Схема УТС

[Osmiy]

Ввиду того что подняли тут тему ХЯС, пришла в голову идея.

В чем подвох такой схемы управляемого ядерного синтеза?
Берем линейны ускоритель протонов (километр батарей конденсаторов). КПД таких устройств 95%, а электрическая мощность пучка даже при маленьком токе может достигать десятки и сотни кВт.
Разгоняем протоны и направляем в мишень с лёгкими атомами длиной метров 5, чтоб наверняка все уловила. Там происходит термоядерная реакция.
Сама мишень пусть будет в термоизоляционной (типа керамики) оболочке. Когда мишень прогреется, начинаем кипятить маленькую струйку воды, а пар пускаем на турбинку.
Т.е. энергия реакции идет чисто на нагрев, на поддержание самой реакции не идет (кроме побочных реакций).
Полученную электроэнергию тратим на подзарядку конденсаторов и ионизацию протонов.
Профит!

[Osmiy]

Всё я прочитал "Библиотечка «Квант». Выпуск 037. Воронов Г.С. Штурм термоядерной крепости".

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Дискуссионные темы (Ф)» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: тут уместнее.

[launcher]

А как насчет ускорителя на встречных пучках?
http://www.nkj.ru/archive/articles/5579/
На ионизацию вроде потерь нет,потери на упругие столкновения при определенных энергиях, как пишут здесь http://www.nkj.ru/archive/articles/5581/ тоже незначительны.Существуют ли какие нибудь непреодолимые препятствия для реализации такого УТС?

[Osmiy]

Osmiy в сообщении #1021778 писал(а):

Всё я прочитал "Библиотечка «Квант». Выпуск 037. Воронов Г.С. Штурм термоядерной крепости".

В общем там написано, что большая часть энергии частиц будет тратиться на ионизацию атомов в веществе мишени.
А если поступить так. Разгонять частицы до энергий в 100 раз больше требуемого для реакции. Допустим 99% всей энергии пучка будет идти на ионизацию, а в конечном итоге на нагрев мишени. А 1% на термоядерную реакцию, которая будет давать прибавку энергии 6%. Тогда выход энергии будет 105%. Вот эти 5 процентов и использовать на полезные нужды.

-- 31.05.2015, 16:47 --

launcher в сообщении #1021854 писал(а):

А как насчет ускорителя на встречных пучках?
http://www.nkj.ru/archive/articles/5579/
На ионизацию вроде потерь нет,потери на упругие столкновения при определенных энергиях, как пишут здесь http://www.nkj.ru/archive/articles/5581/ тоже незначительны.Существуют ли какие нибудь непреодолимые препятствия для реализации такого УТС?

Тоже думал об этом.
Будет малое число столкновений, придется непрореагировавшие частицы пускать по кругу постепенно добавляя к ним частицы из ускорителя. Может быть из-за этого.

[Евгений Машеров]

Это обдумывалось в 1950-е, именовалось "электрояд", принципиальная возможность несомненна, а экономичность упирается в низкий К.П.Д. ускорителей (а также в К.П.Д. преобразования тепла в энергию).

[launcher]

Osmiy в сообщении #1021856 писал(а):

Osmiy в сообщении #1021778 писал(а):

Всё я прочитал "Библиотечка «Квант». Выпуск 037. Воронов Г.С. Штурм термоядерной крепости".

В общем там написано, что большая часть энергии частиц будет тратиться на ионизацию атомов в веществе мишени.
А если поступить так. Разгонять частицы до энергий в 100 раз больше требуемого для реакции. Допустим 99% всей энергии пучка будет идти на ионизацию, а в конечном итоге на нагрев мишени. А 1% на термоядерную реакцию, которая будет давать прибавку энергии 6%. Тогда выход энергии будет 105%. Вот эти 5 процентов и использовать на полезные нужды.

-- 31.05.2015, 16:47 --


Идея интересная! Но вроде как при высвобождении энергии в 20 МэВ при каждом удачном столкновении,потребуется в 200 раз больше энергии на ионизацию,значит проблема в технической возможности создании ускорителя на 4 ГэВ.

Osmiy в сообщении #1021856 писал(а):

Osmiy в сообщении #1021778 писал(а):

Тоже думал об этом.
Будет малое число столкновений, придется непрореагировавшие частицы пускать по кругу постепенно добавляя к ним частицы из ускорителя. Может быть из-за этого.

Видимо вопрос в создании нужной плотности частиц,в статье http://www.nkj.ru/archive/articles/5579/
написано что плотности $1014\text{ см}^{-3}$ достаточно для практического использования УТС и такой ускоритель возможен.

profrotter:
Сообщение отредактировано. Причина: поправил формулы.
Пожалуйста оформляйте формулы. Инструкции по оформлению формул здесь или здесь (или в этом видеоролике)

[launcher]

launcher в сообщении #1021879 писал(а):

Идея интересная! Но вроде как при высвобождении энергии в 20 МэВ при каждом удачном столкновении,потребуется в 200 раз больше энергии на ионизацию,значит проблема в технической возможности создании ускорителя на 4 ГэВ.

Внимательнее прочел главу из "Штурма термоядерной крепости" о ускорительном УТС,необходимость в ускорителе на 4 ГэВ как мне показалось вначале конечно чушь.Проблема очевидно в том что энергии будет получено 0.5% от затраченной и значит нужен преобразователь тепла в электроэнергию с кпд выше 99.5%.
К сожалению в "Штурме термоядерной крепости" не указаны затраты на упругие соударения в схеме пучок плюс плазма,что впрочем неважно в случае ускорителя на встречных пучках.

[Osmiy]

Я думаю что схему встречных пучков тоже рассматривали. Думаю что даже если и создать плотный пучок по современным меркам, то в результате их разового столкновения там прореагирует что-то типа 0.0000001% частиц. Поэтому нужно будет создавать круговые ускорители, и пропускать одни и те же частицы много раз. Саму операцию поворота частиц в маг. поле думаю тоже можно сделать с высоким КПД. Но их нужно будет миллионы и миллионы раз прогонять по кругу тратя энергию. Как то так.

[launcher]

Osmiy в сообщении #1021996 писал(а):

Я думаю что схему встречных пучков тоже рассматривали. Думаю что даже если и создать плотный пучок по современным меркам, то в результате их разового столкновения там прореагирует что-то типа 0.0000001% частиц. Поэтому нужно будет создавать круговые ускорители, и пропускать одни и те же частицы много раз. Саму операцию поворота частиц в маг. поле думаю тоже можно сделать с высоким КПД. Но их нужно будет миллионы и миллионы раз прогонять по кругу тратя энергию. Как то так.

Пишут http://ufomag.ru/nakopitelnoe-kolco.html что в накопительных кольцах протоны могут вращаться по инерции в постоянном магнитном поле несколько часов.Поскольку нужная для УТС энергия частиц сравнительно небольшая,около 10 кэВ то может быть можно сделать такое кольцо очень маленьким допустим меньше сантиметра,не нуждаясь при этом в запредельно высоком магнитное поле? В таком микро кольце должна увеличиться частота обращения частиц и число столкновений в единицу времени.

[amon]

launcher в сообщении #1022787 писал(а):

можно сделать такое кольцо очень маленьким

Нельзя. Гуглим "синхротронное излучение".

[launcher]

amon в сообщении #1022796 писал(а):

launcher в сообщении #1022787 писал(а):

можно сделать такое кольцо очень маленьким

Нельзя. Гуглим "синхротронное излучение".

В викпедии про синхротронное излучение пишут что:
"наибольшее значение такое излучение имеет для лёгких частиц — электронов и позитронов."

В статье журнала (Наука и жизнь, ПОДСЧИТАЕМ ЭНЕРГИЮ) http://www.nkj.ru/archive/articles/5581/ также указывают:

"Поскольку в реакции ядерного синтеза участвуют ионы дейтерия и трития (дейтроны и тритоны), имеющие массу, в 4—5 тысяч раз превышающую массу электрона, потери на излучение в системе будут пренебрежимо малы"

Также нагуглил статью http://lhe.jinr.ru/rus/veksler/wv0/publ ... erator.pdf в которой указана простая формула расчета потерь частицы на излучение

Подстановка значений показывает малые потери для дейтрона при радиусе орбиты 1см

[Osmiy]

Полная энергия - это кинетическая плюс энергия покоя.

[launcher]

Osmiy в сообщении #1023102 писал(а):

Полная энергия - это кинетическая плюс энергия покоя.

Так правильно?

[Osmiy]

$E=\sqrt{m^2c^4+p^2c^2}$
Но когда скорость нерелятивистическая, (если не ошибаюсь) можно просто складывать.

-- 03.06.2015, 18:52 --

Хотя кинетическая энергия и энергия покоя. они и так всегда складываются