пятница, 2 мая 2014 г.

Токамак и коллайдер. Почему именно магниты?



Почему для удержания плазмы безуспешно пытаются использовать магнит?  Для начала уточню, что используемые магниты довольно большой мощности. В данный момент, к примеру: в Т-15 используют ниобий-оловянный магнит.  А что бы он мог магнитить не только железяки, но и раскалённую плазму, как это не прискорбно его самого надо охладить до космических морозов. Именно при температуре жидкого гелия он становится сверхпроводником,  и у него проявляются супер магические… ой, т.е. магнитные свойства.  Поэтому его постоянно приходится охлаждать или жидким гелием, или (хотя бы) жидким азотом. Это довольно хлопотно, а главное накладно.

Тем не менее, использования подобных магнитов очень перспективная технология, которую применяют повсеместно. Например: в  медицине (МРТ),  или  науке (коллайдер).  Вот и хотят применить  даже в промышленности и энергетики (токамак). Кстати токамак по сути есть родственник коллайдера. И там  и там по кольцу (бублику) летает раскалённая плазма разгоняемая магнитами. Хотя в коллайдене, естественно, все по другому. Там главное скорость, а самого вещества очень мало, в отличии от токамака в котором много раскалённого газа. Но во многом принципы схожи. И там и там требуются  злощастные магниты, которые постоянно надо морозить. Пока это наиболее разрабатываемый метод управления «четвертой» формой вещества.  Магниты как бы являются ниточками, за которые ученые-кукловоды дергают раскалённую плазму в нужную сторону. Вот только для коллайдера в отличии от токамака данные ниточки более подходят по ряду причин:
1 – пока это наиболее реализуемый способ разогнать вещество до скоростей приближенных к скорости света. Как известно именно в коллайдере этим в основном и занимаются. В токамаке разгонять плазму до сверх скоростей не нужно, там проблема заключается в её удержании (что бы стенки не проплавить). А значит и требования немного другие.
2 – коллайдер это не промышленный, а научный проект. Поэтому тут. в отличии от токамака нет необходимости получить энергии больше чем потратили. При работе с коллайдером получают интересные научные результаты, тратя на них массу энергии: в прямом смысли выбрасывая её в трубу. Хотя на данный момент это делают и в токамаке. Но ведь задумка токамака создать систему, которая бы давала энергии больше, чем затратили.
3 – термоядерный синтез не обязательно совершать в бублике – токамаке.  Можно и другими методами, посветив к примеру лазерами на тритий или нагрев тот же тритий  ядерными реакциями, или попробовать использовать кавитацию – вариантов масса.  Соответственно и возможностей больше. Хотя и кллоайдер можно было бы реализовать возможно по другому. Но ученые не чего лучшего не придумали, чем в бублике разгонять с помощью магнитов разную ерунду. По видимому, им эта уникальная идея так приглянулась, что они не стали себя утруждать новыми расчетами и решили её скопировать на токамак.     
Иногда даже складывается впечатлении, что строили токамак, а получился коллайдер. Может: стоило, как в анекдоте перед сборкой обработать тщательно напильником?
«Купили как-то американцы у нас МИГ-29.Перед отправкой весь
его осмотрели-самолет как самолет, все на месте. Разобрали, перевезли
к себе. Собрали, смотрят-паровоз. Снова собрали-разобрали-опять паровоз!
В третий раз разобрали собрали-снова паровоз. Ничего понять не могут.
Вызывают одного из наших техников, спрашивают: "В чем дело? "А он им
отвечает: "Поставьте мне 3 ящика водки и зайдите через неделю..."
Приходят американцы через три недели, смотрят-стоит МиГ-29!Спрашивают
они нашего техника: "Как же ты его собрал?" А он им отвечает: "В инструкции,
внизу, мелкими буквами написано:" После сборки-обработать напильником!"»
А может это была хитрая задумка ученых? Захотели ученые построить коллайдер. Что бы посмотреть из чего состоит атом, но денег им ни кто не дает. Тогда они сказали -  «а не построить ли нам токамак?» -  Ведь это тот же коллайдер. И пользы гораздо больше: можно использовать вместо ядерной станции. Тогда им деньги дали. Вот они на них и собрали коллайдер вместо токамака, не с корыстью, а с хитрого любопытства. Конечно, это эксцентричный юмор, но в каждой шутки есть доля правды. Возможно и тут вместо того, что бы искать свежие решения, подходящие именно для данных задач, пытаются тщательно обрабатывают с бодуна напильником подогнать  тот же токамак, по чертежам коллайдера. Для этого и используют всё те же магнитики. Конечно, их терпимо использовать для непродолжительных экспериментов, но абсолютно не выгодны,  в промышленности для получения энергии в схеме токамака.
Так  может не стоит путать модное с рациональным? Тем более что на данный момент создавать низкие температуры очень затратно и проблематично. Согласен, перспектива магнитных полей, воспеваемая во многих фантастических фильмах довольно заманчива и многообещающая. Да и весьма зрелищна. Достаточно вспомнить беспечно висящую и барахтающуюся в воздухе недоумевающую жабу, которую поместили в магнитное поле всего на всего 16 Тесла.   Но на данный момент технология еще слишком не доработана, что бы использовать её в производстве и аттракционах. Возможно, в будущем именно сверхпроводники и подобные магниты разрешат массу проблем в т.ч. и энергетики. Но опять же все упирается в материалы и идеи. Будут материалы способные проводить ток при комнатных температурах при нулевом сопротивлении – будет у нас и левитация и машины, работающие годами без подзарядки и прямая связь с компьютером с помощью портативного МРТ сканирующего мозг и многое другое, чего нам и не снилось... Пока их, к сожалению нет. Да и не чего особо умного, не считая велосипеда, пока не придумали. Хотя в нашем обществе это и не удивительно. Тем не менее, пытаются использовать именно данную технологию. Но может не стоит гнаться за святым Граалем, а попробовать решить задачу более тривиально.  А потом решать общими усилиями, задействую энтузиастов и популяризируя идеи, за одно повышая интеллектуальный уровень  общественности; а не используя  кучку закостенелых ученых занимающихся проблемой сверхпроводимости.

Комментариев нет:

Отправить комментарий