Niemcy i Chiny mają problemy z przesłaniem energii odnawialnej

[KacperM 1]

Wracając jeszcze do energii z fuzji jądrowej itp 

http://www.ieri.be/en/publications/ierinews/2011/juillet/fission-fusion-and-staging

Ciekawy artykuł związany z reakcjami rozszczepienia oraz fuzji. Choć w tym przypadku niestety bardziej pod katem broni termojądrowej niż wykorzystania pokojowego. Ale jest fajne porównanie różnych reakcji termojądrowych w stosunku do rozszczepienia. Co ciekawe w przypadku broni termojądrowych wciąż więcej energii uzyskuje się przez rozszczepienie a w sumie wymuszone rozszczepienie osłony z Uranu drugiego stopnia.

Natomiast mam pytanie odnośnie samych reakcji fuzji. Np

 

 

 

D + D --› He-3 (0.82 MeV) + neutron (2.45 MeV).

It is easy to see that the most energetic of the two reactions, the first one, achieves an efficiency of converting mass into energy of about exactly one thousandth: about 4 GeV of rest mass (two reacting nuclei of deuterium, each with one proton and one neutron in their nuclei) give rise to 4.04 MeV of energy. This is slightly better than fission, about 16% more efficient, and, as it is the case with fission, this energy goes all into electrically charged products, which immediately release energy through the surrounding volume for military applications and envisaged future peaceful energy production alike.

 

Czyli cząstki naładowane dodatnio lepiej oddają energię zarówno w przypadku broni termojądrowej jak i kontrolowanej fuzji. Oczywiście zdaje sobie sprawę, że neutrony o wysokich energiach nie są zbyt pożądane w przyszłych reaktorach termojądrowych ponieważ reagują z osłoną itp ale czy gorzej oddają samą energię kinetyczną ?

 

I jeszcze odnośnie reakcji T+D

 

 

whole 14.1 MeV of the energy produced in the reaction goes into the kinetic energy of the neutron and “only” 3.52 MeV, or about one-fifth of the total energy, go with the alpha particle, which can directly drive the weapon fireball formation.

 

Oczywiście w przypadku ładunków termojądrowych reakcja T+D jest pożądana ze względu na to, że szybkie neutrony uwalniane z tej reakcji rozszczepiają dodatkowo Uran. Natomiast w jaki sposób cząstki naładowane dodatnio oddają lepiej energię w postaci wydzielenia dużej ilości ciepła czy też kuli plazmy w broni jądrowej.

[Gość Astro]

 

 

Czyli cząstki naładowane dodatnio lepiej oddają energię zarówno w przypadku broni termojądrowej jak i kontrolowanej fuzji.

 

Myślę, że w tej sytuacji trudno mówić o reakcji deuteru; jak czytamy

 

 

two reacting nuclei of deuterium

czyli tak krócej deuterony.

 

 

 

Oczywiście w przypadku ładunków termojądrowych reakcja T+D jest pożądana ze względu na to, że szybkie neutrony

 

Niekoniecznie. Porównaj:

https://pl.wikipedia.org/wiki/%C5%81adunek_termoj%C4%85drowy#Zasada_dzia.C5.82ania

[KacperM 1]

Myślę, że w tej sytuacji trudno mówić o reakcji deuteru; jak czytamy

 

 

czyli tak krócej deuterony.

 

 

 

Oczywiście racja. W temperaturach gdzie zachodzi reakcja fuzji nie ma już w sumie deuteru a tylko same deuterony

 

 

Niekoniecznie. Porównaj:

 

Oczywiście reakcja T+D to podstawowa reakcja fuzji w broni termojądrowej czy też przyszłych reaktorach fuzyjnych. Ze względu na najniższą temperaturę zapłonu. Natomiast mnie zastanawia co innego.

 

 

urthermore, fourth-fifth of the fusion energy goes into the neutron channel in the case of D-T fusion, whereas most of the energy of a fission reaction goes into the kinetic energy of the two electrically charged daughter nuclei, which, together with the instantaneous X-rays, drive effectively the propagation of the fireball of a nuclear explosion. The escaping neutron from a deuterium-tritium fusion reaction, on the other hand, cannot directly produce heat and blast effects. This brings down the militarily directly useful energy release per nucleon of D-T fusion at precisely about the same level as that of fission, but the overall energy release per reaction, and per nucleus

 

Nie bardzo to rozumiem. Znaczy się neutrony czyt ich energia kinetyczna z reakcji T+D nie uczestniczy w tworzeniu ciepła. Wiem, że neutrony te głównie służą do indukowania wymuszonego rozszczepienia osłony II stopnia bomby ale zdawało mi się, że ich energia kinetyczna również uwalnia się bezpośrednio w postaci ogromnej ilości ciepła, co wiąże się oczywiście z potężną eksplozją. Natomiast w przypadku reakcji D+T energia kinetyczna cząstki alfa 3.52 MeV uczestniczy bezpośrednio w tworzeniu ciepła.

 

 

whole 14.1 MeV of the energy produced in the reaction goes into the kinetic energy of the neutron and “only” 3.52 MeV, or about one-fifth of the total energy, go with the alpha particle, which can directly drive the weapon fireball formation.

 

Czyli mam rozumieć, że z reakcji D+T, której energia kinetyczna cząstki alfa i neutronu wynosi ok 17 MeV "tylko" 3.52 MeV cząstki alfa bierze bezpośrednio w tworzeniu wybuchu? z tej reakcji oczywiście. Czy w przypadku gdy zastosujemy w osłonie II stopnia bomby termojądrowej Ołów czy Wolfram bo i tak można to energia kinetyczna  neutronów prędkich z reakcji syntezy wydzieli się bezpośrednio ? Mam nadzieję, że nie zamieszałem z tym wszystkim ?

Oczywiście w konstrukcji broni termojądrowej neutrony prędkie są pożądane, ponieważ pośrednio wytwarzają sporo energii poprzez wymuszone rozszczepienie osłony z U-238 a czasami stosuje się U-235, który zwiększa efekt wybuchu. Co ciekawe w nowoczesnych głowicach termojądrowych rozszczepienie to ponad 50 % wyzwolonej energii głównie poprzez zastosowanie uranu w osłonie II stopnia. Pomimo, iż z synteza jest bardziej wydajna.

 

 Natomiast generalnie w przyszłych reaktorach termojądrowych o ile powstaną bardziej pożądane są reakcje w ,których nie powstają wysokoenergetyczne neutrony a np naładowane cząstki alfa czy protony. Ale to wiąże się o ile się nie mylę z tym, iż neutrony wchodzą w reakcję z osłoną ? znaczy jądra atomów z których składa się osłona przechwytują je. Wydziela się oczywiście ciepło ale sama osłona dość szybko może ulec degradacji, uszkodzeniu itp. Problem tylko z tym oczywiście, iż inne reakcje np z He-3 wymagają znacznie większych temperatur a i sam Hel-3 jest na Ziemi w niezbyt dużych ilościach.

 

 

 

 

However, as four-fifth of the D-T fusion energy output goes with the escaping neutron which carries away 14.1 MeV out of the total 17.6 MeV produced, these four-fifths cannot drive immediately the formation of a fireball in a nuclear explosion and are not directly able to generate heat in a reactor for peaceful energy production either, but will need instead a rather complex heat-exchanging blanket

Z tym, że w przypadku reaktorów zawsze potrzeba jakiegoś medium do odbioru ciepła. Ale czemu neutrony o dużej energii nie mają bezpośrednio produkować ciepła w reaktorze termojądrowym ?

Edytowane 8 listopada 2016 przez KacperM

[Gość Astro]

Nie bardzo to rozumiem. Znaczy się neutrony czyt ich energia kinetyczna z reakcji T+D nie uczestniczy w tworzeniu ciepła. Wiem, że neutrony te głównie służą do indukowania wymuszonego rozszczepienia osłony II stopnia bomby

 

Zacznijmy od I stopnia. Generalnie neutrony z reakcji T + D stanowią paliwo dla reakcji ⁶Li + n, która dostarcza T dla pierwszej reakcji (o pierwszośći nie rozstrzygam ). Zawsze trochę pójdzie w pi…cholerę, dlatego nie warto tego tracić (reflektor i II stopień; jest "winksze ciepełko"). W II stopniu mamy jednak to samo. Osłona drugiego stopnia zwiększa "radość energetyczną" dla tego samego, czyli T + D "walące po oczach" (i produkujące szybkie neutrony) i ⁶Li + n (przechwytujące szybkie neutrony) i produkujące trytony dla wcześniejszej reakcji. Oczywiście statystyka. No i tak prosta substancja jak deuterek litu6 wystarcza.

 

Czyli mam rozumieć

 

Nie sugeruję jak to masz rozumieć, ale mnie osobiście podlinkowany przez Ciebie artykuł się nie podoba (znaczy się jest fajny ). Szczególnie jeśli miałby być "popularnonaukową" zajawką tematu.

 

Ed. Czy nie warto jednak zachęcać forumowiczów czymś bardziej peace? (nie chciałem napisać pis, bo zbyt dwuznaczne ). Oczywiście chodziło mi o Gunganów.

Edytowane 9 listopada 2016 przez Astro

[KacperM 1]

 

Nie sugeruję jak to masz rozumieć, ale mnie osobiście podlinkowany przez Ciebie artykuł się nie podoba (znaczy się jest fajny ). Szczególnie jeśli miałby być "popularnonaukową" zajawką tematu.

 

Ed. Czy nie warto jednak zachęcać forumowiczów czymś bardziej peace? (nie chciałem napisać pis, bo zbyt dwuznaczne ). Oczywiście chodziło mi o Gunganów.

 

 

Ok nie ma problemu. Choć odnośnie tego artykuły nie chodziło mi o samą konstrukcję i działanie ładunków termojądrowych tylko o to w jakim stopniu dane cząstki przenoszą energię do otoczenia. To się w sumie tyczy również pokojowego wykorzystania fuzji termojądrowej I jeszcze raz wrócę do pewnego cytatu. 

 

 

However, as four-fifth of the D-T fusion energy output goes with the escaping neutron which carries away 14.1 MeV out of the total 17.6 MeV produced, these four-fifths cannot drive immediately the formation of a fireball in a nuclear explosion and are not directly able to generate heat in a reactor for peaceful energy production either, but will need instead a rather complex heat-exchanging blanket

 

I chyba sobie już odpowiedziałem na moje pytanie. Jeśli chodzi o promieniowanie alfa czy neutronowe, które jest efektem syntezy D+T. Promieniowanie alfa oddaje swoją energię bezpośrednio otoczeniu dzięki czemu, iż są to cząstki naładowane to oddziałują z materią za pośrednictwem siły columbowskiej. Przez co cząstki alfa bardzo silnie oddziałują z materią przekazując swoją energię. To też biorą bezpośredni udział w tworzeniu ciepła czy wybuchu w większej skali. Podobnie inne cząstki naładowane jak np protony, które są produktem końcowym innych reakcji termojądrowych. Neutrony neutralnie elektryczne oddziałują z materią pośrednio. Swą energię kinetyczną przekazują absorbentowi za pośrednictwem wtórnej cząstki naładowanej.

Tak więc z punktu widzenia energetyki termojądrowej cząstki naładowane elektrycznie jako produkt końcowy reakcji są bardziej pożądane, ponieważ efektywniej przekazują energię od razu do otoczenia. Natomiast w przypadku odbioru energii z neutronów prędkich potrzeba specjalnych osłon, które będą odbierać energię? Dobrze rozumują. Swoją droga jak oni chcą odbierać energię w reaktorach jądrowych z plazmy zawieszonej w polu magnetycznym? 

Nie licząc energii neutronów, które stanowią pewien problem jeśli chodzi o odbiór ich energii kinetycznej to reakcja D+T ma podobną wydajność co rozszczepienie.

Edytowane 9 listopada 2016 przez KacperM

[Gość Astro]

 

 

To się w sumie tyczy również pokojowego wykorzystania fuzji termojądrowej

 

Niekoniecznie chodzi o te same przekroje czynne.

 

 

 

I chyba sobie już odpowiedziałem na moje pytanie.

 

Chyba niekoniecznie odpowiedziałeś sobie odpowiednio. Ładunek (alfa) niekoniecznie ma tu wiele do powiedzenia. Chodzi zwyczajnie o to, co wyraziłem już wyżej, czyli przekrój czynny na daną reakcję.

[KacperM 1]

Niekoniecznie chodzi o te same przekroje czynne.

 

 

 

 

Chyba niekoniecznie odpowiedziałeś sobie odpowiednio. Ładunek (alfa) niekoniecznie ma tu wiele do powiedzenia. Chodzi zwyczajnie o to, co wyraziłem już wyżej, czyli przekrój czynny na daną reakcję.

 

 

Ok Astro mógłbyś nieco rozwinąć-wyjaśnić  ?

[Gość Astro]

Ja tam się nie znam. Bardziej mnie obchodzą przekroje czynne typu: kurnik(lis, porwana_kura)pozostała_zawartość_kurnika.

W końcu, tak hobbystycznie sporo już wyjaśniałem; nawet rzeczy nie tyczące kurników. :/

No dobra, reakcja może być zapisana bardziej profesjonalnie:

Q^r_NIK(^SLi, ^RAQ->π^s_DU)Na^kij_{tyle_współczucia}

[KacperM 1]

 

niekoniecznie chodzi o te same przekroje czynne

 

Astro chodzi Ci o rekcję termojądrową D+T czy też reakcję oddziaływania cząstki alfa i neutronu z otoczeniem jako produkt końcowy tych reakcji ?

 

Wracając do samych reaktorów termojądrowych. Z jednej strony prędkie neutrony mogą być kłopotliwe jeśli chodzi o trwałość materiałów absorbujących je a z drugiej mogą dobrze oddawać energię z fuzji, ponieważ jako neutralne przenikają pole magnetyczne. Natomiast cząstki alfa będą w nim uwięzione ? Ale będą natomiast podgrzewać cały czas układ.

[Gość Astro]

 

 

Astro chodzi Ci o rekcję termojądrową D+T czy też reakcję oddziaływania cząstki alfa i neutronu z otoczeniem jako produkt końcowy tych reakcji ?

 

Generalnie chodzi o fakt, że ładunek bomby "działa" nieco inaczej; masz dwie reakcje tworzące pewien somopodtrzymujący się (i napędzający) cykl. Reaktory fuzyjne muszą z definicji działać odmiennie. Wciąż nam daleko do działającego spontanicznie i bezwysiłkowo (zupełnie przeciwnie niż w bombie) mechanizmu rodem z wnętrza Słońca (czy dowolnej gwiazdy MS). Mechanizm ten powoduje (poprzez równanie stanu materii, które jest właściwie równaniem gazu doskonałego ), że dowolne lokalne zaburzenie temperatury (wzrost) powoduje gwałtowne rozrzedzenie takowego "bąbla" i powrót do stabilnego generowania energii. Nie myślę oczywiście o pomysłach typu NIF, bo tu idea jest trochę inna (i tymczasem całkowicie nieopłacalna jeśli o ekonomię chodzi ).

 

 

 

Wracając do samych reaktorów termojądrowych

 

Istnieją różne podejścia, np. taka zajawka:

https://en.wikipedia.org/wiki/Fusion_power#Power_production

Łączy je wszystkie jedno – żadna nie działa.

Nie przejmowałbym się tymczasem reaktorami fuzyjnymi (owszem, niezmiennie jestem za tym, by na badania w tej materii wykładać kasę, bo a nóż coś z tego wyjdzie ), a wykładał kasę na rozwój i dopieszczanie istniejących rozwiązań opartych na rozszczepieniu.

[KacperM 1]

 

 

 

Istnieją różne podejścia, np. taka zajawka:

https://en.wikipedia.org/wiki/Fusion_power#Power_production

Łączy je wszystkie jedno – żadna nie działa.

Nie przejmowałbym się tymczasem reaktorami fuzyjnymi (owszem, niezmiennie jestem za tym, by na badania w tej materii wykładać kasę, bo a nóż coś z tego wyjdzie ), a wykładał kasę na rozwój i dopieszczanie istniejących rozwiązań opartych na rozszczepieniu.

 

Całkowicie się z Tobą zgadzam. Ciekawe, że wiele się mówi o fuzji termojądrowej jako o dostępie do nieograniczonych zasobów energii itp. Tymczasem wykorzystując technologie powielania paliwa jądrowego i biorąc pod uwagę ilość U-238 i Th-232 mamy paliwo, które może dać nam energię na kilka-kilkanaście tysięcy lat? Jest to niewyobrażalna perspektywa czasowa. Oczywiście trzeba tylko dopracować reaktory jądrowe IV generacji, co wiąże się oczywiście z wieloma trudnościami ale nie aż z  takimi jak reaktory termojądrowe . Do tego reaktory powielające itp są wstanie "wypalić" część odpadów jądrowych. Same reaktory mogą być znacznie mniejszych rozmiarów itp. Natomiast wydajność samej reakcji fuzji nie jest aż tak znacznie większa, a i część z niej będzie szła na podgrzewanie plazmy. W przypadku najprostszej reakcji D+T energia ma się pozyskiwać z neutronów, które stanowią jak wiadomo 80 % energii reakcji.

No i warto by jeszcze nad tym popracować

https://en.wikipedia.org/wiki/Fission_fragment_reactor

[Gość Astro]

 

 

Ciekawe, że wiele się mówi o fuzji termojądrowej jako o dostępie do nieograniczonych zasobów energii itp. Tymczasem wykorzystując technologie powielania paliwa jądrowego i biorąc pod uwagę ilość U-238 i Th-232 mamy paliwo, które może dać nam energię na kilka-kilkanaście tysięcy lat?

 

Jestem większym optymistą. Skoro ropa według trochę bardziej leciwych oszacowań miała się już skończyć parę lat temu, to tu postawiłbym spokojnie na jakieś 100 tysięcy lat+.

 

 

 

W przypadku najprostszej reakcji D+T

 

Nie chcę wdawać się w dyskusję, ale pewnie prostsza jest p+p.

 

 

 

No i warto by jeszcze nad tym popracować https://en.wikipedia...ragment_reactor

 

Tu mam bardzo mieszane odczucia. Niby tak, ale po cholerę "garstka wybrańców" ma się "wysadzić w powietrze w kosmosie" (prawa autorskie zastrzegam ) skoro mało prawdopodobne jest, że nie "wysadzimy się w powietrze" tu, na Ziemi (niekoniecznie z udziałem jakiejkolwiek fuzji/ rozszczepienia, czy nawet ładunków "konwencjonalnych")?

Ed.: niby stwierdzenie faktu, ale jest w tym bardzo pozytywne przesłanie (może dotrze i do Thikima ).

https://www.youtube.com/watch?v=iGz8xw3bEQY

[KacperM 1]

 

oszacowań miała się już skończyć parę lat temu, to tu postawiłbym spokojnie na jakieś 100 tysięcy lat

 

No to można jasno postawić tezę, iż na "na najbliższe" lata nie będziemy mieć kłopotów jeśli chodzi o źródło energii. Z tym, że musi być jeszcze chęć dalszego rozwoju energetyki jądrowej a z tym też jest różnie.

 

 

Nie chcę wdawać się w dyskusję, ale pewnie prostsza jest p+p.

 

No tak ale mi bardziej chodziło o warunki ziemskie To znaczy D+T najłatwiej zainicjować czyli w "najniższych" temperaturach ok 50 mln K Nie wiem na ile możliwa jest reakcja p+p w warunkach ziemskich. Jak wiadomo w przypadku reakcji D+D jest już trudniej do tego w tej reakcji wyzwala się podobny poziom energii jak w przypadku rozszczepienia. A dalej jeszcze gorzej pod względem możliwości zapłonu i utrzymania reakcji.

 

 

 

Tu mam bardzo mieszane odczucia. Niby tak, ale po cholerę "garstka wybrańców" ma się "wysadzić w powietrze w kosmosie" (prawa autorskie zastrzegam

 

Tu mi bardziej chodziło akurat na wykorzystanie tego na ziemi. To znaczy konwersja na energię elektryczną z pominięciem turbin parowych i wymienników ciepła. Są pomysły odnośnie reaktorów fuzyjnych ale to dla fuzji aneutronowych ale na razie to SF.

[Jarek Duda 137]

 

 

To znaczy konwersja na energię elektryczną z pominięciem turbin parowych i wymienników ciepła. Są pomysły odnośnie reaktorów fuzyjnych ale to dla fuzji aneutronowych ale na razie to SF.

nius z dzisiaj: http://physicsworld.com/cws/article/news/2016/nov/30/flash-physics-nuclear-diamond-battery-m-g-k-menon-dies-four-new-elements-named

"The idea is to make the waste less radioactive by removing radioactive carbon-14 nuclei, which are concentrated on the surface of the graphite. The isotope would then be integrated into artificial diamonds. Carbon-14 has a half-life of about 5700 years and decays to non-radioactive nitrogen-14 by emitting a high-energy electron. It turns out that diamond is very good at turning the energy released in the decay into an electrical current – essentially creating a battery that will last for thousands of years."

[Gość Astro]

 

 

a z tym też jest różnie.

 

Blondynki rządzą.

Ostatnio usłyszałem, że pewien samolot, zdjęcia którego pokazują nienaruszone podwozie jednak wylądował "brzuszkiem". Można? Można.

 

 

 

No tak ale mi bardziej chodziło o warunki ziemskie

 

No to powtórzę. W warunkach ziemskich jakoś NIESPECJALNIE działa COKOLWIEK.

 

 

 

Tu mi bardziej chodziło akurat na wykorzystanie tego na ziemi.

 

 

nius z dzisiaj: http://physicsworld....-elements-named

Stoicko skonstatuję: поживём – увидим.

[KacperM 1]

 

nius z dzisiaj:

 

Ciekawe. Choć to źródła niewielkiej ilości  energii takie lepsze baterie jądrowe Co oczywiście może być bardzo przydatne do jakiś specyficznych urządzeń

[Jarek Duda 137]

Świetna mapa na żywo źródeł energii dla państw Europy: http://electricitymap.tmrow.co/

Polska oczywiście na samym szczycie ... niestety nie tym którym wypadałoby się chwalić ...

[KacperM 1]

Świetna mapa na żywo źródeł energii dla państw Europy: http://electricitymap.tmrow.co/

Polska oczywiście na samym szczycie ... niestety nie tym którym wypadałoby się chwalić ...

 

Fajna. No i Francja jedna z najniższych emisji Co2,Szwecja, Finlandia gdzie oczywiście znaczny udział w produkcji energii ma energetyka jądrowa. Mamy jeszcze Norwegię ale oni głównie jadą z hydroelektrowni, zresztą to też nie duży kraj.