chemister.ru

Подумал, что главная проблема атомных станций, что при малой выработке ядерного горючего его приходится извлекать, очищать от загрязнителей и опять возвращать на станцию. По идее хорошим решением было бы сделать раствор урана или соединений урана в расплаве металлов или солей металлов (или в растворе органических растворителей устойчивых к температуре и радиолизу), чтоб образующиеся продукты распада можно было извлекать из потока без остановки энергоблока.

растворителей устойчивых к температуре и радиолизу

Устойчивых к нейтронным полям активной зоны? Это шутка?

Ничего там уже придумать нельзя (как в химическом оружии) - все уже придумано. Сейчас весь мир застыл в ожидании разгадки ВИЭ, профанация ли это, и если да, то на сколько! От этого и будет зависеть судьба ядрёной энергетики.

Оказывается реактор с расплавом солей уже использовался раньше:
https://naked-science.ru/article/tech/thorium-ms
первоисточник идеи: https://en.wikipedia.org/wiki/Molten-Sa ... Experiment

А разве никто не додумался сделать термоядерный реактор на принципе циклотрона? Тогда решаются практически все проблемы термоядерного синтеза - дейтоны можно разгонять до нужной энергии выше потенциального барьера реакции (0,1 МэВ) и вгонять в облако покоящихся дейтонов. Выделяющиеся 4 МэВ перекроют энергозатраты.
Хотя наверно более удобно будет облучать протонами бор - при этом выделяется 8,7 МэВ и образуется нерадиоактивный гелий. Да и твердая мишень удобнее газообразной.

Тем не менее возможность осуществления реакции ядерного синтеза путем использования столкновений ускоренных ядер дейтерия и трития до сих пор не исследовалась. И для этого есть весьма существенные основания.

Дело в том, что главная цель термоядерных исследований — получение интенсивной реакции с выделением большого количества энергии, а в ускорителях ядерные реакции происходят практически поштучно. Здесь главное не количество актов реакции, а сам факт ее прохождения. Малая интенсивность ядерных реакций в ускорителях определяется тем, что количество частиц в ускоряемом пучке сравнительно невелико и соответственно их концентрация мала. Конечно, прямое использование современной ускорительной техники для решения проблемы управляемого синтеза бессмысленно. Для нее задача повышения концентрации частиц в пучке ставится, но не как основная; здесь главная задача — достичь максимальной энергии частиц.

Подробнее см.: https://www.nkj.ru/archive/articles/5579/ (Наука и жизнь, ЭНЕРГИЯ ИЗ УСКОРИТЕЛЯ)

Получается, что нужно увеличить плотность пучка с уменьшением его энергии. Причем для начала термоядерной реакции нужна ускоряющая разность потенциалов всего 10 кВ. Полная термическая ионизация водорода достигается при 20000 С, но не обязательно достигать полной ионизации, кроме того водород можно ионизировать и другими методами.
1 моль ионов водорода с энергией 10 кэВ - это 960 МДж энергии, которой нужно затратить при 100% преобразовании в энергию протонов. На выходе должно получится в 870 раз больше (опять же при 100% преобразовании). Значит нужен механизм, который бы обеспечивал хотя бы 1% передачи энергии протонам (чтоб оставался запас на КПД системы).
Вакуумная трубка с разностью потенциалов между концами допустим 50 кВ (для компенсации потерь на столкновения атомов и ионов), мишенью и теплообменником для отвода тепла на выходе и ионизирующей камерой (УФ или радиацией, чтоб избежать электрического пробоя) на входе водорода. Такая вот принципиальная схема простейшего термоядерного реактора.
Возможен вариант с электрической дугой между концами трубки (например, с применением плазмотрона).

Опытные физики ответили, что основная проблема - малое сечение реакции бора с протонами. Реагирует меньше 0,1% протонов.

Сечения распространенных термоядерных реакций:
https://www.booksite.ru/fulltext/1/001/008/110/168.htm
https://sarfti.ru/wp-content/uploads/20 ... %D0%A1.pdf (на стр. 28 есть сечение реакции с бором-11).
https://spacegid.com/upravlyaemyiy-term ... intez.html
http://femto.com.ua/articles/part_2/4087.html (самая лучшая таблица)

Обзор сечений термоядерных реакций (менее понятным языком, чем выше):
http://www.mathnet.ru/links/fdcdef14d55 ... mp2760.pdf

Про термоядерный реактор на реакции водород - бор: https://habr.com/ru/post/397025/

Я далек от тонкостей, но убежден, что токмаки - самое многообещающее направление, если вообще у всей этой затеи есть перспектива хоть какая-то, а не распил, как БАК, GoF, и пилотируемая космонавтика. Просто методом исключения, т.к. перепробовали уже все. Вообще наука все более заходит в неразрешимый для нее тупик, когда в ней становится все больше теорий, все меньше эксперимента, стоимость эксперимента растет непропорционально ожидаемой отдачи, и все больше теоретических предположений становятся экспериментально непроверяемыми.

Вопросы энергетических проблем надо решать не столько в области источников, сколько в области потребления. Поголовье гомосапиенсов сократить до определенного, экологически обоснованного уровня и держать на этом уровне жестко. Тогда можно выйти на нулевой углеродный цикл без всех этих термоядерных затей и ВИЭ-профанаций. Существующий же тренд, если сохраниться однозначно приведет к осознанию необходимости того, что я написал, только вот поздно уже будет.

На ловца и зверь бежит. Вот плюнул мне в ленту ютюб Сабину Хоссенфельдер, физика, разбирающегося в проблеме. Как и БАК, как и ВИЭ, как и GoF, ИТЕР попахивает слегка распилом и сильно ложью.

https://www.youtube.com/watch?v=LJ4W1g-6JiY

Ну и М. Миллза вам в догонку (приводил уже по-моему). Также чудесно про ВИЭ!

https://www.youtube.com/watch?v=RqppRC37OgI

Chemical Reviews, 2004, Vol. 104, No. 10, DOI: 10.1021/cr030203g - хороший, хотя наверно уже и старенький, обзор по литиевым батареям (электролиты, соли, потенциалы, вспомогательные вещества).