Сенсации от Острецова

[Denis Russkih]

Может ли кто-нибудь подсказать, как воспринимать данную газетную статью:

https://yadi.sk/i/zkyF53QKmSzzQ

С одной стороны, присутствует словосочетание-маркер "официальная наука", рассуждения о высшем разуме, создавшем наш мир, и конспирология на тему, что авария на Чернобыльской АЭС якобы была подстроена.

С другой стороны, в физике Острецов разбирается всё же явно лучше меня, к примеру. И приводит некоторые занятные цифры и доводы в защиту своей позиции. Так что мне, как неспециалисту, было бы интересно узнать, что из этого истинно, а что нет.

В частности, как следует относиться к вот этим фрагментам:

Цитата:

ресурсная база современных ядерных технологий ограничивается ураном-235, которого осталось «с гулькин нос». Последнее время идеологи атомных технологий стали говорить о бридерах - реакторах на быстрых нейтронах, в которых уран-235 заменяется плутонием. Эти идеологи обещают нам неисчерпаемый источник энергии. Но легко показать, что коэффициент воспроизводства плутония практически нигде не превышает единицы.
Недавно, как член учёного совета, я присутствовал на защите кандидатской диссертации по реактору со свинцово-висмутовым теплоносителем. Защищался парень, очень симпатичный, аккуратные расчёты провёл. Ну, я его в конце и спрашиваю: «У вас же нейтронный спектр есть, все сечения, вы прикидывали, какой у вас там получается коэффициент воспроизводства?» Он так сразу потух и говорит: «Ну, конечно». «Ну, и сколько?» - спрашиваю его. «Вроде бы 0,8 получается», - отвечает. «Во всяком случае, меньше единицы», - говорю ему. «Конечно», - отвечает. Вот и всё. А если коэффициент воспроизводства меньше единицы, то больше того, что у вас есть, вы никогда не будете иметь. И более того, постепенно будет длительная деградация.
И, кроме того, там же обогащение не 4,5 процента как в ВВЭР, а 20. Будет постепенно происходить уменьшение мощностей, и вы никогда не решите энергетических проблем человечества. А ведь сегодня дефицит по энергии составляет в 6-7 раз.
Обычно я показываю это на очень простом примере.
Чтобы люди более-менее нормально жили, в стране необходимо иметь примерно 2 киловатта установленной мощности на человека. Чтобы дома холодильник был, метро чтобы работало, троллейбус ходил и прочее. В мире сегодня живёт семь миллиардов человек. Перемножаем два на семь, получаем четырнадцать тераватт. А в наличии есть только два. Вот из-за этого все драки и идут. Страны «золотого миллиарда» более-менее живут, а остальные - нищета. Но им же это не нравится, они будут с этим бороться. Так что обеспечивать надо всех. Поэтому на перспективу есть только атомная энергетика. И настоящей ресурсной базой атомной энергетики является уран-238 и торий. В них сосредоточено примерно 95-96 процентов всех энергетических запасов на Земле.
Считая уголь, нефть, газ, уран-235 и прочее - всё в основном сосредоточено в этих двух элементах.
- Существуют такие расчёты?
- Да, конечно. Всё сосредоточено в уране-238 и тории. Поэтому основная задача человечества научиться их сжигать. Из-за того, что коэффициент воспроизводства у бридеров низкий - этот путь также является тупиковым. Развернуть широко атомную энергетику через уран-плутониевое топливо не удастся. Нужны другие решения. И вот такое решение мне с коллегами удалось найти.

Цитата:

- Получается, что и термоядерная энергетика тоже бесперспективна? А ведь о ней сегодня так много говорят.
- Не просто бесперспективна, это абсолютная глупость. Абсолютная! Я сейчас не буду рассказывать физику, но ИТЭР, по существу, - это очень плохой ускоритель. И больше ничего. А столкновения в пучках крайне малоэффективны. Это не может являться источником нейтронов для принудительного деления ядерного топлива. Единственным мощным источником нейтронов на перспективу является ядерный каскад, инициированный релятивистскими ионами в актиноидной мишени полного поглощения.
- Можно повторить то же самое, но на более понятном языке? А то, боюсь, читатели не поймут.
- Ну, не важно, специалисты поймут. Актиноидная мишень - это может быть торий, уран-238, ОЯТ (облучённое ядерное топливо). ОЯТ даже лучше всего, поскольку у него коэффициент усиления будет больше. Это единственное направление, с помощью которого человечество сможет выжить. И, слава Богу, в последнее время в этом вопросе произошли некоторые подвижки. Спустя двадцать лет мы с коллегами стали продвигать эту тему.
- В общем виде можно как-то это представить для неискушённого читателя? Что такое «ядерный каскад»?
- Вот если у вас очень быстрые частицы из космоса прилетают, то в атмосфере образуется ядерный каскад. Попадает в одну частицу, вышибает вторичные протоны, нейтроны. Те вышибают следующие. А мы берём актиноидную мишень, состоящую из элементов, порог деления которых начинается примерно с 30 МэВ. Когда быстрая частица влетает в такую мишень, то начинает размножаться и делить элементы этой мишени. Либо уран-238, либо торий - любые актиноиды.
- Получается, что ваша идея заключается в том, чтобы к ядерному реактору добавить некий ускоритель, который вместо урана-235 или плутония будет генерировать нейтроны, необходимые для «сжигания» основного ядерного топлива?
- Да, система будет включать в себя ускоритель Богомолова, который отличается от остальных ускорителей тем, что он работает при комнатных температурах. Сейчас этот ускоритель начали изготавливать в Сарове. Уже первые секции сделаны. Поэтому работы в этом направлении, по существу, уже начались.

Цитата:

- Вы говорите, что эта технология способна «обнулить» Соединённые Штаты. Что вы имеете в виду?
- Богомоловский ускоритель можно разместить на самолёте. А если вы его на самолёт поместили и направили пучок вниз, образуется, как мы уже говорили, ядерный каскад. Одним из компонентов в ядерном каскаде являются нейтроны. Если направить поток нейтронов на реактор авианосца, то при определённой плотности потока этот реактор просто взорвётся.
- Насколько это сегодня реально с технической точки зрения?
- Такой контракт для американцев наши специалисты уже сделали. Ускоритель Богомолова по своим габаритам помещается на самолёт Ан-124 «Руслан». Представьте себе, если такую систему будут иметь страны Персидского залива, Юго-Восточной Азии, Южной Америки, Европы. Ни один американский авианосец и ни одна атомная подводная лодка туда близко не подойдут.

[Munin]

Первая цитата выглядит разумно, остальные две - как срыв с катушек.

[Pulseofmalstrem]

Термоядерный синтез, на мой взгляд, - одна из самых перспективных технологий на данный момент.

[AL Malino]

Pulseofmalstrem в сообщении #1085411 писал(а):

Термоядерный синтез, на мой взгляд, - одна из самых перспективных технологий на данный момент.

Потому, что очень хочется, чтобы заработало? Или потому, что сей механизм успешно работает в звёздах?

Острецов писал(а):

«У вас же нейтронный спектр есть, все сечения, вы прикидывали, какой у вас там получается коэффициент воспроизводства?» Он так сразу потух и говорит: «Ну, конечно». «Ну, и сколько?» - спрашиваю его. «Вроде бы 0,8 получается», - отвечает. «Во всяком случае, меньше единицы», - говорю ему. «Конечно», - отвечает. Вот и всё. А если коэффициент воспроизводства меньше единицы, то больше того, что у вас есть, вы никогда не будете иметь. И более того, постепенно будет длительная деградация.

Нифига не спец в данном вопросе, но по жизни он мне немножко близок. И перечитав достаточно много материалов, в том числе под грифом «ДСП», так к единому мнению и не пришёл: цифры насчёт воспроизводимости лежат в довольно широком диапазоне: от 0.6 до 1.2 (видимо дело связано с оптимизацией геометрии и тонкой подстройкой спектра нейтронов, но такие детали остаются за рамками доступного ).
Однако, как учили нас классики марксизма: критерий истины — практика. И, как минимум, в трёх странах, включая Россию, разработки бридерных технологий сейчас активно ведутся. В России, кажется, недавно второй реактор этого типа запущен в строй. Понятно, что в РосАтоме денжищщ — куры не клюют. И всё это, может, просто БОЛЬШОЙ РАСПИЛ . Но британцы, вроде, не глупее нас?

[Pulseofmalstrem]

AL Malino
Двоякий ответ.
1) Мой факультет на МФТИ имеет в том числе кафедру термоядерного синтеза и физики высокотемпературной плазмы (одно из возможных моих профильных направлений).
2) Ну очень хочеться чтобы заработало и принесло бы добрые плоды (Звезды приводить не надо,там гравитационное давление такое, что нам в наших реакторах даже и не снилось. Реакции вроде бы одни и те же, но вот условие довольно различны).

[Someone]

Pulseofmalstrem в сообщении #1085425 писал(а):

Реакции вроде бы одни и те же

Разные (в основном). Те, которые в звёздах, в земных условиях использовать нельзя. А то, что возможно в земных условиях, в звезде составляет незначительную добавку к основным реакциям.

[Pulseofmalstrem]

Someone
Ясно. А можете посоветовать какой-нибудь популярный обзор на тему.

[upgrade]

Площадь Сахары - $9 400 000 000 000$ кв м.
Мощности из расчета средней мощности за день (208 Вт/кв. м),
получается 1 955 ТВт. Почему даже не пытаемся использовать?

[Pulseofmalstrem]

upgrade
1) КПД солнечных панелей низкий (последних достижений не знаю, но вроде бы не более 25 %, если решать еще как-то ночную проблему).
2) У Сахары проблема еще в том, что солнечные панели очень бояться песчаных бурь и вообще ветерка.
3) Если же размещать станцию не в Сахаре, то получаеться что работа станции нестабильна (привязана к погоде). Я где-то читал статью,что математически было показано, что невозможно создать устойчивую электрическую сеть при условии, что более четверти всех источников не выдают стабильную мощность (а это примерно все альтернативные энергоисточники: ветряки, солнечные батареи).

[Munin]

Pulseofmalstrem в сообщении #1085442 писал(а):

Ясно. А можете посоветовать какой-нибудь популярный обзор на тему.

Любые книги по астрофизике, по ядерной физике.
Сайты "Астронет", "Ядерная физика в Интернете" ( http://nuclphys.sinp.msu.ru/ ).
Мухин.
Кононович-Мороз.
Крамаровский-Чечев.
Это что первое приходит в голову.

[upgrade]

(Оффтоп)

Да зачем солнечные батареи, системам естественной циркуляции воды в отопительных системах уже лет 50-т. "Котёл" из максимально поглощающего излучение Солнца материала, "батареи отопления" - из максимально отражающего и излучающего. Воду взять из ближайшего океана...

[Pulseofmalstrem]

upgrade

(Оффтоп)

Отопление - далеко не единственная потребность человечества. Надо еще как-то электроэнергию извлекать, а тепловой цикл такой схемы вряд ли будет слишком эффективным + те же проблемы.

[arseniiv]

(Оффтоп)

upgrade в сообщении #1085462 писал(а):

"Котёл" из максимально поглощающего излучение Солнца материала, "батареи отопления" - из максимально отражающего и излучающего.

Всё совсем не так неправильно. Во-первых, закон Кирхгофа. Во-вторых, надо, чтобы поглощение на длинах волн максимума излучения Солнца было побольше, а излучение на длинах волн, соответствующих максимуму излучения горячей воды в котле, поменьше. Это кое-как можно сделать. А зачем для батарей что-то особое делать — непонятно.

Ну, если только из опаски, что из-за медленного излучения они нагреют что-нибудь кроме того, что нужно. Тогда можно подумать о трубах между батареями и котлами — вот их было бы неплохо изолировать.

[upgrade]

(Оффтоп)

arseniiv в сообщении #1085466 писал(а):

upgrade в сообщении #1085462 писал(а):

"Котёл" из максимально поглощающего излучение Солнца материала, "батареи отопления" - из максимально отражающего и излучающего.

Всё совсем не так неправильно. Во-первых, закон Кирхгофа. Во-вторых, надо, чтобы поглощение на длинах волн максимума излучения Солнца было побольше, а излучение на длинах волн, соответствующих максимуму излучения горячей воды в котле, поменьше. Это кое-как можно сделать. А зачем для батарей что-то особое делать — непонятно.

так на них тоже излучение падает - чтобы неравновесие было между котлом и батареями

[Munin]

Вкратце: для синтеза ядра гелия ${}^4\mathrm{He}=\alpha=ppnn$ в природе используется 4 ядра водорода (изотопа протия), то есть, 4 протона ${}^1\mathrm{H}=p.$ При этом необходимо превращение протона в нейтрон. Это реакция, идущая через слабое взаимодействие, брутто

$$p+e^-\to n+\nu_e\quad\textit{или}\quad p\to n+e^++\nu_e$$

(разумеется, не в свободном виде, а внутри какого-то ядра, потому что в свободном виде реакция идёт в обратную сторону). Слабое взаимодействие - очень медленное. Речь идёт о десятках порядков. Внутри звезды это можно себе позволить: там огромная масса вещества, и в ней может синтезироваться достаточно много нейтронов, чтобы реакция шла дальше. Но для этого нужна практически звезда, по массе. Юпитера ($10^{-3}M_\odot$) уже не хватает.

В земных условиях, придётся обходиться без синтеза нейтронов (или использовать их в готовом виде из какой-нибудь другой ядерной реакции). Поэтому, в земных условиях реакции синтеза идут так или иначе без превращения протона в нейтрон. Например, берут исходные реагенты уже с нейтронами (дейтерий, тритий, гелий-3), и реакцию выбирают так, чтобы в продукте нейтронов могло бы быть поменьше. Такие реакции могут идти только через сильное взаимодействие, попросту перекомбинирующее протоны и нейтроны в ядрах. Но заодно, как побочный минус, приходится проводить реакцию в другом режиме, например, при температуре в 10-100 раз выше, чем в центре Солнца. Плотности плазмы в центре Солнца (150 плотностей воды) мы тоже не можем достичь: нечем удержать - так что, и это минус, который приходится компенсировать температурой.

В общем, как-то так. Просто другая точка на фазовой диаграмме, потому что звёздная нам недоступна.

-- 24.12.2015 16:28:50 --

upgrade
Проблемы со всеми подобными предложениями - в том, что по-хорошему надо учитывать стоимость изготовления солнечных батарей или других приборов, извлекающих энергию. И оказывается, что они себя плохо окупают: стоят дорого (в пересчёте на ту же энергию!), работают мало, выгодны только в редких и неудобных местах, а передача энергии на большие расстояния - это тоже существенные издержки.