Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[ВадимZero]

Значит речь идёт о малой установки без термоядерных перспектив. Получить поля достаточные для удержания плазмы требуемой плотности и температуры без сверхпроводящих обмоток крайне проблематично.

http://profbeckman.narod.ru/NIL28a.pdf
2.1.4 Низкоаспектные (сферические) токамаки
Интерес к токамакам с малым отношением максимального и минимального
радиусов тороида, как замкнутым системам с максимально достижимой
тороидальностью, возник после статьи И.Д.Шафранова и Л.А.Арцимовича, в
которой было указано на преимущества удлиненных конфигурационных систем.
Удлинение увеличивается естественно с уменьшением величины отношения
радиусов без специальной равновесной магнитной спирали. Однако практическая
разработка низкоаспектных токамаков началась, после того, как M.Peng и
D.Strickler теоретически сформулировали основные преимущества такого
параметра, как естественное вертикальное удлинение плазменного шнура (K ~ 2),
указали на большое значение такого важного для магнитного удержания
параметра, как бета тороидальности, на лучшее удержание, и т.д. Недавно, эти
прогнозы были экспериментально качественно подтверждены на некоторых малых
сферических токамаках (например, CDX-U, HIT, TS-3, MEDUSA, ROTAMAK-ST)
и на Кульхэмском лабораторном START. Этот успех стимулировал новую фазу
теоретических и экспериментальных изучений. В результате было создано новое
поколение установок, таких как GLOBUS-M (Россия), PEGASUS и NSTX (США),
MAST (Англия), ETE (Бразилия), TST (Япония), многие из которых показали
рекордные результаты.
В настоящее время полагают, что токамак с низким аспектным отношением
(сферический токамак) представляет собой перспективный тип установок для
получения термоядерного горения в компактной и простой системе, более
дешевой, чем традиционные токамаки. Cферический токамак сочетает в себе
преимущества сферомаков (компактность) и токамаков (улучшенное удержание
плазмы). Эксперименты и теоретические исследования показали, что сферический
токамак имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными токамаками:
плазма в сферическом токамаке не подвержена срывам, имеет хорошую
вертикальную устойчивость и обладает потенциалом для естественной
диверторной конфигурации. Вычисления показывают возможность
функционирования даже в отсутствие проводящей стенки для дополнительной
устойчивости, большая часть тока может создаваться плазменным давлением, что
ведет к возможности стационарных режимов работы без использования
криогенных сверхпроводников. Для данного фактора устойчивости, благодаря
низкому аспектному отношению и естественному высокому удлинению вакуумное
тороидальное поле может быть на порядок меньше чем в традиционных токамаках
с тем же плазменным током. Впечатляющие экспериментальные результаты и
предварительное рассмотрение работы промышленного реактора указывают на то,
что данный подход открывает сравнительно низкозатратный путь к термоядерной
энергии.
Справедливости ради следует указать, что у сферических токамаков есть и
противники. соображение касается величины магнитных полей в токамаках. Их
Известно, что удельная мощность токамака пропорциональна четвертой степени
индукции поля. В сферомаке величина магнитного поля мала, что снижает его
перспективность. Если требуется большое поле, нужно будет использовать
сверхпроводники, что удорожит сферомаки. Не ясно, что произойдет с
преимуществами сферических токамаков при их масштабировании.

[alex_semenov]

Энергия бридера будет однозначно дешевле и газа и угля. С оговоркой, в будущем. Запасы дешевого, легкоизвлекаемого угля не вечны. Запасы газа, слишком малы, чтобы удовлетворить энергетические запросы.

Блин. Я не точен. Когда я говорю дешевле газа и угля я имею в виду дешевле СОВРЕМЕННОГО газа и угля. Ясно, что когда цены на невозобновляемые источники поползут вверх, какие-то технологии, ранее не рентабельные теперь (в нынешних ценах) вроде как должны стать рентабельными. Но это рассуждения, простите, кретина!
Широко рекламируемая через СМИ! (там радостный кретин на кретине сидит и кретином погоняет!)
Когда начнет заканчиваться БАЗОВЫЕ энергоносители, они подорожают и средняя цена энергии в мире поползет вверх и соответственно мультипликативно поползет вверх цена НА ВСЕ в этом мире. В том числе и на алюминий, медь, пластмассы, все из чего делаются ваши чудеса техники, все  генераторы возобновляемой энергии или атомные чудо-станции. А значит и стоимость их энергии тоже С ОПЕРЕЖЕНИЕМ поползет вверх.
То есть. Если сейчас они не рентабельны, то когда цены на основной энергоноситель поднимутся, они будут нерентабельны ТЕМ БОЛЕЕ!
Поймите, что атомная энергетика, что возобновляемая - это все высокотехнологические методы добычи энергии. И цена этой энергии сильно завесить от … цены постройки этих сооружений, то есть от производительности труда, которая сама зависит от  энерговооруженности этого труда, то есть опять же от средней цены на энергию. Так и получается мультипликатор. Обратная положительная связь.
Можете вы это понять?
Если подобные источник по нынешним ценам хотя бы на 10% дороже базовых (что еще надо научиться правильно считать, боюсь все гораздо хуже) то в будущем этот источник будет еще дороже по сравнению с базовыми (уже подорожавшими) на 30-50% минимум! Именно потому, что пойдет сворачивание высоких технологий и редукция уровня производства.
Еще и еще раз. Игрища с фотоэлементами и ветряками будут идти пока нефть и газ реально не начнут заканчиваться. А когда все начнется - про них мигом забудут. Единственно что останется - гаджеты. То есть всякие там вспомогательные механизмы. Автономные источники для редких случаев. Не более.
То есть те генераторы тока где высокая себестоимость энергии - не порок.

[vsevolodson]

Уран или торий нужен в "витаминных" количествах.

Это не совсем так... Расход тория/урана по порядку величины будет мало отличаться от кол-ва выгорающего дейтерия.

Ну и на сегвэях

Сомнительная вещь. Проще уж на велосипеде.

[ВадимZero]

Можете вы это понять?

Алекс вы софистикой занимаетесь...Как тот претприниматель который повышает цены на хлеб на 10%, оправдывая это повышением цен на бензин на 10%. Себестоимость любового товара сотоит лишь отчасти из энергии, остальное зарплата рабочим и прочее. Если посмотрите на современную эконмику то увидите, энергетика лишь малая ее часть. Строительство атомной электростанции, это на 90% зарплата людей не имеющих дело в энергетической сфере.

[alex_semenov]

Это не совсем так... Расход тория/урана по порядку величины будет мало отличаться от кол-ва выгорающего дейтерия.

Коэффициент чистоты взрыва назевается 10-100.
То есть на 1 Дж ядерной энергии выделится 10-100 Джоулей термоядерной. Считая, что дефект массы примерно одинаков (а он очень близок для деления и дейтерий-дейтериевой реакции) мы можем сказать что на 1 кг оружейного плутония (или U233) у них выгорает 10-100 кг дейтерия.
Разумеется  при детонации триггера будет выгорать лишь 1-10% заложенного в триггер ядерного горючего. Остальное - испарится. Коэффициент выгорания дейтерия в их чудо-бомбе не известен (вернее надо искать. Они детали скрывают). Поэтому в заряде соотношение масс делящегося и синтезирующегося горючего может быть и близким.
Но в чем суть идеи?
Что все происходит в "закрытом помещении".
Это вам не двигатель звездолета.  "Что упало то пропало"
Все что не сгорело - возвращается на круги своя.
Сама бомба ведь окружается бланкетом, который прежде чем испариться и выпасть в осадок в озеро, глотает все нейтроны и нарабатывает новый делящийся материал. То есть и все новое, наработанное топливо и все старое, непрореагировавшее во взрыве - это все равно через сепараторы опять попадает в цикл вспышечного сгорания.
Поэтому количество оружейного делящиеся материалы там не уменьшаются, а наоборот его там все больше и больше и  некуда в конце концов девать (поэтому на схеме и показано что от даров КВС можно запитать и массу автономных ядерных реакторов, прям рог изобилия, если послушать снеженцев). Но в любом случае коэффициент чистоты показывает отношение. От 1 к 10 или от 1 к 100.
Не спорю. Это не витаминные отношения. Но тогда и дейтерия нужно в почти витаминных количествах. Там на схеме есть оценка. Порядка 2 тонн в год. 200 тонн - запас на 100 лет работы.
100 лет безбедного существования  миллионного города!

[AlexAV]

Вот именно от незаинтересованых в бридерном варианте!....А потому, осознано скрывающих вакт, того что плутония для МОХ-топлива, предостаточно. Каждый ныне существующий реактор в процессе своей работы, нарабатывает плутоний. Коофицент воспроизводства там маленький. Но нужно понимать что плутоний там просто побочный продукт. Потому плутония в ядерных отходов вполне достаточно, для полномаштабной бридерной энергетики. Потому основная проблема бридеров это технологии, а не топливо.

Да не всё так весело. В мире наработано около 1200 т плутония. Для обеспечения работы одного реактора типа БН-800 в цикле должно находиться около 5 тонн. И того, если переработать все имеющиеся ОЯТ, то этого плутония хватит на 240 реактор такого типа с суммарной установленной мощностью 192ГВт. Этого не хватит даже для замещения имеющихся ядерных реакторов.

Опять же этот плутоний доступен очень небольшому списку стран. Весь мир это не спасёт.

Но некоторым странам может помочь. Скажем, в России имеется суммарно около 170 т плутония (и ежегодно нарабатывается по 7 дополнительных тонн). Это теоретически позволяет осуществить замещение старых реакторов и постепенно расширять долю атомной энергии. Но даже в этом случае построение полностью ядерной электроэнергетики на таких реакторах завершится не ранее начала 22-го века.

P.S. В теории первоначальную загрузку можно делать высокообогащённым ураном (при этом коэффициент конверсии будет меньше единицы, но всё равно больше, чем в реакторах на тепловых нейтронах). Но мир в целом не спасёт и это. Всех запасов урана в мире не хватит для первоначальной загрузки такого количества реакторов.

[alex_semenov]

Алекс вы софистикой занимаетесь...Как тот претприниматель который повышает цены на хлеб на 10%, оправдывая это повышением цен на бензин на 10%. Себестоимость любового товара сотоит лишь отчасти из энергии, остальное зарплата рабочим и прочее. Если посмотрите на современную эконмику то увидите, энергетика лишь малая ее часть. Строительство атомной электростанции, это на 90% зарплата людей не имеющих дело в энергетической сфере.

Вы действительно так наивны? Если я не имею никакого отношение к газпрому, подорожание газа никак не скажется на моей производительности?
Софистикой занимаетесь вы.
Вы просто  не мыслите об экономике как о саморепликаторе  где любая цепочка получения чего либо в конечном итоге приводит к стоимости самой себя.  Джоулей в джоулях, буханок хлеба в буханках хлеба (деньги- лишь механизм обмена). И в таком ракурсе самые дешевые (выгодные) кольца-ДОНОРЫ всегда дотируют кольца-АКЦЕПТОРЫ.
Если доноры исчезают (заменяются менее выгодными) страдают все цепочки. Особенно дотационные. То что было выгодно производить становится не выгодным. А то что было не выгодно производить и раньше (вашу хваленую возобновляемую энергию или ядерную) становится просто преступным для репликатора расточительством. Такие цепи просто отторгаются. отмирают. Мгновенно.

[ВадимZero]

Вы действительно так наивны? Если я не имею никакого отношение к газпрому, подорожание газа никак не скажется на моей производительности?

Скажеться, если у вас в себестоимости товара энергия занимает 10%...То при подорожании энергии духкратно, стоимость вашего товара вырастет на 10%. Потому не пугайте, не меня, не себя мультипликатором, так как он затухающий.

А то что было не выгодно производить и раньше (вашу хваленую возобновляемую энергию или ядерную) становится просто преступным для репликатора расточительством. Такие цепи просто отторгаются. отмирают. Мгновенно.

Даже в  энергетически затратном производстве кремния, затраты энергии лишь 40%. Потому ваш вывод софистика в которую вы конено сами верите. Вас послушать, так все упираеться в энергию...Но это в корне не так большая часть производителей непосредственно к производству энергии не имет отношение, а кушать также хочет. Потому делает свой существенный вклад в себестоимость. Пока вы не поймете что экономика складываеться из человеко-часов, то будете постоянно попадать во всякие экономические софистические ловушки.

[AlexAV]

Вычисления показывают возможность
функционирования даже в отсутствие проводящей стенки для дополнительной
устойчивости, большая часть тока может создаваться плазменным давлением, что
ведет к возможности стационарных режимов работы без использования
криогенных сверхпроводников.

В общем, вы не поняли, что здесь написано. Между сверхпроводником и плазмой в силу эффекта Мейснера существует сила отталкивания, которая повышает устойчивость плазмы в магнитных системах со сверхпроводящими обмотками. В сферомаке без этой дополнительной стабилизации можно обойтись.

Только толку. Реактор должен иметь достаточную плотность мощности, выделяемую в плазме. А значит, требуются достаточно высокие давления и поля. Без сверхпроводящих обмоток вы получите или игрушку с несколькими десятками киловатт мощности или обезьяний реактор, где вся энергия будет уходить на прокорм обмоток.

[vsevolodson]

Коэффициент выгорания дейтерия в их чудо-бомбе не известен (вернее надо искать. Они детали скрывают).

Здесь будет большая загвоздка. Наиболее мощные бомбы повышают своё энерговыделение за счёт:
1) Деления нейтронами внешней оболочки из обеднённого урана.
2) Весьма плотно упаковываемого дейтерида лития.
(в порядке уменьшения вклада/важности)
Видите ли, в снежинском кургане вряд ли можно производить взрывы мощнее 10-100 кТ. При этом, чем меньше энергия взрыва, тем меньше и выгорание. Фундаментально.

[pkl]

Когда начнет заканчиваться БАЗОВЫЕ энергоносители, они подорожают и средняя цена энергии в мире поползет вверх и соответственно мультипликативно поползет вверх цена НА ВСЕ в этом мире. В том числе и на алюминий, медь, пластмассы, все из чего делаются ваши чудеса техники, все  генераторы возобновляемой энергии или атомные чудо-станции. А значит и стоимость их энергии тоже С ОПЕРЕЖЕНИЕМ поползет вверх.
То есть. Если сейчас они не рентабельны, то когда цены на основной энергоноситель поднимутся, они будут нерентабельны ТЕМ БОЛЕЕ!

Помнится, Вы эту мысль на форуме НК развивали. Я когда это прочитал и ОСОЗНАЛ, у меня аж кровь в жилах застыла. Но есть ещё одна лазейка: увеличить срок службы изделий. Любых. Автомобилей, гаджетов, зданий, сооружений. И т.п. Растянуть технологические циклы, которые будут работать медленнее. Наверное, далеко не случайно, что старые вещи служат долго, в отличие от современных.
Дома строили на века. Автомобили50-60-х бегают до сих пор - даже тогда, в век дешёвой нефти ещё была привычка делать всё на века. Сейчас уже нет, но скоро снова научимся.

[ВадимZero]

В общем, вы не поняли, что здесь написано.

Там сложно не понять, говориться о том что можжно обойтись без сверхпроводников. Тут либо вы не правы, либо авторы. Насколько я знаю даже в ИТЕР, не весь из сверхпроводников.

где вся энергия будет уходить на прокорм обмоток.

При высоком значении , бета это может оказаться вполне преемлемым.

[pkl]

... Без сверхпроводящих обмоток вы получите или игрушку с несколькими десятками киловатт мощности ...

А какие масса и габариты могут быть у такой игрушки? Если разумные - может получиться интересная штучка для космоса.

[alex_semenov]

Скажеться, если у вас в себестоимости товара энергия занимает 10%...То при подорожании энергии духкратно, стоимость вашего товара вырастет на 10%. Потому не пугайте, не меня, не себя мультипликатором, так как он затухающий.

А она РЕАЛЬНО 10%?
Или только по бухотчетности?
Вы берете алюминий и делаете из него лопость ветряка (к примеру). При этом у вас 10% затрат - энергия. А остальное зараплата, материалы, амортизация.... Но материалы (алюминий) тоже кто-то произвел. И он затратил свои 10% (хотя для алюминия это куда больше). Говоря о доле энергии в производстве этого конкретного вида энергии мы должны видеть всю цепочку производства этой энергии из самой разной энергии и учитывать все обороты. У высокотехнологических изделий эти цепочки производства очень длинные и оборотов много. Даже перевозка вашего алюминия и готового изделия = это тоже затраты энергии. И поездка ваших работников на работу (и директора и инженеров которые получали зарплату) - это тоже энергия сгоревшая в двигателях их автомобилей.
Значит подорожание энергии на  в два раза поднимет стоимость лопости не только потому что вы в два раза купили дороже энергию. Подорожает алюминий из которого вы делаете лопасть. Подорожают сопутствующие материалы. Вам придется заплатить работникам больше  чтобы компенсировать подорожание их личных энергозатрат. Подскочет аренда земли. Вырастет БУКВАЛЬНО ВСЕ ВАШИ ЗАТРАТЫ.
В лучшем случае вы вынуждены выйти на те же 200% повышения цены своей продукции. 
Но пока эта лопасть станет на ваш  ветряка, она наверняка станет золотой. Хотя стоимость энергии и этого вертряка поднялас, эта лопость никогда себя не окупит. И раньше она "окупала" себя едва-едва... А теперь эти времена в прошлом.

[AlexAV]

Установка циклопическая. Целое озеро расплавленного натрия на дне, плюс теплоноситель имеет ПРЯМОЙ контакт с продуктами распада (чего ни в одном реакторе нет). И размеры и прямой контакт делает ЭКСПЛУАТАЦИЮ этого монстра за гранью всех мыслимых технических возможностей. Проще говоря, реактор рухнет не под ударами взрывов (как боится обыватель), а под тяжестью суммы технических проблем. При всей  кажущейся простоте идеи, она окажется слишком сложным в эксплуатации.

Здесь сразу бросается в глаза три сложности.

1)   Натрий. Точнее примеси в натрие. Дело в том, что в теплоносителе тех же БН количество примесей не должно превышать 5 10^-4. И это не случайно. Дело в том, что даже малое количество примесей резко увеличивает его коррозионную активность. Здесь же в теплоносителе накапливаются все обломки из зарядов. Сразу возникает подозрение, что проблема коррозии корпуса будет стоять очень остро.
2)   Выделение актиноидов и осколков из натрия. Сложная техническая задача, которая требует отдельного исследования. Пока это не умеют.
3)   Импульсные нагрузки на корпус. Это не очень хорошо. Появляется много вопросов к долговечности такой конструкции.

[anovikov]

Ну если на все вырастут цены в равной степени - это просто инфляция - никаких проблем. И рост цен вызовет увеличение выгоды от использования возобновляемой энергии, а соответственно ускорит процесс перехода на нее. Что мы собственно и имеем сейчас возможность наблюдать - если бы не была нефть по 100 баксов за баррель, возобновляемая энергетика не росла бы с такой скоростью и все еще пребывала в состоянии "альтернативной" как 5 лет назад.

[vsevolodson]

Значит подорожание энергии на  в два раза поднимет стоимость лопости не только потому что вы в два раза купили дороже энергию. Подорожает алюминий из которого вы делаете лопасть. Подорожают сопутствующие материалы. Вам придется заплатить работникам больше  чтобы компенсировать подорожание их личных энергозатрат. Подскочет аренда земли. Вырастет БУКВАЛЬНО ВСЕ ВАШИ ЗАТРАТЫ.
В лучшем случае вы вынуждены выйти на те же 200% повышения цены своей продукции. 
Но пока эта лопасть станет на ваш  ветряка, она наверняка станет золотой. Хотя стоимость энергии и этого вертряка поднялас, эта лопость никогда себя не окупит. И раньше она "окупала" себя едва-едва... А теперь эти времена в прошлом.

А всё потому что энергия - главная валюта везде и всегда...

[anovikov]

Но пока эта лопасть станет на ваш  ветряка, она наверняка станет золотой. Хотя стоимость энергии и этого вертряка поднялас, эта лопость никогда себя не окупит. И раньше она "окупала" себя едва-едва... А теперь эти времена в прошлом.

Не понимаю каким это образом, ведь очевидно что кроме энергии (прямой или косвенной), в себестоимости есть и другие компоненты. Так что конечный товар никогда не подорожает настолько же насколько и энергия, даже самый энергоемкий;

[alex_semenov]

Здесь будет большая загвоздка. Наиболее мощные бомбы повышают своё энерговыделение за счёт:
1) Деления нейтронами внешней оболочки из обеднённого урана.
2) Весьма плотно упаковываемого дейтерида лития.
(в порядке уменьшения вклада/важности)

Какая оболочка? Какой дейтерит лития? Там НИЧЕГО ЭТОГО НЕТ!
Там совсем другая схема бомбы.
Это не боевой заряд а именно специальный.

Видите ли, в снежинском кургане вряд ли можно производить взрывы мощнее 10-100 кТ. При этом, чем меньше энергия взрыва, тем меньше и выгорание. Фундаментально.

ЕЩЕ РАЗ (вы явно не поняли смысла сказанного мной) Нет разницы сколько там выгорело в каждом взрыве.  Эти материалы остаются внутри "кургана", оседают в озеро натрия и в процессе прокачки натрия как энергоносителя извлекаются из него. несгоревший дейтерий так как это газ, извлекается прокачкой атмосферы (что тоже предусмотрено, рассчитано, показано)..
Поэтому выгорает там 10% чего-то там или 0.1% - особой роли не играете. Все что не выгорело сейчас - выгорит потом.
Я дал вам ссылку на книгу. Читайте. Люди профессионально подошли к вопросу. И прежде чем оспаривать, напрягитесь понять их идею от начала до конца.

[AlexAV]

При высоком значении , бета это может оказаться вполне преемлемым.

Не приемлемо при любом значение бета.