Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[AlexAV]

Теперь понятно почему вы так любите  авторов делающие ошибки школьного уровня (перепутать числитель со знаменателем)

Вы здесь разбрасываетесь многозначительными утверждениями не приводя никаких обоснований. Собственно там где для ответом достаточно указать список работ, где данные вопросы разобраны.

Если Вы говорите, что чья-то работа ошибочна - то обязаны либо перечислить конкретные ошибки и недостатки в модели, которые использует автор, или указать на работы иных авторов, где данный результат обсуждается и опровергается. Вы этого почему-то не делаете. Если вы делаете некоторое не очевидное всем утверждение - Вы обязаны указать откуда  оно взято или привести развёрнутое обоснование.

В частности не привели ни одного исследования, где бы обосновывалось, что в квазимаксвелловской случае возможно превышение термоядерной мощности над тормозным излучением для p-11B плазмы (очень, мягко говоря, странная модель Бруссард с явно нереалистичными и сильнонеравновесными функциями распределения - явно не о том).

Для коллекции кстати могу добавить ещё одну работу, где обосновывается невозможность этого. Т.е. работу Райдера: https://dspace.mit.edu/handle/1721.1/11412#files-area

Что-то вы как-то уж слишком свободно записываете всех критиков (причём везде критика весьма обоснованная и аргументирована лучше чем в работах за) во фрики. Список нефриков с их работами не приложите? А то уж Ваш подход очень напоминает не научный, а сектантский.

Когда несколько авторов независимо и используя чуть разные модели приходят к одному выводу их аргументы как минимум заслуживают детального анализа. И здесь Вы как минимум обязаны привести конкретные аргументы, что конкретно в их моделях неверно и где они допускают общую ошибку.

Только не обижайтесь если студенты собравшие дома поливеллы, натыкают вас носом в реальную нейтронметрию.

Н-да... Любимый аргумент распильщиков и жуликов всех мастей. Мне кажется существеннее, что здесь (конкретно с поливеллом) обещания раздают уже с конца 80-х (ну если считать от патента этого самого Бруссарда, высказана она была ещё раньше), т.е. уже почти тридцать лет. А результата что-то не видно.  А если идея нечего не дала за 10 лет, то скорее всего она не даст никогда.

[AlexAV]

Поэтому я считаю что бор гораздо перспективнее жечь либо в импульсных установках (лазерная обжимка или Z-пинч)

Нет. Я ещё понимаю какие-то надежды на ICF во всех его разновидностях, где функции распределения частиц могут сильно отличаться от максвелловских. Хотя и здесь аргументы весьма зыбкие. Т.е. такие функции распределения сильно не равновесны и будут быстро максвеллизироваться в результате столкновений частиц (плюс неравновесность функции распределения - источник свободной энергии для раскачки плазменных неустойчивостей, что ещё более может ускорить процесс), а для поддержания её неравновесного характера нужно тратить энергию. Скажем в работах Райдера (одна ссылка была дана выше, также можно посмотреть работу Todd H. Rider Fundamental limitations on plasma fusion systems not in thermodynamic equilibrium// Physics of Plasmas,  4, 1039 (1997)) обосновывается, что такое искусственное поддержание неравновесности в энергетическом плане обходится чрезвычайно дорого и с какими-то реакторными перспективами совместимо плохо.

Но в упомянутых системах никакой экстремальной неравновесности функций распределения нет и близко, спектры частиц (особенно в инерционных системах) близки к максвелловскому, где излучение для бора всегда больше, чем термоядерная мощность. Для оптически тонких мишений это вообще исключает возможность получения какого-то положительного выхода энергии. Для оптически толстых и непрозрачных для собственного излучения возможен режим горения в равновесие с собственным излучением. Вот только температура в таком режиме из-за вклада излучения в теплоёмкость не превышает нескольких кэВ, и горение бора при этом идёт на несколько порядков медленнее, чем в том же D-T (хотя даже для последней успехи сейчас очень ограниченные, если драйвер - не атомная бомба в несколько килотонн). Оптические радиусы и энергия, которая должна быть вложена в мишень в этом случае, должны быть соответственно выше. Обсуждать бороводородную бомбу гигатонного класса ещё можно, но вот возможность её осуществление в микромишени с лазерным драйвером или Z-пинчом выглядит совсем сомнительно.

[AlexAV]

Беляев в 2005 году получил на борной среде 10^3 альфа лазерной обжимкой.
По тем форумам Райдера которые вы приводили, реакция не должна была начаться и альфа-частиц должно было быть ровно ноль.

10^3 - это ни что. При воздействие интенсивного лазерного излучения на вещество всегда возникают небольшие популяции надтепловых частиц (ускоренных непосредственно электромагнитным полем лазерного излучения). Вот они и вызывают реакции. Собственно если вы пучком ускоренных протонов будите облучать твёрдую борную мишень там тоже будут рождаться альфа частицы. Вот только к термоядерному реактору это не имеет никакого отношения, получить так коэффициенты усиления мощности больше единицы физически невозможно. А температур необходимых для протекания термоядерных реакций с участием тепловых частиц (а только так можно надеяться получить положительный выход энергии) в тех экспериментах действительно и близко не было.

Дам кстати ссылку для интересующихся, чтобы было понятно о чём речь: http://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.72.026406

Ничего загадочного и уж тем более интересного для реакторного применения здесь не видно абсолютно. Обычное взаимодействие ускоренных нетепловых частиц с мишению, только механизм и способ ускорения слегка необычный.

Отношения Бруссарда с Райдером это классический пример комплекса Сальери - ученый неудачник начинает преследовать талантливого ученого.
Поскольку Бруссард работал на государственный заказ, Райдер называвший его алхимиком 21 века, добился государственной комиссии в которую вошел сам.

Аргументы Райдера носят общетеоретический и фундаментальных характер. И для их опровержения нужны малость иные аргументы, чем Вы привели выше. Это всё равно, что из того факта что КПД предсказывался скажем 30%, а получился 40% пытаться доказывать возможность вечного двигателя. Такое нарушение логики - также любимый приём разнородных жуликов кстати.

Если конечно кто-то изготовит устройство которое в оптически прозрачной плазме даст коэффициенты усиления мощности в бороводородной плазме больше 5, то это конечно стало бы железным аргументом. Вот уже более тридцати лет только обещают, что собственно склоняет к определенным нехорошим выводам.

[AlexAV]

Так доводы Райдера об электронном шуме были параллельно с Бруссардом опровергнуты Николя Креллом, который теоретически подтвердил что при любой конфигурации поливелла температура электронов никогда даже близко не подойдет к температуре ионов изза разницы в размерах и массе, о чем я говорил.

Вы работу Крелла вообще читали? Там получается плотное ядро с максвелловским распределением и электронов и ионов с немаксвелловской разреженной периферией. Причём очевидно, что основная часть термоядерной мощности и излучения будут генерироваться в этом плотном ядре (периферия важна только с точки зрения устойчивости такой конфигурации). Максвелловское распределение в ядре и бимаксвелловское на периферии, которые получаются у Крелла, ни разу не похожи на те моноэнергетические, которые берет Бруссард при расчёте излучения. В каком месте они опровергают Райдера по фундаментальным ограничением обусловленным тормозными потерями, торможением ионов на холодных электронах и работой на поддержание неравновесности как-то не ясно.

Если Вы согласны с результатами Крелла, то должны признать, что распределение по электронам и ионам в во внутренней части близко к максвелловскому (потому что в этой работе именно так и полагается, вся откланения от Максвелла - на периферии), что исключает возможность использования в такой системе бораводородной плазмы для генерации энергии с положительным выходом.

температура электронов никогда даже близко не подойдет к температуре ионов

А о торможение ионов на медленных холодных электронах Вы никогда не слышали? Проблема в том, что если электроны и ионы имеют распределения близкие к максвелловскому (пусть даже двухтемпературному, когда температуры ионов и электронов существенно не равны), то при любом выборе температуры ионов и электронов в бороводородной плазме термоядерная мощность всегда ниже или потерь на торможение ионов в холодном электронном газе или тормозных потерь энергии электронным газом. Т.е. в этом случае то что электроны холодные - не очень помогает (по крайней мере в том случае, если и электроны и ионы имеют максвелловское распределение пусть и с разными температурами).

[AlexAV]

(ядро - > +, но там реакция не идет, оно служит виртуальным катодом, рабочая зона + >

Открываем Крелла, на которого Вы сослались. Модельное распределение плотности у него получено в виде n=const в ядре и n~1/r^2 вне ядра. Плотность мощности приблизительно пропорциональна квадрату плотности. Из данных профилей очевидно, что основная мощность выделяется в ядре и его ближайших окрестностях. В этой области (согласно опять же той же работе) распределения частиц должны быть весьма близки к максвелловским.

Сильно неравновесные по распределению области получаются при таком профиле плотности мало существенными в энерговыделение. И это правильно. Более того, это вопрос фундаментальный. Время максвеллизации энергетических спектров частиц и для электронов и для ионов меньше времени необходимого для протекания термоядерной реакции. Область дающая существенный вклад в термоядерную мощность уже в силу этого в принципе не может иметь существенно не максвелловского распределения (при условие что мы надеемся удовлетворить критерий Лоусена, т.е. удерживаем частицы достаточно долго). Разреженные периферийные области при этом действительно могут иметь какое угодно распределение, но не область основного энерговыделения. 

зачем вы раз за разом говорите о максвеллизации?

Потому что это фундаментальный процесс в неравновесной плазме. "Расплывние" функций распределения - ключевой фактор в этих случаях, не учитывать его является грубейшей ошибкой (или как минимум требует развёрнутого и детального обоснования).

Именно поэтому Беляев как честный ученый провел параллельные тесты с моно-бором и дейтериево-борной средой (при дейтерий-борной реакции образуются нейтроны)
В первом случае альфа-частиц не было, во втором - тоже не было но были нейтроны

А для поля лазера различие между протонами и дейтронами - не радикальное. Группы неравновесных ускоренных дейтронов при облучение мишени содержащий дейтерий также естественно будут появляться. Данные эксперименты интересны, но очевидно к энергетическому термоядерному синтезу не имеют никакого отношения (при взаимодействие ускоренного пучка с холодной мишенью положительный выход энергии невозможен и механизм ускорения частиц здесь особой роли не играет).

[AlexAV]

опытам сиднейцев по термализации плазмы

Так у них плотности копеечные и время удержание микросекундное. Что там может термализоваться и когда?

Вот параметры из одной из их статей:



Увеличьте плотность на шесть порядков и время удержания порядка на четыре - и всё появится.

[AlexAV]

Расчеты Невинса сделаны для магнитного удержания, для какого либо другого вида термояда они не подходят.

Приведённые там данные по тормозному излучению надёжно хоронят любую схему бороводородного синтеза с оптически прозрачной плазмой (соответствующие аргументы более подробно и детально рассмотрены у Райдера).

Единственный вариант, который позволяет обойти это ограничение - протекание процесса в оптически плотной плазме непрозрачной для собственного излучения. Т.е. в термоядерной бомбе (с учётом очень малой скорости горения бора в том диапазоне температур, который возможен в таком режиме - сверхвысокой мощности).

Если неверите - дайте мне экспериментальные доказательства обратного

Не очень понятно, что Вы здесь понимаете  под экспериментальными доказательствами. Экспериментальным опровержение доводов Райдера, Невинса и прочих был бы бор-водородный реактор c оптически прозрачной плазмой с коэффициентом усиления мощности выше данного теорией ограничения (т.е. по крайней мере 3). Ничего подобного сделать пока никому не удалось (несмотря что обещания время от времени раздаются от разных товарищей уже лет тридцать как минимум).

Вообще если имеется вывод из кинетической теории (в справедливости которой никто не сомневается) с достаточно надёжно установленными сечениями процессов, то обычно он справедлив. И экспериментальные опровержения неплохо бы предоставлять несогласным с ним (ещё раз повторяю, таким опровержением будет реализованный в железе реактор на бороводороде с коэффициентом усиление мощности превосходящим по крайней мере 3).

[AlexAV]

Так вам же дали ссылку на эксперимент сиднейцев, где холодные электроны поглощают тормозное излучение.

Вы написали откровенный бред. Нет этого ни в одной из их работ. Да и быть не может, поскольку это физически невозможно в тех условиях.

Реактор данного типа с активной зоной 2 метра будет иметь полезную мощность 100 мвт на протонно-борной смеси

И где этот реактор находится? Правильный ответ - его в природе не существует. А если это кто-то обещает (и берёт деньги под это) - это 99,999% жулики. Попросту если они знают как построить это - то уж показать демонстратор на дейтерии-тритии с коэффициентом усиления мощности 1 - должно быть вообще элементарно и стоить копейки (там требования на несколько порядков ниже). Вот только ничего они показать не могут. А раздача несбыточных обещаний с таким перескоком через необходимые этапы проверки схемы (особенно когда есть весомые теоретические аргументы против неё) - вернейший признак интеллектуальной недобросовестности (если двигатель - так вечны, если лекарство - то от всех болезней, если ТЯ-синтез - так B-11-p ).

Эти умозрительные расчеты не имеют под собой никаких экспериментальных доказательств.

Вообще-то в этой области существует достаточно точная и хорошо теория, которая позволяет во многих случаях делать достоверные предсказания на кончике пера. Вы мне сейчас напоминаете альтернативщика опровергающего СТО.

Хоть раз за беседу потрудитесь и посчитайте - какие результаты должны быть у сиднейцев по теории Райдера, и какие получились  на практике.

Какие именно? Укажите на конкретный эксперимент, который Вы имеете ввиду. Известные мне их публикации относятся к области весьма разреженной плазмы с очень малыми временами удержания частиц, крайне далёкими от термоядерных параметров. К этим работам никаких претензий у меня нет за исключением того, что экстраполяция этих результатов в область параметров пригодных для реактора - глубоко некорректна (факторы малосущественные при их плотности и временах становятся ключевыми при росте плотности и времён удержания, речь в частности о столкновительной эволюции функций распределения частиц).

[AlexAV]

Немного оптимизма в тему.

В этом году началось строительство реактора БРЕСТ-300-ОД (наконец-то, проект довольно долго был чисто бумажным). Машина весьма интересная. Вот здесь кое-что о нем: http://www.lib.tpu.ru/fulltext/c/2014/C86/V2/050.pdf

Самое существенное - это реализация идеи (если не ошибаюсь впервые высказанной Л.П. Феоктистовым) о равновесной активной зоне с очень малым запасом реактивности и КВ > 1. Это даёт два очень существенных плюса. Первый - физическая невозможность нештатного разгона реактора на мгновенных нейтронных. Второй - возможность работы реактора в режиме "самоеда", т.е. с подпиткой в замкнутом цикле только низко обогащённым или природным ураном (если здесь расчёты подтвердятся, то это будет первым в мире реактором, способных полностью использовать уран-238, т.е. делящиеся изотопы будут нужны только для начальной загрузки, быстрые натриевые это не обеспечивают).

Реактор имеет непроверенные технические решения (это и свинцовый теплоноситель и нитридное топливо, которое здесь принципиально, оксидное не обладает достаточной стойкостью к жидкому свинцу и имеет слишком малую плотность, что неприемлемо с точки зрения безопасности (оксидное топливо плавает в жидком свинце, а должно тонуть), самый спорный момент - пристанционный топливный цикл), поэтому вопрос его экономики пока весьма дискуссионный (сторонники утверждают, что после перехода в серию БРЕСТ-1200 должен получиться раза в полтора дешевле ВВЭР, противники - что раза в два дороже), однако если экономически параметры получатся приемлемыми, то это будет крупным достижением.   

[AlexAV]

что человеческий труд исключить полностью невозможно.

А зачем его исключать? Вот это как раз то что в этой ситуации подорожает меньше всего. Скорее можно предположить, что будет обратное движение в сторону снижение автоматизации, попросту качественные материалы для этих машин и автоматов будут становиться в дороже и малодоступнее.

будут больше по площади, чем СЭС + электролизёры + хим. комбинат.

Смотреть надо не по площади, а по стоимости. Себестоимость гектара посевов меньше стоимости 1 м2 солнечных батарей.

[AlexAV]

алюминием, стеклом и нержавейкой.

Стекло - скорее всего. А вот нержавейка... для неё хром нужен, а это будет существенной проблемой. С алюминием тоже не так просто. Чистый алюминий имеет плохие механические свойства, силумины и сплавы системы алюминий-магний тоже далеко не для всякого применения годятся (опять же из-за совсем не выдающихся механических свойств). А качественные алюминиевые сплавы - то не только алюминий, но и лигатура, чаще всего цинк и медь, а вот с ними будут проблемы.

Всё же думаю углеродистая сталь и чугун так и останутся базовыми металлами, нет у них на планет земля конкурентов с соизмеримыми механическими свойствами при сопоставимой распространённости в земной коре. Все же железо - один из самых распространённых металлов, уступая только алюминию. Что ещё важнее, для получения сплавов с хорошими механическими свойствами железу достаточно легирования углеродом, т.е. нет такой острой необходимости в редких элементах. Так что не думаю, что простую углеродистую стать кто-то сможет потеснить на олимпе главного металла человечества.

Другой вопрос, что из-за подражания железа может сократиться область применения железобетона, придётся чаще вспоминать в строительстве кирпич, а то и дерево.

[AlexAV]

Вообще, я смотрю, многие люди просто не понимают! Вот не понимают, и всё!!!  Что это общество будет отличаться от нашего примерно как наше - от доиндустриального. Причём буквально во всём! Главное требование - долговечность! Длинный жизненный цикл.

Долговечность - да. Но до разумного предела. Скажем нет никакого смысла заменять трубу из углеродистой стали на трубу из нержавеки, если железо у тебя под ногами и относительно доступно, а хром по цене золота. Долговечность ценна не долговечностью самой по себе, а снижением общих затрат. Менее долговечный предмет из доступного материала может быть предпочтительнее более долговечному из редкого.

Вообще если формулировать общие требования к базовой системе хозяйствования в описываемых условиях, то я бы сформулировал их так:

1) Отсутствие жизненной потребности в редких элементах. Т.е. для поддержания фундамента хозяйства должно быть достаточно кремния, алюминия, железа, кальция, магния, натрия, калия, углерода, водорода, кислорода, азота (и других атмосферных газов), серы, хлора, брома. И всё. Только эти элементы доступны на планете Земля практически неограниченно (хотя и совсем не бесплатно). Отдельный пункт - фосфор. Жизнь без него невозможна и при этом он не слишком распространённый элемент (хотя и не особо редкий). Что здесь делать - надо думать.

2) Низкая себестоимость базовой энергетики. Это очень важный пункт, о котором часто забывают. Но энергетика обязана быть дешевой, по стоимости сравнимой с современными ценами на ископаемое топливо, иначе всё просто развалится.

3) Снижение внутренних издержек. Инфраструктура, обеспечивающая базовое хозяйство должна быть по возможности простой и дешевой.

Какая-нибудь трансконтинентальная сверхпроводящая магистраль - это красиво, но по сути есть зло. Такая инфраструктура очень дорогая и требует дорогостоящего обслуживания, по сути пожирая ресурсы общества. Что ещё хуже - она неустойчива, любой социально-политический кризис с разрывом региональных связей способен отправить цивилизацию слишком опирающуюся на нею в тотальный и необратимый коллапс.  А такой кризис в любом случае случится, здесь не надо задавать будет ли, а только когда. Инфраструктура должна быть разумно минималистична.

Производство энергии, продовольствия, промышленных товаров и их потребление должно быть в одном месте c оптимизацией транспорта (это даст и снижение издержек и повышение общей устойчивости хозяйства).

Наилучшим образом в качестве базы удовлетворяющей эти критериям подходит совсем не СЭС в пустыне (солнца там конечно много, но во-первых всё же эта энергия совсем не такая дешевая, и что важнее, там кроме этого солнца ничего нет, т.е. отсутствуют другие факторы для промышленности и цивилизации, т.е. надо или энергию перебрасывать на гигантские расстояния или всё остальное, в любом случае общие издержки это увеличит очень сильно), а скорее то чем человечество занималось с неолита - продукты сельского хозяйства. Из имеющихся вариантов скорее всего дрова (культивирование лесокультур) и биометан (в который может быть переработана люба биомасса). Всё таки в части экономики растения являются самым дешёвым способом использования солнечной энергии, кроме того такая энергия достаточно легко (в отличие от электрической) сохраняется с очень умеренными затратами. Опять же здесь нет зависимости от редких элементов (чтобы построить трактор хватит углеродистой стали и чугуна, хотя можно даже без трактора:)). Какое-нибудь высокопродуктивное местное растение вроде борщевика сосновского для московского региона может таким образом дать до 9 тыс. м3 (80 т/га урожай зелёной массы и выход метана около 112 м3/т) чистого метана с гектара. Фактически это значит, что 0.5 га на человека под энергетические культуры достаточно для производства энергии в объёме обеспечивающим поддержание индустриальной цивилизации (современное потребление первичной энергии в России - 4.7 т.н.э./чел), а 1 га на человека должно хватить с запасом на всё (и продовольствие и энергию).

Единственная проблема - такая энергия не очень удобна для транспортировки. Потреблять лучше там же где и произвёл (грязный газ под исходно низким давлением от малых установок при транспортировке на большие расстояния затратен как по энергии так и по стоимости инфраструктуры). Поэтому у меня вырисовывается такая картина. Население и промышленность в основном размещено в экваториальном, субтропическом и умеренном поясе благоприятном для земледелия (т.е. там где и было всегда). Большая часть в малых городах относительно равномерно рассредоточенных по территории (биомасса ресурс рассеянный и что его эффективно потреблять население тоже должно быть рассеянно по территории, мегаполисы для такой хозяйственной базы форма негодная). Большинство потребностей население обеспечивается локальной промышленностью, т.е. кирпичи через половину материка никто не возит. Крупномасштабная торговля и разделения труда важно только для производства технически сложных изделий, но объёмы перевозок на большие расстояния при этом не слишком велики. Как-то так.

Естественно такая картина возможна только при сохранение высокопродуктивного сельского хозяйства. Фундаментальной проблемой здесь является только фосфор, но это весьма сложная проблема...

[AlexAV]

Посмотрим, технология слишком соблазнительна, а жидкого водорода у нас будет навалом.

Большинство ВТСП ещё и редких элементов требует, да и со сплавами для криогеники будут проблемы, большинство криогенных сталей - высоколегированные с большим содержанием никеля, не уверен что с криогеникой вообще будет хорошо, попросту качественные сплавы особенно для механически-напряжённых узлов будут в дефиците. Из гвоздевого железа криогенный компрессор не сделать.

А офисы, административные здания?

А чем офис принципиально отличается от жилого дома? Кирпич и дерево для его постройки вполне годится.

сталь, хотя и очень хорошая.

Как минимум камера ЖРД не просто сталь, а аустенитная с содержанием никеля процентов тридцать.

[AlexAV]

скорее всего нерентабельна.

Точнее вообще невозможно . В силу закона сохранения энергии и барионного числа. Если вы столкнёте два протона высоких энергий то после того как распадутся и аннигилируют все вторичные частицы (ну те которые могут) у Вас в остатке останется те же два протона (т.е. барионое число сохраняется ) плюс какое-то количество фотонов и нейтрино. Очевидно, что энергия образующихся при этом фотонов и нейтрино никак не может быть больше суммы кинетических энергий протонов в СЦМ, просто в силу закона сохранения энергии. Сколько энергии в протоны вложил, ровно столько же и получил, но уже в виде фотонов, нейтрино (плюс остаточная кинетическая энергия тех же двух протонов).

Вот если бы барионное число не сохранялось бы - тогда другой разговор, там были бы варианты. Но по крайней мере в области низких энергий (а эту область на самом деле входит всё, что вообще когда-либо было получено на земле, включая LHC ) барионное число сохраняется с огромной точностью (отклонения от закона его сохранения никогда не наблюдались).   

[AlexAV]

Вы имеете ввиду "кучу" нейтрино и антинейтрино ?

Именно так. Естественно равная смесь нейтрино и антинейтрино (хотя с точки зрения энергетического приложения различие между ними невелико, те и другие в равной мере бесполезно разлетятся ). Лептонное число тоже конечно же сохраняется.

[AlexAV]

Ещё можно подумать над стеклом и керамикой.

Можно предположить, что использование стекла, керамики, каменного литья по мере удорожания металла будет сильно расширяться. Их стоимость вероятно будет расти лишь пропорционально стоимости энергии (само сырьё для их изготовления весьма доступно и его запасы практически неограниченны), а металлы - значительно быстрее (даже те которые в земной коре весьма распространены вроде алюминия и железа).

А это возможно? Чем заменить медь? Чем заменить олово? Чем заменить платину?

Так ведь до двадцатого века человечества для удовлетворения базовых потребностей ничего кроме железа, древесины и плодородных земель было по сути не нужно. Жить человек без всего этого (и даже поддерживать некую форму индустриального общества, главные достижения индустриальной эпохи - тепловую машину (паровую или ДВС), электрогенератор и электродвигатель можно построить только из углеродистой стали, чугуна и алюминия) вполне может, хотя и со значительным снижением технологического уровня.

Просто техника, где всё это незаменимо, будет становиться всё дороже, а потом начнёт исчезать по крайней мере из гражданского сектора. А те небольшие объёмы редких элементов которые будут всё же доступны будут практически целиком уходить в военный сектор (там немного иные представления о приемлемой стоимости ).

Существенных фактором здесь является то, что при росте стоимости материалов будет расти цена и падать серийность (из-за падения спроса), что будет увеличивать себестоимость намного быстрее роста стоимости и доступности материалов. Такой обратный эффект масштаба в процессе уничтожения соответствующих отраслей техники будет играть чуть ли не большую роль, чем собственно рост доступности критических ресурсов. Останутся малосерийное и штучное производство для военных и спецприменения, а потребность в этих редких элементах совсем ничтожной. А со временем высока вероятность, что исчезнет даже такое (те области знаний и технологии которые не связаны с базовым жизнеобеспечением обычно нестойки и достаточно легко теряются).

, задача "расщепления" горных пород по элементам никуда не денется.

Вполне может деться. Просто применение хайтека их использующих станет дорогим и непрактичным. И человечество от него просто откажется. Тратить заметную часть ресурсов на воспроизводство хайтека (в том числе добычу редких элементов для него) имеет смысл только лишь в том случае, если этот хайтек позволяет сэкономить/ дополнительно получить больше ресурсов, чем он стоит сам. Как только это соотношение нарушится - отказ от его поддержки станет вполне разумным решением, т.к. дальнейшее её поддержание будет не давать преимущества, а, наоборот, будет становиться неподъёмной ношей.

Техника существует для человека, а не человек для техники.

Будут цивилизации-континенты, максимально автономные.

Это всё ещё слишком большие кластеры и их слишком мало. Вероятность, что все упадут одновременно в этом случае ещё заметно отличается от нуля. Вероятность такого события с увеличением числа меняется приблизительно как exp(-N). Если N~10 то вероятность такого стечения ещё достаточна заметна. Если же N~100 - такое событие становится практически невозможным. Для устойчивости кластеров должно быть достаточно много.

http://tnenergy.livejournal.com/36426.html
Вот такая задница!

Честно говоря не понял как получена цифра 2-6 ТВт год для биомассы. Посмотрел работу на которую ссылка под рисунком (http://www.asrc.albany.edu/people/faculty/perez/Kit/pdf/a-fundamental-look-at%20the-planetary-energy-reserves.pdf). Там конкретные аргументы не расшифровано, но даны ссылки на две работы. Первую я не нашёл, а  во второй говорится следующее:

The energetic magnitude of world primary production, estimated as 6.9 X 10¹⁷
kcal/year by Lieth (1973, Chapter 10), much exceeds that of any of the works
of man. Man's total use of fossil fuels and other industrial energy in 1970 was
4.7 X 10¹⁶ kcal/year (Cook, 1971), hence,....., 7% of net production and 3.5%
of the gross primary production that supports the world's life. The recent
doubling time for world consumption of industrial energy has been approximately
10 years, a rate of increase that is taxing presently available energy
resources (Hubbert, 1969, 1971; Cook, 1972) and that suggests a formidable
and accelerating rate of release of heat and materials from industry into
environment.

Т.е. полный прирост биомассы на Земле 6.9 10¹⁷ ккал/год = 91.9 ТВт год. Это в 15 раз больше, чем показано на рисунке. Понятно, что полностью использовать этот потенциал невозможно в принципе, однако оценка, что человек может использовать лишь 2%-7% первичного прироста кажется избыточно пессимистичной. 10%-20% кажется более правдоподобной, даже консервативной. А это уже 9 - 18 ТВт год.

Энергии биомассы достаточно много, если конечно понять как её взять.    

Короче, Ваши предложения мне кажутся лишь способом продлить агонию, не более того.

Точка равновесия будет даже в достаточно пессимистичным варианте. В 1900 году на земле жило порядка 2 млрд. чел. Для поддержания индустриальной цивилизации заведомо достаточно 3 т.н.э./чел. в год. Т.е. 6 млрд. т. н. э. (= 8.4 ТВт год) сравнительно дешёвой энергии хватит для населения заведомо достаточного для поддержания цивилизации на уровне начала 20-го века. Приливной + гидро- + биоэнергетики на это заведомо достаточно даже при очень консервативных оценках доступных ресурсов.

[AlexAV]

Свежая работа по EROEI солнечной энергетики (Ferruccio Ferroni, Robert J. Hopkirk Energy Return on Energy Invested (ERoEI) for photovoltaic solar systems in regions of moderate insolation//Energy Policy 94 (2016) 336–344). В отличие от ряда более ранних авторы попытались учесть не только прямые затраты энергии в цикле производства, но и косвенные.

Вывод получается закономерным (т.е. вполне сообразным реальной экономической стоимости). Солнечная энергия в условиях  Германии (при расчётах они анализировали условия в этом регионе) энергетически не окупается, её EROEI~0.8.

[AlexAV]

Я бы на дешёвую энергию особо не рассчитывал.

При определённой стоимости данная деятельность просто будет превращаться в обезьяний труд, когда весь продукт просто будет уходить на поддержание такой энергетики и инфраструктуры её обеспечивающей (EROEI и экономическая стоимость вещи ведь весьма тесно связанные, за экономической ценой стоят вполне реальные ресурсы и труд). И если энергетика не будет укладываться в переделённые рамки стоимости, то её полезность  станет отрицательной, усилия и ресурсы, которые будут требоваться для её поддержания не будут окупаться создаваемым с её помощью продуктом. Источники со стоимостью выше данной границы вообще рассматривать смысла нет (кроме как для узкого специализированного использования, но ни в коем случае ни как основу цивилизации). А реальное положение этого порога не так уж далеко от текущей стоимости углеводородов (по многим месторождениям нефти EROEI и так уже порядка 5, что уже приближается к разумному пределу, у газа и нефти выше, что нас собственно пока и спасает).

Может, ещё реакторы-размножители на уране и тории однако, это надо ещё доказать.

Это самый интересный вопрос. Т.е. реальная стоимость ядерной энергетики с замкнутым циклом. От ответа на него собственно наиболее вероятный сценарий и будет зависеть.

Если же и ядерная энергия окажется слишком дорогой... Тогда уж нам точно уже ничего не поможет, вариантов кроме "условного 19-го века" (или даже ещё ниже) по сути и не останется.

[AlexAV]

Ну, я лично допускаю возврат к биотопливу и ручному труду. Но это будет коллапс цивилизации, тут не нужно тешить себя иллюзиями. А мы, вроде, думаем, как её сохранить в мире без полезных ископаемых, не так ли?

Так то что получится - тоже будет цивилизацией. Кстати скорее всего не с таким уж низким уровнем организации, ниже чем в 20-м  - 21-м веке, но скорее всего выше, чем на протяжение большей части истории человечества (одно наличие электричества по сравнению с историческим средневековьем даст гигантские преимущества, даже если единственным приводом к генератору будет водяное колесо).

Цивилизации в широком смысле исчезнуть пока существует H. Sapiens достаточно сложно, для этого придётся откатываться даже не в средневековье (где цивилизация была), а сразу в палеолит.

[AlexAV]

PS Однозначно, те кто это строил были не инками, они были вообще не примитивными в технологическом плане индейцами.

Мы просто сейчас склонны сильно недооценивать возможности и интеллект человека неолита. В действительности же даже с помощью простых инструментов при достаточных знаниях, умение и времени можно сделать весьма многое. А в неолите с камнем умели работать хорошо...

Комментарий модератора раздела

Вообще вопросы техники строительства в древних обществах лучше обсуждать в другой теме, к вопросу энергетики, ресурсов и будущего цивилизации он имеет достаточно отдалённое отношение.