Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[AlexAV]

Если имеете в виду  лет через 100+ то там все прекрасно. Сланцевая нефть и газ по себестоимости добычи уже в 45-50 уе точно не закончатся

И откуда Вы это взяли? Рекомендую ознакомится вот с этой работой: http://www.postcarbon.org/wp-content/uploads/2014/10/Drilling-Deeper_FULL.pdf . Запасы нефти и газа низкопроницаемых коллекторов (что сейчас называют "сланцевым") на самом деле не так уж велики, и в глобальном масштабе картину меняют не очень сильно. Из них по 40-50$ ещё меньше.

Кроме сланцевого газа есть и гидрата метана.

Большая часть которого размазана тонким слоем по всему дну океану и совершенно не извлекаема. То что пытаются извлекать - это локально толстые слои в удобных геологических условиях, но от обще массы это копейки, которые мало что меняют в общем раскладе. Да и то получается не  слишком успешно, дебеты на экспериментальных скважинах очень невелики, как и достижимый коэффициент извлечения.

Ториевые реакторы никто не отменял, а его хватит на многие сотни лет.

Расшифруйте, что это за волшебные ториевые реакторы, у которых всё отлично. Торий имеет существенно более низкий нейтронный потенциал, чем уран, и замкнуть цикл воспроизводства делящихся изотопов на нём намного сложнее. Это-то и для урана при экономически оправданной глубине выгорания и действующих ограничениях МАГАТЭ  получается лишь на гране (и то если получается..., это пока теория не подтверждённая эксплуатацией, ни один действующий реактор это пока не продемонстрировал), да и то с извращениями (с заменой оксида на нитрид, что приходится делать не от хорошей жизни, радиационная стойкость нитрида ниже, его технология сложнее, да и после него ещё такую мерзкую дрянь как углерод-14 замучаешься выгребать). А у тория всё совсем кисло, скорее всего без дополнительной нейтронной подсветки баланс там вообще никогда не сойдётся. Интересный вариант для гибридных систем (т.к. даёт довольно высокие КВ в тепловом спектре, что позволяет использовать воду для охлаждения без возни с жидким металлом), но сам по себе его заставить работать крайней проблематично.

Вообще откуда взялся миф о волшебном тории - как-то не ясно совершенно. Из плюсов у него меньшая наработка малых актиноидов (что при работе в замкнутом цикле на самом деле не так существенно) и меньшая зависимость КВ от спектра нейтронов. Во всём остальном он хуже урана.

Да и угля хватит на пару сотен лет.

Уже через сто то что останется придётся добывать где-нибудь в Восточной Сибири и подобных регионах из километровых шахт с тонкими пластами. Дешёвый уголь закончится куда быстрее.

[AlexAV]

Просчитать нейтронный баланс в реакторе, это вполне себе рутинная задача. Практика от расчета здесь практически не отличается, поскольку физика полностью известна. Потому разговоры про то, сойдется баланс или не сойдется, просто не актуальны.

Чтобы это подсчитать нужна точная конструкция активной зоны, т.к. паразитное поглощение в конструкционных материалах и спектр нейтронов (от этой самой конструкции зависящий очень сильно) - одни из очень существенных факторов влияющих на ответ. А эта конструкция определяется не только из нейтронно-физических требований, но и теплофизических и механических. Причём многие вещи подсчитываются достаточно тяжело и обязательно требуют опытного подтверждения расчёта.

Для заданной конструкции,  конечно, чисто нейтронно-физические параметры считаются хорошо, вот только для тория ни одна из подтверждённых конструкций реактора при экономически оправданной глубине выгорания воспроизводства делящегося материала не обеспечивает. Причём нет особо никаких оснований считать, что данная проблема вообще разрешима (в расчётах воспроизводство достигается только жидкосолевой гомогенной активной зоной с извлечением осколков "на лету", в тепловом и промежуточном спектре осколки нейтронный баланс портят очень сильно даже при малых концентрация (т.е. малых глубинах выгорания), техническая же возможность реализации активной зоны такого типа очень проблематична (особенно в плане организации непрерывного выделения осколков) и уж точно как миними требует для своего подтверждения практики опытно-промышленной эксплуатации реактора такого типа, чего и близко нет).

[AlexAV]

В общем, давайте помолимся, чтобы у ядерщиков и термоядерщиков всё получилось.

Кстати у ядерной энергетики ещё одна функция помимо энергетической может быть, побочная, но в рассматриваемых условиях вероятно очень важная. Осколки деления - это вся центральная часть таблицы Менделеева, и эти элементы из ОЯТ можно извлечь. Причём даже современная ядерная энергетика (прямо скажем с весьма ограниченной генерацией по сравнению с общей потребностью в энергии) производит лёгкие платиновые металлы (рутений, родий, палладий) в количествах соизмеримых с их современной добычей (правда сейчас на практике их от туда не извлекают, но при необходимости это вполне возможно). При этом реакторный рутений и родий после сравнительно короткой выдержки (порядка 20-30 лет) не радиоактивны (у этих элементов просто нет долгоживущих радиоактивных изотопов). Реакторный палладий из-за присутствия Pd-107 c периодом полураспада 6,5 млн. лет правда слегка радиоактивен, но в силу низкой радиотоксичности Pd-107, очень низкой энергии распада (33 кэВ) и отсутствия гамма-излучения, такой палладий также вполне пригоден для технического применения.В больших количествах (из интересных редких элементов) там также содержатся рубидий (практически не радиоактивен т.к. нет долгоживущих радиоактивных изотопов, изотоп Rb-87 c периодом полураспада 49 млрд. лет не в счёт, он и в природном рубидии встречается), иттрий (после разумной выдержки лет 10 практически радиоактивен), серебро (слаборадиоктивно из-за примеси Ag-108m, активность реакторного серебра будет где-то на уровне природного урана, что совместимо с использованием в промышленности), теллур (послеразумной выдержки практически не радиоактивен).

[AlexAV]

жалко ж в землю закапывать. а вообще золото в электроннике неужели нечем заменить?..

Если перейти на чисто алюминиевые металлизации и контакты - то можно. Правда от  алюминиевых металлизацией в высокопроизводительной цифровой электронике отказались не просто так. Для техпроцессов тоньше 180 нм потери в алюминие становятся мало приемлемы и его приходится заменять медью, а использование меди в металлизациях обязательно требует также и применения золота.

Т.е. можно, но с сильной потерей качества электроники, про интеллектуальные системы и высокопроизводительные (по современным нормам) вычисления придётся забыть. Микросхемы уровня конца 90-х (что и соответствует техпроцессу 180 нм) этого уже не дадут. Хотя для многих задач и этого будет достаточно.

[AlexAV]

весьма интересно, но не будет ли извлечение слишком затратным? хотя ничего другого не останется...

Так  без замкнутого ядерного цикла у атомной энергетики в любом случае никакого будущего нет. А значит перерабатывать придётся по любому по крайней мере для извлечения не выгоревшего урана и делящихся изотопов (и именно они должны окупать основную часть затрат). А попутно можно и всё остальное извлекать, благо те же платиновые металлы от прочих элементов химически отличаются довольно сильно и селективно отделить их сравнительно легко.

где-то в этой теме AlexAV считал. выходит, что топлива именно для сельхоз техники нужно меньше, чем можно получить из отходов типа соломы и ботвы.

Все сельскохозяйственные организации России в сумме на все нужды потребляют 6,9 млн.т.у.т. нефтепродуктов = 4,8 млн.т. физических. При этом обрабатывается 79,3 млн. га. Т.е. на 1 га приходится около 75 кг  топлива, это на все нужды (по крайней мере в плане прямых затрат). Выход метана с тонны соломы, ботвы и прочего с/х мусора, который никому сейчас не нужен, в лучшем случае его запахивают в землю, в худшем (и весьма распространённом) - сжигают, около 150 м3 метана/т.  Соотношение массы зерна и соломы что-то около 1:1.2, т.е. при средней урожайности 24ц/га этой самой никому не нужно по большей части соломы образуется около 2.9т, что может дать  около 435 м3 метана (1м3 метана по энергетической ценности близок к 1 кг дизельного топлива). Если этот метан использовать как топливо для с/х техники (что технически вполне реализуемо), то даже не занимая дополнительных площадей, а используя только по сути малоценное не пищевое сырьё и отходы можно перекрыть прямые затраты топлива в с/х хозяйстве в несколько раз.   

[AlexAV]

Наглядный пример приведенный тут это СЭС "Нур 1" в Марокко. Там нет " тысячи тонн литиевых аккумуляторов.")) а хранят именно по 8 часов. Правда загадка?? ))

Расплав эвтектики солей для аккумуляции тепла. Вот только это применимо только на солнечно-термальных станциях. А вот с ними одна проблема - они не умеют использовать рассеянный свет, т.е. малейшая облачность сводит их эффективность к абсолютному нулю. В результате строить их можно только в условиях аридного климата с большим количеством солнечных дней в году, в областях с влажным климатом они будут весь год простаивать из-за облачности. А в засушливых районах живёт не так уж много людей (просто из-за не благоприятности условий для с/х), т.е. потребителя нет, транспортировать же энергию на большие расстояния достаточно дорого.

Кроме того реальная стоимость энергии от этих термальных станций мягко говоря не блестящая. Вот кстати тарифы в этой самой Марокканской системе Нур: http://www.one.org.ma/FR/pages/interne.asp?esp=1&id1=3&id2=113&id3=159&t2=1&t3=1.
Для промышленного потребителя выбирающего больше 6 кВт тариф 1,5276 драхм/кВтч = 15 ц/кВтч. Нет, с такими расценками счастливого коммунистического будущего не наступит. Только не очень весёлое и феодальное.

[AlexAV]

Который раз про KREEP-породы.
https://ru.wikipedia.org/wiki/KREEP

Легенду под картой посмотрите. Кроме нескольких локальных точек содержание тория везде меньше 12 ppm. Для сравнения его среднее содержание в гранитной щебёнке на которую асфальт кладут составляет 18 ppm, при этом никто в здравом уме гранитную щебёнку как ториевую руду не рассматривает.

P.S. Земная кора по меркам остальных тел солнечной системы уникально богата ураном и торием, однако даже земные граниты (самые богатые актиноидами магматические породы на земле) ими слишком бедны, чтобы их добыча оттуда имела смысл (известно по сути только одно заметное месторождение урана в магматических породах - Россинг в Намибии и то достаточно убогое в плане концентрации урана). Образование же богатых месторождений требует воды, а лучше ещё и биосферы (многие месторождения урана связаны с биогенными осадочными породами), а таких мест в солнечной системе немного. Уран и торий - это пожалуй наименее вероятные кандидаты для поиска месторождений вне земли из всей таблицы Менделеева.

[AlexAV]

А на атомных станциях такой способ применим? Скажем запасать энергию БН в теплоносителе второго контура.

Теплофизических ограничений нет. Т.е. соли всё равно что её греет, солнце или теплообменник первого контура. Кроме того тепловой режим термальной СЭС и реактора на жидкометаллическом теплоносителе близки. Т.е. для СЭС температура на выходе и на входе приблизительно 565/230, для реактора БН-800 (второй контур) 505/309, проектируемый Брест 540/420. Т.е. теоретически чисто по теплофизике можно даже те же материалы использовать.

Здесь есть правда одна серьёзная проблема. С безопасностью. Жидкий натрий при контакте с расплавом нитрата (в СЭС используют эвтектику NaNO3 + KNO3) взрывается. Поэтому использовать нитрат даже во втором контуре БН как-то страшно (а если в теплообменнике течь появится?). А вот в системе со свинцовом и свинцово-висмутовым теплоносителем (типа Бреста или СВБР) - наверно можно без особых проблем (свинец при контакте с расплавом нитрата лишь медленно окисляется до оксида без спецэффектов в виде возгорания и взрыва).

Ну или надо менять соль с эвтектики нитратов на что-то инертное. Скажем эвтектике KCl-MgCl2. У неё правда температура плавления выше (у нитратной - 221С, у хлоридной - 435С), при этом температура в контуре должна быть заведомо выше температуры плавления соли, а это значит нужно будет увеличивать температуру в реакторе выше текущей, что задача совсем не тривиальная (с ростом температуры быстро нарастают проблемы с коррозией). 

[AlexAV]

Это только один из способов, возможно выгоднее будет днем часть энергии направлять на электролиз водорода, а ночью его сжигать как в обычной газоТЭС. Думаю, что применять будут разные варианты.

Получение водорода - совершенно ужасный метод накопления энергия, страшно дорогой и неэффективный. Получение водорода из воды электролизом - процесс с КПД процентов 60%, КПД пара-газовых ТЭС - 60%. Итого вернётся только 36% затраченной энергии. Кроме того не надо забывать о капитальных затратах на производство водорода электролизом. В результате если ваш первичный источник даёт электроэнергию даже с себестоимостью 4 ц/кВтч (кстати не подскажите, где по такой цене её можно купить?, реальные тарифы в сетях с большим количеством ВИЭ (не считая ГЭС) существенно выше), то полученный водород будет иметь себестоимость уже 247$/1000 м3 (пользуюсь оценкой из Тарасов, Лотоцкий, 2006), это эквивалентно цене на природный газ 760$/1000 м3 (водород имеет меньшее энергосбережение на единицу объёма по сравнению с метаном). А себестоимость электричества из этого водорода из него уже порядка 15ц/кВтч не учитывая затрат на инфраструктуру хранения и транспортировки этого водорода.  Экономику энергетики такая аккумуляция будет ухудшать катастрофически.

То есть все эти карты и данные говорят только про наличие тория и урана на Луне

А в этом никто и не сомневался, вопрос не в наличие, а в количестве. Эти данные говорят, что кларк урана и тория на Луне существенно меньше, чем на Земле. Среднее содержание тория в земной коре - 12 ppm, урана - 2,4 ppm, в гранитах - больше среднего, в базальтах - меньше. На Луне, судя по полученным картам, эта величина в несколько раз ниже, что уже делает поиск месторождений малоперспективным.  Кроме того геохимия тория и тория достаточно хорошо известна. И известно, что механизмы миграции и накопления урана связаны с действием воды и кислорода. У тория - с выветриванием пород и переносом осадочного материала (он накапливается в тяжёлой фракции песков в составе устойчивых к выветриванию зёрен монацита и циркона). Работа этих механизмов миграции и обогащения на Луне с очевидностью невозможно, там просто не было никогда свободной воды в значимых количествах. Чисто магматические процессы богатых месторождений с высокими концентрациями тория и урана не дают. И уж тем более в условиях низкого по сравнению с земным их кларка.

Уран и торий кстати относится к элементам, которые в силу химических особенностей склонны к избирательному накоплению в верхней литосфере планеты, концентрация их в мантии и нижней литосфере существенно меньше, чем в верхнем слое коры.

Значит, вопрос про Луну как источник топлива для АЭС можно считать открытым до получения более точных данных по залежам топлива для АЭС в подповерхностных слоях Луны.

То что нам известно о геохимии урана и тория никаких оснований для оптимизма здесь не дают.

Шипотетически ядерное топливо должно быть на Меркурии, и по идее его там должно быть побольше чем на Земле.

С чего бы это? На земле уран и торий склонны накапливаться в сравнительно бедных железом кислых породах. А в богатых железом основных и ультраосновных их очень мало. Меркурий однозначно богаче железом по сравнению с Землёй, вероятнее всего его внешние слои сложены из богатых оливином пород близких к земным ультраосновным. А в породах такого типа накопления урана и тория как правило не происходит (скажем в богатых оливином дунитах урана в 1000 раз меньше, чем в гранитах). Помимо Земли накопления урана и тория вероятны на Венере (где есть указания на формирование гранитов, правда не ясно каким образом они дальше могут там формировать концентрированные месторождения, с другой стороны в плотной и горячей атмосфере Венеры возможно существую другие геохимические механизмы их миграции, которых нет на Земле), возможно на Марсе (там была жидкая вода), но на Марсе кларк урана и тория тоже видимо меньше, чем на Земле, поэтому в ограниченных количествах.

[AlexAV]

А как насчёт щелочных пород? В некоторых их типах содержание тория в несколько
раз выше чем в гранитах!

В большинстве ниже. Т.е. среднее содержание тория и урана по типам пород (Th/U г/т):
Ультраосновные: 0.005/0.003
Основные: 3/0.5
Средние: 7/0.00018
Кислые:18/3.5

Ещё как дают!
вам надо совершить минералогическую экскурсию на рудник Карнасурт в Ловозерских
Тундрах на Кольском. Там добывают Лопарит

Ну с этим левозёрским месторождением не всё так однозначно. Там установлена связь между накоплением тория и урана с органическими битумами в породе, которые данная формация также содержит в заметных количествах (http://earthpapers.net/mineralogiya-i-osobennosti-povedeniya-toriya-v-vysokoschelochnyh-porodah-lovozyorskogo-massiva). Т.е. накопление актиноидов там обусловлено не чисто магматическими, но и биогенными факторами, пусть и косвенно. Без биосферы такого типа месторождение не могло образоваться.

[AlexAV]

А вы не  различаете основные и щелочные породы? - в геохимии это совсем
не одно и тоже!

Различаю. Невнимательно прочитал.

Что касается щелочных пород, то с ростом содержания щелочных металлов (т.е. коэффициента агпаитности), содержание тория и урана растёт.



Сверху - для докембрейских пород, снизу - для фанерозойских.

Торий и редкие земли на руднике Карнасурт добывают с 1947 года , из лопаритовых
уртитов и малиньитов а не из битумов!

Безусловно. Однако большая часть минералов тория и урана (кроме лопаритов, которое формировались на магматической стадии) там сформировалась на поздепегматитовой стадии (если верить работе на которую была ссылка выше), где примесь органического вещества в породе существенно обуславливает перенос тория и урана в породе и обеспечивает их селективное накопление.

[AlexAV]

Во времена Курчатова плазма в миллион градусов считалась чудом света, сейчас даже студенты делают поливеллы на 100 миллионов.

После появления инжекторов нейтральных пучков - температура вообще не проблема. На первых токамаках низкие температуры были прежде всего из-за того, что использовался в основном омический нагрев, который при высоких температурах становится малоэффективен (плюс отчасти также и из-за неудачного материала первой стенки, которая сильно загрязняла плазму). Вот только инжекторы нейтральных пучков появились не вчера, а чуть ли не в середине 60-х, это мягко говоря совсем не новая технология. И всех проблем термоядерного реактора это никак не решает.

Основная проблема не нагрев (здесь уже десятилетия никаких особых проблем нет), а энергетическое время удержания. А здесь пока ни одна система что-то пригодное для промышленного реактора и близко не показала.

Бета (произведение температуры на плотность)

Бетой в литературе чаще называют отношение газодинамического к магнитному давлению... А произведение концентрации на время удержания - это параметр Лоусона. Бета определяется конструкцией ловушки и больше единицы в режиме удержания быть не может. Ловушки с этим параметром бета порядка единицы известны ещё как минимум с 80-х (скажем осесимметричные открытые и многосвязные с проводниками погруженными в плазму). Правда технические проблемы с ними связанные до сих по не преодолены (наибольшие успехи у осесимметричных открытых, довольно неплохие результаты получены скажем в группе Аникеева в Новосибирске, а по всем остальным направлениям здесь до реакторных параметров как до луны пешком).

Что касается парметра Лоусона, то он конечно вырос (для токамаков), вот только главным образом за счёт роста размера установок и невероятного роста их стоимости. В результате, если такая тенденция сохранится, в экономической окупаемости термоядерной энергетики есть большие сомнения.

Опять же в техническом плане нет особых сомнений в реализуемости D-T реактора (где к невероятной стоимости реактора добавляется быстрый износ в следствие воздействия большого потока быстрых нейтронов, недешёвая радиохимия трития и не вполне решённая проблема его воспроизводства, что ставит вопросов по его экономической целесообразности ещё больше). У D-D и He-3-D есть же фундаментальные нерешённые проблемы связанные с потерей энергии плазмой через излучение, которые просто увеличением времени удержания частиц не решаются. Возможно ли их решить в принципе не очень понятно, причём здесь есть скорее основания для негативного прогноза.

Серьёзно же про B-11-p может говорить или жулик или безграмотный в данной области человек. Давно и надёжно доказано, что даже в чистой B-11-p плазме (даже если полностью исключить проблему золы) мощность термоядерных реакций всегда ниже мощности тормозного излучения. Максимальные коэффициенты усиления мощности в этом случае (даже в идеальном случае!) недостаточны для замыкания цикла производства энергии.

обещает портативные протонно-борные реакторы на 5 мегаватт и вполне скромной цене:

Обещать можно всё что угодно. Вот только у товарищей нет ни одной публикации, где они объясняли бы как они собираются обходить вопрос с тормозным излучением (это вопрос не технический, а фундаментальный). Что уже вызывает вопросы к добросовестности этих обещаний (данная проблема общеизвестна). Кроме того, когда не продемонстрировав результат на более простых случаях (т.е. паре D-T) сразу раздают обещания не просто для более сложных, а попросту имеющих нерешённые фундаментальные проблемы, то такие сомнения становятся ещё сильнее.  

[AlexAV]

https://en.wikipedia.org/wiki/Beta_(plasma_physics)

Вы собственные ссылки читаете? Там написано именно то что я и сказал - отношение газодинамического давления к магнитному.

Для токамаков - их беда в низком давлении.

Точнее сравнительно малоэффективном использование давления поля, что кроме падения удельной мощности вызывает также и рост относительных потерь на синхротронное излучение (что в принципе для D-T не критично).
 

Также для токамаков, для лазерной обжимки это вообще не проблема.

Для любых магнитных систем. Инерционные - вопрос отдельный, но там практические достижения ещё меньше, чем в магнитном (если конечно речь не идёт об инициации драйвером в несколько килотонн, т.е. о термоядерном заряде).

ВНЕЗАПНО я как и многие другие термоядерщики считаю токамаки тупиковым направлением.

Для промышленной энергетики они действительно выглядят не слишком привлекательно. Слишком сложная конфигурация плюс не очень эффективное использование  давления магнитного поля. Проблема только в том, что убедительных экспериментальных подтверждений работы альтернатив не получено. И очень не факт, что когда они дорастут до масштаба когда они эти подтверждения смогут дать они будут выглядеть сколько-нибудь проще и дешевле.

Вообще экономическая окупаемость чисто термоядерной энергетики исходя из тех данных, которые у нас есть сегодня - большой вопрос. В этом смысле потенциал гибридных системы (синтез-деление) кажется больше.

Это было экспериментально опровергнуто еще Бруссардом

Позволю Вам не поверить. Ссылку на работу давайте.

Со своей стороны приведу график взятый из диссертации Чиркова (это же есть в его же статье Хвесюк В.И., Чирков А.Ю. Анализ топливных циклов для альтернативных термоядерных реакторов. — ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез, 2000, вып. 3, c. 28—35).



Коэффициент усиления мощности меньше 5 с замыкание цикла производства энергии не совместим (с учётом реального КПД оборудования и того, что вся эта энергия будет представлена мягким рентгеном). А больше 5 на боре нельзя получить даже теоретически (да даже превысить единицу можно лишь при селективной откачке "золы", что само по себе задача нетривиальная, нерешённая и не факт, что вообще имеющая удовлетворительное решение). На чём вопрос с бором можно закрывать.

[AlexAV]

Ну что могу сказать...
Это жулик от науки

Обвинять авторов на которых я сослался в научной не добросовестности нет никаких оснований. Кроме того их выводы в целом совпадают со всем массивом имеющихся работ. Но если не верите Чиркову, вот вам ссылка на работу Невинса:

W. M. Nevins A Review of Confinement Requirements for Advanced Fuels//Journal of Fusion Energy, Vol. 17, No. 1, 1998, P. 25

Там выводы те же (пожалуй даже более негативные). Теоретический предел коэффициента усиления мощности для B-11-p не может превышать 3 (что понятно, что с реактором естественно не совместимо).

[AlexAV]

Невинс это вообще случай клинический https://en.wikipedia.org/wiki/Polywell#Criticism

Ничего клинического не вижу. Модель в работе вполне вменяемая.

Вы здесь разбрасываетесь какими-то голословными утверждениями. Приведите в конце-концов хотя бы одну работу в приличном журнале, где обосновывалось бы, что в квазимаксвелловской бор-водородной  плазме плотность термоядерной мощности может быть выше плотности мощности тормозного излучения.

[AlexAV]

То, что Райдер и Невинс перепутали числитель со знаменателем, и правильно читается не "рентгеновские потери всегда будут на 20% больше энергии" а "потери всегда будут не менее 20% энергии" (причем эта рентгеновская энергия может быть конвертирована в электричество или фотоводород) это не клиника?

Где он перепутал?  Вот график потерь на тормозное и термоядерной мощности из его работы, ссылку на которую я приводил чуть выше:



Линия тормозного излучения для бора на нём всюду выше линии термоядерной мощности. Собственно вполне в соответствии с его выводами.

причем эта рентгеновская энергия может быть конвертирована в электричество или фотоводород

Ну и с каким реальным КПД?

[AlexAV]

Алекс, если я правильно понял - вы принципиально не хотите читать практические работы Бруссарда

Честно говоря посмотрел эти работы... Первое что не нашёл - так это публикаций в приличных изданиях, одни отчёты с трудами конференций, что как бы сразу ставит очень нехорошие вопросы относительно этих работ.

термоядерщиков имеют такую же репутацию как в российской науке имеет Резун

Это утверждение оставим на Вашей совести. Правда к нему неплохо было приложить список работ, где их выводы бы опровергались, что Вы почему то не сделали. Все известные мне их выводы подтверждают.

[AlexAV]

Алекс, если я правильно понял - вы принципиально не хотите читать практические работы Бруссарда викиссылки на которые я дал

По тормозному там тоже теоретическая работа. Причём, мягко говоря, невысокого уровня. Речь об этой (http://www.askmar.com/Fusion_files/EMC2%20Reports/EMC2-0891-04%201991%20Bremmstrahlung%20Radiation%20Losses.pdf).

Дочитал до этого:

In the region 0 < r < rc, both the ion density and the electron energy may be taken as constant.

Дальше как-то результатам модели доверять уже не получается. Она начисто игнорирует столкновительные процессы и связанные с ними явления максвеллизации энергетических спектров частиц. Причём  в действительности максвеллизация электронов идёт на временах существенно меньших, чем необходимо для протекания термоядерной реакции. Не будет там нигде локальных моноэнергетических спектров, если время удержания будет соразмерно с тем, которое требуется в соответствие с критерием Лоусена. Без учёта влияния столкновений на функции распределения частиц термоядерные процессы в немаксвелловской плазме рассматривать категорически нельзя. В общем с такой сомнительной моделью расчёты Бруссарда по тормозному излучению не стоят и ломанного гроша (по крайней мере в той их версии, которая приведена по ссылке выше).

[AlexAV]

Угу. Но я всё же больше рассчитываю на УТС - там потоки нейтронов куда как плотнее и нарабатываться изотопы должны в куда более заметных количествах. Не случайно у нас сейчас модернизируют Т-15 до гибридника.

Если сделают - будет очень неплохо. Вообще если от термоядерного направления вообще и будет какая-то польза, то наиболее вероятно именно в области гибридных реакторов и наработчиков изотопов. И вот здесь как раз торий и может быть весьма интересен, как в варианте тепловой подкритичекой зоны с равновесным соотношением тория и урана-233, так и при наработке урана-233 с протактинием-231 для классических реакторов (неплохая работа с анализом такого топливного цикла: http://vant.iterru.ru/vant_2014_2/1.pdf , там правда в качестве базового реактора рассматривается ВВЭР, но как топливо подпитки смесь урана-233 и протактиния-231 для реакторов на быстрых нейтронах с Кв~0.8 - 0.9, что достигается на MOX при достаточно высоком высокой степени выгорания без особых проблем, пожалуй даже более интересна).

Но здесь это, скорее, оффтоп ибо мы говорим о возможности цивилизации, способно вписаться в био- и геохимические циклы.

А наличие замкнутого ядерного цикла совсем не значит, что в геохимический цикл не придётся вписываться. Для ядерной энергетики нужен торий и/или уран. И их надо где-то брать. Даже если наладить добычу урана из морской воды, то в долгосрочной перспективе уровень его добычи от туда не будет больше его стока с речными водами туда. А этот сток что-то около 15 тыс.т./год (это что-то около 30 млрд.т.н.э. при полном использование в замкнутом цикле). Если выбирать половину этой величины, то полученного как раз приблизительно хватит на потребности в современном объёме, а вот на существенное их увеличение уже не очень. С торием аналогично (там таким возобновляемым источником являются пески, содержащие зёрна монацита и циркона), правда точные оценки скорости возобновления здесь не встречал, но маловероятно, что сильно большая цифра.

Жить так конечно будет куда веселее, чем без такого источника энергии, но общий принцип останется тем же. Т.е. геохимические циклы будут накладывать ограничения на объём экономики цивилизации и в эти лимиты придётся как-то вписываться. Бесконечного роста не получится и так. Возможно это и во благо, вариант ничем не ограниченной саранчи как долгосрочная стратегия хорошей альтернативой тоже не кажется.

[AlexAV]

А сравнить массу и энергию электронов и альфа-частиц вам в голову не приходило?

А то что плотность тормозного излучения определяется формой функции распределения электронов по энергии fe(E), аналогично как и плотность термоядерной мощности от распределения ионов fi(E) (особенно в случае резонансных реакций) Вы не знаете? А то что максвеллизация этих функций идёт за времена порядка времени электрон-электронного столкновения для электронов и ионно-ионного для ионов?

Использование  моноэнергетических функций (если такие определяются начальными условиями) ещё как-то можно оправдать на временах меньше



что однако ни с какими термоядерными перспективами не совместимо. А далее надо рассчитывать корректный вид функций распределения честно решая уравнения Власова со столкновительным членом Ландау. В большинстве случаев на временах необходимых для достижениях критерия Лоусена в областях достаточно плотной плазмы (где собственно и идёт основная часть энерговыделения и генерируется большая часть излучения) эти функции распределения в результате с достаточной точностью близки к максвелловским.

То как Бруссард считает тормозное излучение со скоростью термоядерных реакций  (т.е. с совершенно нереалистичными функциями распределения) не лезет вообще ни в какие ворота. Серьёзно относиться к этой халтуре как обоснованию возможности использования B-11-p не получается.