?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Лента ру пишет, что американцы из PPPL считают сферические токамаки наиболее перспективными. Сферические - это такие:


Фотография плазмы в токамаке MAST - самого большого сферического токамака в мире.

Но правильнее говорить не сферические, а низкоаспектные, отличаются от обычных вот такой формой плазмы:



Чем хороши низкоаспектные токамаки? В них можно допускать примерно вдвое большее соотношение давления плазмы к давлению магнитного поля без срывов и неустойчивостей, чем в классических. Это значит, что при том же магнитном поле у вас в два раза лучше термоядерные параметры, либо что поле можно снизить на 40%. Тридцать лет назад, когда у токамаков со скрипом шло внедрение сверхпроводящих катушек, эта идея казалось очень привлекательной.

Однако ничего не дается бесплатно. Посмотрите на фотографию выше. В этой тонкой центральной колонне в реальной машине нужно будет расположить две магнитные системы - центральный соленоид и внутренние части тороидальных катушек, затем крио и вакуумный барьер, отделяющий катушки от плазмы, затем бланкет с литием для получения нового трития (бридинг или размножение трития), затем защиту бланкета от излучения - берилиевую первую стенку. Увы, места на все это там не хватает, поэтому здесь прекрасные сферические токамаки много лет пребывают в инженерном тупике.


На примере ИТЭР хорошо видно, какой вытянутости получается плазменный шнур, если его будут определять инженерные ограничения. ИТЭР, понятно, тоже пытается быть наиболее сферичным.

Суть работы американцев, про которую пишет лента, докладывалась на конференции TOFE-2016, и заключается в следующем:

Последние разработки в области высокотемпературных сверхпроводников позволяют заметно поднять в них плотность тока -> уменьшить сечение магнитов для сферического токамака. Это в свою очередь освобождает место для размножающего тритий бланкета на центральной колонне, раньше его просто не было. А это в свою очередь решает один из тупиков сферических токамаков - без бланкета на центральной колонне не получается воспроизведение трития, равное или чуть большее единице (обычно системно нужен коэффициент бридинга трития 1,04-1,1). В работе американцев же показано, что теперь и СТ можно сделать с таким коэффициентом.


Предложенный на базе последних проработок для будущей большой национальной термоядерной установки (FNSF) сферический токамак с ИТЭРовскими параметрами, но втрое меньший по размеру.

Напомню, что улучшение параметров свехпроводников используют и классические высокоаспектные токамаки - например проект ARC; и некоторые другие;. Кто победит - неизвестно, так как сферические токамаки разменивают классные прогнозируемые параметры на гораздо больший инженерный риск и меньшую техническую готовность. В рамках проработки облика и задач FNSF в основном как раз рассматривается классический токамак а-ля что-то среднее между ИТЭР и ДЕМО.

Что ж, посмотрим, как будут развиваться события.

Comments

( 20 comments — Leave a comment )
Андрей Гаврилов
Aug. 28th, 2016 07:56 am (UTC)
внимательный читатель мог бы и напомнить про извивы мысли мрачного инженерного гения, в виде проектов с потоками жидкой меди "у в центе". Как о курьезе, да.
Big Macintosh
Aug. 29th, 2016 04:32 am (UTC)
Мне кажется, ребята сову на глобус натягивают. Там же еще должны быть каналы теплоносителя и теплоизолятор вокруг сверхпроводника.
tnenergy
Aug. 29th, 2016 06:01 am (UTC)
Каналы теплоносителя внутри сверхпроводящего кабеля. А на криостат нужно место, да. Они попроще поступили - постулировали плотность тока в сверхпроводнике 90 А/мм^2 против 11 А/мм^2 в TF ИТЭРа (это с учетом сечения конструкции катушки, в самом сверхпроводнике - 400 ампер на мм).
mrclon
Aug. 29th, 2016 05:54 pm (UTC)
В смысле «давайте будем считать что, к тому времени как дойдёт до дела, прогресс подкинет нам более хорошие сверхпроводящие кабели»?
tnenergy
Aug. 30th, 2016 03:48 pm (UTC)
>В смысле «давайте будем считать что, к тому времени как дойдёт до дела, прогресс подкинет нам более хорошие сверхпроводящие кабели»?

Скорее "давайте подставим лабораторный рекорд в параметры большой машины". Прием, в принципе, имеет право на жизнь, т.к. REBCO кабели действительно очень хорошо прогрессируют.
ardelfi
Aug. 29th, 2016 08:23 am (UTC)
По сравнению с этим хорошо выглядят ловушки -- плазма внутри, машина снаружи; а в токамаке плазма внутри машины, и машина внутри плазмы. В инженерном аспекте за последнее нужно бить лопатой, и на примере ИТЭРа уже становится очевидно что инженерный аспект реальной машины имеет больший приоритет чем физический.
nestoklon
Aug. 29th, 2016 09:50 am (UTC)
У нас в ФТИ такой ещё в 90-е построили (с ходу нашёл напрмер такую ссылку http://globus.rinno.ru/pages/sfericheskij_tokamak_globus-m-9.html). А недавно (в прошлом году кажется) выбили госпрограмму под его существенную модернизацию. Не прошло и 20 лет как тема пошла в массы.
tnenergy
Aug. 29th, 2016 10:48 am (UTC)
Я знаю про Глобус-М, конечно, но в целом слегка скептически отношусь к СТ. Хотя, неплохо было бы хотя бы попытаться спроектировать полностью сверхпроводящий СТ с током плазмы в несколько мегаампер и полем в несколько Т, что бы понимать, насколько реалистична конструкция.
nestoklon
Aug. 29th, 2016 03:38 pm (UTC)
Насколько я понимаю из докладов народа с отделения плазмы, они тоже довольно скептически относятся к своей деятельности. Но опять же, по их рассказам, глобус-м оказался настолько луше чем все ожидали (а прежде всего проектировщики), что очень жаль что из-за известных событий эти результаты не поспели к началу проектирования ИТЭРа.
vladimir690
Aug. 30th, 2016 11:00 am (UTC)
Ученые из Новосибирска и Германии совместно работают над новым топливом, способным в полтора раза повысить эффективность работы термоядерных реакторов. В используемой сейчас реакции слияния ядер дейтерия и трития примерно треть топлива не работает, сообщил руководитель российского научного коллектива, ведущий научный сотрудник Института ядерной физики (ИЯФ) Сибирского отделения РАН Дмитрий Топорков.
http://www.atomic-energy.ru/news/2016/08/19/68398
tnenergy
Aug. 30th, 2016 11:33 am (UTC)
Спин-поляризация ионов. Собираюсь написать об этом в сентябре.
drvit
Aug. 31st, 2016 09:28 am (UTC)
"Российское атомное сообщество"
"Сейчас годовое производство энергии в мире составляет более 50 тыс. млрд кВт/час." - мда...
(Deleted comment)
tnenergy
Aug. 30th, 2016 03:51 pm (UTC)
А вы-то сами в курсе кто теперь "разводит американцев" по теме токамаков? Я обе фамилии, которые можно на это место поставить. Ну а с Чубайсом, про которого вы тут хотите написать вы жестко ошибаетесь - это он дает американцам деньги, а не они ему.
(Deleted comment)
tnenergy
Aug. 31st, 2016 06:29 am (UTC)
Ок, итак, американцев на бабки разводит ...?
(Deleted comment)
tnenergy
Aug. 31st, 2016 07:04 am (UTC)
За последние 20 лет на госденьги в США построили один единственный токамак - сферический NSTX, и закрыли 2 (TFTR и Alcator mod C). В команде, которая отбирает предложения на FNSF один единственный человек с русской фамилией, лидер вообще американец до мозга костей.

Я бы сказал, что единственный, кто "разводит" американцев на деньги - это Бернар Биго, а все остальные проекты в США делаются с четким осознанием, зачем это надо.
Андрей Гаврилов
Aug. 30th, 2016 03:57 pm (UTC)
и не говори, милок, у самой муж - пьяница!



Так что там, "скоки-скои денег?"?
Mad Max
Aug. 31st, 2016 02:04 am (UTC)
А есть уверенность (а лучше источник с пруфами и подсчетами), что вот эта черная линия "Actual fundind" на этой картинке не брешет?

А то за исключением 80х годов она болтается на уровне 300-500 млн.$ в год. Хотя на один единственнй ITER тратится не меньше, чем тут указано как якобы суммарные расходы по всем проектам касающимся термоядерной энергии вместе взятым.
tnenergy
Aug. 31st, 2016 06:26 am (UTC)
Это финансирование американских программ. Что бы получить общемировое, надо грубо умножить на 3 эти цифры.
Андрей Гаврилов
Aug. 31st, 2016 09:00 pm (UTC)
обожемой, ну как же нам без чела с "наебалово-style"-мышлением обойтись-то!

Читаем график внимательно, видим, что это - US. (Что, кстати, монописуально в контексте графика, веселые старты, хоть как-то отражающиеся в расходах по ITER - это 2006-й год; даже если вы Хранцию с 2006-го года возьмете (а до того - у всех похожая картина, и у СССР, и у Японии/Европы/прочих), все равно "заплатили, но по срокам - не получили!" никак не вытанцуется).

Вот вам траты США на ITER:



- чет. не выходит каменный цветочек вашего "по одному ITER'у больше!". Ну вот просто ааще никак.

Вот вам другие товарищи посчитали бюджеты по термояду. Все те же бюджеты.

Данные по годам (ааще с начала темы!) цифирях выложили рядом с графичком, поправку на инфляцию приложили, разбивку по магнитному (то, что нам интересно), и инерциальном (что интересно только воякам, чтоб без испытаний ЯО можно было все равно норм. жить) сделали:

http://aries.pppl.gov/FPA/OFESbudget.html

в картинках:



(MFE (Magnetic Fusion Energy)- магнитный УТС, ICF (Inertial Confinement Fusion) - инерциалка вояк).

Сравнимо получается, "то на то", с предыдущим (обсуждаемым) графиком на эту тему.


Вот вам до кучи еще картинка для размышлений:



И да, еще и инфа для того же [для размышлений!]: c 70-х годов все установки магнитного УТС, сделанные (и запущенные) на деньги из этих графичков, показали либо запланированные, либо лучшие, чем планировалось, результаты. Т.е. еще раз, ситуация "за что заплатил, то и получил!".
vladimir690
Sep. 13th, 2016 03:28 pm (UTC)
( 20 comments — Leave a comment )

Profile

tnenergy
Ядерная энергия

Latest Month

October 2017
S M T W T F S
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031    
Powered by LiveJournal.com