Category: энергетика

Category was added automatically. Read all entries about "энергетика".

Пятна «искусственного солнца». Термоядерная энергетика

токамак

На вопросы «Завтра» отвечает публицист Валентин Гибалов (tnenergy), специалист по атомной и термоядерной энергетике

"ЗАВТРА". О чём хотелось бы сегодня поговорить: человечество уже полвека стучится в двери термоядерной энергетики. Стучится долго и громко, но столь же безрезультатно, и многие уже начали думать, что никакого термоядерного синтеза нет, что учёные всё выдумывают о "мирном термояде". Мол, у них до этого была игрушка — атомная энергетика, а теперь они придумали некую термоядерную, которая даст нам громадные запасы топлива, бесплатную чистую энергию… но нас просто обманывают! Я понимаю, что это достаточно известный миф, но что вы можете сказать по этому поводу?

Валентин ГИБАЛОВ. Мне кажется, хорошим ответом на это является начало всей термоядерной истории. В 1952-53 годах были взорваны первые термоядерные бомбы. И ровно с этого момента начинаются секретные программы разработки термоядерных реакторов, управляемого термоядерного синтеза — связь тут очень чётко прослеживается. Это решение приняли и в США, и в СССР сразу, как только пришло практическое подтверждение, что выход энергии есть, причём выход колоссальный и необъяснимый даже в случае использования реакции деления урана или плутония. Просто учёные тогда посчитали, что если взять весь уран, например, "Царь-бомбы" и поделить его, то его энергии не хватит на все те мегатонны, которыми она рванула на Новой Земле. И с тех пор получена масса подтверждений термоядерной реакции, можно, например, практически "в гараже" собрать такие полуигрушки-реакторы, называющиеся "фузоры"…

"ЗАВТРА". …и которые буквально "в холодную" делают синтез нескольких атомов в минуту?

Валентин ГИБАЛОВ. Да! Но они излучают нейтроны, причём объяснить появление этих нейтронов в фузорах как-то по-другому невозможно. Надо признать, что там идёт термоядерный синтез. Конечно, такой маленький реактор не будет выдавать электроэнергию, но лучить нейтронами во все стороны вполне будет. Так что лучше не спать с ним в обнимку — хотя топливом для фузора и будет обычный тяжёлый водород-дейтерий, в небольшом количестве содержащийся в простой водопроводной воде, которую заливают в фузор.

"ЗАВТРА". А вот если сейчас сказать о термоядерном топливе для наших читателей… В фильме "Луна-2112" главный герой добывает гелий-3 на поверхности Луны. А что является основным термоядерным топливом на Земле?

Валентин ГИБАЛОВ. Сейчас для термоядерного синтеза рассматриваются всего три реакции. Причём из них более-менее реалистична одна-единственная — дейтерий-тритиевая энергетика. Она самая простая и даёт больше всего энергии на выходе. Но есть у неё и инженерные недостатки, довольно серьёзные, которые очень усложняют жизнь.

"ЗАВТРА". Например, нейтроны.

Валентин ГИБАЛОВ. Да, нейтроны. Которые активируют реактор и всё вокруг: термоядерный реактор становится сам очень высокорадиоактивным. Например, получается, что "время жизни" первой стенки реактора на дейтерий-тритии — всего пять лет, то есть каждые пять лет надо менять один из самых сложных компонентов реактора. И, конечно, это экономически очень затратно. Собственно, поэтому мы имеем в мире лишь один-единственный научный проект термоядерного реактора — ITER (ИТЭР).

Кроме дейтерия-трития есть реакция дейтерий-дейтерий ("монотопливо") — она получается совсем неудобной по физике, потому что у неё тоже на выходе много нейтронов, и при этом она гораздо тяжелее в достижении нужных параметров реактора, в первую очередь — температуры плазмы. И есть лунный гелий-3, которого практически нет на Земле, но которого много в грунте Луны. Но у этой реакции ещё больше требования, безумная проблема в плане того, как сделать реактор, который бы удерживал плазму из дейтерия и гелия-3.

Collapse )

promo izborskiy_club november 21, 2016 22:00 1
Buy for 20 tokens
В Севастополе открылось региональное отделение Изборского клуба. В рамках сообщества интеллектуальные элиты страны оказывают огромное влияние на формирование патриотически ориентированной государственной политики во всех сферах. Теперь их деятельность расширилась ещё на один регион. Более 30…

Нефть: дефицит или изобилие?

нефть

С заменой «чёрному золоту» мы опоздали. Навсегда?

Нефть по 30? Нефть по 20? Нефть по 50? Такие вопросы постоянно сыплются на читателя или телезрителя из всех глобальных и российских СМИ, которые обсуждают вопрос снабжения мирового рынка энергоносителями и все перипетии добычи, транспортировки и продажи основных мировых энергоносителей: нефти, газа и каменного угля.

Да, всё именно так. По состоянию на 2015 год эти три энергоносителя: нефть, природный газ и каменный уголь по-прежнему занимают не просто "львиную", но и подавляющую долю в мировом энергобалансе, составляя 87% потреблённой человечеством первичной энергии.

Оставшиеся 13% тоже дают нам весьма мало надежды на скорую замену энергии нефти, угля и природного газа, так как состоят в основном из атомной энергии (5%) и гидроэнергетики (6%), а на долю "модных" ветряных или солнечных источников энергии приходится всего лишь около 2% мирового производства первичной энергии.

Таким образом, все заклинания политиков и экологов о том, что "новая, бесконечная, доступная и возобновляемая энергия" вскоре заменит собой старые, неудобные и неэкологичные уголь, нефть и природный газ, так и остались разговорами: несмотря на быстрый рост установленной мощности ветряков и солнечных панелей, несмотря на то, что некоторые европейские страны добились весомой доли возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в своём энергобалансе, внедрение ВИЭ выявило и массу проблем. Ветряки и солнечные батареи оказались достаточно дорогим удовольствием, которое могут позволить себе лишь богатые страны. Выработка ими электроэнергии оказалась ненадёжной либо же сопряжённой с труднорешаемой проблемой аккумуляции гигантских объёмов транспортного, промышленного и бытового потребления электричества, а "быстрый" и уже практически двадцатилетний рост установленной мощности ветряков и солнечных батарей привёл всё человечество лишь к тем самым 2% мирового производства энергии, которое и приходится на долю ВИЭ — ветряков и солнечных батарей. "Электромобильчики" так и остаются несбыточной мечтой или же игрушкой для очень обеспеченных людей.

Collapse )

Урановое сердце для китайского дракона. Приживление.

Новые реакторы Чинамерики

Chinese-Dragon-Green-17-large

Алексей Анпилогов, специально для «Изборского Клуба»


Как было упомянуто в прошлой части, основная ставка китайской ядерной программы состоит в дальнейшей модификации французского дизайна 900-мегаваттного реактора CRY, который был сначала доведен до уровня в 1000 МВт электрической мощности, а одна из ветвей его модификации, «Хуалонг-1» (ACP-1000) подразумевает и дальнейшее поднятие электрической мощности, путём «пересадки» вовнутрь французского дизайна АЭС активной зоны от американо-японского реактора АР-1000.

Проблема в создании такого гибридного реактора «Хуалонг-1» состоит в том, что один из его предшественников, АР-1000, и сам по себе пока что является нереферентным реактором, постройка которого пока что не завершена ни на одной из четырёх строительных площадок, выделенных под постройку АР-1000 в период 2008-2011 годов.

Collapse )

Урановое сердце для китайского дракона. Трансплантация.

Основа китайской атомной энергетики - зарубежные ядерные технологии

chinese-dragon-red

Алексей Анпилогов, специально для «Изборского Клуба»

На сегодняшний день ядерная энергетика Китайской Народной Республики находится в точке принятия массы основополагающих решений, которые бы безусловно поставили бы в тупик любое государство поменьше.

Существующая ситуация в Китае в чём-то очень напоминает ситуацию в Европе, СССР или в США в 1950х-1960х годах, когда в этих странах шёл напряжённый поиск наиболее удачной конструкции ядерного реактора, пригодной для массового коммерческого применения. Тогда учёными и инженерами было испробовано много различных оригинальных концепций ядерного реактора, в результате чего мы сейчас пользуемся в итоге повсюду в мире лишь тремя-четырьмя основными дизайнами ядерного реактора при десятке чуть менее успешных моделей, которые так и не пошли в широкую серию, либо же были забракованы уже чуть позднее.

Для Китая сегодня ситуация похожа — однако тут речь идёт скорее о том, «что заимствовать и копировать», нежели о том «что изобрести и внедрить».

Китай, как и во многих других случаях, предпочитает получить в своё распоряжение и технологию, и дизайн проекта и действующий образец, и даже провести обучение своих местных специалистов — с тем, чтобы потом уже на основе своих представлений о проекте, запустить его в крупную серию и добиться низкой себестоимости производства того или иного изделия.

Судя по всему, именно такой подход позволяет китайцам в полной мере использовать сильные черты своего национального характера, компенсируя отчасти свои слабости — китайцы очень хорошо копируют и модифицируют чужие изобретения, но пока что категорически слабы в собственных инновациях и изобретениях.

Итоговым же результатом такого подхода является, пожалуй, простая максима: «Продать русским их собственный автомат Калашникова, сделанный в Китае — но по безумно низкой цене и с меньшим качеством изделия»

Попробуем рассмотреть этот подход на примере ядерной энергетики Китая и определить как условия его успешности, так и разумные ограничения, которые накладывает атомная отрасль на желание Китая сделать всё «подешевле и попроще».

На сегодняшний момент примером такого подхода к постройке реакторов является реактор CPR-1000, который представляет из себя модифицированный китайский вариант французского легководного реактора под давлением мощностью в 900 МВт, во Франции носивший называние CPY.

Collapse )

Кондопожская ГЭС

Оригинал взят у zavodfoto

Кондопожская ГЭС, одна из старейших действующих гидроэлектростанций в России, более того, является первенцем электрификации Карелии (во всех документах обозначалась именно, как ГЭС-1). Она расположена в городе Кондопога на реке Суна. Эта ГЭС деривационного типа и работает на перепаде высоты между озёрами Ниго и Онежским, благодаря перебрасыванию через систему озёр стока Суны. Входит в Сунский каскад ГЭС (вместе с Пальеозерской ГЭС, Питкякоски ГЭС, Хямекоски ГЭС, ХарлуГЭС, Пиени-Йоки ГЭС, Суури-Йоки ГЭС и Игнойла ГЭС) являясь его нижней ступенью. Установленная мощность станции сейчас составляет 25,6 МВт, а среднегодовая выработка энергии равна 130 млн. кВтч.



Collapse )

Фотопроект «Люди света» - Да будет свет!

Оригинал взят у zavodfoto

Послевоенное время — период расцвета советской гидроэнергетики. Страну нужно было восстанавливать, и на реках строились гидростанции — источники энергии для новой, мирной жизни. Стройки эти были всесоюзными, на них приезжали целыми комсомольскими бригадами. В необжитых местах возводили бараки, мёрзли в землянках, работали без оглядки на лютые холода, но уже видели, как горят огни новых городов, где будут
жить люди, которые не узнают, что такое война. Почти все гидростанции на Волге — памятники созидательному труду, несущие людям свет. Их неповторимая архитектура запечатлела настроения того времени. Это символы эпохи, своеобразный культурный код, воплощённый в особенном убранстве зданий и ландшафте гидроузлов.



Collapse )

Жорес Алферов – о том, когда и почему закончится век нефти



Российский лауреат Нобелевской премии по физике 2000 года Жорес Алферов рассказывает об успешных и неудачных попытках человечества создать и укротить Солнце. Лекцию на тему «Эффективные технологии преобразования и генерации света» ученый прочитал в пятницу, 26 июня 2015 года – в последний день работы международного форума «Наука и общество. Наноструктуры: физика и технологии». Мы публикуем полную расшифровку лекции нобелевского лауреата.

Организация Объединенных Наций объявила 2015 год Годом света и световых технологий. На церемонии открытия в Париже многие докладчики вспоминали 1905 год, когда Альберт Эйнштейн опубликовал пять статей о роли света, говорили о том, какой вклад эти работы сделали в развитие всей современной науки. Я же буду говорить только об одной проблеме в этой области – об эффективной генерации и преобразовании световой энергии.

Президент Лондонского королевского общества Джордж Портер как-то сказал замечательную фразу: «Вся наука – прикладная. Разница только в том, что в одних случаях приложение возникает очень быстро, а в других – через столетия». Фундаментальная наука пытается найти решения двух основных проблем – происхождения Вселенной и происхождения жизни. Им посвящено огромное количество исследований, и из этих исследований возникла масса приложений. В XX столетии у людей появилась возможность создать источник бесконечной энергии, зажечь Солнце на Земле. Это удалось сделать, когда люди создали и взорвали водородную бомбу.

С моей точки зрения, наибольший вклад в решение проблемы создания рукотворного Солнца внесли Эдвард Теллер, Станислав Улам, Виталий Гинзбург и Борис Константинов. Идея использования термоядерного синтеза родилась достаточно быстро, но классический проект водородной бомбы мог быть реализован только после того, как первые шаги к его осуществлению сделал Станислав Улам, а затем идея получила развитие у Эдварда Теллера. Была создана система, которая была опробована в ноябре 1952 года на испытании «Майк» – энергия атомной бомбы с помощью специальных кранов концентрировалась на дейтерид-тритиевой взрывчатке. Ей требовалась гигантская система охлаждения, и хотя взрыв составил 10 мегатонн, это была не бомба, а термоядерное устройство. Бомбой ее сделал Виталий Лазаревич Гинзбург, который предложил использовать для реакции не дейтерид трития, а дейтерийд лития. Это твердое вещество, при комнатной температуре напоминает мел, и с его использованием бомбу можно сделать транспортабельной. Практический же метод получения лития-6 реализовал Борис Павлович Константинов, и этот подход, без использования методов Улама-Теллера, был реализован в сахаровской «Слойке».

Потом Солнце на Земле зажигали слишком много раз, и никакого счастья человечеству это не принесло. В 1951 году академики Тамм и Сахаров предложили магнитную изоляцию плазмы и основу того, что впоследствии получило название «токамак». Научное сообщество мира, советские, американские, британские ученые и представители многих других стран истратили сотни миллиардов долларов на различного сорта установки, в которых можно было бы вести реакции управляемого термоядерного синтеза. В итоге это вылилось в международный проект ITER, значительный вклад в который внесла и наша страна, и во Франции уже началось строительство. Если вы сегодня спросите специалистов, когда эти технологии получат широкое индустриальное применение, то получите ответ, что к 2020 году будут первые экспериментальные работы, может быть, в начале второй половины XXI века их начнут активно использовать. Я отношусь к этому весьма скептически, потому что одна магнитная изоляция плазмы сама по себе проблем не решает.

Collapse )