Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Fuzja jądrowa: co tak naprawdę osiągnięto w National Ignition Facility?

Recommended Posts

W ostatnich dniach media informowały o przełomie w dziedzinie fuzji jądrowej. W National Ignition Facility (NIF) przeprowadzono fuzję jądrową (reakcję termojądrową), podczas której uzyskano więcej energii niż jej wprowadzono do kapsułki z paliwem. To ważne osiągnięcie naukowe, jednak nie oznacza, że w najbliższym czasie będziemy masowo produkowali energię tą metodą. Ilość pozyskanej energii jest bowiem co najmniej 100-krotnie mniejsza niż ilość energii użytej.

Cały proces w NIF rozpoczyna się od wygenerowania 1 słabej wiązki lasera, która jest wielokrotnie rozszczepiania i wzmacniana. Po przebyciu 1500 metrów, w cel – kapsułkę z paliwem o średnicy 2-3 milimetrów – trafiają 192 potężne wiązki. Niedawno, 5 grudnia, dostarczyły one do kapsułki 2,05 megadżuli (MJ) energii inicjując reakcję, w wyniku której uwolniło się 3,15 MJ energii. Jednak cały proces generowania wiązek pochłonął... 322 MJ. Jak więc widzimy, tak naprawdę odzyskano około 1% energii, wprowadzonej do paliwa w celu uzyskania zapłonu. A mowa tutaj tylko o energii zużytej przez lasery.

Co więcej, jeśli chcielibyśmy taką reakcję wykorzystać w praktyce, musielibyśmy jeszcze energię cieplną zamienić na energię elektryczną, np. za pomocą turbiny parowej. Taka zamiana nie jest darmowa i znaczna część energii cieplnej nie ulega zamianie na energię elektryczną. Straty mogą sięgać 50%. A to oznacza, że uzyskalibyśmy 200-krotnie mniej energii, niż włożyliśmy.

Musimy pamiętać, że NIF to infrastruktura badawcza, a nie komercyjna. Nie projektowano jej pod kątem wydajności, ale z myślą o uzyskaniu najpotężniejszych wiązek laserowych. Instalacja służy trzem celom: badaniom nad kontrolowaną fuzją jądrową, badaniom procesów zachodzących we wnętrzach gwiazd oraz stanowi część programu utrzymania, konserwacji i zapewnienia bezpieczeństwa broni atomowej, bez konieczności przeprowadzania testów nuklearnych.

Osiągnięcie z 5 grudnia jest istotne z naukowego punktu widzenia. Przede wszystkim udowodniono, że za pomocą inercyjnego uwięzienia plazmy możliwe jest zainicjowanie fuzji jądrowej, w wyniku której uzyskuje się więcej energii niż ta potrzebna do rozpoczęcia reakcji. Udany eksperyment pokazuje też, że NIF pozwoli naukowcom na badanie zjawisk zachodzących podczas eksplozji jądrowych.

Wielu ekspertów wątpi, czy technologia wykorzystywana przez NIF pozwoli kiedykolwiek na komercyjną produkcję energii. Żeby w ogóle o tym myśleć stosunek energii pozyskanej do energii włożonej musiałby zwiększy się o co najmniej 2 rzędy wielkości. A to tylko jeden z wielu problemów naukowych i technologicznych, jakie należy rozwiązać.

Wykorzystywane w NIF inercyjne uwięzienie plazmy to technologia inna niż magnetyczne uwięzienie plazmy, którą rozwijają naukowcy pracujący przy tokamakach czy stellaratorach. Każda z nich zmaga się ze swoimi problemami. Jednak wszystkie zapewne odniosą olbrzymie korzyści z osiągnięć specjalistów z National Ignition Facility. Osiągnięcie bowiem tak ważnego punktu w pracach nad fuzją termojądrową zwiększy zainteresowanie tymi technologiami, co powinno przełożyć się na większe inwestycje w ich rozwój. Musimy bowiem pamiętać, że świat potrzebuje nowych źródeł energii. Uranu do elektrowni atomowych wystarczy jeszcze na od 90 (według World Nuclear Association) do ponad 135 lat (wg. Agencji Energii Atomowej). Fuzja jądrowa napędzana jest trytem i deuterem, które można pozyskiwać z wody i litu. Dostępne na Ziemi zasoby wystarczą na miliony lat.

Fuzja jądrowa – czyli reakcja termojądrowa – to obiecujące źródło energii. Polega ona na łączeniu się atomów lżejszych pierwiastków w cięższe i uwalnianiu energii. To proces, który zasila gwiazdy. Taki sposób produkcji energii na bardzo wiele zalet. Nie dochodzi tutaj do uwalniania gazów cieplarnianych. Jest ona niezwykle wydajna. Proces łączenia atomów może zapewnić nawet 4 miliony razy więcej energii niż reakcje chemiczne, takie jak spalanie węgla czy gazu i cztery razy więcej energii niż wykorzystywane w elektrowniach atomowych procesy rozpadu atomów.

Co ważne, w wyniku fuzji jądrowej nie powstają długotrwałe wysoko radioaktywne odpady. Te, które powstają są na tyle mało radioaktywne, że można by je ponownie wykorzystać lub poddać recyklingowi po nie więcej niż 100 latach. Nie istnieje też ryzyko proliferacji broni jądrowej, gdyż w procesie fuzji nie używa się materiałów rozszczepialnych, a radioaktywny tryt nie nadaje się do produkcji broni. W końcu, nie ma też ryzyka wystąpienia podobnych awarii jak w Czernobylu czy Fukushimie.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites
Cytat

Jak więc widzimy, tak naprawdę odzyskano około 1% energii, którą włożono potrzebnej do uzyskania zapłonu. A mowa tutaj tylko o energii zużytej przez lasery.

LOL

Ale ubaw. Przełom. A przecież to i tak są ułamki kosztów bo to sam laser.
To jaka jest sprawność całego procesu - bo tu mowa tylko o zasilaniu lasera? Może 1 promil?
Zróbmy tak:
Zbudujmy elektrownię wodną na 1 GW  mocy. Zasilimy nią elektrownię fuzyjną i wyciągniemy 1 MW mocy. Będzie to przełom w życiu wszystkich tam zatrudnionych :)
Czyli jak poprawią sprawność 1000 razy - będzie ok :)
No bo przecież sprawność to się po latach badań poprawia o tak o, jutro wstanę poprawię 2 razy, pojutrze 3 razy. Damy radę :D

Edited by thikim
  • Haha 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

To tylko eksperyment a nie finalna technologia więc nie ma się co czepiać. A bilans dodatni to jest przełom.

Jeśli udało by się finalnie utrzymać w ryzach plazmę w trybie  ciągłym to przecież lasery po zapłonie wodoru można wyłączyć i przy dodatnim bilansie synteza sama będzie się napędzać.

A jak nie ma na to opcji i taki reaktor musiałby działać pulsacyjnie to chyba można tym samym impulsem lasera po prostu podpalać większą dawkę wodoru żeby sprawność była większa

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nie.
Dawkę musisz szybko podgrzać i zgnieść. Dajesz większą dawkę - ma większą powierzchnię i więcej mocy trzeba włożyć żeby ją ogrzać i zgnieść.
Załóżmy że to musisz podgrzać kulkę - to może być ogólnie różny kształt.
Masz wyścig: moc lasera, powierzchnia kulki, masa kulki. 
Pozytywne jest to że masa kulki rośnie szybciej niż powierzchnia.
Chcesz więcej masy? Musisz zwiększyć moc lasera. Mocno zwiekszyć moc lasera.
A to nie jest takie proste. Bo im większa moc laserowej wiązki - tym szybciej mu rośnie zużyta moc :)
Rozumiem że wyobrażasz sobie to tak że np. jedną kulkę laserem a druga od tej pierwszej. Też nie zadziała :)
A zapomniałem - jeszcze straty cieplne. Jak otrzymano 3,15 MJ - to w energię elektryczną zamienisz może 1 MJ bo to nie tak łatwo się z plazmy odzyskuje ciepło.

Napisałem że trzeba 1000 razy sprawniej? Myliłem się. 2000 razy sprawniej trzeba.
Oczywiście - jest pozytyw, ta technologia jest badawcza, nie zwracano uwagi na sprawność całkowitą i pewne aspekty szybko można poprawić. Ale nie 2000 razy...

Jakby tak się dało to samochody sprzed pół wieku - które paliły 10l/100 km dziś paliłyby 1litr/20 000 km - bo i jest postęp i ludziom przecież zależy bardzo na jak najlepszym silniku spalinowym. Ale się nie dało mimo chęci i wielu różnych konstrukcji. I choćby przyszło 1000 naukowców i każdy z nich zrobił 1000 habilitacji to nie poprawi tak bardzo silnika spalinowego :)
Chyba że spisek :) i nikt nie próbował bo ropa. 
No to jak ktoś wierzy w spiski - to tym razem też nie spróbują bo ropa :D
A jak ktoś nie wierzy w spiski - to nie dadzą rady bo się nie da.

 

Edited by thikim

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 godziny temu, thikim napisał:

Jakby tak się dało to samochody sprzed pół wieku - które paliły 10l/100 km dziś paliłyby 1litr/20 000 km - bo i jest postęp i ludziom przecież zależy bardzo na jak najlepszym silniku spalinowym. Ale się nie dało mimo chęci i wielu różnych konstrukcji. I choćby przyszło 1000 naukowców i każdy z nich zrobił 1000 habilitacji to nie poprawi tak bardzo silnika spalinowego :)

Ja słyszałem, że każdego specjalistę da się zastąpić skończoną liczbą studentów. Może studenci nich zgniatają paluszkami te masy?

P.S nie o masę się tu rozchodzi tylko ilość materii w przestrzeni czyli gęstość. Nie ma czegoś takiego jak masa w ogólności ;)   

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 godziny temu, thikim napisał:

Dawkę musisz szybko podgrzać i zgnieść. Dajesz większą dawkę - ma większą powierzchnię i więcej mocy trzeba włożyć żeby ją ogrzać i zgnieść.

To oczywiste.

Myślałem że problemem nie jest moc a wytworzenie odpowiedniego kształtu fali uderzeniowej żeby precyzyjnie zgniatać paliwo. z pierwszą bombą atomową też było ciężko,  i potrzebna była  masa materiałów wybuchowych żeby to sprężyć, a zobacz jakie są postępy,. Obecnie zapalnik w bombie jest malutki tak że można zrobić bombkę walizkową, nie potrzeba już ton TNT

Share this post


Link to post
Share on other sites

Z bombą jądrową i miniaturyzacją nie było w zasadzie większego problemu od początku. Masa krytyczna została dość szybko określona i był duży zapas żeby zejść niżej z mocą.
Jedyny kłopot był taki że na początku po prostu wszyscy poszli w przeciwnym kierunku - w kierunku coraz większej mocy. I tam był faktycznie szybki postęp - rzędu 1000 razy (dla bomb termojądrowych). Dopiero póżniej stwierdzono że miniaturyzować też jest fajnie i zminiaturyzowano - ale tylko do punktu w którym masa krytyczna okazała się przeszkodą.
Dalej mogą się głowić ile chcą. Postęp będzie mizerny.
Wracając do fuzji. Precyzyjne uderzenie laserem jest bardzo ważne. Ale dla odpowiedniej masy - musi to być także odpowiednia moc. I też nie jest tak że łatwo buduje się coraz większe lasery. To z każdym wzrostem komplikuje się coraz bardziej.
Weź sobie laser mały - manipulujesz nim ręcznie. Weźmiesz większy - musisz dobudować maszynerię do manipulacji. Weźmiesz jeszcze większy - to będziesz jego elementy zwoził miesiącami jak się zwozi części do teleskopów największych.
Po prostu w małych skalach - szereg problemów ukryty jest w czynnościach które są tak tanie że nawet ich się nie wycenia jak ręczna manipulacja laserem. Ale gdy rosną rozmiary to już nagle okazuje się że każdy krok to jest wyzwanie wymagające wręcz osobnych postępów technicznych.

Jak ktoś się nie zgadza z moimi oszacowaniami, może podać swoje, ja dam znaki zapytania. 
Czyli szacujemy (od końca) - wynik:
energia elektryczna uzyskana z procesu fuzji - ?
energia cieplna po fuzji w plazmie - 3,15 MJ
energia cieplna dostarczona do plazmy - 2,05 MJ
energia lasera - 322 MJ
energia elektryczna zużyta przez całe laboratorium - ?
energia elektryczna jako ekwiwalent wszystkich rzeczy które trzeba robić włącznie z kosztami paliwa i zatrudnieniem ludzi itp. - ?
I dopiero to pierwsze podzielone przez to ostatnie - daje nam końcową efektywność.
I tylko tak można to liczyć jeśli to ma być wdrożone komercyjnie do produkcji energii elektrycznej.
Jak powiedziałem - ja całość szacuję na 1000-2000 razy za mało.
Ale jak ktoś poda inne dane to może będzie inny wynik. Chętnie poczytam.

Edited by thikim

Share this post


Link to post
Share on other sites

Tylko jak to oszacować? Przecież nie jest kompletnie znany najistotniejszy przebieg  funkcji:  

energia lasera -> energia cieplna dostarczona do plazmy -> energia cieplna po fuzji w plazmie.

Przecież to nie jest liniowe. Poza tym jak długo udało się podtrzymać te obecne parametry? Mowa o ms?
Tę plazmę to co trzymało? Magnesy jakieś? Przecież to też potrzebuje energii.

Tu nawet nie ma jak tego oszacować :(  

Jak dla mnie to jest większa ściema niż szacujesz.  

Edited by l_smolinski

Share this post


Link to post
Share on other sites
43 minuty temu, Astro napisał:

Wystarczy nieco postudiować FIZYKĘ. Boli na początku tylko trochę; ci, którzy się przebiją dadzą radę, a odpada większość, która (tu chyba zgodzę się z @peceed), łatwo może być odsiana prostym testem IQ.

Jakieś WYLICZENIA o ściemie można prosić? Wiem, nie "da się"... ;)

P.S. Szacowania "od końca" nie podejmuję się komentować - wygadani ludzie po zawodówce to jednak nie mój poziom.

Nie bądź głupszy niż jesteś. Problem z oszacowaniem polega na braku odpowiedniego zestawu danych a nie braku umiejętności w wykorzystaniu ich. Chłopie gdybyś przeczytał ze zrozumieniem co napisałem to byś tak nie bełkotał o ściemie. Czasami wystarczy zastosować podstawy logiki tłuku malinowy. Rozumiem, że weekend już rozpocząłeś i po kilku browarach bełkoczesz. Na zdrowie.   

Jest to większa ściema niż oszacował thikim bo nie uwzględnił energii potrzebnej do utrzymania rozgrzanej plazmy - stąd pytanie o magnesy. Gdybyś cokolwiek z tego rozumiał to byś nie pytał dlaczego źle oszacował. 

Edited by l_smolinski

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 godzin temu, Maximus napisał:

Jedynego, którego widzę wylewającego tu fekalia jesteś.... ty. Zaczyna mi być ciebie szkoda gościu, ty serio chyba masz jakieś problemy psychiczne. Bez urazy.

Niestety dopóki się nie nauczy szacunku do innych osób to trzeba z nim jechać jak z gównem w betoniarce. Jeżeli to problem natury psychologicznej  to i tak to nic nie pomoże.   

Edited by l_smolinski
  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Widzę że dyskusja wre. A czy ktokolwiek wpadł na pomysł wysłuchania samych zaangażowanych w projekt?

Panel Discussion: Nuclear Fusion Breakthrough U.S. Department of Energy

I tak. Padają sformułowania o wydajność procesu w 1:54 bez owijania w bawełnę prelegent stwierdza że eksperyment nie był projektowany pod "efficient" wydajność, chodziło jedynie żeby udowodnić że fuzja z bilansem na "+" jest możliwa.

W zamyśle eksperyment ma głównie na celu badania nad bronią jądrową bez robienia Buuuum.

28:55 Mamy wyjaśnienie jak sobie wyobrażają przerobienie tego co osiągnęli w komercyjną elektrownię i jak jest to możliwe.

47:51 O tym że używają tego eksperymentu przede wszystkim do badań procesu degradacji materiałów poddanych działaniu skrajnych warunków.

I dalej Press Conference: Secretary Granholm & DOE leaders Announced Fusion Breakthrough by DOE National Lab

3:50 Kapitalizacja i budowa elektrowni w przeciągu dekady.( marzenia administracji prezydenta) I ogólnie są nakręceni jak jak wiewiórka po prochach. Dzieje się Historia.

24:00 Pytanie z sali o komercjalizacje technologii i horyzont czasowy - nie dekada o ciut, ciut dłużej. Forsa jednak jest zapewniona i to już nie kwestia tego czy coś jest możliwe, czy nie.  Rozpoczął się wyścig po wydajne, bez-emisyjne, bezpieczne dla środowiska źródło energii.

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 godzin temu, krzysztof B7QkDkW napisał:

tak. Padają sformułowania o wydajność procesu w 1:54 bez owijania w bawełnę prelegent stwierdza że eksperyment nie był projektowany pod "efficient" wydajność, chodziło jedynie żeby udowodnić że fuzja z bilansem na "+" jest możliwa.

Tylko oni nic takiego nie udowodnili. To na takiej samej zasadzie jak twierdzić, że nadałem jabłku g ziemskie bez zużycia energii, nie wspominając, że musiałem wejść na drzewo aby ten efekt uzyskać i że potrzebowałem do tego pola grawitacyjnego ziemi. 

11 godzin temu, krzysztof B7QkDkW napisał:

28:55 Mamy wyjaśnienie jak sobie wyobrażają przerobienie tego co osiągnęli w komercyjną elektrownię i jak jest to możliwe.

 Każdy szarlatan zachwala swoje sztuczki i roztacza wizję przyszłego dobrobytu na tyle odległą, aby było można spokojnie o niej zapomnieć.
 

11 godzin temu, krzysztof B7QkDkW napisał:

3:50 Kapitalizacja i budowa elektrowni w przeciągu dekady.( marzenia administracji prezydenta) I ogólnie są nakręceni jak jak wiewiórka po prochach. Dzieje się Historia.


Takie same bajki słyszałem w latach 90 na temat komputerów kwantowych.

Łykasz to jak młody ministrant spermę. 

Edited by l_smolinski
  • Confused 1
  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
20 godzin temu, l_smolinski napisał:

Jest to większa ściema niż oszacował thikim bo nie uwzględnił energii potrzebnej do utrzymania rozgrzanej plazmy - stąd pytanie o magnesy.

Oczywiście - przyznaję że nie oszacowałem wszystkiego. Ogólnie jest to proces wcale nie tak prosty.
Ale metodą kolejnych przybliżeń i poprawek dochodzi się do tego że jest coraz gorsza sprawność - a nie że coraz lepsza.
Jeśli ja jakieś szacunki robiłem - to były one raczej optymistyczne dla projektu niż pesymistyczne.

12 godzin temu, krzysztof B7QkDkW napisał:

3:50 Kapitalizacja i budowa elektrowni w przeciągu dekady.( marzenia administracji prezydenta) I ogólnie są nakręceni jak jak wiewiórka po prochach. Dzieje się Historia.

Kapitalizacja - jak najbardziej - ale z zyskiem dla twórców i stratą dla reszty świata.
 

Share this post


Link to post
Share on other sites
55 minut temu, l_smolinski napisał:

same bajki

Zastanawiam się czy karmić trolla czy ograniczyć się wyłącznie do zgłoszenia komentarza.

Dobór argumentacji i użyty słowniczek świadczy o piszącym.

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 godzin temu, krzysztof B7QkDkW napisał:

Padają sformułowania o wydajność procesu w 1:54 bez owijania w bawełnę prelegent stwierdza że eksperyment nie był projektowany pod "efficient" wydajność, chodziło jedynie żeby udowodnić że fuzja z bilansem na "+" jest możliwa.

Zgadza się że eksperyment nie musi być optymalizowany.
Ale trochę mnie dziwi to 1:54. Bo dane o zasilaniu lasera mówiły o 322 MJ w realacji do 3,15 MJ. A to ok. 1:100.
I to jest przecież jak każdy musi sobie zdawać sprawę - ułamek kosztów. 
Gdzie na wyjściu w postaci energii elektrycznej - nie będzie 3,15MJ tylko raczej 1 MJ.
Gdzie wiele osób sobie nie zdaje sprawy ale skalowanie projektów zazwyczaj oznacza dodatkowe problemy - a nie ułatwienia.
 

Edited by thikim

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 minut temu, thikim napisał:

1:54

Chodzi o minute nagrania "znacznik czasu". Link w komentarzu to do filmu z konferencji prasowej i panelu dyskusyjnego opublikowanych na oficjalnych kontach YouTube Departamentu Energii USA.

Share this post


Link to post
Share on other sites

A ok, bo myślałem że to mowa o sprawności:

"Padają sformułowania o wydajność procesu w 1:54"
Jak już pisałem - chętnie poczytam jakieś inne szacunki - ale coś widzę że nikomu się nie spieszy :)

Edited by thikim

Share this post


Link to post
Share on other sites
17 minut temu, thikim napisał:

stratą dla reszty

Tak dla całej energetyki opartej na kopalinach.

Dla samych górników i nafciarzy niekoniecznie. Bo przemysł chemiczny będzie potrzebował źródła związków węgla. Nasza cywilizacja stoi na tworzywach sztucznych.

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 godzin temu, l_smolinski napisał:

Niestety dopóki się nie nauczy szacunku do innych osób to trzeba z nim jechać jak z gównem w betoniarce

Panowie - na spokojnie. Ta osobopostać jest ciężko chora. Ignorujcie jak się da. Jak się nie da to wybaczajcie.

8 minut temu, krzysztof B7QkDkW napisał:

Tak dla całej energetyki opartej na kopalinach.

Policz to tak. Żeby zasilić taki twór - trzeba będzie dać kilkaset razy więcej energii właśnie z paliw kopalnych :) Dla nich zysk.
Te 322 MJ do lasera plus wielokrotnie wiecej na inne rzeczy - nie pochodzą w całości z energii odnawialnej :)

Cały czas ten sam przykład: daj mi 322 zł, ja oddam Ci 3,15 zł i obiecam że może kiedyś oddam Ci 10 zł.

Apropo naszego kolegi.Wszedłem w nowości na forum żeby odnaleźć parę tematów co się skryły i oto co widzę:

:image.png.183f685f06e72ee0747c164ec40c1372.png

Astro odpowiada Astroboyowi...
To chyba cięższy przypadek niż sądziłem.

Edited by thikim

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 minut temu, thikim napisał:

zasilić taki twór

Nie taki twór. I tu umyka sens zarzutów o nieopłacalności.

Oglądaliście te relacje z konferencji prasowych Departamentu energii USA które podlinkowałem?

To jest aparatura eksperymentalna. Miała za zadanie jedynie udowodnić że proces jest możliwy. Co lepsze Fuzja nie jest głównym zadaniem tej konstrukcji.

Jej zadaniem jest symulowanie procesów zachodzących podczas syntezy. To jest z grubsza źródło neutronów do badania wpływu ekstremalnego promieniowania na materiały używane przy budowie i projektowaniu broni termojądrowej.

Fuzja na "plus energetyczny" to tylko tak przy okazji, bo mogli, to warto było próbować.

W skrócie zrobili to sprzętem z lat osiemdziesiątych. Teraz dostali forsy jak na Program Apollo. Władze chcą funkcjonującej elektrowni komercyjnej w przeciągu dziesięciu lat!!!

Nie pakuje się budżetu porównywalnego z misjami księżycowymi w jakąś "mrzonkę".

Share this post


Link to post
Share on other sites
36 minut temu, krzysztof B7QkDkW napisał:

To jest aparatura eksperymentalna

Ale to już o tym pisaliśmy - jest to aparatura eksperymentalna :)
Tylko chocbyś nie wiem jak się starał - kwestia dostarczenia energii z lasera do "ładunku" jest i będzie procesem mało sprawnym. Tak samo nie ma jakiś większych możliwości usprawniania generowania prądu z ciepła.

36 minut temu, krzysztof B7QkDkW napisał:

Władze chcą funkcjonującej elektrowni komercyjnej w przeciągu dziesięciu lat!!!

Na tym właśnie polega polityka. Władza chce mieć spokój. Nic tak nie uspokoi ludzi bojących się braków energii jak pokazanie: "za 10 lat będzie elektrownia komercyjna" :)
Władza nie chce. Władza tylko chce pokazać że chce, bo nic innego nie potrzeba żeby rządzić w spokoju i wygrać kolejne wybory.

36 minut temu, krzysztof B7QkDkW napisał:

Nie pakuje się budżetu porównywalnego z misjami księżycowymi w jakąś "mrzonkę".

Jak to nie :)
To Ty nie wiesz że w energetykę termojądrową pakuje się niebotyczne kwoty już od lat sześćdziesiątych? :)
Potem JET od 1978.
Potem ponownie w XXI wieku ITER:

"Według szacunków z 2006 roku okres trwania programu przewidywano na 30 lat (10 lat budowy i 20 lat pracy reaktora), a koszty w przybliżeniu na 10 miliardów euro[1]. Tym samym jest to drugi najdroższy na świecie program badawczy, droższy jest jedynie program Międzynarodowej Stacji Kosmicznej."
Pierwszy zapłon ma być w 2025 roku :D coś długo się buduje a miał 10 lat :)

Edited by thikim

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 15.12.2022 o 10:05, thikim napisał:

Jakby tak się dało to samochody sprzed pół wieku - które paliły 10l/100 km dziś paliłyby 1litr/20 000 km - bo i jest postęp i ludziom przecież zależy bardzo na jak najlepszym silniku spalinowym. Ale się nie dało mimo chęci i wielu różnych konstrukcji. I choćby przyszło 1000 naukowców i każdy z nich zrobił 1000 habilitacji to nie poprawi tak bardzo silnika spalinowego

Ale z kompami coś takiego się udało, czyli...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dokładnie. Czyli nie ma większego sensu wrzucanie czegoś innego jako przykład że się da albo nie da.
Rozmawiajmy konkretnie o elektrowniach termojądrowych - z którymi nie udało się od ok. 70 lat.
Ale zanim do tego wrócimy to odpowiem szczegółowiej odnośnie komputerów.
Postęp nie jest dany raz na zawsze. Postęp ma swoje skoki, ma swoj lawinowy rozwój i ma swoje wygaśnięcie. I np. dla efektywności samochodów - od dawna jest powolny.
Ale jak podałeś komputery to ten temat też pociągnę.
Pamiętasz ile MHz miały w 1990 roku?
Ile w 2000 roku?
Ile w 2010 roku?
A ile teraz? :)
To ja podpowiem, skok z MHz na GHz dokonał się błyskawicznie. Ale jak doszliśmy do tych GHz to w zasadzie stoimy i lepsze komputery budujemy łącząc wiele w jeden. Ale to też napotka bariery. Bo łatwo zbudować zamiast 2 - 4.
Ale trudno zamiast miliona - dwa miliony.
Skalowanie o czym nie raz pisałem - rodzi dodatkowe problemy. 

Jak masz odprowadzić 100 W ciepła to dajesz w powietrze. Jak masz odprowadzić 100 MW ciepła to masz problem i to duży.
To samo z energią. Jak masz podłączyć 1 kW to bierzesz przewód do gniazda włączasz i po problemie. Jak masz doprowadzić 1 GW - to szukasz lokalizacji koło elektrowni i wydajesz masę kasy na systemy zapewniające kontrolowanie problemów z dostawą energii.
Ze 100 lat temu wymyślono żeby zbudować pojazd co miałby z 1 km wysokości. I minęło 100 lat - a pojazdu dalej nie ma :) A tyle było przecież postępu.
Postęp dokonuje się w konkretych sytuacjach, dla konkretnych przypadków. Jest ich dużo - dlatego to widać i jeszcze media to rozdmuchują. Ale jest dużo więcej rzeczy w których postępu nie ma wielkiego - tylko nikt na to nie zwraca uwagi.
To czego nie widać - jest przeważnie ważniejsze od tego co widać.

Edited by thikim

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 godzin temu, thikim napisał:

Skalowanie o czym nie raz pisałem - rodzi dodatkowe problemy. 

Rewelacji nie odkryłeś. A i nie do końca to prawda, bo skalowanie nierzadko rozwiązuje problemy.

Do kompów na chwilę wracając - to nie tylko sprawa Xhz, też gęstości upakowania, pojemności i szybkości pamięci, i co tam jeszcze. A propos pamięci - mam w graciarni fajny blok ferrytowych, bity se można paluchami policzyć :D

Share this post


Link to post
Share on other sites

Tak - w pewnych zakresach wielkości skalowanie rozwiązuje problemy. Ale poza tymi zakresami - skalowanie zawsze rodzi problemy. I te inne zakresy są zawsze od zera do x, i od y do nieskończoności. Zawsze są wieksze.
Zrobienie większego lasera - to już jest kwestia gdzie skalowanie będzie rodziło dodatkowe problemy.
Odpowiadając w temacie kompów. Pisałem o tym. Teraz pakuje się więcej - ale to też nie jest droga w nieskończoność. Im większe upakowanie tym większa wrażliwość na błędy. Wiele nowoczesnych gęsto upakowanych rozwiązań po prostu nie nadaje się do zastosowań profesjonalnych. Nie chciałbyś ich w elektrowni termojądrowej gdzie promieniowanie jest wyższe.
A pamiętasz jak kiedyś rosła pojemność dysków? Jak szybko był przeskok z paru GB na parę TB? Ale jakoś na PB - przeskoczyć nie możemy. Skończyło się łatwe skalowanie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zespół z Lawrence Livermore National Laboratory po raz drugi uzyskał w wyniku fuzji jądrowej (reakcji termojądrowej) więcej energii niż zostało wprowadzone do kapsułki paliwowej. Pierwszy raz o takim wydarzeniu usłyszeliśmy w grudniu ubiegłego roku. Teraz energii uzyskano więcej niż wówczas. Szczegóły poznamy podczas zbliżających się konferencji naukowych oraz z opublikowanych artykułów w recenzowanych magazynach. Musimy jednak pamiętać, że mamy tutaj do czynienia z przełomem naukowym, jednak do wykorzystania energii z fuzji jądrowej droga jeszcze daleka.
      Obecnie potrafimy uzyskiwać energię w elektrowniach atomowych z rozpadu cięższych atomów na lżejsze. Elektrownie atomowe to ekologiczne i stabilne źródło energii, jednak wytwarzają wysoce radioaktywne odpady, które pozostają radioaktywne przez setki i tysiące lat, ponadto opierają się na ograniczonych zasobach paliwa. Wedle różnych szacunków paliwa do nich wystarczy na od 90 do ponad 130 lat.
      Fuzja jądrowa pozbawiona jest tych wad. Polega ona na łączeniu dwóch izotopów wodoru – zwykle deuteru i trytu – w cięższy hel. Powstają przy tym co prawda odpady promieniotwórcze, ale ich promieniotwórczość jest stosunkowo niska i przestają one sprawiać problem w ciągu kilkudziesięciu lat. Ponadto dysponujemy praktycznie nieograniczonymi zasobami wodoru. Dlatego też od dziesiątków lat naukowcy pracują nad opanowaniem fuzji jądrowej i uzyskaniu z niej zysku energetycznego netto. Dotychczas się to nie udało.
      W grudniu ubiegłego roku naukowcy z National Ignition Facility poinfomrowali o uzyskaniu z fuzji jądrowej większej ilości energii niż została wprowadzona do kapsułki z paliwem w celu rozpoczęcia reakcji. Było to ważne wydarzenie z naukowego punktu widzenia. Jednak nie z praktycznego. Ilość energii potrzebna do przeprowadzenia eksperymentu była bowiem co najmniej 100-krotnie większa, niż ilość energii uzyskanej. Teraz ten sam zespół uzyskał więcej energii niż w grudniu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Fuzja jądrowa może stać się niewyczerpanym źródłem taniej bezpiecznej i ekologicznej energii. Od jej zastosowania dzielą nas dziesięciolecia, ale naukowcy powoli dokonują małych kroków w stronę jej realizacji. W ubiegłym roku w National Ignition Facility uzyskano więcej energii niż wprowadzono do kapsułki z paliwem. Teraz naukowcy poinformowali o udanym teście dynamicznego formowania kapsułek paliwowych wykorzystywanych przy inercyjnym uwięzieniu plazmy. Nowe kapsułki są tańsze i łatwiejsze w produkcji.
      Stosowane w National Ignition Facility (NIF) inercyjne uwięzienie plazmy polega na oświetleniu potężnymi laserami niewielkiej kapsułki zawierającej izotopy wodoru – deuter i tryt. W wyniku oddziaływania laserów kapsułka jest ściskana olbrzymim ciśnieniem i podgrzewana do wysokich temperatur. W końcu jej osłonka zapada się, dochodzi do zapłonu paliwa i zapoczątkowania fuzji jądrowej. Hipotetyczna elektrownia fuzyjna, działająca w ten sposób, zużywałaby około miliona kapsułek z paliwem dziennie. A obecne metody ich formowania, podczas których stosuje się zamrażanie oraz warstwę kriogeniczną, są bardzo kosztowne i skomplikowane.
      Przed dwoma laty Valeri Goncharov z Laboratory for Laser Energetics na University of Rochester opisał nową metodą formowania kapsułek z paliwem. Teraz, wraz z Igorem Igumenshchevem i innymi naukowcami, przeprowadził eksperyment, podczas którego dowiódł, że opisana metoda rzeczywiście działa.
      W procesie dynamicznego formowania kapsułki krople deuteru i trytu są wstrzykiwane w piankową osłonkę. Gdy taka kapsułka zostanie poddana działaniu laserów, najpierw tworzy się sferyczna osłonka, która następnie ulega implozji, zapada się i dochodzi do zapłonu. Taka metoda produkcji jest łatwiejsza i tańsza niż dotychczas stosowana. Szczegóły eksperymentu zostały opisane na łamach Physical Review Letters.
      Wykorzystanie nowych kapsułek do zainicjowania fuzji będzie wymagało prac nad laserami o dłuższym i silniejszym impulsie, jednak przeprowadzony eksperyment wskazuje, że może być to właściwe rozwiązanie na drodze ku praktycznym elektrowniom fuzyjnym.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Inżynierowie z University of Massachusetts Amherst wykazali, że z niemal każdego materiału można stworzyć urządzenie pobierające energię elektryczną z pary wodnej zawartej w powietrzu. Wystarczy utworzyć w tym materiale nanopory o średnicy mniejszej niż 100 nanometrów. To niezwykle ekscytujące. Otworzyliśmy drogę do wytwarzania czystej energii z powietrza, cieszy się główny autor artykułu opisującego badania, świeżo upieczony inżynier Xiaomeng Liu.
      Powietrze zawiera olbrzymie ilości energii elektrycznej. Weźmy na przykład chmurę, która jest niczym innym jak masą kropelek wody. Każda z tych kropelek zawiera ładunek elektryczny i w odpowiednich warunkach dochodzi do wyładowania. Nie potrafimy jednak pozyskiwać energii z tych wyładowań. Natomiast my stworzyliśmy niewielką chmurę, która wytwarza energię w sposób przewidywalny, możemy więc ją zbierać, dodaje profesor Jun Yao.
      U podstaw najnowszego odkrycia znajduje się praca Yao i Dereka Levleya, którzy w 2020 roku wykazali, że możliwe jest nieprzerwane pozyskiwanie energii elektrycznej z powietrza za pomocą specjalnego materiału złożonego z nanokabli zbudowanych z białek bakterii Geobacter sulfureducens. Po tym, jak dokonaliśmy tego odkrycia zauważyliśmy, że tak naprawdę zdolność pozyskiwania energii z powietrza jest wbudowana w każdy materiał, który posiada pewne właściwości, mówi Yao. Wystarczy, by materiał ten zawierał pory o średnicy mniejszej niż 100 nanometrów, czyli ok. 1000-krotnie mniejszej niż średnica ludzkiego włosa.
      Dzieje się tak dzięki parametrowi znanemu jako średnia droga swobodna. Jest to średnia odległość, jaką przebywa cząsteczka przed zderzeniem z inną cząsteczką. W tym wypadku mowa o cząsteczce wody w powietrzu. Średnia droga swobodna wynosi dla niej około 100 nanometrów. Yao i jego zespół zdali sobie sprawę, że mogą wykorzystać ten fakt do pozyskiwania energii elektrycznej. Jeśli ich urządzenie będzie składało się z bardzo cienkiej warstwy dowolnego materiału pełnego porów o średnicy mniejszej niż 100 nanometrów, wówczas molekuły wody będą wędrowały z górnej do dolnej części takiego urządzenia. Po drodze będą uderzały w krawędzie porów. Górna część urządzenia będzie bombardowana większą liczbą cząstek wody, niż dolna. Pojawi się w ten sposób nierównowaga ładunków jak w chmurze, której górna część jest bardziej naładowana niż dolna. W ten sposób powstanie bateria, która będzie działała dopóty, dopóki w powietrzu jest wilgoć.
      To bardzo prosty pomysł, ale nikt wcześniej na niego nie wpadł. Otwiera to wiele nowych możliwości, mówi Yao. Jako, że tego typu urządzenie można zbudować praktycznie z każdego materiału, można je umieścić w różnych środowiskach. Możemy wybrazić sobie takie baterie z jednego materiału działające w środowisku wilgotnym, a z innego – w suchym. A że wilgoć w powietrzu jest zawsze, to urządzenie będzie działało przez całą dobę, niezależnie od pory dnia i roku.
      Poza tym, jako że powietrze rozprzestrzenia się w trzech wymiarach, a my potrzebujemy bardzo cienkiego urządzenia, cały system bardzo łatwo można skalować, zwiększając jego wydajność i pozyskując nawet kilowaty mocy.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Co łączy uniwersyteckie laboratorium w Chicago, gdzie naukowcy schładzają atomy do temperatury bliskiej zeru absolutnemu, uzyskując egzotyczny stan materii, z widocznymi przez okna drzewami uzyskującymi energię z fotosyntezy? Pozornie nic, ale najnowsze badania prowadzone na University of Chicago sugerują, że to, co robią naukowcy i to, co robią drzewa, może być bardziej podobne, niż nam się wydaje. Uczeni poinformowali właśnie na łamach PRX Energy, że znaleźli podobieństwa na poziomie atomowym pomiędzy fotosyntezą a kondensatami ekscytonowymi, niezwykłym stanem materii, który pozwala na bezstratne przesyłanie energii przez materiał. Odkrycie to może prowadzić do znacznego udoskonalenia elektroniki.
      O ile nam wiadomo, nikt wcześniej nie zauważył tych podobieństw, a to, co odkryliśmy jest niezwykle ekscytujące, mówi współautor badań, profesor David Mazziotti.
      Laboratorium Mazziottiego specjalizuje się w modelowaniu niezwykle złożonych interakcji pomiędzy atomami i molekułami. Przed trzema laty wykazano tam na przykład, że możliwe jest istnienie podwójnego kondensatu fermionów i ekscytonów, a spostrzeżenie to może zrewolucjonizować obrazowanie medyczne.
      W ostatnim czasie Mazziotti oraz Anna Schouten i LeeAnn Sager-Smith modelowali zjawisko fotosyntezy na poziomie molekularnym. Gdy foton ze Słońca uderza w liść, dochodzi do wyładowania w specjalnej molekule. Energia tego wyładowania uwalnia elektron. Następnie elektron ten, wraz z dziurą, w której był, wędrują przez liść, przenosząc energię do miejsca, w którym rozpoczyna ona reakcję chemiczną wytwarzającą cukry odżywiające roślinę. Ta wędrująca para elektron-dziura zwana jest ekscytonem. Gdy naukowcy stworzyli model przemieszczania się wielu takich ekscytonów, zauważyli znany sobie wzorzec. Okazało się, że ekscytony w liściu czasem zachowują się bardzo podobnie do kondensatu Bosego-Einsteina, zwanego czasem piątym stanem materii.
      W kondensacie Bosego-Einsteina cząstki zachowują się jak jedna cząstka. Dzięki temu w materiale takim energia może być przemieszczana bez strat. Zaobserwowanie takiego stanu materii podczas fotosyntezy to olbrzymie zaskoczenie, gdyż dotychczas kondensat Bosego-Einsteina obserwowano w bardzo niskich temperaturach. Naukowcy mówią, że to tak, jakbyśmy obserwowali kostki lodu tworzące się w filiżance gorącej kawy. Fotosynteza zachodzi w systemach w temperaturze pokojowej. Co więcej, struktura takich systemów jest nieuporządkowana. To warunki całkowicie odmienne od dziewiczych krystalicznych materiałów i niskich temperatur, w jakich uzyskuje się kondensaty elektronowe, mówi Schouten.
      Zaobserwowane zjawisko nie obejmuje całego systemu, w którym dochodzi do fotosyntezy. Bardziej przypomina pojawiające się „wyspy” kondensatu. To jednak wystarczy, by zwiększyć transfer energii w systemie, wyjaśnia Sager-Smith. Z modelu wynika, że te „wyspy” podwajają wydajność całego procesu.
      Profesor Mazziotti jest zadowolony z odkrycia i mówi, że otwiera ono nowe możliwości w dziedzinie syntezy materiałów na potrzeby technologii przyszłości. Idealny kondensat ekscytonowy to stan bardzo wrażliwy i wiele warunków musi być spełnionych, by zaistniał. Ale jeśli myślimy o praktycznych zastosowaniach, to nie potrzebujemy ideału. To ekscytujące obserwować zjawisko, które zwiększa wydajność transferu energii, ale zachodzi w temperaturze pokojowej, cieszy się uczony.
      Naukowiec zauważa jeszcze jedną ważną rzecz. Zachodzące w procesie fotosyntezy interakcje pomiędzy atomami a molekułami są tak złożone, że z ich symulowaniem nie radzą sobie nawet najpotężniejsze superkomputery. Dlatego też podczas badania tych zjawisk dokonuje się uproszczeń. Najnowsze odkrycie pokazuje, że niektórych elementów upraszczać nie należy. Sądzimy, że lokalne korelacje elektronów muszą pozostać, byśmy mogli badać, jak działa natura.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...