

Из списка специальностей кого нанимали в последнее время в Локхид:

Aeronautical Engineering Manager

Low Boom Flight Demonstrator  (!? это кто?)

Systems Engineer Staff - RF Design//Advanced Programs

Thermal Analyst

Менеджеры есть, массажистов и поваров не наблюдается. Физиков впрочем тоже.

[MenFrame]

Физиков впрочем тоже.

Для пи-ар проекта физики не нужны. Нужно достать из старых книжек старую идею(которая не работает) и дать волю пи-ар менеджерам, воскресить ее в сознании хомячков как нечто новое.

[Андрей Астрофизический]

Aeronautical Engineering Manager

Low Boom Flight Demonstrator  (!? это кто?)

На гиперзвук похоже.

[Kaiserfrogling]

Нужно достать из старых книжек старую идею(которая не работает) и дать волю пи-ар менеджерам, воскресить ее в сознании хомячков как нечто новое.

А как называются русские ученые пытающиеся доказать, что их тандемное амбиполярное магнитное зеркало это нечто принципиально  новое?
https://en.wikipedia.org/wiki/Tandem_Mirror_Experiment
Я это воспринимаю лишь как шапкозакидательство

Кстати, Алекс некоторое время назад утверждал, что слить плазму для прямой конверсии можно далеко не в каждой ловушке. Например в магнитном зеркале или FRC это нельзя.
https://en.wikipedia.org/wiki/Field-reversed_configuration

https://en.wikipedia.org/wiki/Direct_energy_conversion

The following experiments involved a true plasma direct converter that was tested on the Tandem Mirror Experiment (TMX), an operating magnetic mirror fusion reactor. In the experiment, the plasma moved along diverging field lines, spreading it out and converting it into a forward moving beam with a Debye length of a few centimeters.[9] Suppressor grids then reflect the electrons, and collector anodes recovered the ion energy by slowing them down and collecting them at high-potential plates. This machine demonstrated an energy capture efficiency of 48 percent.[10] However, Marshall Rosenbluth argued that keeping the plasma's neutral charge over the very short Debye length distance would be very challenging in practice, though he said that this problem would not occur in every version of this technology.[9]

The conversion is based on a Traveling-Wave Direct Energy Converter (TWDEC). A gyrotron converter first guides fusion product ions as a beam into a 10-meter long microwave cavity filled with a 10-tesla magnetic field, where 155 MHz microwaves are generated and converted to a high voltage DC output through rectennas.
The Field-Reversed Configuration reactor ARTEMIS in this study was designed with an efficiency of 75%. The traveling-wave direct converter has a maximum projected efficiency of 90%.

[MenFrame]

А как называются русские ученые пытающиеся доказать, что их тандемное амбиполярное магнитное зеркало это нечто принципиально  новое?

И кто конкретно пытается это доказать?

Например в магнитном зеркале или FRC это нельзя.

С чего вдруг?

[Kaiserfrogling]

И еще капельку по FRC и Ростокеру.

The estimation of the ratio of fusion power to radiation loss for a 100 MW FRC has been calculated for different fuels, assuming a converter efficiency of 90% for α-particles,[55] 40% for Bremsstrahlung radiation through photoelectric effect, and 70% for the accelerators, with 10T superconducting magnetic coils:[11]

Q = 35 for deuterium and tritium
Q = 3 for deuterium and helium-3
Q = 2.7 for hydrogen and boron-11
Q = 4.3 for polarized hydrogen and boron-11.
The spin polarization enhances the fusion cross section by a factor of 1.6 for 11B.[56] A further increase in Q should result from the nuclear quadrupole moment of 11B.[44] And another increase in Q may also result from the mechanism allowing the production of a secondary high-energy α-particle.[23][53][54]

[AlexAV]

Кстати, Алекс некоторое время назад утверждал, что слить плазму для прямой конверсии можно далеко не в каждой ловушке.

Где я это писал? Я писал что не существует эффективного прямого способа преобразования энергии тормозного излучения (те преобразователи которые есть, работающие на принципе близком к бетавольтическому эффекту, имеют ничтожный КПД). Можно добавить, что хотя методы прямого преобразования энергии синхротронного излучения есть, но в реальном реакторе они будут практически неприменимы (из-за быстрой деградации полупроводников под действием нейтронов).

Энергию заряженных частиц плазмы преобразовывать можно (хотя действительно очень не для всех конструкций ловушки, для зеркальных - можно, для ловушек с замкнутой топологией магнитного поля - очень не всегда). Вот толку с этого? Почти для всех реакций большая часть энергии из плазмы будет выноситься или излучением или нейтронами. И то и другое можно эффективно преобразовывать в электроэнергию только с помощью тепловых машин (прямых методов или нет, или они неэффективны, или неприменимы по техническим причинам для реактора). В D-T реакции тормозное и синхротронное излучение может быть мало, но 80% энергии уносится нейтронами. Для D-D нейтроны и тормозное тоже уносят подавляющую часть энергии синтеза. Для всякой экзотики вроде B-11-p или Li-6-p тормозное вообще больше или равно термоядерной мощности. Для всего этого прямое преобразование энергии заряженных частиц плазмы просто бессмысленно, через них из плазмы будет уходить лишь сравнительно небольшая часть энергии.

Исключение пожалуй He-3-D реакция, для которой в идеальных условиях на заряженные частицы может приходиться до 80% энергии уходящей из плазмы. Впрочем при реалистичных предположениях относительно синхротронных потерь, концентрации продуктов реакции в плазме и примесей поступающих со стенок реактора это доля и здесь на практике едва ли будет достигать 40% - 50%.

40% for Bremsstrahlung radiation through photoelectric effect

Есть проблема. Такого преобразователя нет и скорее всего вообще не может существовать.

The spin polarization enhances the fusion cross section by a factor of 1.6 for 11B.

Это так. Однако рассуждая об использование поляризованных ядер для вещества со столь большим Z, как бор часто забывают одну мелочь. Оператор спина ядра не коммутирует с гамильтонианам водородоподобного иона, а это значит, что возникающие при фоторекомбинации водородоподобные ионы не будут иметь определённого значения спина ядра, т.е. фоторекомбинация будет вести к деполяризации ядер плазмы. А сечение фоторекомбинации растёт с зарядом ядра как Z⁵ и для бора его скорость будет превышать скорость синтеза. Ядро бора будет деполяризовываться быстрее, чем сгорит (для ядер водорода это не так, т.е. путём поляризации эффективность D-T поднять можно, но для более тяжёлых ядер, из-за очень быстрого роста сечений процессов деполяризации с ростом заряда ядра, этот путь совершенно не годится).