17072018Популярное:

Термоядерная афера Локхида с объяснением физики процесса и подоплёки сенсации.

Свежая сенсация: …американская компания Lockheed Martin заявила о том, что она очень близка к созданию компактного термоядерного реактора промышленной мощности, и чтио в течение года она готова к производству опытного образца, в течение пяти лет к производству полноценного прототипа, а в течение десяти лет выйти на промышленное производства реакторов.

Вот популярное объяснение физики процесса от профессионального физика: Сергей Леонидович, можно ли попросить Вас послужить популяризатором и доступным обывателю языком объяснить, почему Вы считаете, что Локхид обманывает (или обманывается сам). Вокруг этого заявления поднялось много шума в этих наших интернетах, некоторые уже объявили закат "нефтяного века".

На самом деле тут все просто: В настоящее время есть два реальных направления термояда: магнитное удежание и "инерциальное удержание".

1. Почему надо "удерживать"? — Потому что реакция требует определенное время. Это время обратно пропорционально, грубо говоря, квадрату числа ядер в единице объема: просто чем плотнее плазма, тем чаще ядра могут сталкиваться. Второе требование — кинетическая энергия сталкивающихся ядер должна превышать потенциальную энергию отталкивания одноименно заряженных ядер. Эта кинетическая энергия эквивалентна температуре в 100 миллионов градусов как минимум. Но давление само пропорционально температуре. При магнитном удержании давление создает магнитное поле. Но это давление невелико. Поэтому при магнитном удержании плотность плазмы должна быть малой, реакция идет медленно и, значит, плазму надо удерживать долго.

При инерционном удержании мощное лазерное излучение испаряет материал оболочки мишень и реактивная сила испаренного горячего материал обжимает саму мишень. Теоретически речь идет о том, чтобы достичь за счет этого обжатия такой гигантской плотности материала, что за очень короткое время разлета мишени реакция успеет произойти.

Проблема инерционного термояда состоит прежде всего в том, что равномерного обжатия не получается: в мишени развиваются неустойчивости, грубо говоря, разваливающие ее до того, как достигается нужная плотность.

Что касается магнитного удержания, то тут есть тоже проблемы. И тут начинаются проблемы с магнитным полем, силовые линии которого всегда замкнуты и создать магнитным полем ловушку "без дырок" в линейном реакторе невозможно. Идею такой ловушки в свое время предложил академик Будкер — замечательный физик, — в 1955 году. Она получила название "пробкотрон".

Практически "пробкотрон" был реализован в Институте атомной энергии в 1958 году. Результат был хилый, так как ионы в любом случае сталкиваются, рассеиваются в разные стороны и, в том числе, вдоль оси магнитного поля. Несмотря на разные усложнения конфигурации магнитного поля, имеющие целью замедлить уход ионов из ловушки, ничего особо путного не получилось. И не случайно: это принципиальное свойство магнитного поля. Были попытки использовать электическое поле, чтобы "заклеить дырки". Но это достаточно бессмысленно, поскольку плазма в любом случае квазинейтральна и действует не само поле, а давление поля, а доступное давление электического поля на порядки меньше, чем магнитного поля. Поэтому и ушли на замкнутые кофигурации: стеллараторы и токомаки.

Какой вариант победит — инерционный, или магнитный, пока неизвестно. И еще нюанс — сейчас начали смотреть на некую комбинацию инерционного и магнитного удержания. Я пока не считал, насколько может импульсное магнитное поле (которое на порядки может быть больше стационарного) замедлить разлет, поэтому не могу уверенно сказать о перспективности этого варианта.

И последнее замечание: почему холодный термояд — бред. Потому что для того, чтобы произошла реакция, ядра должны сблизиться на расстояние в СТО ТЫСЯЧ РАЗ МЕНЬШЕ, ЧЕМ РАЗМЕР АТОМА. Это значит, что энергия отталкивания ядер, если они сблизились на расстояние нужного для реакции в сто миллионов раз больше, чем энергия их взаимодействия в нейтральных атомах (поэтому, в частности, и нужна высокая температура для реакции). При этом локализовать электроны на расстояниях меньших рамеров атомов невозможно по квантово-механическим соображениям. И никакие атомные решетки на это повлиять не могут. Единственный потенциально реальный вариант "холодного термояда" был потенциально возможен — это "мюонный термояд". Он основан на том, что мю-мезоны — заряженные частицы в 200 раз более массивные, чем электроны, — живут достаточно долго — одну миллионную часть секунды. Была надежда что можно успеть сделать "мюоний" — квазиатом, в котором мюон заменит электрон и заэкранирует заряд ядра на настолько коротком расстоянии, что ядра успеют прореагировать, а мюон перескочит на другое ядро — и будет так скакать, пока не распадется. Увы, не сложилось. Эксперимент показал, что не успевается…
.
А вот и причины "сенсации": Начался новый финансовый год. Причем, с очень большой вероятностью это может оказаться последним годом больших бюджетных денег в США. Компании типа Локхида живут исключительно за счет государственных заказов. И живут довольно неплохо. То, что впереди кризис, почище Великой депрессии, ясно не только таким идиотам, как я и мои читатели, но и гениям в руководстве американских компаний. Что в этом случае делать? Надо попытаться вырваться вперед конкурентов и предложить государству такое, от чего оно просто не сможет отказаться. Если США становятся банктором и внешние рынки для них закрываются, то с обеспечением экономики исключительно за счет внутренних источников все очень не здорово. Посему любая альтернативная энергетика не просто "велкам", но и исключительно востребована. В отличие от сегодняшних долларов, которые пока еще печатаются без остановки и оглядки на будущее. И ведь Локхид явно не говорит о продаже "просто воздуха". установки подобного типа (экспериментальные) реально существуют уже в разных странах. Но у них пока есть одна проблема. Затраты энергии на запуск установки больше, чем выхлоп. Так что за полученные бюджетные вливания Локхид явно через год сможет показать какой-нибудь "работающий" муляж. И все будут довольны. 

Источник: bulochnikov

comments powered by HyperComments

Ещё по теме