Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[crazy_terraformer]

активно используем кроме концентрированной и рассеянную энергию. Но тогда и население должно быть рассеяно по территории. В этом случае доступной энергии окажется куда больше, чем в предыдущем случае, однако придётся решать другой круг проблем. Транспорт между этой разветвлённой сетью населённых пунктов, покрывающих всю территорию с одной стороны, с другой - разработка методов производства в сравнительно малых масштабах (в каждой точке будет доступно лишь небольшое количество производственных ресурсов и сырья).

Как насчёт тяжелых атомных поездов для перевозок грузов между регионами и малых АЭС для электрификации ж/д внутри регионов?
Перспективные технологии магнитного подвеса поездов (маглев) при нехватке редкоземельных элементов:
1) на электромагнитах (электромагнитная подвеска, EMS);
2) на постоянных магнитах; это новая и потенциально самая экономичная системa.

Электромагнит — устройство, создающее магнитное поле при прохождении электрического тока. Обычно электромагнит состоит из обмотки и ферромагнитного сердечника, который приобретает свойства магнита при прохождении по обмотке электрического тока. В электромагнитах, предназначенных, прежде всего, для создания механического усилия также присутствует якорь (подвижная часть магнитопровода), передающий усилие.

Обмотку электромагнитов изготавливают из изолированного алюминиевого или медного провода, хотя есть и сверхпроводящие электромагниты. Магнитопроводы изготавливают из магнитно-мягких материалов — обычно из электротехнической или качественной конструкционной стали, литой стали и чугуна, железоникелевых и железокобальтовых сплавов. Для снижения потерь на вихревые токи (токи Фуко) магнитопроводы выполняют из набора листов.

Если не будет такой стали или железоникелевых и железокобальтовых сплавов маглевы на электромагнитной подвеске невозможны.

Постоянный магнит — изделие из магнитотвёрдого материала с высокой остаточной магнитной индукцией, сохраняющее состояние намагниченности в течение длительного времени. Постоянные магниты изготавливаются различной формы и применяются в качестве автономных (не потребляющих энергии) источников магнитного поля.

Нашёл навскидку материалы для производства постоянных магнитов из наиболее распространённых сейчас хим. элементов.
   

Бариевые и стронциевые магнитотвердые ферриты
Имеют состав Ba/SrO·6 Fe2O3 и характеризуются высокой устойчивостью к размагничиванию в сочетании с хорошей коррозионной стойкостью. Несмотря на низкие по сравнению с другими классами магнитные параметры и высокую хрупкость, благодаря низкой стоимости магнитотвердые ферриты наиболее широко применяются в промышленности.
   
    Магниты Альнико (российское название ЮНДК)
Изготавливаются на основе сплава Al-Ni-Co-Fe. К их преимуществам можно отнести высокую температурную стабильность в интервале температур до 550 °C, высокую временну́ю стабильность параметров в сочетании с большой величиной коэрцитивной силы, хорошую коррозионную устойчивость.

Сплав ЮНДК — сплав железа (53 %), алюминия (10 %), никеля (19 %) и кобальта (18 %).[1] Зарубежные аналоги называют альнико (англ. Alnico) — акроним от входящих в состав элементов.
Сплав обладает высокой остаточной намагниченностью, применяется для изготовления постоянных магнитов. Альнико получают литьем, из порошков и горячей деформацией слитка. Альнико обладает высокой коррозионной устойчивостью, большим значением Br (сила магнитного поля) и стабильностью при высоких температурах (до 550 °C). В промышленности обозначается маркой от А1 до А3 в зависимости от максимального энергетического произведения BHmax.

Но для далёкой перспективы альнико вероятно выпадает, т.к. использует никель и кобальт.

[ВадимZero]

Как насчёт тяжелых атомных поездов для перевозок грузов между регионами и малых АЭС для электрификации ж/д внутри регионов?

Чем обычные паравозы не устраивают?

Перспективные технологии магнитного подвеса поездов (маглев)

Ужастно дорого. Может конкурировать только с авиацией. А это скорости порядка 1000км в час. Потому нужен еще тунель с пониженым давлением.

[mbrane]

Чем обычные паравозы не устраивают?

КПД низкий

[crazy_terraformer]

Перспективные технологии магнитного подвеса поездов (маглев)

Ужастно дорого. Может конкурировать только с авиацией. А это скорости порядка 1000км в час. Потому нужен еще тунель с пониженым давлением.

Дорого т.к. используют редкоземельные элементы и медь. А есть другие варианты.

Возить скажем солому или дрова через половину материка заведомо не просто не выгодно, а совершенно абсурдно. А такие материалы будут основой и и химической промышленности и металлургии. Вот что с радиуса в несколько десятков километров от завода можно будет собрать - на том и придётся работать, дальше логистические издержки начнут расти катастрофически. А такие ограничения потребуют предприятий существенно меньшего масштаба, чем существуют сегодня.

Почему бы возить ч/з половину материка не древесину и солому, а готовую продукцию и полуфабрикаты для химпрома и металлургии: пеллеты, древесный уголь, целлюлозу, лигнин,смолы и эфирные масла и т.д..

[mbrane]

Вероятно можно. Но органики потребуется довольно много:

6H++3SO42- + C6H12O6 = 3H2S + 6CO2 + 6H2O

Т.е. на восстановление 1 тонны серы потребуется приблизительно 1,9 тонны органики. Ну и кроме того проблема с тем, что придётся обрабатывать гигантское количество воды при этом остаётся.

Можно и допилить цикл....добавить сульфата железа- коего тоде счет при перерабоке руд идет на десятки миллионов тонн или просто огарок...на выходе будет пиритили пирротин ...поуглекислоте вполне замыкается цикл - ыодорослям подаешь подкисленнуб воду сверху солнце - на выхоле органика....так шо не вижу я никак дефицита серы

[ВадимZero]

Дорого т.к. используют редкоземельные элементы и медь. А есть другие варианты.

Это будет дорого даже если вы магниты научитесь делать из обычного чугуна. Просто посчитайте сколько весит рельс выдерживающий вес груженого вагона, и сколько будет весить неодимовый подвес выдерживающий тот же вес.

[AlexAV]

Идея с микроволновым нагревом магнитного зеркала  - жалкая копи-паста у Lockheed-Martin:
https://en.wikipedia.org/wiki/High_beta_fusion_reactor

Ну Вы снова в своём репертуаре. Т.е. несёте какую-то чушь. Идее амбиполярного запирания (греют там кстати (если используют схему с термобарьером) отнюдь не магнитные зеркала, а плазму в небольших концевых ловушках) впервые была выдвинута ещё в 1976 году (кстати в СССР, Димовым с соавторами) и никакой Lockheed-Martin здесь никакого приоритета естественно не имеет. Кроме того на установках ИЯФ поддерживают для обеспечения амбиполярного запирания в концевых пробкотронах создаётся неравновесная популяции быстрых частиц путём инжекции, а не СВЧ нагрева.

Главные достижения в ИЯФ - это то что с одной стороны им удалось обеспечить МГД устойчивость в своих ловушках оставаясь в рамках полностью осесимметричной конфигурации, а с другой что-то сделать с электронными потерями (не полностью, но прогресс определённо есть). Те решения которые при этом применяются - их, оригинальные, над которыми они работают уже более 20 лет и естественно ни к какому Lockheed-Martin никакого отношения не имеющие (у них и схемы не слишком похожи, хотя если бы и были похожи, то т.к. причина должна всё же предшествовать следствию, то надо было бы говорить, что это Lockheed-Martin украл у ИЯФ ).

[ВадимZero]

Чем обычные паравозы не устраивают?

КПД низкий

Практика говорит об ином. Тепловые(угольные) электростанции работаю с более высоким кпд чем атомные.

[Проходящий Кот]

Стирлинга бросаем на солому   http://engineering-ru.livejournal.com/459538.html

[AlexAV]

КПД низкий

Да не особо, у последних с закритическими параметрами пара был до 25%.  Опять же мы ведь здесь сравниваем ведь с техникой в лучшем случае 50-х. Сейчас можно применить решения, которых тогда просто не было и сделать лучше. Скажем взять бинарный цикл. Закритический водяной пар в первом, фреон во втором. Тогда ещё процентов десять наиграть можно. Получится не сильно хуже дизеля, но куда куда более всеядного по топливу.

[ВадимZero]

Кстати в ходе обсуждения стало ясно, что для полномаштабной атомной энергетики торий, уран и литий являются ограничивающим фактором. Остается только гелий3 который в неисчерпаемых количествах содержится на уране и нептуне.

[Проходящий Кот]

Так там и нефть на Титане близко.....

[ВадимZero]

Так там и нефть на Титане близко.....

углеводороды титана извлекать энергетически не выгодно в отличии гелия3 с урана.

[crazy_terraformer]

Изначально я планировал выращивать еду на вертикальных фермах, чтобы сэкономить на транспорте.

вы почему-то упорно игнорируете затраты на эти фермы. они святым духом не появятся и стоять не будут сами по себе. и ещё накачка воды - где объёмы просто безумные - когда говорят о проблемах питьевой воды в мире речь не о кране на кухне и душе в ванной, а именно об орошении. а чтобы было так как вы говорите основная часть питания должна производится на них.

Естественно, их если будут строить, то будут и обслуживать.
Воды много уходит на испарение с почвы,утечку в грунтовые воды и испарение растениями в процессе транспирации. На гидропонике мы исключаем утечку в нижние слои грунта и рециркулируем раствор,
испарение воды можно компенсировать герметизацией вертикальной фермы для сбора конденсата.
Т.е. вода будет уходить преимущественно в составе зерна или других продуктов фермы, остатков растений не перерабатываемых на месте.

Истощение и загрязнение земель еще не очевидно, но нехватка воды уже остро чувствуется в некоторых регионах, например, в ОАЭ, Израиле, Кувейте. В этих регионах остро встаёт проблема орошения. В настоящее время до 80 % всех овощей, зелени, фруктов, в Израиле выращивается гидропонным способом.

и наконец почему-то почти всю историю человечество даже и при нихкой урожайности пищу возили с самых обычных полей на ослах, а когда подальше - то морем. вон, Греция получала зерно из Персии, а Рим - из Египта. и жили и без этой вертикали.

Не было электричества и источников относительно дешёвой энергии, технологий производства различных материалов.

ну и насколько вы таким образом увеличите урожайность?

Можно создать оптимальный микроклимат,газовый состав, освещение, оптимальное соотношение солей в питательных растворах, отсутствие конкурентов, паразитов и болезней, отсутствие трат энергии и вещества на наращивание опорных тканей для защиты от ветра и осадков. Это надо спрашивать у специалистов по гидропонике, у агрономов выращивающих растения в промышленных гидропонных теплицах. 

а подача этого освещения что будет сама по себе идти? строить очень плотные сети, лампоки - не надо?.. кроме того, освещённость в помещении хорошо если 1000 люкс, а в ясный день в полдень - 100 тыс.

Ну и что с того? Будут использоваться энергосберегающие фитолампы с определённым спектром под фотосинтез и для регуляции биологических циклов растений, либо в холодном климате лампы побочно выделяющие тепло.

[Проходящий Кот]

Автономный Дом --- это интересно. Но будет ли он достаточно автономен?

[ВадимZero]

Естественно, их если будут строить, то будут и обслуживать.

Вы лучше объясните в чем смысл вертикальных ферм.

[Проходящий Кот]

А чтобы овощ был в пределах досигаемости руки..... 

[crazy_terraformer]

Естественно, их если будут строить, то будут и обслуживать.

Вы лучше объясните в чем смысл вертикальных ферм.

А чтобы овощ был в пределах досигаемости руки..... 

И ноги  .
Не только овощ, но и зерновые,соя, мясо и молоко, все продукты с\х-ва. Ещё цели: экономия воды в результате рециркуляции питательного раствора и конденсата; экономия удобрений в результате рециркуляции питательного раствора и переработке остатков растений.
Прототипом вертикальных ферм станут горизонтальные в районах Крайнего Севера, они позволят снизить объёмы завозимого продовольствия, заменив большую часть удобрениями. Источники энергии - малые АЭС и ВЭС.

[mbrane]

Кстати в ходе обсуждения стало ясно, что для полномаштабной атомной энергетики торий, уран и литий являются ограничивающим фактором. Остается только гелий3 который в неисчерпаемых количествах содержится на уране и нептуне.

а на юпитере и сатурне неисчерпаемы запасы водорода, а на титане метана...и что - звать сюда сникерса шоб он нафантазировал метановый тор с титана?

[crazy_terraformer]

Остается только гелий3 который в неисчерпаемых количествах содержится на уране и нептуне.

Сатурн с Юпитером забыли? А дейтерий на трёх ледяных спутниках Юпитера открытых Галилеем.Несколько проще дейтерий там добыть.