Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[mbrane]

испытаний в атомосфере, космосе, в водах нет, выпадения радиоактивных осадков за пределами США тоже нет

Т.е. если мы тут замутим КВС то тоже не будет никаких нарушений (выпаданий радиоактивных осадков за пределами РФ - нет, ну и т.д.).
А что по поводу просто обычных подземных испытаний ЯО ? Испытаний в атмосфере, космосе, в водах нет, ну и т.д.
Чем всё это отличается от взрывов эквивалентной мощностью до 500 кг тротила в камере лазерной установки ?

для этого есть договор на ограничение подземных испытаний (правда непонятно каким образом тут они ваще стояли)...там ограничение по договору 74 годна на военные и мирнеые испытания до 150 ктонн, единичным зарядом - мирные разрешены серийный до 1,5 мегатонн, но с интервалом...А потом при горбачеве-рейгане  вообще мораторий объявили который официально поддерживается  и теперь... 

[mbrane]

А тепло АЭС что, не годится для отопления?

Проекты АСТ разрабатывались, но не пошли по вполне объективным причинам. Атомный реактор нужно относить на достаточно большое расстояние от крупного города просто из соображений безопасности, а передавать тепловую энергию на большие расстояния дорого, сложно и сопровождается значительными потерями. Т.е. нельзя построить реактор рядом с миллионным городом, если что-то пойдёт совсем плохо (как в Чернобыле или Фукусиме), то расселить миллионный или уж тем более мультимиллионный город будет нереально по экономическим соображениям, а ничего не делать - тоже не получится, это будет уже не локальной катастрофой, а чем-то граничащим с крахом всего государства. Такой риск совершенно недопустим. И для производства и передачи тепловой энергии это критично. Для малых же городов (где указанные риски не так страшны, расселить какую-нибудь Припять если всё пойдёт совсем плохо возможно) АСТ не годятся из-за сильной зависимости себестоимости энергии от мощности реактора, т.е. реакторы малой мощности получаются очень дорогими в расчёте на единицу производимой ими энергии и не окупаются. На это всё накладывается ещё очень неудачный для реакторов режим работы с малой среднегодовой загрузкой (летом реактор будет практически простаивать), что ещё более ухудшает экономику. Как результат АСТ никакого распространения не получили (отопление от реакторов используется только в городах обслуживающих АЭС вроде Нововоронежа, которые в силу объективных причин рядом с этим реактором расположены). Скорее всего даже дрова будут в сфере отоплению лучше атома...

Теплицы греть и освещать на Севере.

Да мечтаю  отретьем урожае Анадырских ананосов - в этом урожае самые сочные плоды

А что новые АЭС с их системами безопасности ещё могут представлять серьёзную опасность?

Верешь -нет - но они вырабатывают кучу раддиоактивных отходов (например в хранилищах выдержи ОЯТ), а так же выбрасываю в атчосферы, тритий, криптон, ксенон, радиоуглерод...

Есть же эти конденсационные электростанции, где тепло сбрасывается в окружающую среду. Почему бы летом не сбрасывать лишнее тепло ч/з радиаторы-конденсаторы?
Летом можно греть общественные бассейны.

напоминает героическое занятие по вычерпыванию черного  моря наперстком...

[mbrane]

А нельзя ли создавать водоемы-термосы для накопления тепла летом и отдачи его зимой?Известно, что даже дешёвый китайский термос в 1 литр, алюминиевый, без стекла и вакуума, держит тепло целый день. Если бы он был не 1 литр, а один кубометр, его объём вырос бы в 1000 раз, а поверхность в 100 раз, и он бы держал тепло уже неделю. В масштабах города нам бы потребовался достаточно большой водоем,  который за год терял бы всего пару градусов тепла за год.

Еще один наперсточник-черпатель

[mbrane]

Рискую навлечь на себя гнев уважаемой аудитории, но как прочитал мельком пару последних страниц, сложилось странное впечатление, что споряшие в некотором смысле уподобляются известному политику - продвигателю передовых технологий. Типа - "поскольку мы решили вложить скаженные средства в разработку наноподков для лошадей, то хай животноводы озадачатся выведением соответствующих нанолошадей, а остальные колхозники изыщут методы по применению этого чуда в народном хозяйстве".
Так и тут. А надо бы иначе. К примеру - поскольку в условиях истощения природных ресурсов Стране не выжить без подогреваемых летних бассейнов и теплиц за Полярным Кругом, то кровь из носу, надо обеспечить их энергией. Хоть от ядерных реакторов, распаливаемых лазерами, хоть от трения штанов об скамейку, хоть как. И рогом упереться в решение этой проблемы.  А не выдумывать гипотетические применения для гипотетических вундервафель.
Только так можно чего-то добиться.
Прошу извинить, если что не так наплёл. Но такое уж впечатление сложилось, не смолчал.

А шо уже Ванкор исчерпан? Никто палец о палец ни чего не будет делать до этого момента...А после этого хайсесаети быстренько перекатит туда где теплее став там просто средними людьми, большинство  вымрет превратятся в собирателей-охотников, с уровнем населения на уровне чутка ниже мальтузианского предела (в условиях подмосковья думаю это не более 1 человек на гектар пашни)

http://vadim-blin.narod.ru/milov/1-05och.htm   

[AlexAV]

Каждого радиолюбителя, который лудит печатную плату сплавом Розе(50% висмута!)
должно прямо-таки распирать от самодовольства, что он так свободно обращается с одним

Кларк висмута ниже серебра и соизмерим с индием, к томуже элемент достаточно рассяенный. Добыча невелика, т.е. всего около 7500 тонн (это всего в раза в три выше, чем золота) и в основном носит попутный характер при извлечение свинца и меди из сульфидных руд, что её делает плохо масштабируемой. Ну и перспективы у неё довольно туманные. При переходе к гидрометаллургическим методам извлечения металлов из бедных руд добыча попутных элементов становится проблематичной. А в связи со снижением содержания полезного компонента в рудах гидрометаллургические методы получают всё большее распространение.

Собственно причина почему в реакторах с ТЖМ мучаются с чистым свинцом, а не используют более удобную и технологически отработанную эвтектику висмут-свинец и состоит именно в дефиците висмута. Один из примеров когда дефицит редкого элемента ограничивает развитие технологии...

Висмут при нейтронном облучении превращается в полоний-210; он тут же улетучивается прочь,

Есть такая проблема. К счастью сечение захвата нейтронов висмутом довольно мало, что делает наработку полония достаточно ограниченной, ну уж точно она не сравнится с наработкой радионуклидов при деление урана быстрыми нейтронами (сечение деления урана быстрыми нейтронами порядка барна, а сечение захвата нейтронов висмутом все несколько десятков миллибарн). Но жизнь попортит в случае использования висмута полоний достаточно серьёзно, радионуклид это достаточно неприятный.

Можно сделать из замороженной ртути:

А ртуть кстати для этих задач действительно могла бы быть интересной (хотя ни одной работы где бы её пытались применить в этой роли мне не встречалось...). У неё мало долгоживущих радиоактивных изотопов (есть довольно неприятный Hg-194 с периодом полураспада 400 лет, но до него ещё добраться надо, для его образование требуется два последовательных процесса типа (n,2n) на редком в природе изотопе Hg-196, что позволяет надеяться что его наработка должна быть мала). Ну и главное - она летуча и её осаждения на оптике легко избежать (а также регенерировать для повторного использования). Правда ртуть - материал тоже достаточно дефицитный.

[electric]

...50 - 500 кг тротилового эквивалента...Такой мощный взрыв требует весьма серьёзной взрывной камеры, с толщиной стенки стенки около 100 мм броневой стали...

...если глубина проникновения будет достаточно большой, а удельная энергия (на единицу площади) достаточно маленькой (возможно размер камеры потребуется большого размера) чтобы стенки не грелись выше температуры насыщенных паров стенки (при давлении, на которое рассчитана камера), то на стенках не образуется газ...

Попробую сделать оценку. Глубина проникновения альфа частиц с энергией несколько МэВ составляет несколько десятков г/м² (31 мкм для органики при 4 МэВ), наибольшую теплоту испарения имеет литий — 20,5 МДж/кг, следовательно можно предположить, что его можно облучать до 0,2 МДж/м², вызывая переход 20 мкн лития в критическое состояние, но не создавая давления, как при взрыве. При таком энергопоглощении для взрыва 1 мг дейтерия-трития достаточно будет камеры радиусом 5 м, который кажется доступным размером.

[LonelyWanderer]

А нельзя ли создавать водоемы-термосы для накопления тепла летом и отдачи его зимой?Известно, что даже дешёвый китайский термос в 1 литр, алюминиевый, без стекла и вакуума, держит тепло целый день. Если бы он был не 1 литр, а один кубометр, его объём вырос бы в 1000 раз, а поверхность в 100 раз, и он бы держал тепло уже неделю. В масштабах города нам бы потребовался достаточно большой водоем,  который за год терял бы всего пару градусов тепла за год.

Еще один наперсточник-черпатель

Это называется метод мозгового штурма. Из множества идей которого можно найти хорошие, и нередко применяется на практике. Вы же ничего вообще не предлагаете. По-вашему мы все умрем.
Вы не доказали несостоятельность этой идеи.

[ВадимZero]

Дело в том, что для достижения достаточного коэффициента усиления мощности оптическая толщина мишени в момент термоядерной детонации должна быть  порядка или более 3 г/см2. Пробег же нейтрона в D-T среде - около 4,7 г/см2. Эти величины не так уж сильно отличаются друг от друга и значительная часть нейтронов исходящих из мишени успеет испытать одно или более столкновений с веществом мишени, замедляясь при этом.

Длинна свободного пробега 14 мэвного нейтрона в полиэтилене 14см. Кажется вы втираете какую то дичь.

Такой мощный взрыв требует весьма серьёзной взрывной камеры, с толщиной стенки стенки около 100 мм броневой стали. Такая толстая стенка - это не очень хорошо с точки зрения возможности воспроизводства трития.

Многие проекты поэтому предпологают наличие жидкой стенки из лития.

Это уже очень мощный взрыв. Однако же очевидно, что на NIF необходимого энерговклада в мишень для обеспечения таких коэффициентов усиления мощности достичь не удастся, нужно видимо вложить на один-два порядка больше, т.е. не менее 20 - 200 МДж.

Это необоснованно пистимистическая оценка. Это даже в качестве подхода "Грубой силы" дохрена.

Скорее всего даже дрова будут в сфере отоплению лучше атома...

В той же франции ядерная энергия распостраненно используется для отопления, по средсвам тепловых насосов.

Материал имеет плохие нейтронно-физические свойства, сильно замедляет нейтроны и при этом ещё кремний и поглощает их с сечением 171 бар в тепловом спектре (это очень много). Понятно, что почти любые ухудшения свойств АЗ можно побороть ростом обогащения топлива.  Но  с вопросами создания реактора пригодного для полноценного замыкания ядерного цикла материалы со столь плохими нейтронно-физическими свойствами совместимы плохо.

Там где предлагалась эта керамика для корпуса, сам реактор предлагался быстрый. В котором реакция идет в узкой центральной зоне реактора в дали от стенок. Таким образом нейтронная нагрузка на корпус там минимальна.

[AlexAV]

Длинна свободного пробега 14 мэвного нейтрона в полиэтилене 14см. Кажется вы втираете какую то дичь.

Да ни в коем случае. Цифра взята из М.М. Баска "Физические основы инерционного термоядерного синтеза", страница 31. Пробег термоядерного нейтрона с энергией 14,1 МэВ в D-T плазме именно 4,67 г/см2.

Многие проекты поэтому предпологают наличие жидкой стенки из лития.

Знаю, но это плохо совместимо с сохранностью окон для ввода излучения, кроме того слой лития должен быть толстым, десятки сантиметров, что опять таки сложно обеспечить, особенно учитывая необходимость обеспечения условий для подвода излучения к мишени.

Это необоснованно пистимистическая оценка. Это даже в качестве подхода "Грубой силы" дохрена.

Реалистичная. Уже понятно, что NIF нужного коэффициента усиления обеспечить неспособен. Было проведено достаточно экспериментов, чтобы в этом убедиться. Не хватает энергетики. Минимум ещё один порядок по энергии импульса нужен, может больше.

В качестве "грубой силы" "дохрена" - это энерговклад драйвера более 100 т т.э., т.е. то что в нейтронной бомбе гарантированно поджигает D-T мишень. Всё что ниже  - тонкая игра с обеспечением симметрии сжатия и подавлением неустойчивостей.

В той же франции ядерная энергия распостраненно используется для отопления, по средсвам тепловых насосов.

Это называется электроотоплением. Это дорого. Тепловой насос смягчает эту проблему только в условиях тёплого климата. Если же температура воздуха опускается сильно ниже нуля, то использование воздуха в качестве источника низкопотенциального тепла становится неэффективным. Нужно искать источник низкопотенциального тепла (грунтовые воды и т.д.), а это сразу делает тепловой насос капиталоёмким и весьма дорогим. В общем решение для Италии или Франции, но не для северных регионов.

Там где предлагалась эта керамика для корпуса, сам реактор предлагался быстрый. В котором реакция идет в узкой центральной зоне реактора. Таким образом нейтронная нагрузка на корпус там минимальна.

Если реактор бассейнового типа, то там нельзя заставить идти реакцию только в центральной области. Понятно, что в совсем простеночной области реакция идти не будет из-за утечек нейтронов, но вот сама нейтронная нагрузка на стенку будет весьма значительна (кроме того отражение и поглощение нейтронов стенкой очень влияет спектр нейтронов и на весь нейтронный баланс реактора). Можно конечно сделать так, чтобы в реакция шла и только в центральной области, но для этого нужен не просто бассейн с солью, а ещё и куча оснастки внутри (её тоже из чего-то придётся делать). В канальном исполнение значение материалов каналов ещё выше.

[AlexAV]

Попробую сделать оценку. Глубина проникновения альфа частиц с энергией несколько МэВ составляет несколько десятков г/м2 (31 мкм для органики при 4 МэВ), наибольшую теплоту испарения имеет литий — 20,5 МДж/кг, следовательно можно предположить, что его можно облучать до 0,2 МДж/м2, вызывая переход 20 мкн лития в критическое состояние, но не создавая давления, как при взрыве. При таком энергопоглощении для взрыва 1 мг дейтерия-трития достаточно будет камеры радиусом 5 м, который кажется доступным размером.

Альфа-частица из мишени в том виде в котором родилась выйти никак не может. Длинна её пробега обязана быть намного меньше оптической толщины мишени, это необходимое условие для протекания самоподдерживающейся реакции. Энергия падающих на стенку частиц (если подрыв производится в вакууме) будет куда меньше и близка к температуре плазмы в мишени, что-то около 20кэВ. Пробег таких частиц значительно меньше. Скажем для иона гелия в алюминиевые длинна пробега около 0,1 мг/см2. Порог абляции в результате будет значительно ниже, порядка 1 Дж/см2 (в лазерных экспериментах кстати он обычно имеет приблизительно такую же по порядку значения величину). Чтобы размазать энергию так, чтобы поток не превзошёл таких значение - камера потребуется неадекватно большой (при этом главная проблема -окна для ввода излучения, стенки можно защитить жидким слоем, а окна никак не защитишь). А это значит камеру надо заполнять газом, который бы поглощал энергию разлетающейся плазмы и мягкого рентгеновского излучения из области термоядерного взрыва, образуя огненный шар с более умеренной температурой (1-2 эВ), излучение которого уже стенки и окна не сможет повредить. Однако наличие газа сделает неизбежным формирование мощных ударных волн. Стенкам камеры придётся их выдерживать.

[mbrane]

Больше. Гектаров. Севооборот не забывайте.

севооборот наверное эффективность вдвое ученьшает ...там за семь лет только один год земля стоит под паром...В остаальное время плохо но эксплуатируется правда при меньшей эффективности ибо выращивают либо корма либо маллоэффективные культуры (овес, гречка, овощи), та что еще процентов 40 добавьте...

[mbrane]

А нельзя ли создавать водоемы-термосы для накопления тепла летом и отдачи его зимой?Известно, что даже дешёвый китайский термос в 1 литр, алюминиевый, без стекла и вакуума, держит тепло целый день. Если бы он был не 1 литр, а один кубометр, его объём вырос бы в 1000 раз, а поверхность в 100 раз, и он бы держал тепло уже неделю. В масштабах города нам бы потребовался достаточно большой водоем,  который за год терял бы всего пару градусов тепла за год.

Еще один наперсточник-черпатель

Это называется метод мозгового штурма. Из множества идей которого можно найти хорошие, и нередко применяется на практике. Вы же ничего вообще не предлагаете. По-вашему мы все умрем.
Вы не доказали несостоятельность этой идеи.

это называется по другому - не мозговой штурам, а  поток сознания филина при разговоре с мышами...Мы тут задумались кучное выщелачивание на крайнем сеере делать, поначалу все шло хорошо, покуда не сделали оценки теплопотерь с боков  - там куда меньще теплоперепад, всего-то -11 среднеггодовая а внутри кучи 25-30 градусов...В наших условиях (а тепло нужно только в наших условиях - вмире вообще-то основная проблнмма это генерация холода а не тепла) температура теплоносителя должна быть 90 градусов а наружная среднегодовая в районе 2-5 градусов и то, то есть разница 90 градусов, тепепереносс только по этой части будет вдвое больше, дальше о дрненаже слышать приходилось...далее объем прудов посчитайте из предположения 1 квт  на человека и запаса в год...да еще и место соотвествующее найдите, и не забудьте стоимость землянных работ включить ... потери при транспорте тоже не забудьте (по эти то потерям как раз и не могут переправить тепло из энергодара в запоржье)...   

[mbrane]

Попробую сделать оценку. Глубина проникновения альфа частиц с энергией несколько МэВ составляет

А нейтроны? основными перенсочиками энергии будут не альфа частицы и не гамма кванты а нейтроны ?

[electric]

А нейтроны? основными перенсочиками энергии будут не альфа частицы и не гамма кванты а нейтроны ?

Нейтроны взаимодействуют в основном с ядрами, имея на несколько порядком меньшее сечение (быстрые нейтроны), чем альфа-частицы, прогревая большой объём вещества.

[Hillbilly]

севооборот наверное эффективность вдвое ученьшает ...там за семь лет только один год земля стоит под паром...

Больше, по идее. Даже, по-современному. без пара. Потому как кормовые, овощи, не говоря о травах и  технических культурах, не дадут в достаточном количестве кормовых единиц, как зерновые, а кушать-то каждый год надо.
И не забываем, что пахать на лошадях придётся за нехваткой ГСМ, так что кормов немало надо будет.

[-Юрий-]

А нельзя ли создавать водоемы-термосы для накопления тепла летом и отдачи его зимой?

А в чём смысл? Выработка тепла процесс самый простой, не требующий сложной техники, как, например, производство электроэнергии. И регулируется процесс легко и без проблем.

[AlexAV]

Интересно...
1. А не будет ли это нарушением договора о испытаниях ?

Нет, не является. Эксперименты по ЛТС в независимости от энерговыделения под договор не попадают. За это эти установки военные и любят. Позволяют проверить поведение вещества в условиях близких к условиям ядерного взрыва не нарушая договор.

2. А не приближается ли эта конструкция к КВС ?

Ну всё же КВС это энерговыделения где-то на три-четыре порядка больше, т.е. не несколько сотен кг т.э., а несколько килотонн. Хотя в части возникающих проблем есть что-то общее. Кстати КВС скорее даже в  проще и дешевле реактора с ЛТС выглядит. Не нужен страшно дорогой лазер, не нужна хрупкая  и чувствительная к нейтронам и загрязнению оптика, не нужен воспроизводящий бланкет для трития со всем этим тритиевым хозяйством (термоядерный заряд может спокойно работать если не на чистом дейтерии (это всё же класс более мощных зарядов с соответствующими требованиями к взрывной камере), то на Li-6-D точно, а в условиях ЛТС ничего кроме D-T поджечь особой надежды нет). Нужна только взрывная камера способная выдержать эти несколько или несколько десятков килотонн (хотя и здесь на самом деле очень много сложностей и с долгосрочной прочностью конструкции, и с коррозией при взаимодействие с теплоносителем в котором половина таблицы Менделеева из осколков бомбы растворено, и с безопасностью, такая взрывная камера пригодная для реактора - сложнейшая инженерная задача), конвеерная дешевая сборка термоядерных зарядов (кстати из сырья тяжёлый металл, т.е. вольфрам, тантал, свинец там тоже всё же понадобятся ровно для тех же задач, что и в лазерной мишени, физика на самом деле похожая, только при больших энерговкладах требования к точности несравнимо меньше), а также выделение делящегося материала из теплоносителя (тоже серьёзная проблема на самом деле). Правда какие-то разумные экономические оценки здесь дать, пока кто-то такое не попробовал построить, совершенно невозможно. Получиться может что угодно.

ЛТС же требует производить мишени микронной точности со стоимостью не более нескольких долларов за штуку, как-то эту очень ажурные конструкции закидывать в реактор по несколько штук в секунду при этом не повреждая, иметь те же самые проблемы с ударными нагрузками на камеру (отягощённую деградацией её материала под действием высокоэнергетических нейтронов, общая проблема D-T энергетики кстати, в этом плане у КВС преимущество, на единицу энергии термоядерный заряд может испускать меньше нейтронов и с намного более мягким спектром), что и в КВС, и к тому же ещё каким-то образом защищать чувствительную оптику от нейтронов, ударных нагрузок и продуктов взрыва. В добавок к этом гигантскую и не факт, что вообще в этой постановке решаемую проблему воспроизводства трития (часто рассматриваются варианты с жидким теплоносителем и воспроизводящим материалом одновременно внутри камеры, вот только что будет с оптикой, когда падающая ударная волна распылит её в аэрозоль капель, а отражённая ускорит эти эти капли до сверхзвуковой скорости? Долга стёкла проживут под таким пулемётным обстрелом? А если бланкет за стенкой камеры - стенка будет очень сильно снижать КВ по тритию). Уныло это выглядит и с очень малыми шансами на успех.

Т.е. если мы тут замутим КВС то тоже не будет никаких нарушений (выпаданий радиоактивных осадков за пределами РФ - нет, ну и т.д.).
А что по поводу просто обычных подземных испытаний ЯО ? Испытаний в атмосфере, космосе, в водах нет, ну и т.д.

Съедят. И даже не столько за сами взрывы (хотя это скорее всего и будет формальным поводом), а за конвейер по сборке ядерных зарядов. Заряду-то всё равно где взрываться будет, может в камере производить энергию, а может небольшой город уничтожить. Граница гражданского и военного применения здесь будет очень условна. Это постараются не допустить любыми средствами.

[Проходящий Кот]

Это очень будет зависеть от конкретной ситуации в мире в тот период.
Договор о КВС подпишут ядерные державы и всё.....

[pkl]

А между тем:

Нидерланды израсходовали почти 80% природных резервов газа
http://www.finam.ru/international/newsitem/niderlandy-izrasxodovali-pochti-80-prirodnyx-rezervov-gaza-20160919-18520/

И вот ещё интересная картинка:

Большая часть жителей Земли живет в этом круге
http://www.finam.ru/analysis/newsitem/bolshaya-chast-zhiteleiy-zemli-zhivet-v-etom-kruge-20160915-131737/

[mbrane]

Договор о КВС подпишут ядерные державы и всё.....

франция с уитаем фор инфо даже к московскому  договору не присоединилась, а Индия с Израилем и пакистаном к договору о нераспостранении...муть это все...нельзя запретить там где не возможен контроль за выполнением