Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[mbrane]

Для ответственных узлов, где герметичность очень критична (особенно работающих с большим перепадом температур) альтернатив сплавам железо-никель по сути нет (не считая сплавов платиновых металлов, где тоже можно довольно гибко управлять коэффициентом теплового расширения сплава для того чтобы его можно было очень точно подогнать под коэффициент теплового расширения заданного стекла).

А керамику какую-нибудь вместо стекла подобрать можно?

https://www.pripoychik.ru/info/articles/payka-spetsificheskikh-materialov/

[библиограф]

Впрочем если линейный коэффициенты расширения металла и стекла будут хорошо подогнаны друг под друга, то в любом случае должно удовлетворительно работать.

Можно и не подгонять; как говорил ослик Иа-Иа

-Во-первых, инженерная смекалка
   - Во-вторых, добросовестная работа!

В больших генераторных лампах всё медное; там применяют несогласованные спаи
металла со стеклом - генераторный триод ГУ-23 рассеивает 60 кВт, только мощность накала
у него 2.5 кВт - всё работает при сотнях циклов включения-выключения, ничего не трескается
и вакуум не нарушается.

А керамику какую-нибудь вместо стекла подобрать можно?

И похожий по характеристикам металлокерамический триод ГУ-66 - алюмооксидная керамика
паяется с металлом.

В этом случае под титан вполне можно подобрать стекло с коэффициентом теплового расширения ровно в среднем по заданному интервалу  температур коэффициенту теплового расширения титана.

Да всё уже давно подобрано - стекло С72-4, например, для пайки с титаном, или обычное
оптическое стекло К8 - когда делают титановые зеркала, тонкий слой стекла просто
наваривают на титановую основу, потом обрабатывают с нужной точностью.

[loky1109]

Селекцией нельзя получить нужный белок, а генетическая модификация это позволяет.

Что для сохранения ГМО-признака вообще-то минус.

Признак есть у родителей, он передаётся детям, затем внукам.

И это одинаково работает и у ГМО и у селекционных.

Селекция позволяет проявиться рецессивным генам. А генетическая модификация позволяет добавить гены в геном. Это принципиально разные вещи.

Да, при помощи селекции за реальные сроки не получить коров доющихся паутиной вместо молока или молоком с высоким содержанием инсулина, но, как я уже писал выше, это вообще-то ни разу не плюс в смысле сохранения признака с поколениями.

[Андрей Астрофизический]

это вообще-то ни разу не плюс в смысле сохранения признака с поколениями.

Ну вообще-то, ничто не мешает в дальнейшем, признак выведенный путем ГМО, поддерживать уже путем селекции. Выбраковывая из популяции те особи, которые нужный признак потеряли.

[loky1109]

это вообще-то ни разу не плюс в смысле сохранения признака с поколениями.

Ну вообще-то, ничто не мешает в дальнейшем, признак выведенный путем ГМО, поддерживать уже путем селекции. Выбраковывая из популяции те особи, которые нужный признак потеряли.

Изначальный тезис, с которым я спорю:

Ну, генетическая модификация вряд ли легко сотрётся, а вот сорта без селекции быстро вырождаются. Не за несколько сотен поколений.

[AlexAV]

Да всё уже давно подобрано - стекло С72-4,

С72-4 - барий, бор и литий содержащее (состав 4.5% B2O3, 1.5% Al2O3, 7% CaO, 12% BaO, 2% Na2O, 5%K2O, 4% MnO, 1% Li2O, остальное SiO2). Аналогично С68-1 (содержит бор и литий). А К8 - вообще по составу дичь какая-то, где кроме бария и бора ещё и мышьяк содержится (http://www.tegs.ru/wp-content/uploads/2018/07/K-8.pdf). Не пойдёт.

По условиям задачи в стекле не должно быть ничего, кроме натрия, калия, кальция, магния, алюминия и кремния. Однако, согласен, что и используя обозначенный список компонент изготовить стекло согласованное по линейному коэффициенту теплового расширения с титаном в принципе можно.

[Kaiserfrogling]

содержит бор и литий

Бора и лития много в морской воде, выпарить ее в той же Сахаре - почти бесплатно.

В этой части у данного метода только одно существенное требование.

Есть еще одна проблема - перевести аммиак в окислы азота несложно, а вот с обратным процессом большие проблемы.
Прямая реакция водорода с окислами кончится взрывом, обходные (например нитробензол-анилин) дороги

[AlexAV]

Бора и лития много в морской воде, выпарить ее в той же Сахаре - почти бесплатно.

И то и другое содержится там в очень низких концентрациях (особенно литий) и технически трудноизвлекаемые.

а вот с обратным процессом большие проблемы.

Обратно и не надо. Основные потребители связанного азота - удобрения (а там всё равно нитратная или аммиачная форма, растения усваивают и то и другое) и производство азотной кислоты. Азот в форме именно аммиака нужен только в органическом синтезе, но по сравнению с первыми двумя пунктами потребление там сравнительно небольшое.

перевести аммиак в окислы азота несложно

Без селективного катализатора реакция NH3 + O2 сильно предпочитает течь по ветке 2NH3 + 1.5O2 = N2 + 3H2O, а не 2NH3 + 3.5O2 = 2NO + 3H2O. А хороший катализатор, пригодный для промышленного использования, сейчас - это только платино-родиевый. 

[Kaiserfrogling]

И то и другое содержится там в очень низких концентрациях (особенно литий) и технически трудноизвлекаемые.

При фракционным выпаривании они оба уходят в брин("рапу"), оттуда выделить их селективным сорбентом (например хитином) не так уж и дорого

[AlexAV]

При фракционным выпаривании

Основной продукт этого процесса - соль (хлорид натрия) и экономически оправданный масштаб такой деятельности лимитируется спросом на соль. Заниматься таким выпариванием в том случае, когда соль окажется не полезным продуктом, который можно продать, а вредным отходом, который надо утилизировать, будет абсурдно. Соотношение получаемого таким образом лития к NaCl будет 1:200000 (т.е. 1 кг лития на 200 тонн соли), бора - 1:7800 (1 кг бора на 7.8 тонн соли). Мировое потребление соли - около 280 млн. тонн, если вся она будет удовлетворяться из морской воды, то из этого источника будут доступны около   1400 тонн лития и 36 тыс. тонн бора. Для сравнения золота сейчас добывается 3200 тонн, серебра - 26 тыс. тонн.

Боюсь при таком объёме добычи литий с бором до гражданской техники вообще доходить не будет, а полностью оседать в военном производстве.

[Kaiserfrogling]

экономически оправданный масштаб такой деятельности лимитируется спросом на соль.

Не только соль. Уже сейчас из отходов морской соли выделяют сульфат калий-магния, очень ценное удобрение (особенно под бобовые и крестоцветные, они любят и калий и серу)
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/i260059a018

[mbrane]

Уже сейчас из отходов морской соли выделяют сульфат калий-магния,

Сейчас некондиционную серную кислоту просто выливают....из названного только калий и представляет ценность...поелику хвостохранилищ с магниеевым слоями тоже куча
Условный Недостаток серы в почвах имеется только в Китае

[Kaiserfrogling]

Сейчас некондиционную серную кислоту просто выливают....

В Европе утилизируют лишь серную кислоту из колчедановых огарков, так как она содержит много мышьяка.

Но автор темы предлагает беседовать о далеком будущем, когда кончатся все ископаемые, в том числе и колчеданы.
Тогда ценность морской воды возрастет еще сильнее. Например потому, что большинство месторождений йода уже исчерпано, а в морской воде его достаточно много.

[comp]

Даже по очень дорогим каталитическим материалам вроде родия, который очень сильно экономят, расход по сумме получается очень существенный (конкретно около 80% всего добываемого родия расходуется на катализаторы, а это около 24 тонн, для такого редкого элемента - это много).

Оказывается, в отработанном ядерном топливе накапливается довольно много платиноидов (родия, рутения и палладия) - до нескольких килограммов на тонну (зависит от глубины выгорания и типа реактора, в ОЯТ быстрых реакторов вроде как должно быть больше). Количество этих элементов в ОЯТ к 2030 году должно сравняться с общими извлекаемыми запасами в природе. Правда, все три загрязнены радиоактивными изотопами, но в случае родия и рутения эти изотопы довольно короткоживущие (период полураспада от нескольких минут до трёх лет), так что после 50-60 лет выдержки их радиоактивность падает до приемлемой. С палладием правда хуже - у Pd-107 период полураспада больше полумиллиона лет.
Сейчас при переработке ОЯТ платиноиды остекловывают вместе с остальными осколками деления и отправляют на вечное хранение. В принципе, насколько я понял, в их отделении ничего невероятного нет, но нужны серьёзные вложения в разработку технологии, которые при нынешнем объёме переработки будут отбиваться слишком долго. Плюс вопросы лицензирования, плюс малое количество достаточно вылежавшего ОЯТ.
Но если клюнет жареный петух добыча упадёт и цена соответственно подрастёт, это может стать практически неисчерпаемым источником как минимум родия с рутением, пополняющимся пока существует ядерный топливный цикл.
Обзорная статья
Конкретно о выделении

(кликните для показа/скрытия)

[crazy_terraformer]

Палладий интересно как на изотопы разделять? Ионы в вакууме электромагнитным полем сепарировать? Или Pd-107 смысла нет выделять?

[comp]

Или Pd-107 смысла нет выделять?

Судя по тому, что пока даже простое химическое выделение палладия слишком дорого, то о разделении изотопов и говорить не приходится.
Кстати, я там выше ошибся, период полураспада у Pd-107 ещё на порядок больше.

[cybertron]

Тему можно закрывать. Термояд уже есть.

https://www.helionenergy.com/wordpress/uploads/2021/06/fusion-scientific-breakthroughts-helion-62221-converted.pdf

>>>>Helion Energy Achieves 100 Million Degrees Celsius Fusion Fuel Temperature and
Confirms 16-Month Continuous Operation of Its Fusion Generator Prototype

>>>Helion Energy достигли температуры термоядерного топлива 100 миллионов градусов по Цельсию и
подтвердили 16-месячную непрерывную работу своего прототипа термоядерного генератора

[Маковец]

>>>Helion Energy Achieves 100 Million Degrees Celsius Fusion Fuel Temperature and
Confirms 16-Month Continuous Operation of Its Fusion Generator Prototype

" компания, занимающаяся чистой электроэнергией, приверженная созданию новой эры чистой энергии посредством термоядерного синтеза, сегодня стала первой частной компанией, объявившей о превышении 100 миллионов градусов Цельсия в своем шестом году. Прототип термоядерного генератора, Трента. Достижение этой температуры является важной инженерной вехой, поскольку считается идеальной температурой топлива, при которой коммерческая электростанция должна будет работать."

 Пока веха. КПД в минусе.

[Novosedoff]

Капитализация Microsoft превысила годовой ВВП России 
https://www.kommersant.ru/doc/4868751

Билл Гейтс, кстати, также отметился и другой своей работой, имеющей отношение к климатической теме по соседству
https://thebell.io/kak-miru-izbezhat-klimaticheskoj-katastrofy-plan-billa-gejtsa

Примечателен список необходимых технологий нового поколения согласно Гейтсу:

Необходимые технологии:

производство водорода без углеродных выбросов;
метод хранения электроэнергии, которой хватит на весь сезон;
электротопливо;
биотопливо второго поколения;
безуглеродный цемент;
безуглеродная сталь;
растительное и искусственное мясо и молочные продукты;
безуглеродные удобрения;
ядерное деление следующего поколения;
ядерный синтез;
улавливание углерода (из атмосферы и во время производства);
подземные линии электропередачи;
безуглеродный пластик;
геотермальная энергия;
гидроаккумулирующая электростанция;
термальное хранение;
пищевые культуры, устойчивые к засухе и наводнениям;
безуглеродные альтернативы пальмовому маслу;
хладагенты без фторсодержащих газов.

 

[Rattus]

безуглеродный пластик

и сухая вода, да.