суббота, 3 мая 2014 г.

Токамак. Огненный поцелуй.



Хочу предложить разные, в том числе и свою, оригинальные идеи как реализовать  термоядерный синтез, но без использования  сверххолодных магнитов. Хотя, ради справедливости замечу, что моя идея так же может быть ошибочной, и по каким-то причинам не реализуемой. К тому же я не просчитывал её в деталях и опишу лишь кратко сам принцип, не вдаваясь в технические особенности и трудности которые могут возникнуть при реализации.
Суть довольно проста. Раз нельзя удержать огонь в твердом сосуде, который плавится; а удерживать в электромагнитном поле дорого, то почему бы  не удерживать в горячем ветре? Конечно сразу же возникает несколько критичных замечаний:
1 – как можно удержать огонь ветром - он же его просто затушит. Да и вообще, как газом можно, что то удержать? Тем не менее, я могу привести даже пару бытовых примеров, которые доказывают обратное. Их каждый без труда может повторить в домашних условиях.  Для этого нужно включить пылесос на выдув, поднять его трубу (без щетки) вертикально, что бы воздух выходил в сторону потолка, и осторожно поместить теннисный шарик ровно в центр над выходящим воздухом. Тот же фокус можно проделать с феном и воздушным шариком. Если поток воздуха достаточно мощный - шарик просто будет парить  на определенной высоте над концом трубки. За счет его  круглой формы воздух будет обтекать шарик равномерно со всех сторон, и последний не будет падать. Теперь представим себе, что воздух раскален, а шарик еще большей температуры, и горит за счет того, что в нем идут ядерные реакции. Тогда, конечно же, возникнут определенные трудности. Можно заметить, что нельзя сравнивать теннисный шарик с огненным сгустком, который бы на его месте моментально улетит вместе с выдуваемым воздухом. К тому же огненный сгусток сразу же потухнет. В таком случае на помощь приходит уже другой опыт, который каждый так же может проделать в дома. На удивление удержать пламя может любой, когда захочет, имея под рукой обычную зажигалку. Стоит предупредить, что данный эксперимент требует большей осторожности.
 Для этого нужно зажечь  обычную (НЕ турбо!) зажигалку (пламя 2-3 см. высотой) и сложив губы трубочкой попробовать его втянуть. Начинать вдыхать нужно до того как зажигалка будет поднесена к губам. Заканчивать после того как огня уже не будет. В противном случае можно попалить губы. Но на самом деле данный опыт не сложный, и его может проделать каждый без всякого вреда. Просто нужно держать зажигалку на  вдыхать не сильно быстро – иначе огонь потухнет, и не сильно медленно – иначе будет ожег. Если все правильно рассчитать, то огонь зажигалки будет втягиваться в рот и не тухнуть. Но самое примечательно то, что за счет быстрого движения воздуха обдувающего губы ожога не возникнет. Данный не хитрый эксперимент будет совершенно безболезненным, поскольку между огнем зажигалки и губами будет прослойка быстро движущегося воздуха. Но естественно если экспериментатор почувствует хоть малейший признак тепла или боль, надо немедленно прекратить.
определенном расстоянии от рта,
Данный опыт отвечает не только на вопросы: может ли плазма, обдуваемая менее горячим воздухом, не тухнуть; но и на вопрос: не сгорят ли стенки сооружения в котором будет находиться такая горячая масса. Аналогия очень уместна. Кожа рта довольно нежная и тот факт, что огонь при быстром вдохе её не повредил, свидетельствует о том, что более горячее вещество можно удержать, но естественно, уже в более прочном резервуаре. Т.е. если, грубо говоря, рядом с губами, выдерживающими температуру, к примеру: 70 °С пролетает, огонь 1000 °С, то рядом со сверхпрочным сплавом, выдерживающим 4216 С° может пролетать (на расстоянии) огонь 10 000000 градусов. Опять же при сбалансированном и продуманном его размещении.  Так же стоит отметить, что и в том и в другом случае между раскалённой плазмой и стенками будет менее горячая прослойка. В первом случае это будет быстро проходящий воздух (допустим) 35 градусов, во втором менее холодный газ (допустим) 4000 градусов.
Конечно, можно раскритиковать данную идею. Ведь 10 миллионов это не тысяча. Разница существенная. Тем не менее, стоит учитывать, что если такой опыт может провести любой желающий, то ученые могут его значительно модернизировать, просчитав гидродинамику на супер-компьютерах. Если у нас есть таковые…)) Так же возможно, что сама по себе данная идея не сработает. Поскольку плазма либо будет тухнуть, либо вызывать турбулентности, либо все равно плавить или даже испарять стенки. Поэтому можно задействовать несколько различных идей, которые в комплексе дадут рабочий термояд. Помимо использования магнитов, на которых буквально зациклились, других потенциальных вариантов масса. Это и гибридные термоядерные реакторы , и кавитационный (с подручных материалов) и ГДТС на котором постараюсь остановится позже и многое другое. Но возвращаясь к проблеме перегрева стенок можно рассмотреть разные более тривиальные идеи. Например: вращающиеся стенки. Это даст возможность постоянного их охлаждения. Более того, они смогут и тепло передавать, к примеру: на гидроэлектротурбину, и не будут успевать плавится. Так же можно задействовать другие методы охлаждения, по типу радиаторов для процессора в компьютерах, но естественно более сложные.  Но опять же возможно и это реализовать будет проблематично. Тем не менее, думаю не стоит, зацикливаться на чем то одном.  И надо рассматривать все варианты.  Возможно, использовать несколько сразу, в т.ч. и магниты, но менее мощные не требующие  такого охлаждения. Увы мне кажется гидродинамика у нас развита слабо. А ведь еще в «Большой энциклопедии нефти газ» написано про её роль применимой и к движениям плазмы. Цитата из раздела «Удержание плазмы»: «В случае сильного магнитного поля этот вопрос можно исследовать с помощью уравнений гидродинамики, ….» Но я к сожалению плохо знаком с аэро- и гидродинамикой. Поэтому даже к собственной идеи отношусь со скепсисом, и не представляю себе её реализацию в полной мере без задействования сложных вычислений и дополнительных технологий, тех же магнитных ловушек. Тем не менее, суть заключается в том, что бы с помощью движения газов температура которая меньше температуры самой плазмы, но достаточна для того, что бы не потушить её, заставить плазму удерживаться в заданном пространстве. Возможно, это можно сделать с помощью каких то вихревых потоков, или по типу турбины в центре которой будет плазма, а по бокам газы её удерживающие и не допускающие контакта со стенками. Хотя может даже эти буферные газы будут слишком горячими… И даже они не должны будут касаться стенок. Тогда действительно данная идея не реализуется. Очень сомневаюсь, что аэродинамика может решить проблему удержания газов в газах. Что бы задействовать так, сказать поступательное охлаждение. К примеру: в центре плазма – 10 мил. градусов, вокруг неё газ (температуры достаточной для того что бы плазма не погасла) допустим 1 млн. градусов, а этот газ находится в газе с температурой уже 100 тыс. градусов. а тот в свою очередь в 3 тыс. который уже контактирует со стенками резервуара выдерживающими температуру 3500. В общем, суть в том, что бы для удержания плазмы использовать не твердые тела, а прослойки газов. Такая, себе газовая-матрешка. Кстати и Солнце является такой же матрешкой, но в нем все на много проще, т.к. газы удерживаются за счет гравитации, тянущей их к центру. Но там  гравитация  вызвана огромной массой Солнца.  А вот как в условиях Земли направить газы в центр, что бы они элементарно не диффундировали (смешивались) слишком быстро и не остывали раньше времени…. Это опять же вопрос к аэро- и гидродинамики и электро-магнетизму которые, как мне кажется, развиты очень плохо. Не смотря на то, что уже есть мощные компьютеры, да и многие законы движения известны, проблем в таких расчетах даже на симуляторах очень много. Хотя возможно проблема уже давно была решена, если бы не социальный фактор, тормозящий развития, о котором я не раз упоминал в других статьях. Но хочется, надеется на лучшее.  А именно что люди, рано или поздно прекратят глупые междоусобицы и мелочную борьбу за ресурсы, и таки популяризируют данные вопросы, решив их в дальнейшем с помощью тех, кто заинтересован в их решении. Главное не стоит зацикливаться, и заходить в тупик. К примеру:   ГДТС. Возможно он на данный момент даже более перспективный, чем токамак, т.к. мог бы работать по принципу двигателя внутреннего загорания. Но вместо бензина в таком двигателе использовались бы крохотные шарики с тритием. В них бы по принципу гибридного термояда можно было бы в качестве запала использовать другие радиоактивные элементы, которые бы при попадании на них лазерного пучка катализировали реакцию перехода трития в гелий.
Но хочется перефразировать одно выражение – «раз звезды гаснут – значит, они не кому не нужны…»

Комментариев нет:

Отправить комментарий