Главная  Взрывная дейтериевая энергетика 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 [ 85 ] 86 87 88 89 90


актор содержит всего -232, даже государст-

I виде двух собранных [ в стране, эксплуати-бы слишком сложной гоплива с ураном-232 то равно массе плуто-ь не менее 100 актив-метно.

работать также чис-!актора придется во-I нейтронов способен (одится ~5 кг нейтро-зонов, можно нарабо-)ре за год. Используя DB, можно наработать ДМ, эквивалентного -100 реакторов ВЯЭ. ане-238, облучаемом le облучения в более

юти получения плуто-дка снижения эффек-зора: тратить средства [ электричества.

юй, смогла в сороко-энергозаряда - клю-!дены до такого уров-толучить не удастся: ютрукции к нему на-[ зарядов бьш сделан ставлена фотография 0-е годы. Эта конст-- ВНИИТФ.) В слезных зарядов быстро о значимости задач, эших усилий.

Ядерная наука и технология в этом не одиноки. В энергетике снижение потерь или увеличение КПД на 1 % справедливо считается крупным научно-техническим достижением. Но что это дает в условиях ограниченности ресурсов при среднегодовом приросте населения на тот же 1 %? Ничего, кроме демонстрации возможностей технического прогресса. Если проанализировать, в чем прогресс, то окажется, что в громадном объеме и изощренности знаний, но не в повышении энерговооруженности.


Рис. 8.11. Чистый заряд-прототип энергозаряда для КВС

Используя доводы экологов и в первую очередь Римского клуба, мы попытались убедить читателя в том, что рост энерговооруженности для современного мира является приоритетной задачей, не менее значимой, чем резкое повышение обороноспособности для России сороковых - пятидесятых годов. Надежду на такой рост дает концепция КВС, хотя и выходящая за рамки традиционных решений, но достаточно реалистичная, экономичная и экологичная. :

Если согласиться с этими доводами, то решать проблему КВС нужно с той же быстротой и настойчивостью, с которой создавалось ядерное оружие.

Выше мы остановились на политических препятствиях развитию КВС-энергетики. Но политики вынуждены опираться на мнение ученых, которое, к сожалению, не всегда объективно. Многие из них убеждены в приоритете научных знаний над их практическим применением. Признающим этот приоритет трудно согласиться с таким ненаукоемким решением, как КВС. В зависимости от степени убежденности в приоритете научных знаний они будут предлагать те или иные альтернативы КВС.



Прежде чем предложить простую пробу КВС-энергетики - экспериментальный КВСЭ, остановимся на одной из подобных альтернатив, часто упоминаемой и общественными деятелями, и политиками, и учеными. Затем попытаемся показать, что уточнение знаний о физических процессах в КВС может быть завершено и после ввода КВСЭ в эксплуатацию, подобно тому, как это произошло с ядерными боеприпасами.

8.9.2. Термояд и энергозаряд

У авторов не было единой точки зрения, стоит ли останавливать внимание на том, чего нет и долго еще не будет - управляемом термоядерном синтезе (УТС).

Термин этот вошел в обиход в 1950х годах вскоре после того, как в Советском Союзе и США была получена энергия синтеза во взрывных устройствах, названных термоядерными, или водородными, бомбами.

Вторая половина XX века будет веком термоядерной энергии , - писал И.В. Курчатов в Правде 27 февраля 1958 года. В конце статьи была и важная для нас фраза: Трудно ждать полной откровенности между учеными разных стран, занятых исследованиями управляемых термоядерных реакций, пока не запрещено атомное и водородное оружие .

Идея некоего, отличного от уже пройденного оружейного , пути овладения энергией синтеза ядер дейтерия была выдвинута людьми, уже реализовавшими термоядерные реакции в бомбах. В 1950 году академики А.Д. Сахаров и И.Е. Тамм предложили первую модель магнитного термоядерного реактора , - сообщалось в той же статье И.В. Курчатова.

Несколько раньше в Успехах физических наук появилась обзорная статья академика Л.А. Арцимовича, в которой он предложил условную границу действительной термоядерности синтеза установить на уровне 10 реакций. Если это

ДТ-реакции, то они сопровождались бы выходом 10 нейтронов и энерговыделением 28 МДж или 7 кг т. э. Такой небольшой термоядерный взрыв уже не мог быть осуществлен, например, за счет ускорительных механизмов разгона изотопов водорода. В то время при мощных электрических разрядах в дейтериевой плазме, ставивших целью получить термояд, регистрировались выходы нейтронов на уровне всего 10 реакций. В небольших ускорительных трубках с ионами дейтерия и тритиевой мишенью наблюдались существенно большие выходы нейтронов.

Вероятно, под впечатлением быстроты, с которой бьш достигнут выход термоядерных реакций 10 в бомбах, разница в 13 порядков между достигнутым

(10) и необходимым (10) не казалась очень большой. Термин управляемый был дан тому, что пока не управлялось. Точнее было бы такой синтез назвать маломощным. Сегодня удалось достигнуть выходов реакций ю' (0,1 г т. э.).

Из-за малого КПД преобразования энергии в нагрев ДТ-смеси приемлемым выходом для демонстрационного эксперимента (в нем термоядерная энергия

равна энергии, з. ций. То есть даж ВОВ порядка 1 т т

В 1970-х год В 1996 году дем( большие сроки (2 сроков демонстр мально малой мо

С тех пор во таточно полно. 1 смесь, ни в конц взрывы предельн слишком дорогок ряде, тем больше с окружающим bi плива при одинак

Нельзя, коне вую, простую и ;

номичные энергс рия. Однако веро

Эксперимент есть еще направо длительное врем ведутся более 40 Представление о мостью 5,5 млр; шаг в продвиж выхода США и; 2...3 млрд долла{

Фактически спектив не толью ском [109]: ... 3 дующего шага И водящим Электр установка следу! ных затрат на со чий привлекаемь риалов, методов После более чем еще 50 лет для в: чены экспериме! диозные проекть камаков с меньп



г

;тики - эксперимен-рнатив, часто упоми-чеными. Затем попы-(цессах в КВС может одобно тому, как это

авливать внимание на ерном синтезе (УТС). еле того, как в Совет-рывных устройствах,

й энергии , - писал :татьи была и важная Кду учеными разных V реакций, пока не за-

йного , пути овладе-ьми, уже реализовав-%&ишя А.Д. Сахаров церного реактора , -

1лась обзорная статья 1вную границу дейст-

реакций. Если это

фонов и энерговыде-[ый взрыв уже не мог измов разгона изото-рядах в дейтериевой пись выходы нейтро-

[ых трубках с ионами но ббльшие выходы

достигнут выход тер-

между достигнутым

рмин управляемый ой синтез назвать ма-

(0,1 г т. э.). -смеси приемлемым фмоядерная энергия

равна энергии, затраченной на инициирование) считают уже более 10* реакций. То есть даже демонстрационный эксперимент требует термоядерных взрывов порядка 1 т т. э.

В 1970-х годах крайним сроком демонстрационного опыта называли 1980 год. В 1996 году демонстрационный эксперимент на ДТ-смеси ожидали через вдвое большие сроки (2010 год). Автор идеи А.Д. Сахаров задолго до истечения первых сроков демонстрационного опыта призвал вернуться к бомбе, хотя и максимально малой мошности [3].

С тех пор возможности термоядерного горения в энергозарядах изучены достаточно полно. Но ни в концепции PNE, использующей дейтерий-тритиевую смесь, ни в концепции КВС с горением дейтерия не предлагается использовать взрывы предельно малой достигнутой мощности. Энергия от них оказалась бы слишком дорогой. Это понятно: чем меньше термоядерного горючего в энергозаряде, тем больше оно охлаждается, быстрее разлетается, больше перемешивается с окружающим веществом. Все это приводит к резкому снижению выгорания топлива при одинаковой плотности энергии инициирования.

Нельзя, конечно, быть уверенным, что кто-то не изобретет абсолютно новую, простую и эффективную схему инициирования дейтерия, при которой экономичные энергозаряды будут созданы, скажем, на уровне 10 реакций дейтерия. Однако вероятность этого мала.

Эксперименты по ЛТС по сути являются взрывными экспериментами, но есть еще направление УТС с магнитным удержанием плазмы на сравнительно длительное время (время горения порядка 1000 с). Работы в этом направлении ведутся более 40 лет. Наиболее продвинутыми установками являются токамаки. Представление о масштабности проекта в целом дает ИТЭР - проект стоимостью 5,5 млрд долларов, рассматривавшийся всего лишь как следующий шаг в продвижении к энергетической установке (время горения 6 с). После выхода США из проекта ИТЭР разрабатывается новый проект стоимостью 2...3 млрд долларов. [108].

Фактически продвижение к энергоустановке продолжается без ясных перспектив не только в физическом или технологическом планах, но и в экономическом [109]: ... затраты на сооружение и вывод из эксплуатации установки следующего шага ИТЭР, которая является экспериментальным объектом, не производящим электричество, оценивают в 9,37 млрд экю... Экспериментальная установка следующего шага ИТЭР не определяет верхнюю границу капитальных затрат на сооружение ТЯР (термоядерного реактора) из-за больших различий привлекаемых технологий, например производства конструкционных материалов, методов изготовления и систем для работы в стационарном режиме... После более чем 40 лет научно-технических исследований может потребоваться еще 50 лет для внедрения ТЯР в энергетику . Еще не сооружен ИТЭР, не получены экспериментальные результаты, но уже предлагаются новые, более грандиозные проекты. Разрабатывается направление сферических токамаков (то-камаков с меньшим аспектовым отношением - отношением между большим



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 [ 85 ] 86 87 88 89 90

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов