5 декабря Ливерморская лаборатория получила выход энергии в термоядерной реакции на установке NIF и во всем мире начали горячо обсуждать скорую энергетическую революцию и конец проклятой углеводородной зависимости на планете.
На пресс-конференции министр энергетики США Дженнифер Гранхольм поздравила учёных и сказала, что открыт новый чистый источник энергии.
Кимберли Будил, директор Ливерморской оптимистично заявила, что этот эксперимент позволит сделать коммерциализацию термояда не через пять-шесть десятилетий, а раньше.
Мне очень интересно, на чем базируется такой оптимизм. Очень может быть, что я просто чего-то не понимаю. Изложу свои сомнения:
Чтобы было понятно, начну с начала. Извините, повторю некоторые пункты предыдущего поста,
Термоядерная реакция это слияние двух ядер изотопа водорода: дейтерия и трития, в результате чего получается ядро гелия и выход энергии.
На термоядерной реакции работает Солнце и водородная бомба.
Перспективы действительно огромные, так как дейтерия много в воде, ну, а тритий можно вырабатывать. То есть вся вода станет источником энергии. Это я запомнил ещё в школе в 1960-70х. Тогда много говорили о термояде и все ждали, что скоро на берегах морей и океанов заработают белые термоядерные станции, электричество станет бесплатным и наступит коммунизм. Во всем мире.
Для старта термоядерной реакции надо разогреть и сжать плазму - смесь дейтерия и трития до температуры и плотности выше определеных параметров и удержать так в течении некоторого времени. Если один из параметров меньше (например температура), значит должны быть больше два других (время и/или плотность).
Есть два пути:
- Магнитные ловушки. Плазму пытаются удерживать в магнитных ловушках типа ТОКАМАКов или Стеллараторов, либо
- Импульсный термояд. Вокруг большой сферы размешают много мощных лазеров, наполняют маленькую капсулу (несколько миллиметров) смесью дейтерия и трития, вбрасывают капсулу в центр сферы и одновременно бьют по ней из всех лазеров.
В центре сферы на капсуле возникают огромные температура и давление. Напоминаю, что у света есть давление. Капсула взрывается и в ней идёт термоядерная реакция. Фактически, это взрыв очень маленькой водородной бомбы. В «Ливерморском эксперименте» эквивалент взрыва составил 10 кг тротила. Как маленький артиллерийский снаряд.
На самом деле, на основе этого эксперимента нп построишь никакой электростанции:
- Во-первых, пишут, что закачали 2,1 МегаДжоуля (МДж), а получили 2,5 МДж, то есть на 20% больше. Но при этом умалчивают, что 2,1 МДж это только энергия, попавшая на капсулу. А ведь на работу всей установки было потрачено 500 МДж - в 250 раз больше. Разрыв настолько огромный, что преодолеть его нереально
- Вр-вторых. В установке NIF можно взрывать 2 (две) капсулы в день. Это, сами понимаете, ни о чем. Строить много таких установок? Она стоит 4 млрда$$! Увеличивать мощность лазеров? Лазеры Ливерморской одни из самых мощных на планете.
В-третьих. Сама передача наружу энергии, полученной в центре сферы будет очень непростой и с низким кпд.
Подводя итоги, я не вижу абсолютно никаких перспектив энергетики на основе лазерного термояда в обозримом будущем.
Кстати, следующей страной, где будет достигнута термоядерная реакция, скорее всего станет Россия. У нас уже практически готова установка УФЛ-2М аналогичная Ливерморской в Сарове (Арзамас-16). Тоже 192 лазера (совпадение?), только они в 1,5 раза мощнее и мощность, подводимая к мишени не 2,1 МДж, а 4,6 МДж. На сегодняшний день это самая мощная лазерная установка в мире.
В общем-то ожидаемо. СССР был лидером в области работ по лазерам и термояду.
Автором и лазера , и схемы имульсной накачки был академик Николай Геннадиевич Басов.
За работы начала 1950х, которые привели к созданию лазера, Басов с академиком Прохоровым и американцем Чарльзом Таунсом получили Нобелевскую премию.
А в 1961 Басов предложил схему «лазерного термояда», на котором и построена установка NIF Ливерморской лаборатории.
Символично, что успешный эксперимент в Ливерморе был сделан в 13 декабря, 14 декабря по московскому времени, как раз в 100- летнюю годовщину рождения Басова.
Наши начали строить УФЛ-2М в 1989 году. На 10 лет раньше Ливермора. Но начались веселые 90е, работы свернулись, возобновились…
Были хорошие шансы стать первыми. Не получилось (
Пишут, что есть реальное применение лазерного термояда - моделирование термоядерных взрывов для работ по водородной бомбе. Все страны мира, кроме КНДР, уже несколько десятков лет не проводят ядерных взрывов. Мораторий. Взрывы капсул в лазерной установке могут заменить ядерные испытания и помочь в совершенствовании ядерного оружия. Что можно усовершенствовать в водородной бомбе на основе данных взрыва маленькой капсулы - не понимаю. Ну, в этой области всё секретно, здесь я не очень в курсе.
Водородных микровзрывы на сегодняшний день это единственный теоретически возможный путь к звездам - звездолет Дайсона: водородные бомбочки взрываются в отражателе и звездолет летит.
Сейчас в обстановке строгой секретности нашими передовыми учёными ведётся напряжённая работа, чтобы догнать и обогнать американцев.
Всё как в добрые старые времена.
А в Штатах идет настоящий бум инвестиций в частные компании, специализирующиеся на исследованиях в области управляемого термояда. Наиболее известная Fusion Power. Уже сейчас в эти компании вложено около 5 млрдов$. Ожидается, что успешный ливерморский эксперимент подстегнёт денежный поток.
Это просто поразительно. Термоядом безрезультатно занимаются уже 70 лет, любой эксперт скажет, что в ближайшие пару десятилетий коммерческого применения наверняка не будет, но деньги в стартапы активно вкладывают.
Завидую американцам. Легко и непринуждённо вкладывают миллиарды в фантастические стартапы, которые если и выстрелят, то неизвестно когда. Иногда попадаются и откровенные кидки, типа анализатора крови Элизабет Холмс или водородного грузовика «Никола», но вообще выигрывают и впереди планеты всей.
Ждём, чем ответит Китай…
Подписаться на канал MobiusBlog
,