Ядерная энергетика будущего

[snickers]

Кварковая реакция синтеза?
Схема реакции превращения тяжелых лямбда-барионов в дважды очарованный барион и нейтрон через виртуальный кластер из шести кварков.

то есть в теории возможно построить кварковый реактор?
 Было сообщено открытии дважды очарованного бариона Ξcc++, который состоит из двух очарованных кварков и одного верхнего
https://home.cern/news/news/experiments/lhcb-announces-charming-new-particle
Масса  3621 мегаэлектронвольт, а энергия связи между двумя очарованными кварками 130 мегаэлектронвольт. Можно предположить, что барион будет участвовать в некотором аналоге термоядерных реакций.
Например  реакцию слияния двух тяжелых лямбда-барионов Λc, состоящих из c-, u- и d-кварков.
Λb Λc → Ξbc N
Зависимость выделяющейся в ходе реакции энергии от приведенной массы тяжелых кварков. Энергия при участии двух s-кварков оказывается отрицательной, поэтому реакция не идет, зато идет при  слиянии b-кварков.

Кстати интересно и то, что большая энергия связи между тяжелыми кварками играет  роль и в других процессах, благодаря ей возможно существование стабильного тетракварка bbud, который иначе бы очень быстро распался на мезоны B−, B*0 и фотон. В действительности процесс идет в обратную сторону, и мезоны сливаются в тетракварк с выделением энергии около двухсот мегаэлектронвольт а это намного круче  чем выделения энергии при термоядерных реакциях. Вернее в теории должен идти, ибо  тетракварк экспериментально еще не открыт он есть только в теории.
Таблица кварков..

больше всего энергии конечно у t-кварков.. то есть как и b-кварки они относятся к тяжелым кваркам... прикол в том, что наш видимый мир состоит в основном из легких кварков u-d

[AlexAV]

Схема реакции превращения тяжелых лямбда-барионов

А где  в нашей галактике находится находится месторождение лямбда-барионов?

Любой реактор с точки зрения термодинамики переводит вещество из состояния с большей внутренней энергией в состояние с меньшей. А разница между энергиями этих состояний и есть та энергия, которую даёт реактор.

Реактор деления может работать только по той причине, что средние ядра являются более выгодным энергетическим состоянием протонов и нейтронов по сравнению с ядрами актиноидов (энергия связи нуклонов в средних ядрах больше). Так вот, с кварками так не получается. Не известно барионов, где энергия кварков была бы ниже, чем в протонах и нейтронах. Т.е. нет ни одного процесса перехода протона и нейтрона в другой барион, который бы сопровождался бы выделением энергии. А значит извлечь из них полезную энергию уже не возможно. А никаких других барионов, кроме протонов и нейтронов вокруг нас нет.

Вот из лямбда-барионов извлечь энергию можно, но их в окружающей нас среде нет.

P.S. В литературе выдвигается гипотеза  существования страпелек, которые теоретически могут быть барионами с энергией кварков ниже, чем в протонах и нейтронах, соответственно, при взаимодействии страпелек с протонами и нейтронами последние тоже в этом случае могут превращаться в страпельки с выделением энергии. Если бы такие страпельки действительно существовали бы, то, используя их, теоретически, действительно можно было бы построить "кварковый реактор". Тут одна проблема. Страпелеки - чисто теоретический конструкт, в эксперименте их никто и никогда не видел. И с учётом, что ни в веществе Солнечной системы, ни в космических лучах их нет, то, судя по всему, в нашей метагалактике они вообще невозможны. По крайней мере условия нужные для их образования никогда не достигались ни в ранней вселенной, ни в астрофизических процессах. А следовательно, они тем более не достижимы в условиях земной лаборатории. 

[snickers]

А где  в нашей галактике находится находится месторождение лямбда-барионов?

Интересна сама  принципиальная возможность постройки такого типа реакторов...

Вот из лямбда-барионов извлечь энергию можно, но их в окружающей нас среде нет.

Причина малое время жизни  t-кварка.. возникает вопрос - как его увеличить? Мы знаем что с увеличением скорости время замедляется...
Второе интересное направление..  тетракварки  и мезоны....ограничение по барионам к ним не относятся и они в природе есть... например тетракварк  Z (4430) ccdu, с 4430 МэВ ... и другие..

[Rattus]

Интересна сама  принципиальная возможность постройки такого типа реакторов...

Сферических в вакууме.

возникает вопрос - как его увеличить?

Полагаю, изменение значения числа пи или хотя бы постоянной тонкой структуры тут могло бы помочь... Говорят, такое иногда случается в военное время по приказу старшего по званию.

[snickers]

Говорят, такое иногда случается в военное время по приказу старшего по званию.

Конечно интересно мнение биолога про квантовую физику, более интересно разве что мнение пианиста про строение темной материи..
Например на 7-22 .. 8-10  ... доктор физико-математических наук Дмитрий Казаков. рассказывает как и почему элементарная частица мезон может прилететь к нам из глубин космоса... конечно не дело биолога изучающего всякие там рибосомы и инфузории туфельки внимать в такие материи как замедление времени при увеличение скорости но все же стоило бы подумать .. а как к нам прилетают в космических лучах частички со временем жизни менее секунды? .. конечно юмор ваш я оценил очень интересно с юмористической точки зрения пишите есчо)...., ровно настолько насколько  глупо с точки зрения физики.

Сферических в вакууме

То есть сама идея теоретической возможности получения энергии из кварковых реакций это нечто позорное, за мысли про которое стоит пригвоздит к "столбу позора" а "истинным атЦЦАм " науки скакать вокруг крамольника с бубном? 

(кликните для показа/скрытия)

[Lieut]

а как к нам прилетают в космических лучах частички со временем жизни менее секунды?

Мезоны к нам прилетают не из космоса, они рождаются в верхней атмосфере при ее взаимодействии с частицами космических лучей.

[Mercury127]

Интересна сама  принципиальная возможность постройки такого типа реакторов...

ну, про сепульки страпо... страпельки АлексАВ выше уже написал.
но здесь уже вылезает другая проблема: если оными страпельками и удасться запустить цепной распад классических нуклонов, то назад дороги уже не будет... распадется ВСЁ, включая Солнце, Галактику и Местную группу как минимум.
черная дыра и то, нмв, более управляемая выйдет.
 

[Rattus]

Конечно интересно мнение биолога про квантовую физику

На том, околошкольном, уровне, что были заданы ВАши вопросы, и биолог, не забывший оный курс, порою может ответить не хуже физика.

конечно не дело биолога изучающего всякие там рибосомы и инфузории туфельки внимать в такие материи как замедление времени при увеличение скорости но все же стоило бы подумать.

Биолог об этом несколько лет как прекрасно в курсе.
Вот только главный вопрос, после всего этого следующий: "Ичо?"

ровно настолько насколько  глупо с точки зрения физики

Что конкретно "глупо"-то? Это Вы тут собираетесь из сигаретного дыма Тадж-Махал слепить - а Мы просто глядим как это у ВАс получится.

То есть сама идея теоретической возможности получения энергии из кварковых реакций это нечто позорное, за мысли про которое стоит пригвоздит к "столбу позора" а "истинным атЦЦАм " науки скакать вокруг крамольника с бубном? 

Ну почему же - много в мире чудиков, пытающихся изобрести велосипед пополам с вечным двигателем. Выглядит это обычно весьма забавно и поучительно и безо всякого гвождения.

[библиограф]

рассказывает как и почему элементарная частица мезон может прилететь к нам из глубин космоса...

Как говорят дети в таких случаях - Умный, пошевели ушами
Взялся рассуждать про барионы-гипероны, а и не знаешь даже, что мюоны космических
лучей - это вообще не мезоны, в современном значении этого слова. Мезонами, точнее,
мю-мезонами называли мюоны в 40-50 годы.
 

[crazy_terraformer]

Было бы интересно за ядерны изомеры узнать чего-нибудь новенького.   Нет ли прогресса вразработке методов перевода ядер в изомерное состояние и наоборот?

[библиограф]

 Прогресса нет, есть неутешительные результаты про пресловутый изомер  гафний - 178
https://topwar.ru/9264-gafnievaya-chudo-bomba-i-surovaya-realnost.html

[pkl]

Лямбда-барионы и гафний, это интересно, но лучше быть поближе к реальности. А в реальности голландцы замутили вот что:
Голландские NRG, TU Delft, DIFFER и Thorizon создали консорциум для ускорения развития ториевых жидкосолевых реакторов
https://www.atomic-energy.ru/news/2021/03/04/112105
Что гораздо интереснее и реалистичнее мезонов всяких. Хотя, спору нет, они взялись за исключительно тяжёлую задачу.

[Kaiserfrogling]

Кварковая реакция синтеза?

Только сегодня, только для самых жестоких и беспощадных энергоманьяков!
GrimGermanishGenius предлагает вам суперзлодейский план-капкан по захвату мира энергии!! 

Итак, раз уж мы заговорили о гипотетических частицах - почему бы не поговорить о магнитных монополях?
Если:
-монополи существуют
-теория Великого Обьединения правильна
-монополи являются сверх-тяжелыми частицами
ТО - монополи являются катализатором распада протонов!! Правда по чуть необычному каналу (положительный мюон + нейтральный пион, вместо позитрона и пиона)
B. V. Sreekantan (1984). "Searches for Proton Decay and Superheavy Magnetic Monopoles" (PDF). Journal of Astrophysics and Astronomy.
 
Трудные моменты:
-очень много "если" в начальных условиях. Впрочем "маловероятно" не значит "невозможно".
-масса протона 938,  мюона  105, нейтрального пиона 134. Стало быть 239 пойдет в массу осколков, а все остальные 699 - в их кинетическую энергию. Увы но мы даже гипотетически не знаем материала, способного выдержать попадания осколков с такой энергией. Ядро свинца-82 (одно из самых прочных) с атомной массой 207, 300МЭВный осколок разнесет буквально  в клочья.
-что еще хуже, 300 МЭВные осколки могут выбить монополи за пределы системы удержания - где попав в обычную материю, полную протонов, монополи могут натворить много чего интересного (размер интересного зависит от их времени полураспада).

[crazy_terraformer]

Вопрос, почему не развиваются гомогенные реакторы на растворах солей? Из-за химической активности продуктов деления? Или низкая мощность?
Было бы удобно разделять продукты деления, протактиний, торий, уран и плутоний уже растворённые в воде...
Бридер урана-233 на сверкритическом (для увеличения концентрации солей и следовательно мощности) тяжёловодном растворе солей тория, урана или плутония. АЗ — бак с раствором солей в сверхкритической тяжёлой воде, отбор тепла водой через теплообменники в стенках бака и трубы внутри него.

[mbrane]

Вопрос, почему не развиваются гомогенные реакторы на растворах солей? Из-за химической активности продуктов деления? Или низкая мощность?
Было бы удобно разделять продукты деления, протактиний, торий, уран и плутоний уже растворённые в воде...
Бридер урана-233 на сверкритическом (для увеличения концентрации солей и следовательно мощности) тяжёловодном растворе солей тория, урана или плутония. АЗ — бак с раствором солей в сверхкритической тяжёлой воде, отбор тепла водой через теплообменники в стенках бака и трубы внутри него.

вот тут почитай https://scintillators.ru/booc/criticality/reports/LA-13638-TR.PDF... бридер в воде - гламурно

[BlackMokona]

Байден планирует причислить АЭС к экологическим возобновляймым типам энергетики.
https://arstechnica.com/tech-policy/2021/04/nuclear-should-be-considered-part-of-clean-energy-standard-white-house-says/

На вчерашней пресс-конференции с журналистами советник Белого дома по климату Джина Маккарти заявила, что администрация будет стремиться внедрить стандарт чистой энергии, который будет стимулировать коммунальные предприятия использовать более экологичные источники энергии. Она добавила, что ядерная энергетика и CCS будут включены в желаемый портфель администрации. Стандарт чистой энергии добавляет климатическое измерение к недавно объявленному администрацией Байдена плану развития инфраструктуры , стремясь вывести США на путь устранения углеродного загрязнения.

Как я понимаю все дотации и помощь для ВЭС,СЭС будут и у АЭС

[Mercury127]

на редкость разумное решение...

[Lieut]

Байден планирует причислить АЭС к экологическим возобновляймым типам энергетики.
https://arstechnica.com/tech-policy/2021/04/nuclear-should-be-considered-part-of-clean-energy-standard-white-house-says/

На вчерашней пресс-конференции с журналистами советник Белого дома по климату Джина Маккарти заявила, что администрация будет стремиться внедрить стандарт чистой энергии, который будет стимулировать коммунальные предприятия использовать более экологичные источники энергии. Она добавила, что ядерная энергетика и CCS будут включены в желаемый портфель администрации. Стандарт чистой энергии добавляет климатическое измерение к недавно объявленному администрацией Байдена плану развития инфраструктуры , стремясь вывести США на путь устранения углеродного загрязнения.

Как я понимаю все дотации и помощь для ВЭС,СЭС будут и у АЭС

Не раз говорилось - не путайте возобновляемую и безуглеродную энергетику. Так что если говорить про "климатические изменения", "углеродное загрязнение" и т.д. то чему удивляться, что и АЭС к поддерживаемым причисляют.
От ядерной энергетики из крупных игроков принципиально отказывается только Германия. И понятно почему - она в этом плане полностью зависима от внешних поставщиков. Никто из членов ядерного клуба от своей ядерной программы отказываться никогда и не собирался.

[pkl]

на редкость разумное решение...

Ну да, даже странно видеть такое от американских демократов. Видать, тоже наигрались с ветряками и панельками.

[pkl]

От ядерной энергетики из крупных игроков принципиально отказывается только Германия. И понятно почему - она в этом плане полностью зависима от внешних поставщиков. Никто из членов ядерного клуба от своей ядерной программы отказываться никогда и не собирался.

Ага, а то от поставок газа извне она не зависима. Уран то хоть теоретически можно добывать из морской воды и если бы немцы крякнули и поднапряглись, и вбросили те деньги, что они тратят на ветряки и панели на уран из морской воды и угля, у них бы наверняка получилось.