1074,1
рейтинг
22 мая 2014 в 23:25

Началось изготовление ключевых компонентов ITER


Термоядерный реактор ITER — маленькая копия Солнца

После нескольких лет задержек наконец-то началась работа по сборке ключевых компонентов ITER — катушек тороидального поля.

Одни из самых крупных компонентов термоядерного реактора делает подрядчик CNIM. Он занимался судостроением, прежде чем переключился на точное машиностроение. Расположение завода в Ла-Сейн-сюр-Мер в пригороде Тулона (Франция) на побережье является преимуществом, потому что некоторые из компонентов настолько громоздки, что их можно транспортировать только морем.

В одном из цехов гигантское сверло пробивает каналы в D-образных стальных петлях размером около 20 метров. Они изготовлены из особо прочной стали, так что карбидовые свёрла приходится менять каждые 8 минут.

Семь таких петель прикрепляются друг к другу, чтобы сформировать один из многих магнитов, контролирующих плазму при температуре 10 млн °C в вакуумной камере.


Схема реактора ИТЭР: габаритные размеры реактора ~ 40 х 40 метров; 1 – центральный соленоид (индуктор); 2 – катушки полоидального магнитного поля; 3 – катушка тороидального магнитного поля; 4 – вакуумная камера; 5 – криостат; 6 – дивертор
Здесь и далее — иллюстрации из официального буклета «Международный проект ИТЭР» корпорации «Росатом»

Впрочем, до этого ещё далеко. Сначала нужно переправить петли на завод в городе Специя на севере Италии, там другой подрядчик внедрит до 700 метров сверхпроводящего кабеля в каждую из них. Потом их перевезут в Венецию, там ещё одна фирма Simic завершит сборку готовых катушек тороидального поля. Каждая катушка будет весить как полностью загруженный самолёт «Боинг-747». Компания Simic привлечена и к производству других петель, так что им приходится сделать круговое путешествие в Специю и обратно. Руководство ITER изначально избрало такую стратегию, когда подрядчики борются за контракты, а разные детали одного узла иногда производятся на разных континентах.

Готовые катушки отвозят во французский порт, где 800 тонн загружают на 352-колёсный транспортёр. Он медленно тянет груз до места строительства ITER в 104 км от побережья. Если всё пойдёт по плану, то первые катушки доставят на место будущего термоядерного реактора через три года.



И это лишь крохотная часть работы, которую ещё предстоит сделать перед тем, как запустить ITER.

ITER относится к термоядерным реакторам типа «токамак» — тороидальная установка для магнитного удержания плазмы с целью достижения условий, необходимых для протекания управляемого термоядерного синтеза. В вакуумной камере ядра дейтерия и трития сливаются, с образованием ядра гелия (альфа-частица) и высокоэнергетического нейтрона. Плазма в токамаке удерживается не стенками камеры, а комбинированным магнитным полем — тороидальным внешним и полоидальным полем тока.



В амбициозном международном проекте принимают участие Россия, США, ЕС, Китай и другие страны. Термоядерный реактор, предложенный советскими физиками в 1985 году, был согласован на встрече президентов Рейгана и Горбачёва. С тех пор шла подготовка и проектирование, в 2001 году подготовлен технический проект, а в 2005 году страны-участники определились с местом строительства — окрестности города Кадараш на юге Франции.

ITER — самое сложное техническое сооружение в истории человечества. Основная конструкция состоит из 10 млн деталей. Это больше, чем в Большом адронном коллайдере. Инженеры называют её «паззлом из 10 миллионов частей». Неудивительно, что подготовка заняла столь долгое время.


Площадка ITER

По крайней мере, прогресс в изготовлении катушек тороидального поля кажется более значительным, чем в изготовлении другого ключевого компонента — катушек полоидального поля. Для их производства построено специальное здание, которое пока что почти пусто, не считая нескольких ящиков и свисающего с крыши кругового крана: с 2012 года почти ничего не изменилось.

К сожалению, дедлайн для первого запуска рабочей плазмы недавно опять сдвинули. Директор проекта называет 2023 год, независимые эксперты склоняются к 2025-му. После пробного запуска последуют примерно четыре года тестирования, прежде чем в камеру загрузят настоящую смесь дейтерия и трития. Задача ITER — продемонстрировать управляемую реакцию синтеза с термоядерной мощностью несколько сотен мегаватт и отработкой технологии её практического использования. После этого можно строить такие же установки по всему миру.

На первом этапе реактор будет работать в импульсном режиме при мощности термоядерных реакций 400–500 МВт и длительности импульса около 400 с. На втором этапе будет отрабатываться режим непрерывной работы реактора, а также система воспроизводства трития.

Учёные едины во мнении, что за термоядом — будущее энергетики. Запасы дейтерия в воде океанов неисчерпаемы, содержание лития в земной коре в 200 раз больше, чем урана (из лития получают тритий непосредственно на ITER). Есть и другие преимущества: радиационная биологическая опасность термоядерных реакторов примерно в тысячу раз ниже, чем реакторов деления; возможность размещения реактора в любом месте; отсутствие «тяжёлых» радиоактивных отходов, которые можно использовать для изготовления «грязных» бомб; физическая невозможность разгона («взрыва») реактора.
Анатолий Ализар @alizar
карма
683,6
рейтинг 1074,1
Редактор
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (121)

  • +10
    Ухты!
  • +37
    Не понимаю, почему этому направлению не дан максимальный ход и спонсирование.
    Это важнее электромобилей, частной космонавтики, носимой электроники и всего прочего.
    Наличие дешевых и безопасных энергоносителей кардинально ускорит научно-технологический прогресс во всем мире.
    • –5
      Потому что лобби.
      • +32
        Потому что только на бумаге все хорошо. А технических проблем там столько, что еще не факт, что все заработает так, как надо. Ну и так как все это чрезвычайно сложно, то это — буквально черная дыра для средств. Конечно, легко говорить, что это типа как солнце, только вот это совсем не солнце: узкий шнур, стягиваемый электромагнитным полем плохо похож на шар. Следствием этого является огромное количество нелинейных неустойчивостей, которые пытаются исказить траектории движения частиц. А каждая такая неудача — это считай стенкам хана. Шутка ли, 10 млн градусов по Цельсию (тысячи КэВ).

        Короче, многие ученые достаточно скептически относятся к этому делу. Атомный реактор сделали быстро, а термоядерный — нет. И есть мнение, что на это есть веские причины. Но лобби токамачников, конечно, делают свое дело: критику не слушают и продолжают вбухивать деньги.

        Ну а вообще посмотрим, что получится. Помнится, еще на экскурсии в Курчатовский Институт нам говорили, что вот-вот начнут строить ИТЭР, вот заживем. До сих пор строят, ага. А было это в 1997 году…
        • +8
          Даже если не получиться, то множество смежных областей получит сильное развитие за счёт разработки новых технологий.
          • +1
            Крайне мало.
            К примеру, много ли дал LHC как объект стройки?
            Да и сколько новых технологий оттуда вышло?
            Другой дело что это фундаментальная наука и к технологиям не имеет никакого прямого отношения, а развивать её всё равно чрезвычайно необходимо.
            • +12
              Как минимум совершенствование технологий сверхпроводящих магнитов и детекторов частиц, и то и другое используется в медицинском оборудовании.

              Плюс, все что сейчас называют cloud computing, появилось во многом благодаря LHC computing grid.
            • +4
              К примеру, много ли дал LHC как объект стройки? Да и сколько новых технологий оттуда вышло?

              LHC — это:
              Крупнейшая криогенная система планеты. Ряд компонентов на момент строительства LHC был уникальным (читай — разработанным в единственном экземпляре в результате длительного и дорогостоящего R&D). В настоящее время эти компоненты являются серийными (ну, или почти серийными).
              Крупнейшая вакуумная система планеты. Кольцо UHV вакуума в 27 километров плюс вакуумная изоляция всех криомодулей — см. пред. пункт.
              Каждый детектор — state-of-the-art изделие. Представьте пятиэтажный дом, построенный вокруг «трубочки» с микроными допусками. Теперь равномерно напичкайте этот «дом» уникальной электроникой. Каждый элемент рапортует о своем состоянии с частотой в мегагерцы (а иногда и в гигагерцы). Одна лишь задача «пережевать» этот поток данных поставит в тупик несколько гуглов. LHC генерирует десятки петабайт в год (это много).
              О том, что касается high energy physics сложно даже говорить. Большая часть обвязки пучка является уникальной до сих пор.
              Гляньте «Particle Fever» — отличная документалка.
              P.S. Статью про ITER не читал, все посты ализара режутся скриптом (:
            • +1
              «Крайне мало»? Вы что смеетесь? :)
              CERN дал нам World Wide Web. Пожалуй самое главное, что изменило и потрясло весь мир. А задумывалось всего лишь как более эффективная среда для обмена документами.
              Это ли не самое великое изобретение человечества на данный момент? Я соглашусь, многие концепты были и до того момента, но запустилось все именно в CERN-е.
            • +1
              Из того, что ещё не упоминали, LHC дал огромный скачок электронике для космоса, мало потребляющей электронике (привет вашему мобильнику) и многоканальные системам сбора данных.
        • +6
          А каждая такая неудача — это считай стенкам хана. Шутка ли, 10 млн градусов по Цельсию (тысячи КэВ).

          Срыв плазменного шнура — частое явление в экспериментальных реакторах. Для того они о построены, чтобы отлаживать технологию. Не смотря на высокую температуру, общая энергия запасённая в реакторе не так уж и велика. Ничего страшного стенкам не будет.
          • –5
            Черт-черт-черт, с каких пор я могу голосовать? Почему не предупредили об этом в изменениях?
            Минус вам (хотелось мне нажать — но кто ж знал, что нажмется?), не надо писать с такой уверенностью о том, в чем не разбираетесь.

            Это я к чему: неправы вы. Срыв плазменного шнура это крайне серьезное событие, это самая серьезная проблема токамаков.
            Не смотря на высокую температуру? (с) — Вы вообще представляете себе 10к градусов? Приходилось мне читать книгу, как эти токамаки разрабатывались, там, если мне память не изменяет, речь шла о 2к градусов. Завораживает. Плазма просто слизывала стенки камеры, от чего страдали как стенки, так и состав плазмы, что в свою очередь влекло гашение реакции. Да, тогда материалы стенки были другие, и перед учеными стояла серьезная задача по подбору/разработке материалов стенок. Я, конечно, не авторитетный источник, но не думаю, что современные материалы устойчивы к воздействию температур в 10к, иначе бы ИТЭРу давно быть.
            • +6
              Срыв это проблема потому что он разрушает плазму и останавливает реакцию, а не потому что он аннигилирует стенки реактора. Температура высокая, но плотность очень маленькая.
              • –4
                Ну это все взаимосвязано. По поводу разрушения материала стенки в ИТЭРе спорить не буду, в экспериментальных токамаках это действительно было проблемой. Я полагала, что принципиальное исполнение ИТЭРа не сильно отличается от токамака.
            • +3
              10к С° = 10000 С°. Вы, видимо, о миллионах говорили, но опечатались везде, где только можно.
              • –5
                Да-да. Казнить.
            • +3
              Досадная ошибка на три порядка -__-
              • +2
                Вверх дном. Три ноля, мистер Мастон!
    • +5
      Потому, что сложно.
    • +1
      Проблемы в энергетике с нефтью и следовательно бензином. А с получением электричества и без термоядерного реактора всё очень хорошо: газа очень много, ядерного топлива — вообще тьма, ну и всякое возобновляемое имеется с запасом.
      • +3
        Придумают емкий аккумулятор — проблема исчезнет.
        По настоящему проблема в другом — нет ничего мощнее реактивных двигателей.
        Так и будем сидеть на своем шарике и играть в виртуальностях, пока не вымрем.
      • +3
        ядерного топлива очень даже не тьма. Даже когда закрытый цикл появиться, станет несколько лучше, но всёравно ещё очень грустно.
        • 0
          На несколько столетий хватит. Но такими темпами мы разработку термояда можем и на несколько столетий затянуть. Особенно если начнется действительно серьезный экономический кризис и средств станет не хватать везде.
    • +5
      Термоядерный реактор не является энергоносителем.
      Он ничего кардинально не поменяет по сравнению с атомной энергетикой.
      Да в отдалённом будущем (50-100 лет) он будет крайне полезен, но сейчас не очень.
      • 0
        Энергоносителями будут аккумуляторы электрической энергии.
        • +2
          И чем это будет лучше сегодняшней ситуации?
          Аккумулятором без разницы энергию какого типа запасать — атомную / угольную / термоядерную.
          • –1
            Вы не поняли акцента замечания. Реактор — никак не носитель, реактор энергию не носит, он ее выделяет.
            • –1
              Вы не поняли контекста треда.
              Вкратце:
              Мне — «Наличие дешевых и безопасных энергоносителей кардинально ускорит научно-технологический прогресс во всем мире.»
              Я — «Термоядерный реактор не является энергоносителем»
              Мне — «Энергоносителями будут аккумуляторы электрической энергии»
              Я — «Аккумулятором без разницы энергию какого типа запасать — атомную / угольную / термоядерную.»

              Я собственно к этому и вел, что реактор не носитель энергии, как утверждают выше.
              • 0
                Ну, вам обо одном говорят, вы отвечаете совершенно про другое.
                Не носитель (оговорился человек), но если процесс добычи энергии упадет в цене, то и аккумуляторы последуют в ту же степь.
                Термояд — вещь потрясающая, только, на мой взгляд практически недостижимая (в наше время?). Не соглашусь с вами: эти исследования важны, и, если все же удастся добиться стабилизации плазмы, это будет большим шагом в развитии энергетики и улучшении ситуации с загрязнением окружающей среды (как бы хотелось заглянуть на пару сотен лет вперед, чтобы узнать, что же будет с нашей Землей). Да, если это и будет, то будет нескоро, но неужели сей факт должен вызывать подобное равнодушие к этим исследованиям? — Или после нас — хоть потоп?
                • –1
                  > Ну, вам обо одном говорят, вы отвечаете совершенно про другое.
                  Ага, так же как и ваш прошлый коммент (да и этот) совершенно не вписывается в канву обсуждения.
                  Обсуждаем энергогенератор, а мне говорят про энергоносители. К чему это вообще?
                  > Не носитель (оговорился человек)
                  Не похоже на оговорку.
                  > но если процесс добычи энергии упадет в цене, то и аккумуляторы последуют в ту же степь
                  Конечно же нет,
                  > Не соглашусь с вами: эти исследования важны
                  То есть мои слова «Другое дело что это фундаментальная наука и к технологиям не имеет никакого прямого отношения, а развивать её всё равно чрезвычайно необходимо.» можно понять как то, что я считаю эти исследования неважными?
                  • 0
                    И без аккумуляторов есть куча вещей, которые можно бы делать, но энергия слишком дорогая. Представьте, например, улицы северного города, которые не замерзают зимой, так как подогреваются снизу.
  • +9
    Замечание по-мелочи:
    «Термоядерный реактор ITER — маленькая копия Солнца»
    В Солнце основная реакция всё-таки не D + T (как на картинке про ITER), а цепочка из соединений p, в которой, собственно, даже и нет трития:
    p + p -> 2He
    2He -> D + e+
    D + p -> 3He
    23He -> 4He + 2p
    • +4
      К этому прибавлю, что термоядерный реактор к тому же запускает энергию с многократно бóльшим выхлопом энергии, чем Солнце.

      (Распространённым является сравнение, согласно которому отношение выделяемой энергии у Солнца к массе Солнца совершенно такое же, как у кучи прелых листьев к её собственной массе.)
      • +5
        Ни разу не видел про «совершенно такое же» отношение выделяемой энергии к массе, т.к. в таком случае нужен эталон «кучи прелых листьев». А вот «отношение выделяемой энергии у солнца к его массе не более чем у кучки прелых листьев» — вполне верно, т.к. солнце выделяет примерно 1Вт на 5 тонн массы. (светимость — 4*10^26 Вт, масса — 2* 10^30 кг). Думаю килограмм преющей листвы нагреет 5 грамм воды на градус за сутки разложения, а этого уже будет достаточно, чтобы обогнать солнце.
        • 0
          Или коммент отредактировали или я уже слепой стал, мне почему-то казалось что там стоит не «распространенным является сравнение», а «распространенным является заблуждение».
    • +2
      Вообще-то, если верить википедии, основная по энерговыделению реакция в звездах — не прямой синтез из самых легких ядер, а углеродный цикл.

      В связи с этим вопрос к разработчикам реакторов: почему они используют реакции с очень малым сечением, когда в природе есть намного более эффективные механизмы?
      • +2
        Из-за температуры и давления. Да, есть более эффективные термоядерные реакции, но для них требуются более высокие температура и давление. Поэтому на данный момент используют менее эффективные реакции с более низкой температурой.
      • +1
        Это если углерод в ядре есть и его достаточно, чтобы углеродный цикл превалировал.

        Для каждой реакции есть предел, за которым выделяющаяся энергия превышает затраченную —
        это критерий Лоусона. Выбрана та реакция, для которой мы можем создать подходящие условия.
      • +4
        На хабре была очень хорошая статья на эту тему — Термоядерная энергетика: надежда человечества?
  • +5
    Наверное, стоит упомянуть, что ITER не будет вырабатывать энергию, это исключительно демонстрационный проект.
    Следующий этап: DEMO, который уже будет вырабатывать энергию.
    • +2
      Получается ITER это лишь некий стенд… а настоящий реактор (ITER MK2) для выработки электроэнергии будет гораздо позже?
      И строить его будут так же как ITER… овер 25 лет?
      • +2
        Когда оно таки заработает, будет проще получить финансирование. Да и техпроцесс уже отработан.
      • +2
        А может и дольше. В зависимости от того, что покажет ITER.
      • +4
        Как раз нет, ITER планируется как первый термоядерный реактор, который выделяет энергии больше чем потребляет. Все реакторы, которые строили до этого — работали в минус
        • +1
          Скорее, который хотя бы способен работать автономно, поддерживая себя за счёт своей же энергии. Не помню, чтобы они планировали итером вырабатывать сколь-нибудь ощутимую мощность для практического применения. Но, конечно, самообеспечение — это очень важный этап в разработке реактора.
          • 0
            Они и непланировали. Но в теории он должен вырабатывать. Скажем так, первые электрогенраторы тоже стояли в лаборатории и ничего не пиатли даже лампочку.
  • +3
    Сферический токамак в вакууме.
    • +21
      Не сферический. Тороидальный.
      • +2
        Масло масляное же =)
      • 0
        Да понятно, что тороидальный (:
  • +19
    Пара мыслей:

    1. Напоминает величайшие строительства в игре Цивилизация.
    2. Еще одна цель в жизни — дожить до запуска. Судя по всему жить надо до 2035. Challenge accepted.
  • +5
    В вакуумной камере ядра дейтерия и трития сливаются, с образованием ядра гелия (альфа-частица) и высокоэнергетического нейтрона

    А деградация конструктивных материалов из-за этого будет не выше, чем в ядерных реакторах? Где-то на Хабре была статья-разбор по термояду, там написали, что выше и намного.
    И какая же радиационная безопасность, если нейтроны вызывают во многих материалах наведённую радиоактивность?
    • 0
      Радиационных отходов в виде отработанного топлива не будет.
      • +2
        Будут радиационные отходы в виде отработанных бланкетов.
        При реакции D+T их придётся менять каждые пару лет.
        Реакция D+He3 практически не даёт наведённой радиации, но условия зажигания на порядок жёстче, да и Гелия-3 на Земле практически не достать.
        • 0
          Бланкеты будут делать из лития, а он в результате обжигания превращается в тритий.
          • 0
            Для начала бланкеты будут делать из меди или стали (ITER — blanket:beryllium has been chosen as the element to cover the first wall. The rest of the blanket shield will be made of high-strength copper and stainless steel.). В ITER есть лишь возможность замены нескольких элементов бланкета на блоки, содержащие литий: ITER — TritiumBreeding.
        • 0
          Термоядерная энергия — вовсе не такая кристально чистая. На единственной реалистичной на данный момент реакции D+T поток нейтронов, который сделает радиоактивными любые элементы конструкции — в ~10 раз выше, чем в обычных реакторах на той же мощности. Корпус реактора придется менять раз в 5-10 лет.

          Человечество безусловно достигнет Q=10 (получаем в 10 раз больше термоядерной энергии, чем тратим). Этого показателя вероятно удастся достигнуть и на Токамаке (ITER) и на Z-Machine, в 2030-х годах и позднее.

          Не смотря на достижение Q=10, термоядерные реакторы будут намного дороже, чем классические урановые из-за более сложной конструкции, более короткого срока службы корпуса и сверхпроводящих магнитов. Термоядерные реакторы также не смогут быть маленькими (как например плавучая мини-АЭС)

          Энергии при термоядерной реакции выделяется не так много — на одно деление урана выделяется в 11.5 раз больше энергии, чем при синтезе D+T (которая обладает наибольшим энерговыделением среди реакций синтеза)
          Термоядерного топлива как раз не много — тритий очень дорог и дефицитен. Получение его не проще и не дешевле, чем получение плутония из отходов урана или U-233 из тория.

          Гелий-3 — никак не помог бы человечеству, даже если бы его были горы на земле. Паразитная реакция D+D все равно будет давать радиацию, а оптимальная температура — миллиард градусов, намного сложнее D+T над которой бьется человечество на данный момент.

          (хабраисточник)
          • 0
            Паразитная реакция D+D все равно будет давать радиацию

            Будет, но вероятность этой реакции при условии зажигания D+He3 на несколько порядков ниже основной реакции, следовательно и нейтронов она будет давать примерно в 1000 раз меньше, чем D+T, то есть примерно в 100 раз меньше, чем ядерные реакторы.
            С остальным согласен.
            • +2
              Зря. Не просто так шла речь про то, что лития гораздо больше, чем урана. В самом термоядерном реакторе из лития можно получать редкий тритий, как раз топливо для него. Таким образом, исходными компонентами топлива становятся дейтерий и литий (а не тритий), которых очень много, практически неограниченное количество.

              Чтобы работать над более эффективными реакциями, надо бы запустить эту. Заработает — набьёт человечество шишки — пойдём дальше.

              Также есть идея комбинированной станции — атомная на быстрых нейтронах + термоядерная. На атомных станциях быстрых нейтронов вечно не хватает, а на термоядерной их некуда девать. Вот и возникла мысль как бы их совместить, чтобы термоядерная установка подпитывала нейтронами атомную, повышая её эффективность. Опять же, такой эксперимент задуман на ИТЭРе, но чтобы его провести, неплохо бы построить сам реактор.
  • +7
    В одном из цехов гигантское сверло пробивает каналы в D-образных стальных петлях размером около 20 метров.

    — Слайды! Слайды! — кричали колхозники.
  • +6
    Не могу не упомянуть о другом проекте термоядерного реактора — IGNITOR, который сейчас строится совместно с итальянцами в Троицке. Его планируется достроить в 2016-17 годах, судя из новостей. К нему конечно много вопросов, в частности критику вызывает сама принципиальная возможность зажечь плазму с помощью оммического нагрева. Интересно, есть кто-нибудь здесь, у кого есть более свежая инфомация по этому проекту. Как там дела? Для сравнения размеры IGNITOR и ITER
    <img src="" alt=«image»/>
  • +4
    «где загружают на 800-тонный 352-колёсный гусеничный трактор»
    Тоже слайдов не хватает:)
  • 0
    Невозможность взрыва? А что произойдет если раскаленная плазма пробьет стенки?
    • +1
      Ничего страшного не будет. Энергии, накопленной в реакторе, не достаточно для этого. На экспериментальных реакторах практически каждый запуск заканчивается тем, что плазма врезается в стенку.
      В отличии от ядерных реакторов, где реакция самопроизвольно не затухает, и может привести к расплаву активной зоны, для поддержания термоядерной реакции необходима постоянная подпитка из вне. Без неё реактор просто заглохнет.
      • +1
        В отличии от ядерных реакторов, где реакция самопроизвольно не затухает, и может привести к расплаву активной зоны, для поддержания термоядерной реакции необходима постоянная подпитка из вне.
        Знаю, что дилетантский вопрос, но если необходима подпитка извне, то как планируется получать профит от реакции в виде энергии?
        • +4
          Выход тепловой энергии, с учётом КПД преобразования в электрическую, должен быть выше чем необходимо на поддержание реакции.
          • 0
            Ага, то есть оно само себя не поддерживает, и необходимо такой круг делать (опять извиняюсь за глупую формулировку).

            Спасибо.
            • +1
              Оно и хорошо. В атомных реакторах основная проблема как раз с тем, что они сами себя поддерживают. А тут можно выключить.
    • +1
      Я слышал, что концентрация плазмы в таких реакторах доволно низкая. Все это облачко атомов с помощью магнитных полей скручивают в узкий пучок в котором и происходит реакция. Если пучок рассеивается, он становится совершенно безопасным
    • 0
      Как только в плазму попадут тяжелые частицы стенки, реакция заглохнет.
    • +1
      Плазма расширится, остынет и погаснет. Всё.
  • +3
    Красиво и безумно интересно. К сожалению слишком много сейчас денег вкладывается в в практически одноразовые потребительские товары и слишком мало в долгосрочные проекты, важные для всех. Сам ITER если верить Wiki стоит 16 миллиардов долларов, это ничто по сравнению с расходами хотя бы на разработку смартфонов.
    • +3
      Эммм… 10 миллиардов долларов стоит разработка с нуля истребителя пятого поколения ПАК ФА, а тут одна исследовательская установка (да, это перспективный, суперкрутой, но всё же исследовательский прибор) стоит в 2 раза больше. Мне кажется, вы принижаете значение фразы «16 миллиардов долларов».
      • +1
        А теперь прикиньте, какую пользу можно извлечь из обоих «девайсов» и сравните. Истребитель может уничтожить множество плодов человеческого труда, в который были вложены деньги, и убить сотни и тысячи человек. А термоядерный реактор может дать человечеству возможность навсегда покончить с войнами за энергоресурсы. По-моему, очевидно, что деньги нужно вкладывать ну никак не в истребители.
        • –1
          Да, звучит довольно гуманно, а на практике:
          Будет достаточно энергии — будут войны за территорию и/или редкоземельные материалы. Даже экспансия в космос не спасёт, а только отсрочит следующую войну. К тому же только недостаток энергии (для с/х и орошения) останавливает сейчас страны третьего мира от умножения населения и вооружения до зубов.
          Я уже молчу про идейных/верующих…
          • +1
            Технический прогресс опережает социальный. Если посмотреть внимательно, то примерно лет на 100. Итогом 21 века станет большой скачок именно в социальном и интеллектуальном плане. И сегодняшние дни наши потомки будут воспринимать с теми же эмоциями, с какими мы воспринимаем средневековье.

            Если не претворится в жизнь один из других равновероятных сценариев, основа которых опять же в дисбалансе социального и технического развития…
            • +1
              Итогом 21 века станет большой скачок именно в социальном и интеллектуальном плане.
              Вашими устами да медку бы. Лично я сомневаюсь, что человечество чему-то научится без глобального стимула (катастрофа планетарного масштаба либо злые инопланетяне). И потом — сингулярность на носу, тут надо бы не сотнями лет, а месяцами измерять для того, чтобы успевать за плодами прогресса.

              Ближайший кризис, ИМХО, энергетический. Если ITER его упредит (и то частично — аккумуляторов хороших тоже нет, а проводами не везде обойтись можно), то следующий — фосфорный (продовольственный). Наметки есть для глубоководных драгстеров, но только наметки, а строить их, вообще-то, надо уже сейчас. Так что сотни лет у нас в запасе нет…
              • +2
                95% населения сингулярности не заметит. Как раньше мало что понимали, так и дальше будут мало что понимать.
              • +1
                Ближайший кризис, ИМХО, энергетический. Если ITER его упредит (и то частично — аккумуляторов хороших тоже нет, а проводами не везде обойтись можно), то следующий — фосфорный (продовольственный).


                Перед термоядом будет еще закрытый ядерный цикл, с которым обычных атомных станций может хватить на несколько столетий. Так что о полной катастрофе в плане электроэнергии речь все-таки не идет.

                Но истощаться будет не только фосфор, а вообще почти все ресурсы.

                — Запасы десяти самых важных металлов могут быть полностью истощены уже в нынешнем веке. Чем меньше их будет оставаться, тем дороже они будут обходиться. Цена будет повышаться, мы будем пытаться добыть остатки из более бедных руд, цена будет опять повышаться. Если железо будет добываться современными темпами, то вот эта чайная ложечка в период истощения будет стоить как серебро. Железо в изобилии встречается на Земле, но лишь часть его пригодна для добычи с разумными затратами. Первый пик производства железа, по нашим оценкам, произойдет в 2030 году, вероятно, вторичный пик может произойти в 2060-м в ответ на повышение цен и последствия вероятной глобальной рецессии. После этого железо станет дефицитным ресурсом, ценным металлом. Пик производства золота миновал уже в 2000 году, время наступления дефицита — 2070-е годы. Для металлов платиновой группы пик наступит в 2020-е годы, для свинца, серебра, цинка — примерно в 2030-е, для меди, хрома, никеля, молибдена — в 2040–2050-е, после чего наступит время истощения.
                Пик производства фосфоритов пришелся на 2010 год. Время наступления дефицита для фосфора возможно в двух критических точках — в 2040-е и 2190-е. Фосфор, как и платина, чрезвычайно важен, в частности для производства удобрений, и когда добыча пойдет на спад, что произойдет с продовольствием? Платина вообще важнейший катализатор. Уберите платину — исчезнет еда, полимеры, пластики.
                (источник)
                • –1
                  С дешёвой энергией (а тепло на термояде будет вообще бросовое) можно будет извлекать практически всё вышеперечисленное из морской воды. А вот фосфор в растворённом состоянии плавает недолго, а оседает на дно в виде нерастворимых минералов.
                  Хотя без потрясений и перестроек не обойдётся ни при каком из вариантов.
                  • 0
                    В соседней ветке ссылался на хабрастатью, где подробно расписаны причины, по котором термояд не будет особо дешевым:

                    Не смотря на достижение Q=10, термоядерные реакторы будут намного дороже, чем классические урановые из-за более сложной конструкции, более короткого срока службы корпуса и сверхпроводящих магнитов. Термоядерные реакторы также не смогут быть маленькими (как например плавучая мини-АЭС)

                    Энергии при термоядерной реакции выделяется не так много — на одно деление урана выделяется в 11.5 раз больше энергии, чем при синтезе D+T (которая обладает наибольшим энерговыделением среди реакций синтеза)

                    Термоядерного топлива как раз не много — тритий очень дорог и дефицитен. Получение его не проще и не дешевле, чем получение плутония из отходов урана или U-233 из тория.

                    Гелий-3 — никак не помог бы человечеству, даже если бы его были горы на земле. Паразитная реакция D+D все равно будет давать радиацию, а оптимальная температура — миллиард градусов, намного сложнее D+T над которой бьется человечество на данный момент.
                    • 0
                      Да, я читал и то, и другое. Вроде бы основная энергия при извлечении чего-либо из морской воды тратится на отделение дистиллированной воды от концентрированного остатка? Вот туда это тепло и пригодится. А уже к рапе применять осмос/электролиз и т.д.
                      К тому же у нас не тропики, отопление занимает порядка половины зимнего расхода энергоносителей. Но это уже прожект, признаю.
                    • 0
                      Никто не собирается получать электричество, а потом этим электричеством греть воду. Термояд сам будет непосредственно греть воду (чтобы выделить растворённые вещества), что гораздо эффективнее; соображения, которые вы тут процитировали, это не учитывают. Такой тепловой термояд гораздо дешевле.
            • +1
              Социального прогресса не существует, есть только технический.
      • +2
        ПАК-ФА один из множества оборонных проектов одной из стран мира, чьи расходы на оборону составляют незначительную часть общемировых.

        В то время как ITER — это крайне важный проект для всего человечества в целом, для всех стран.

        Которое например только на оборону тратят 1,2 ТРИЛЛИОНА долларов в год. Почти тысячу ITER каждый год на вещи, которые в большинстве случае будут использоваться лишь для психологического давления.

        Можно иначе зайти — расходы на исследования Volkswagen Group — 12 миллиардов в год, Microsoft — 10 миллиардов в год. Но не совсем понятно, почему надо сравнивать с расходами только на исследования в других областях.

        Я бы сказал что мы в целом на исследования вообще очень мало тратим.
    • 0
      Ну, скажем, в видеокарты только ради игр тоже много денег вкладывали, а теперь из них строят суперкомпьютеры, которые используются для научных вычислений. От смартфонов и прочей переносимой электроники тоже польза. Например, вкладывают деньги в развитие аккумуляторных батарей, а это нужно для электромобилей (в Тесле как раз используются аккумуляторы из лэптопов) и для хранения солнечной энергии (и такие проекты есть).
  • +2
    352-колёсный гусеничный трактор

    Так колесный или гусеничный? Судя по картинке, вовсе не гусеничный.
    • +2
      del
  • 0
    Главного не сказано, чем он отличается от ТОКАМАК'а? Размером? Что это дает?
    Основная проблема, на сколько я знаю, не удержание плазмы, а организация стабильного поджига.
    • 0
      Основная проблема существующих токамаков — отрицательный КПД. Считается, что с увеличением размера реактора КПД растёт.
    • +2
      Проект ИТЕР — это ТОКАМАК по сути. Разновидность. Инкарнация. Просто должен вырабатывать энергии не меньше, чем тратить.
  • +3
    Директор проекта называет 2023 год, независимые эксперты склоняются к 2025-му… Это только первые пуски. До промышленного применения я, пожалуй, не доживу. Обидно осознавать, что и со звездолетами, и с термоядом мои детские мечты пролетают).
    • 0
      Впервые прочел про термояд аж в начале 90-х. И про путешествия в космосе. Похоже, мы пролетаем. Если только не будет революции в продлении жизни. А ее не будет. Как и термояда. И путешествий в космосе.
      • +5
        Чорт, придется умереть, как все сотни предыдущих поколений :(
      • 0
        > А ее не будет.

        Будет. Так или иначе. Главное — дожить до неё.
  • 0
    Насколько я понимаю, несмотря на весь мега-супер-хай-тек этого проекта — они будут греть воду (или другую жидкость, хоть натрий) до перегретого пара, который будет крутить банальный генератор?
    • +1
      А какие еще есть варианты?
      • –1
        Твердотельные термоэлектрогенераторы
        • +3
          Так там, насколько я понимаю, КПД сильно хуже выходит.
      • 0
        Эх, если бы я знал какую-нибудь альтернативу пару с генераторами… Мне интересно, еслить ли хотя бы теоретическая (но обоснованная, а не гипотетическая) альтернатива генераторам с высоким КПД?
        • 0
          МГД-генератор, что ли? Может работать и на плазме самого ITER'а, по идее.
          • +1
            Скорее всего, КПД будет весьма скромным.
            Во-первых, 80% энергии в планируемой реакции D+T уходит из плазмы в виде нейтронов, ими можно только греть что-то.
            Большая часть оставшейся энергии уйдёт в виде электромагнитного излучения.
            Фактически в плазме останется энергия только для самоподдержания реакции.
            Для D+He3 расклад совершено другой. Но эту реакцию осуществить на порядок сложнее.
    • +1
      В этом проекте еще круче — они будут подогревать атмосферу, не вырабатывая электричества: en.wikipedia.org/wiki/ITER

      ITER is designed to produce approximately 500 MW… Although ITER is expected to produce (in the form of heat) 10 times more energy than the amount consumed to heat up the plasma to fusion temperatures, the generated heat will not be used to generate any electricity


      www.iter.org/environment
      terrific heat generated by the fusion reaction inside the ITER machine will be evacuated by a water cooling system… ITER is an experimental facility and is not designed to produce electricity;… cooling water in two independent circuits will pass through primary and secondary heat exchangers that lower its temperature before it is stored in cooling towers where most of the water will evaporate.
  • +2
    Вот буквально вчера у меня в институте с обзорной лекцией была российская группа ведущих разработчиков.
    Они сказали по секрету, что сроки всё же сорвутся, не раньше 2023 года запустят.
    Но даже двухчасовой лекции вполне хватило, чтобы понять, насколько это колоссальная работа. Видя такие проекты, поражаешься способностям человечества.
  • 0
    Как-то мельком сказано про создание трития из лития. Там будет происходить реакция распада атомов лития на что-то + тритий? То есть реактор будет не только синтез осуществлять, но и ядерную реакцию распада атомов? Хм…
    • +1
      Это легкие элементы, все частицы в них пересчитаны, не бойтесь.
      • +1
        Я не боюсь, я хочу больше знать.
    • +1
      ru.wikipedia.org/wiki/ITER — раздел «Интересные факты» — наиболее доступная реакция с литием-6 (данный изтоп составляет около 7% от всего лития):
      n+6Li -> 4He + 3H + 4.8 MeV

      Для увеличения выхода трития могут применяться умножители нейтронов — бериллий-9 (удвоитель, 9Be + n -> 24He + 2n) или свинец

      Нейтроны высоких энергий могут запускать сходную реакцию в литии-7:
      n+6Li -> 4He + 3H + n — 2.5 MeV
      Подробнее — слайд 4 «Blanket: tritium breeding» и далее из лекции «Tritium Technologies of ITER and DEMO breeding blankets» (A.Ciampichetti, Torino 2010).

      en.wikipedia.org/wiki/Tritium#Lithium
      Tritium is produced in nuclear reactors by neutron activation of lithium-6. This is possible with neutrons of any energy, and is an exothermic reaction yielding 4.8 MeV.
      • 0
        То есть есть экзотермические реакции распада лёгких элементов? Я всегда считал, что до железа распад эндотермический (и термоядерные реакции идут до железа), а после экзотермический.

        Ясно, спасибо.
  • 0
    Как собираются снимать энергию с токомака?
    • +1
      Именно с этого никак. Будут просто рассеивать полученное тепло. А в общем, забирать с реактора энергию будет не сложно, наверняка поставят паровые турбины. Гораздо важнее научиться получать больше энергии, чем затрачивать и поддерживать непрерывную работу реактора.
      • +1
        Ну а по задумке какой способ теплообмена должен использоваться? Лишь излучение?
        • +1
          Большую часть термоядерной энергии из плазмы уносят нейтроны (около 80%), передавая ее бланкету. Остальное — альфа-частицы, которые остаются в плазме.
          image

          en.wikipedia.org/wiki/DEMO
          Once fusion has begun, high-energy neutrons at about 160,000,000 °C will flood out of the plasma along with x-rays, neither being affected by the strong magnetic fields. Since neutrons receive the majority of the energy from the fusion, they will be the reactor's main source of thermal energy output.


          en.wikipedia.org/wiki/Tokamak#Tokamak_cooling
          This is a large advantage of tokamak reactors since these freed neutrons provide a simple way to extract heat from the plasma stream; this is how the fusion reactor generates usable energy. The inside wall of the tokamak must be cooled because these neutrons yield enough energy to melt the walls of the reactor.


          http://inis.iaea.org/search/search.aspx?orig_q=RN:24044024 «Breeding blanket for Demo» (1992)
          In particular DEMO will rely on a «hot breeding blanket» to: — convert into heat the kinetic energy of the neutrons created in the plasma chamber by the fusion reactions… and to transfer this heat (80% of the fusion energy) to a coolant…


          Возможные варианты охлаждения бланкета — гелий, эвтектика свинец-литий, либо эвтектика свинец-литий, охлаждаемая водой.
  • +1
    Возведение фундамента, апрель (как я понял 2014 года)



    оригинал
    www.iter.org/doc/all/content/com/img_galleries/senechal_aerial_2.jpg

    еще фотки
    www.iter.org/galleries
    • +1
      Красота. Надеюсь, про ИТЭР снимут хороший документальный фильм, саундтрек к которому напишет Филип Гласс :)

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.