Термоядерний вибуховий пристрій сироти

Реферат: UA 86308 U UA 86308 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до енергетики. Відомий термоядерний вибуховий пристрій Сироти, зафіксований патентом України, Вибуховий пристрій Сироти № 66318. Особливість цього пристрою в тому, що він виконаний з металу, який має зменшену кількість електронного газу в кристалічній решітці, а зовнішня поверхня його покрита діелектриком. Вибуховий потенціал цього пристрою на декілька порядків перевищує потенціал тротилу. Не зупиняючись на найширшій можливості застосування цього рішення, доводиться констатувати, що можливість використання його сумісно з термоядерними вибуховими пристроями ніде і ніким не зафіксована. Хоч така сумісність створює принципово нові і абсолютно безпрецедентні результати синергітичного характеру. Відомі термоядерні вибухові пристрої, що виконуються в вигляді дейтерієвої капсули, або капсули з дейтерієво-тритієвої суміші, розробку і дослідження якої провели в США. Це рішення прийнято за прототип. Зокрема йдеться про інерційний термояд. Нам повідомляють, про керований термояд 19.10.2010 newsland.ru. Вперше в світі здійснена керована реакція і отриманий коефіцієнт потужності 30!!! Пристрій для керованої термоядерної енергії National Ignition Facility (NIF) отримав саму Престижну Премію 2010 року за найкращий науковий проект. Національне управління ядерної безпеки (NNSA) та Ліверморська національна лабораторія (LLNL) повідомили, що Національна Установка керованої термоядерної реакції (NIF) завершила свій перший інтегрований експеримент з керованої термоядерної реакції. В тесті лазерна система з 192 лазерними променями запустила 1 мегаджоуль лазерної енергії в кріогенну шарувату капсулу з дейтерію та тритію, отримавши на виході енергію з фактором тридцять (виділення більше витрат в тридцять разів). Тепер NIF починає свою наступну фазу роботи для того, щоб досягти ще більш високих результатів з виходу енергії. Установка, має 30 метрів висоти і такого ж діаметра, розташована в будівлі загальною площею з три футбольних поля. Вона фокусує 192 зверх потужних променів ультрафіолетового лазера на маленькій берилієвій капсулі діаметром коло 2 мм, що містить важкі ізотопи водню. Величезні температури і тиск, які утворюються всередині капсули за допомогою такого діяння, співставлені з умовами в надрах зірок. При цьому запускається реакція злиття ядер атомів водню з утворенням ядер гелію. Під час такого злиття виділяється величезна кількість енергії, рівна енергетичному еквіваленту дефекту маси. Енергетичний ефект такої реакції приблизно в 100 разів перевищує витрати на створення зверх потужного лазерного випромінювання. Іншими словами за час в одну 20міліардну долю секунди до капсули підводиться потужність в 500 трильйонів ват. Цієї потужності досить, щоб миттєво випарити оболонку капсули, підвищивши температуру до 100 млн. градусів і створити вибухову хвилю, що стискає пару дейтерію та тритію. При цьому щільність атомів водню перевищує щільність свинцю в 100 разів. В цих умовах починається дозована реакція синтезу атомів водню в атоми гелію. Здійснюється термоядерний мікровибух водню об'ємом менше сірникової голівки з виходом 20 МДж термоядерної енергії (20 МДж еквівалент енергії для двох мільйонів 100-ватних ламп наколювання протягом однієї секунди). Машина здатна подавати капсули з ритмічністю декілька капсул на годину. Тепер питання в тому, щоб довести цю кількість до декількох в секунду (для отримання великих потужностей). Збірка гігантської лазерної установки, що дозволила добитись самого потужного лазерного випромінювання на Землі, зайняла 12 років. Значення цієї події важко переоцінити. Хіба що з появою вогню в житті людини. Ще трохи - і газ, нафта та вугілля перестануть бути енергетичними монополістами, а разом з ними перестануть бути такими і політичні сили, які ними володіють… Будемо чекати перемін, і вони - не за горами. Автор: Володя Черномор (Фёдоров) * Мощный рывок Запада в будущее. - Saturday, 16.10.2010. Однак захоплення американських дослідників швидко згасло. Бо провести грандіозний, баснословно дорогий експеримент - це одне. А осилити безкінечну множину інженернотехнічних проблем, рішення яких дозволило б сподіватись на промислове здійснення цього рішення, це зовсім інша ситуація, яка по суті повторює історію токамаків, коли блискучий теоретичний задум ось вже понад 60 років лишається під тягарем інженерно-технічних проблем настільки нездоланних, що найвідоміші світила ядерної фізики давно вже схиляються до того, що токамаки - це глухий кут. З якого не допоможе вибратись і здійснюваний проект ИТЕР, який вимагає все більше матеріально-фінансових ресурсів, обіцяючи в черговий раз досягнення бажаної мети через декілька десятиліть. Разом з тим не гарантуючи успішного завершення цього безпрецедентно дорогого експерименту. Прийнявши американський аналог як прототип, ми прагнемо звільнити його від безпросвітної перспективи, відкриваючи путь до казкових надій на термоядерний синтез, позначений теорією ядерної фізики. 1 UA 86308 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Поставлена задача вирішується тим, що в термоядерному вибуховому пристрої, що включає капсулу з дейтерію або з суміші дейтерію та тритію, чи з будь-якого іншого термоядерного палива, згідно з корисною моделлю, капсула розміщена всередині вибухового пристрою Сироти, при цьому загальна конструкція термоядерного вибухового пристрою має прямолінійний канал, що проходить через капсулу. Прямолінійний канал може бути не наскрізним через капсулу, маючи в центрі її перегородку з матеріалу самої капсули. Суть корисної моделі пояснюється кресленням (Фіг.1, 2). Вибуховий пристрій включає термоядерну капсулу 1, виконану з дейтерію або з суміші дейтерію та тритію. Капсула розміщена всередині вибухового пристрою Сироти 2. В загальній системі запропонованого рішення є канал 3, що проходить наскрізь капсулу 1. Зміст такого конструктивного рішення пояснюється фігурою 2, де представлено положення запропонованого пристрою в момент ініціації вибуху термоядерної капсули 1. Але спочатку потрібно викласти технологію цієї ініціації, яка передбачає використання відповідних прискорювачів ядерних частинок. При цьому нагадаємо (див. вище), що для ініціації термоядерного вибуху прототипу американської термоядерної горошини діаметром в декілька міліметрів, довелося спорудити ось що. "Установка, має 30 метрів висоти і такого ж діаметра, розташована в будівлі загальною площею з три футбольних поля. Вона фокусує 192 зверх потужних променів ультрафіолетового лазера на маленькій берилієвій капсулі діаметром близько 2 мм, що містить важкі ізотопи водню. Збірка гігантської лазерної установки, що дозволила добитись самого потужного лазерного випромінювання на Землі, зайняла 12років". Вся експериментальна гігантоманія, ціною в декілька мільярдів доларів, результативна лише в тому випадку, коли даний напрямок керованого термоядерного синтезу з самого початку здійснення доводить абсолютну його нежиттєвість для промислової енергетики (як мінімум в 21му столітті), про що достатньо сказано і написано вченими і спеціалістами найвищого рівня. Тобто, по аналогії з токамаками, повторюється химерність теоретичних мрій, які розбиваються об практичну їх нездійсненність. Ми ж своїм рішенням термоядерного вибухового пристрою ліквідуємо цей грандіозний науково-експериментальний промах, не даючи йому (подібно до токамаків) втягнутися в безпросвітний і безкінечний пошук того, що очевидно шукати безглуздо, про що, повторимось, достатньо сказано і написано грандами термоядерної фізики. Так от, наводимо інформацію про технологію, яка самим ефективним чином вписується в реалізацію нашого рішення, при його використанні в енергетиці. Приклад, що сповіщає журнал “Наука и жизнь” № 1, 2000. Энергия из ускорителей, к.т.н. Л. Жиляков, Институт высоких температур РАН, характеризуючи схему установки для термоядерного синтезу в коллайдері. Коллайдер являє собою пару прискорювачів, що розганяють пучки іонів назустріч один одному. При зіткненні пучків відбувається реакція з появою нових частинок і виділення енергії. Якщо в прискорювачах розігнати іони дейтерію (D) і тритію (Т), то при їх взаємодії піде реакція синтезу з утворенням  - частинок - ядер гелію-4 (4Не), нейтронів (n) і енергії: D+T=4He+n+17,6 МеВ на один акт взаємодії. Тепло, що виділяється в коллайдері, можна використовувати традиційним способом - для випаровування робочого тіла (наприклад води) з отриманням пари високого тиску. Найважливіша відміна методу зустрічних пучків від магнітного утримання в тому, що розмір прискорювача не грає принципової ролі для досягнення умов синтезу. Мінімальний розмір експериментальної установки буде визначатись тільки розмірами джерела іонів з потрібною енергією. А вони невеликі: джерело іонів на декілька com кілоелектронвольт, що застосовується в промисловості (наприклад для іонної імплантації напівпровідників), займає площу не більше 2 10 м та коштує декілька тисяч доларів. В "нульовому" експерименті по ядерному синтезу розміри коллайдера (об'єму, де зіштовхуються пучки), можуть бути дуже малі. Наприклад, при його довжині 2 см і діаметрі 0,4 см очікується виділення 25 Вт тепла, тобто удільна потужність 3 установки виявляється 108 Вт/м (приблизно як у двигуна внутрішнього згорання). Досягнення таких параметрів і буде означати фізичне вирішення проблеми керованого термоядерного синтезу. Отримання потрібних потужностей - питання вже чисто технічне. Робочий об'єм реактора, скажімо, може мати необхідну кількість коллайдерів - "термоядерних ТВЕЛів", тепловиділяючих елементів. Подібні пропозиції неодноразово висловлювались в науковій літературі, однак до досліджень, на жаль, справа так і не дійшла. Між цим вони передбачають просту експериментальну перевірку, причому на невеликому і недорогому лабораторному стенді. Багато фізико-технічних проблем такого експерименту вже вирішені. Оцінки показують, 2 UA 86308 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 що витрати на проведення робіт будуть в 10-20 тисяч раз меншими, ніж будь-які інші дослідження в цій галузі. А в випадку успіху відкривається можливість незрівнянно більш простого рішення проблеми керованого термоядерного синтезу, ніж це обіцяють всі ті напрямки, які розробляються в даний час. Отже ми показали науково-інженерні напрацювання, які забезпечують придатність запропонованого термоядерного вибухового пристрою, ініціація якого здійснюється саме прискорювачами даного типу. Зокрема на фігурі 2 показано, що наш пристрій через підвідні канали 4 і 5 має можливість з'єднання з коллайдером, що направляє ядра дейтерію і тритію всередину термоядерної капсули 1. В результаті зіткнення цих ядер відбувається ініціююча реакція 6 термоядерного синтезу, яка викликає аналогічну реакцію в самій капсулі 1, що і являється головною метою створення нашої корисної моделі. При цьому зайве нагадувати, що канали 4 і 5 (представлені схематично) повинні мати всі атрибути елементів прискорювача, де здійснюється рух елементарних частинок. Перш за все, це належний рівень вакуумування та магнітного впливу. Хоч останній фактор (магнітний), в нашому конкретному випадку може бути і відсутнім безпосередньо на ділянці каналу, яка безпосередньо приєднується до запропонованого вибухового пристрою. Однак остаточно обґрунтовану відповідь на це питання потрібно отримати в процесі відповідних досліджень. Але все сказане правомірне і має сенс при умові, що капсула 1 не втратить свою цілісність перш, ніж весь вибуховий матеріал цієї капсули (Д або Д+Т) прореагувавши. Інакше, не тільки цього прореагування не відбудеться, але й не почнеться сама реакція термоядерного синтезу в капсулі 1. Тому, саме для попередження цього розвитку подій, капсула 1 розміщена всередині вибухового пристрою Сироти 2, який не просто зберігає цю цілісність. Більш важливою задачею вибухового пристрою Сироти 2 являється, при збереженні цілісності капсули 1, забезпечення її всебічного стиснення, синхронно з її "підпаленням" ініціюючим вибухом 6. Могла б ця найважливіша функція вибухового пристрою Сироти 2 бути виконана традиційною вибухівкою типу тротилу або чогось іншого? Ми не досліджуємо це питання, але, якби навіть таке було можливе, весь вибуховий пристрій в запропонованій постановці перетворився б в незрівнянно більш габаритну конструкцію значно більшої ваги, яка б перекреслила весь задум запропонованої корисної моделі, що передбачає максимальну його компактність. Бо, як вже було відмічено в самому початку, вибуховий потенціал вибухового пристрою Сироти (патент України 66318) в сотні разів перевищує тротил. Не кажучи вже про те, що вибух значної кількості тротилу - це отримання відповідної маси вибухових газів, що перетворює всю процедуру використання вибухового пристрою в джерело екологічної проблеми, яку незрозуміло як можна було б вирішити в промисловій енергетиці. В нашому ж випадку, вибух вибухового пристрою Сироти - це сублімація металу, яка не створює ніяких шкідливих газів. Цей же метал в процесі постійного функціонування реактора, де відбувається періодичне вибухання запропонованого вибухового пристрою, після певного накопичення його вилучається з реактора. Так що ми отримуємо чистий термоядерний процес, як в радіоактивному, так і хімічному смислі. Хоч про перший фактор ще доведеться дещо сказати нижче. До всього вище сказаного необхідно додати наступне. На представленому кресленні ми не фіксуємо фактор, про який піде мова. Бо це можливість, яка передбачається теоретично, але яка повинна бути перевірена і досліджена експериментально. Йдеться про варіант, де прямолінійний канал 3 може не проходити наскрізь через капсулу 1, маючи в центрі її перегородку з матеріалу самої капсули. Тобто, при наявності такої перегородки, ядра дейтерію і тритію будуть бомбардувати не одне одного, а безпосередньо центральну частину капсули 1, яка створена з дейтерію або з суміші дейтерію і тритію. Суть цього варіанта в тому, щоб процес зіткнення потрібних ядер застосованих ізотопів ставав більш надійним, хоч з прискорювача ядра очевидно повинні вилітати з більшою швидкістю. Що однак потребує відповідної перевірки, і перш за все експериментальної. Доцільність викладеного варіанта ґрунтується і на тому, що при невеликій товщині вказаної перегородки може зберегтись в значній мірі фактор зустрічного зіткнення ядер дейтерію і тритію, яке посилиться участю в цьому зіткненні і аналогічних ядер в указаній перегородці. В цілому ж, викладена конструктивно і доповнюючи її технологічна схема, потребують ще декількох міркувань, які нема потреби фіксувати на представленому креслені. Йдеться про необхідність перекриття каналу 3, для попередженні дочасного виходу частини енергії термоядерного вибуху, як ініціюючого, так і енергії вибуху самої капсули 1 за межі запропонованого вибухового пристрою. Тобто, зразу ж після спрацювання вибуху 6, а по суті одночасно з ним, канал 3 повинен бути перекритим або ж відсіченим від зовнішнього середовища. Ми не показуємо цю обставину, як конструктивно, так і технологічно, вважаючи, що можливих варіантів рішення цієї задачі може бути достатньо багато, при застосуванні і використанні відомих рішень. Дане ствердження потребує також відмітити, що прийнята на 3 UA 86308 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 кресленні кулеподібна форма запропонованого вибухового пристрою не виключає інші варіанти, наприклад надання капсулі 1 і відповідно вибуховому пристрою Сироти 2 циліндричної форми, з відповідним закругленням їх торцевих частин. Не виключено, що в цьому випадку вирішення проблеми перекриття каналу 3 буде найбільш доцільним і ефективним. Але в будь-якому випадку, остаточний висновок може бути зроблений в процесі відповідних проробок і досліджень. Таким чином, ми пояснили принципову суть запропонованого рішення. Що стосується конкретизації його використання, це необмежена тема, яка визначається самою суттю енергетики, яка являється головним фактором і основою всієї економіки в усіх її іпостасях. Однак, ми ще до цієї теми повернемось, представляючи деякі приклади найбільш раціонального та ефективного застосування нашої корисної моделі. А поки нагадаємо, раніше зроблене ствердження, що представлені дослідження компактних прискорювачів, які утворюють коллайдер, гарантують здійсненність нашого пристрою. В зв'язку з цим закономірне питання, чому ж ці компактні коллайдери ніде не застосовуються ось уже понад 15 років? Ми не знайшли відповідь з доступних джерел інформації. Тому можемо лише припускати, спираючись на всю проблематику термоядерної енергетики, яка поглинає неймовірні матеріально-фінансові ресурси в процесі її проробки та дослідження. Так от, загальна ситуація така, що, в переважній більшості всіх розробок та досліджень, головна увага приділяється перспективі крупно масштабності в вирішенні проблеми керованого термоядерного синтезу. Не кажучи вже про гігантські, вище згадані дослідження американців з 2-х міліметровою горошиною і гігантоманією міжнародного проекту ІТЕР, дійшло навіть до того, що з'явився спеціальний напрямок, так званої вибухової дейтерієвої енергетики (ВДЕ). Буквально в наші дні Інтернет повідомляє. Технологія використання енергії термоядерного вибуху для виробництва електроенергії./ Категория: Энергетика / Дата: 06.05.2013 Автор: kirya В російському фізичному центрі - ВНИИ технічної фізики (Снєжинськ, Челябінська область) розроблена унікальна вибухова дейтерієва термоядерна технологія, що дозволяє виробляти електро- та теплову енергію, яка не має собі рівних за технічним, економічним та екологічним показниками. Завдяки цьому Росія має можливість через 5-6 років вирішити енергетичну проблему. При цьому не тільки в межах своєї території, але й в світі. Так вважає замдиректора Державного центра маркетингових досліджень Республіканського дослідного науковоконсультаційного центра експертизи Андрій Лумпов. За його словами, розрахунки показують, що експериментальна установка вартістю 800 млн. доларів здатна виробляти 7 гігават/год., що еквівалентно роботі 20-30 самих потужних нині діючих АЕС, передає "РІА-Новини". За ствердженнями Лумпова, в найближчі роки Росія може забезпечити 2/3 світу електроенергією по тарифу один цент за КВт. Першу установку, працюючу по новій технології, планується побудувати в Челябінський області на ПО "Маяк" Потрібно знати, ця тематика проробляється в Снежинську з 70-х років попереднього століття. Існує достатньо публікацій та обговорень цього напрямку, так званої вибухової дейтерієвої енергетики (ВДЕ). Щоб зрозумілішою була суть справи, наводимо інформацію з одної статті. Доктор фізико-математичних наук Геннадій Олексійович Іванов з ВНИИ технічної фізики (м. Снєжинськ, бувший Челябінськ - 70), учасник створення вітчизняної термоядерної зброї, запропонував варіант різкого прискорення роботи з термоядерної енергетики. "Хай ми не вміємо підтримувати повільне термоядерне горіння або отримувати термоядерні спалахи з енерговиділенням в грами або кілограми тротилового еквівалента. Але здійснювати термоядерні вибухи з енерговиділенням в кілотонни і десятки кілотонн тротилового еквівалента ми вміємо, і вміємо добре - так от, їх і давайте використовувати для цілей енергетики!" Для цього їх потрібно здійснювати в ємкостях, що не порушуються - котлах вибухового згорання (КВС). КВС - це величезна діжка з залізобетону, облицьована з середини сталлю. КВС, здатний витримувати вибух в 10 Кт тротилового еквівалента, має діаметр порядку 150 м, висоту 200-300 і товщину залізобетонної стінки 25 м. Товщина сталевого облицювання - 20 см. За декілька секунд до вибуху в робочу камеру закачується теплоносій - рідкий натрій. Його фонтани, що перехрещуються, створюють завісу, яка пом'якшує в часі дію ударної хвилі на стінки котла. При цьому натрій нагрівається і частково випаровується (а потім пара конденсується, коли після вибуху нутрощі котла зрошуються дощичком холодного натрію). Величезний тиск ударної хвилі діє протягом мізерно малих долей секунди. Якщо ж його "розмазати " в часі на шляху від місця вибуху до стінок вибухової камери, то на них буде діяти вже тільки не більше 40 атм. Нагрітий натрій запасається в тепловому акумуляторі, і його вистачає (з певним залишком) на декілька десятків хвилин роботи енергоагрегату - до 4 UA 86308 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 наступного вибуху. Якщо вибухати 10-кілотонні заряди приблизно раз в 25 хвилин, теплова потужність енергоагрегату становитиме 25 ГВт (а електрична 10 ГВт). Проблема створення температур та тиску знята тим, що термоядерна реакція ініціюється вибухом уранового або плутонієвого заряду. Тому паливом може слугувати недефіцитний дейтерій. Співвідношення потужності, що виділяється ураном (плутонієм) і дейтерієм - від 1:10 до 1:500 (1 умовна одиниця потужності - від ядерного вибуху, 9-499 - від термоядерного). В енергозаряд поміщається ядерний детонатор, дейтерій і відтворюючий матеріал - уран238 або торій, який, будучи опроміненим нейтронами, перетворюється в матеріал, що ділиться, для нових детонаторів або для реакторного палива. Через те, що потоки нейтронів в вибуху значно щільніші, ніж в будь-якому реакторі, ефективність такого перетворення значно вище. Все, що залишилось від енергозаряду - незгоріле паливо, продукти згоряння, розпилені конструкційні матеріали та напрацьований матеріал, що ділиться, - опиняється розчиненим в рідкому натрії, і з нього прийдеться все це виділяти та повертати в відповідні цикли використання. Чим приваблива ідея КВС? В її здійсненні нема принципових проблем, строк вирішення яких завчасно не піддається визначенню. Більша частина того, що потрібно для КВС - електростанції, вже колись інде та кимось робилось; по технологіям же, які потрібно проробити, є хороший заділ. Далі, мала матеріалоємність. При цьому в порівнянні як з атомними реакторами, так і з вугільними ТЕС. Малі витрати на паливо (матеріалів, що діляться, потрібно значно менше, ніж для АЕС, ефективність та швидкість їх відновлення вище, а дейтерій отримується перегонкою простої води). А безпечність? Енергозаряд буде збиратись маніпуляторами безпосередньо в вибуховій камері з двох частин, кожна з яких окремо являється абсолютно безпечною. Максимум, що може відбутись поганого - це його вибух в відсутності натрієвої захисної завіси в камері. За розрахунками, в такому випадку внутрішня сталева оболонка буде сильно ушкоджена, що зробить котел негодним для подальшої експлуатації, але вихід радіоактивних матеріалів назовні не відбудеться. Парадокс, але саме вибухове виділення енергії само по собі - гарантія безпеки. Якщо використовується повільне виділення енергії, можуть скластися умови, при яких воно може різко пришвидшитись, установка піде в рознос, аж до самого вибуху; катастрофа на Чорнобильській АЕС - наочний приклад. Але якщо вибуховий режим - штатний, а виділення енергії вже при нормальній роботі іде з максимально можливою швидкістю - прискорювати його нікуди, і відхилення від розрахункового режиму можливе тільки в сторону зменшення потужності. Що, природно, ніякої загрози не представляє. За розрахунками Г.А. Іванова, собівартість енергії КВС, навіть при сьогоднішніх цінах на органічне паливо, буде найменшою. Очікуваний строк окупності - від року до двох (і це не сама оптимістична оцінка). Електроенергія від КВС може стати і вигідним експортним товаром. А при більшому масштабі її виробництва - основою благополуччя країни. Дешевизна енергії КВС дає ще одну перевагу. Багато виробництв стають нерентабельними при виконанні всіх необхідних природоохоронних заходів, тому від таких відмовляються. При дешевій же енергії природоохоронні заходи будуть не руйнівними для виробництва, що дозволить виконувати їх в достатньому (або, по крайній мірі, більшому, ніж зараз) об'ємі. Базовим для енергетики майбутнього, на думку співробітників ВНИИТФ, може стати КВС 10/25 (перша цифра означає потужність одного енергозаряду в кілотоннах тротилового еквівалента, друга - теплову потужність в гігаватах, що знімається з КВС). Проробляється і ескізний проект КВС 50/100. Критика розроблених у Снєжинську КВС настільки багаточисельна і настільки різка, що висловлюватись з цього приводу нема ніякої потреби, задовольняючись початком даної фрази. Але одну публікацію необхідно згадати. Бо в ній найбільш ємко та змістовно представлений аналіз цих КВС - Герман Лукашин: "Непрофессионализм, как квалифицирующий системний признак пригодности." - стаття опублікована в квітневому номері за 2005р. журналу "Атомная стратегия - XXI", яку можна знайти і на сайті: http://www.proatom.ru/. Відповідь на критичний аналіз Германа Лукашина надійшла в статті (Інтернет) - Л.І. Шибаршов, начальник відділу РФЯЦ ВНИИТФ, м. Снежинськ "Взрывная дейтериевая энергетика - фантастика или реальность?" Відповідь на статтю Г.М. Лукашина ("АС" № 16, квітень 2005 г.) Без аналізу цієї відповіді, можемо стверджувати, що розробники та ініціатори КВС, не тільки не відмовляються від ідеї КВС, та судячи з інформації, представленої на початку нашого опису, ця ідея отримує все більш реальні обриси, якщо в наші дні 2013 року сповіщають - "Першу установку, що працює за новою технологією, планується збудувати в Челябінській області на ПО "Маяк". Не відкидаючи деякі позитиви ВДЕ (розробники КВС все ж внесли певні зміни в ці пристрої, під впливом критики Лукашина), вважаємо за необхідне відмітити одну з цих змін, охарактеризовану в указаній статті Л.И. Шибаршова. Зокрема вказується - роль захисту та 5 UA 86308 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 теплоносія буде виконувати вода, причому без насосів, прямо внаслідок звільненої енергії. Вибух випарує захисні фонтани води. Під дією великого перепаду тиску вода в вигляді пари буде підніматись по трубам до теплообмінника над камерою, конденсуватись на них та самопливом накопичуватись в баках, звідки в момент наступного вибуху її в вигляді фонтанів знову направлять в камеру (до цього часу тиск там стравиться до атмосферного). По оцінкам, оптимальна температура води становить після вибуху 200 °C (пара), до вибуху 30 °C в фонтанах і 110 °C у залишках пари в камері. Парова стадія звільняє від необхідності очищувати циркулюючу воду, спростить періодичне вилучення з дна КВС утворених від вибухів або не прореагованих ядерних матеріалів, з метою їх повернення в паливний цикл енергозарядів. Представлена інформація, разом з вище згаданими дослідженнями американців 2-х міліметрової термоядерної горошини і міжнародним проектом ИТЕР цілком однозначно пояснює і відповідає на питання - чому не з'явився інтерес до компактного коллайдера? - представлене в журналі НАУКА И ЖИЗНЬ, 2000. - № 1. Адже, кому потрібна ця дрібниця, при такому грандіозному розмаху традиційних пошуків керованої термоядерної енергії? Хоч, не виключено і зворотне, в тому значенні, що ситуація не така вже й проста, а відсутність належної інформації не відображає справжнє положення діла. Бо пошук та дослідження мінімізації термоядерних пристроїв йде в головних лабораторіях світу. Ось один з таких прикладів, який має безпосереднє відношення до теми наших міркувань. 2012-06-15 - "Настольный" ускоритель частиц презентовали российские физики" Москва, Февраль 17 (Новый Регион, Роман Сирховский) - Вчені з Фізичного інституту ім. Лебедева РАН (ФИАН) порадували світове наукове товариство новим відкриттям. Їм вдалося розробити метод прискорення іонів і електронів до високих енергій за допомогою зверх коротких лазерних імпульсів. Завдяки цьому методу прискорення частинок, в деяких випадках можна обійтися без гігантських електромагнітних прискорювачів, сповіщає прес-служба інституту ФИАН. Можливості використання лазера для отримання прискорених пучків заряджених частинок група вчених під керівництвом Валерія Биченкова почала вивчати на початку 21-го століття. Тоді співробітникам ФИАН вдалося вияснити, що зверх короткий лазерний імпульс, направлений в тверду мішень, "вибиває" з неї іони і електрони, розігнані до колосвітових швидкостей. При такому прискоренні енергія частинок досягає десятків мегаелектронвольт на нуклон. Отримані пучки частинок можуть бути використані як ініціатори термоядерної реакції в установках інерціального керованого термоядерного синтезу. Експерименти російських вчених показали, що електрони можуть прискорюватись до енергій 1,5 гігаелектронвольт на відстані всього близько сантиметра. При цьому сучасні фемтосекундні лазерні установки достатньо компактні. Їх можна запросто змонтувати на лабораторному столі. Отже маємо всі підстави стверджувати, що міні-прискорювачі і коллайдери, стосовно до нашого вибухового пристрою, мають максимальну вірогідність і доцільність бути використаними найбільш ефективним чином. Більше того, саме наша корисна модель надає цим компактним термоядерним пристроям перспективу масового застосування, враховуючи, що промислова енергетика сама являється наймасовішим видом промислового виробництва, яке пронизало загалом всю економіку. Не можна не сказати про наступне. Багато десятиліть пошуки керованого термоядерного синтезу залежать не тільки від рішення безпосередньо вибухового пристрою, яким являється і наша корисна модель. Найважливішим фактором являється використання будь-якого вибухового пристрою, з забезпеченням бажаного позитиву термоядерного синтезу та усуненням його негативів, від яких поки що не вдається звільнитись. Йдеться про реактори, де відбувається безпосередньо реакція термоядерного синтезу – будь-то токамак, американська гігантська камера для 2-х міліметрової капсули, або ще більш грандіозні КВС, розроблені в Снежинську. Всі ці відомі рішення мають ряд негативів, з яких найбільш суттєвим є руйнівний вплив нейтронного опромінення на сам реактор і на оточуюче його обладнання. Тому наш вибуховий пристрій, на відміну від будь-якого іншого відомого рішення може найбільш ефективно застосовуватись в реакторах, де вказаний руйнівний вплив нейтронного випромінення не тільки багатократно зменшується, але й практично може буде зведено до нуля. Йдеться про рішення по патенту 72022 Сироти - Спосіб здійснення вибухової реакції, в тому числі ядерної або термоядерної. Суть цього рішення полягає в тому, що спосіб здійснення вибухової реакції, в тому числі ядерної або термоядерної, шляхом періодичного підриву заряду всередині масивного металічного тіла, розміщеного в міцному герметичному корпусі, який сприймає на себе і в себе створену від вибуху заряду енергію, яку відводять з корпусу для її належного використання. В результаті підриву заряду масивне металічне тіло розплавляється. Утворений розплав металу в середині герметичного корпусу періодично випускають з нього, звільняючи його для чергового 6 UA 86308 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 циклу вибухової реакції. Стосовно нашого вибухового пристрою, крім всіх позитивів, зафіксованих патентом України 72022, виникає важливий позитив, посилений ефективністю цього пристрою. Йдеться про те, що в варіанті з рішенням патенту 72022 запропонований вибуховий пристрій перед вибухом, перебуваючи всередині масивного металічного тіла, має навкруг себе свого роду міцну оболонку. Тому (див. фігуру 1 і фігуру 2), при вибуху вибухового пристрою Сироти 2, значно зростає можливість стиснення термоядерної капсули 1 вибуховою хвилею плазми, що утворюється при вибуху пристрою 2. Зростає саме тому, що рух цієї плазми обмежено в напрямку від центра капсули 1, внаслідок чого енергія вибухової хвилі при вибуху пристрою 2 до центра капсули суттєво збільшується, опиняючись в багатократно більш стисненій ситуації, ніж аби була відсутня міцна оболонка в вигляді масивного металічного тіла з рішення патенту України 72022. До цього необхідно додати, що представлений позитив використання вибухового пристрою сумісно з рішенням патенту України 72022 не обмежується сказаним, бо нами розроблено рішення, якезначно підвищує позитивність в більш широкому комплексі переваг запропонованих підходів здійснення термоядерного синтезу. Ця розробка оформлена самостійною заявкою на корисну модель. Але і це не все, бо безпрецедентні результати здійснення термоядерного синтезу пов'язані не тільки з вказаним патентом. Мова про застосування запропонованого вибухового пристрою в реакторі в вигляді міцного корпусу, заповненого водою. Сенс цієї безпрецедентності в тому, щоб не тільки забезпечити абсолютний захист від нейтронного опромінення, але й створити найбільш сприятливі умови самозабезпечення технології термоядерного синтезу термоядерним паливом, що наробляється тут же на виробництві термоядерної енергії. Це рішення також оформлено самостійною заявкою на корисну модель. Таким чином, запропонований вибуховий пристрій, що являється своєрідним розвитком вище вказаних окремих рішень, будучи застосованим в комплексі з цими ж рішеннями, дає максимально ефективні результати при здійсненні керованого термоядерного синтезу. Крім цього зрозуміло, що ця корисна модель базується не тільки на власних розробках, але й ґрунтується на фундаменті сучасної ядерної фізики. Що однак не тільки не виключає, але й вимагає проведення необхідних розробок та досліджень. І це саме той випадок, бо нема нічого більш важливого та відповідального, ніж надійне рішення енергетики, якій присвячене 20-е століття з активним продовженням цього напрямку в 21-му столітті. Ми не аналізували спеціально можливість розвитку і застосування запропонованої корисної моделі з воєнної точки зору. Тому не виключено, що така можливість і навіть необхідність можуть проявитись, тим більше, що вказані прискорювачі і коллайдери мають унікальну компактність. Більш чітку відповідь на це питання можуть дати майбутні розробки та вище згадані дослідження. Загалом же, ця корисна модель, орієнтована на сумісність її з ініціацією її прискорювачами ядер, доцільно розглядати не тільки, можливо навіть не стільки, з позиції міні-прискорювачів, які являються компактними малогабаритними пристроями. Крупні прискорювачі можуть виявитись досить прийнятними для нашої постановки задачі. Якщо створювати сприятливу ситуацію для цього. Ця тема нами проробляється і буде представлена відповідними заявками на корисні моделі. На сам кінець, ще декілька міркувань, які не можна залишити поза увагою. Було зазначено, що прийнятий нами прототип, передбачає різні види термоядерного палива, крім найбільш відомих - дейтерію, або суміші дейтерію і тритію. З усіх інших видів термоядерного палива окремого значення набуває гелій-3, який забезпечує чисту термоядерну реакцію не тільки стосовно радіоактивного фактора, але й абсолютно безнейтронний процес. Відомо, що американці в вище згаданому дослідженні термоядерної горошини, крім дейтерію і тритію, в безпрецедентній утаємниченості, під прикриттям дейтерію і тритію, ведуть пошуки і дослідження з гелієм-3 (див. Інтернет 28.09.2005 В космос - на термоядерних мікробомбах. Валентин Анатольович Білоконь - дійсний член Російської академії космонавтики ім. К.Є. Ціолковського, РАЕН і Академії досліджень майбутнього). Через цю безпрецедентну секретність ми не знаємо, як американці намагаються вирішити проблему гелію-3. Тому нема потреби щось вигадувати і уявляти з цього приводу, хоч не виключаємо, що ця суперсекретність виявиться черговою багатомільярдною пустишкою. Але ми не можемо не сказати про власні підходи вирішення проблеми гелію-3, які зафіксовані в одній з підготовлених заявок на корисну модель, про що йшла мова вище. В поєднанні цих підходів з даною запропонованою корисною моделлю вибухового пристрою, маємо всі підстави заявляти, що проблему гелію-3 вирішуємо. Причому вирішуємо в земних умовах без всяких сподівань на фантастичний видобуток гелію-3 на місяці. Додаткову впевненість цьому ствердженню надають результати досліджень, проведених на адронному коллайдері в Швейцарії, де була практично встановлена можливість при зіткненні 7 UA 86308 U 5 10 15 20 25 ядер свинцю отримувати температуру кварк-глюонної плазми порядку 10 трильйонів градусів (див. Інтернет: В коллайдере стало жарче, чем в центре солнца). Трохи раніше в США був отриманий аналогічний результат при зіткненні ядер золота (на прискорювачі RHIC в Брухейнвенській національній лабораторії), але з температурою нижче - в межах 4-х трильйонів градусів (див. Інтернет: Конфайнмент и реальность кварков). Це все говоримо для того, щоб було зрозуміло, що, на відміну від всього, що проробляється і досліджується в керованому термоядерному синтезі, саме наш вибуховий пристрій найбільш доцільно і ефективно дозволяє використати щойно наведену інформацію. Доцільно і ефективно, бо саме наша постановка задачі передбачає використання коллайдерів. І якщо йдеться про використання капсули 1 з гелію-3 (саме те, до чого в суперсекретному режимі рвуться американці), ми забезпечуємо це найдоцільнішим і найефективнішим чином, який стає ще привабливішим при використанні вказаних результатів по зіткненню ядер важких металів. Це ще й до того, що запуск реакції "Не3+Не3" вимагає температури в декілька разів вищої ніж реакція "Д+Т". Тому мабуть саме з цієї прикрості американці мучаться зі своєю термоядерною горошиною з гелію-3. Наш же пристрій, при використанні можливостей вказаних коллайдерів, забезпечує вирішення цієї проблеми з великим запасом, - причому, навіть, якщо температурний режим буде забезпечуватись значно меншим, ніж вказані рівні в трильйонному вимірі. Меншим, певна річ для того, щоб можна було використовувати прискорювач - коллайдер прийнятних параметрів, а не погрузати в непотрібному гігантизмі. Отже, завершуючи опис нашої корисної моделі, маємо всі підстави додатково стверджувати про поза конкурентні переваги цього рішення перед усім, що напрацьовано в сфері керованого термоядерного синтезу. А майбутні проробки і дослідження нашої корисної моделі дозволять оптимізувати її з врахуванням всіх обставин, які повинні бути зважені з усіх точок зору. І можливо, крім вище вказаних ядер свинцю та золота, які підлягають зіткненню в коллайдері, будуть виявлені інші варіанти застосування важких металів. Це ж стосується і майбутньої місії крупних прискорювачів - коллайдерів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 1. Термоядерний вибуховий пристрій, що містить капсулу з дейтерію або з суміші дейтерію та тритію, чи з будь-якого іншого термоядерного палива, який відрізняється тим, що капсула розміщена всередині вибухового пристрою, при цьому загальна конструкція термоядерного вибухового пристрою має прямолінійний канал, що проходить через капсулу. 2. Пристрій за пунктом 1, який відрізняється тим, що прямолінійний канал не наскрізний через капсулу, маючи в центрі її перегородку з матеріалу самої капсули. 8 UA 86308 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9