Илон Маск прав: термояд не нужен. Будущее, которого у нас не будет — Naked Science
25 июля
Александр Березин
705

Илон Маск прав: термояд не нужен. Будущее, которого у нас не будет

5.5

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Термоядерный реактор изнутри / ©Wikimedia Commons

Сперва констатируем факт: на планете есть серьезный энергетический кризис. Углеродного топлива на ней достаточно, это правда. Но даже самое безопасное из них, природный газ, убивает по 4000 человек на каждый триллион выработанных киловатт-часов. Уголь, не говоря уже о биотопливе, убивает много больше — ведь при сгорании он дает больше микрометровых частиц (PM2,5). А именно они, проникая через легкие в кровь, убивают людей, вызывая тромбозы, инфаркты и инсульты, которые все мы принимаем за обычные «болезни, вызванные стрессом». В США от тепловой энергетики умирают десятки тысяч людей в год, а в мире речь идет как минимум о сотнях тысяч погибших ежегодно. Эта проблема давно и серьезно беспокоит ученых, советские академики еще в 1980-х считали отказ от тепловой энергетики неизбежным будущим — именно из этих, экологических соображений.

Современной публике эта ситуация известна мало, и вы не услышите о ней от политиков. Однако и публике, и политикам известны другие соображения, требующие отказа от углеродной энергетики – «потепленческие». По ним, глобальное потепление — катастрофа, и чтобы ее избежать, от углеродных топлив надо отказаться.

«Термоядерная энергия не нужна».

Илон Маск

Мы уже не раз писали, что в действительности глобальное потепление снижает смертность. Например, в последнем исследовании по этой теме — на 15 тысяч человек в год только за последние 20 лет. Писали мы и о том, что антропогенные выбросы углерода привели к рекордному расцвету земной растительности и значительному росту урожаев. Но все это вовсе не означает, что с углеродным топливом не надо бороться. Тезисы советских академиков ничуть не устарели и сегодня: углеродное топливо убивает огромное количество людей каждый год, и в России — в том числе.

Так что же современная наука и технологии могут предложить, чтобы, наконец, покончить с этой невидимой войной, дающей сотни тысяч убитых ежегодно? Когда уже термоядерная энергетика выключит последнюю ТЭС? Увы, никогда.

Плюсы термояда неоспоримы…

Термоядерная энергетика с 1960-х — полвека! — обещает нам невиданные перспективы. Килограмм плутония при распаде дает 23,2 миллиона киловатт-часов (в пересчете на тепло), а килограмм дейтерия и трития в термоядерных реакторах — 93,7 миллиона киловатт-часов на килограмм. Разница – в четыре раза, что много. К тому же, воды на планете больше, чем ядерного топлива, а 1/6500 всей воды – суть дейтерий, термоядерное топливо.

Второе преимущество термоядерного реактора: при слиянии ядер атомов его топлива получается гелий и нейтрон. Нейтрон так или иначе из реактора далеко не улетит, а гелий безвреден. Какое-то количество радиоактивного трития в процессе утекает из зоны слияния ядер, но из реактора не выходит, да и радиоактивность от него, если честно, ничтожная. Полураспад трития — 12,3 года, заметно меньше, чем у типичных опасных изотопов, остающихся от распада атомов урана и плутония (это, например, нестабильные изотопы цезия). Если с отработавшим топливом АЭС ничего не делать, оно останется небезопасным тысячи лет. Отработавшее топливо термоядерного реактора будет безопасно уже через 150 лет.

Общая схема реакций в современных термоядерных реакторах. Ядро атома дейтерия (один протон и один нейтрон) сливается с ядром атома трития (один протон и два нейтрона). В итоге получается одно ядро атома гелия (два протона, два нейтрона) и один лишний нейтрон высокой энергии / ©Wikimedia Commons

Третье преимущество термоядерного реактора: в отличие от ядерного, в нем невозможна самоподдерживающаяся реакция. Без огромных усилий по поддержанию высокого давления и температуры реакция сразу остановится. Окружающее вещество реактора реакцию подпитать никак не может: там ядра атомов тяжелее дейтерия и трития. Их слияние просто не даст выделения энергии, которое могло бы расплавить активную зону (как на Фукусиме) или перегреть теплоноситель (как в Чернобыле). Явный плюс по безопасности. По крайней мере, так кажется на первый взгляд.

Увы, все эти преимущества, о которых нам рассказывали десятилетия, мягко говоря, не совсем точно описывают ситуацию. Не более, чем рассказы о грядущем переходе на «сплошную солнечную и ветровую энергетику».

…Или нет

Начнем с повышенной отдачи на единицу топлива. Бесспорно, дейтерий и тритий дают вчетверо больше энергии на килограмм топлива, но есть нюанс. Он в том, что никакого дефицита топлива нет и в ядерной энергетике — даже близко. Напомним: в России уже работает реактор, использующий плутоний. Это реактор-размножитель: в нем плутоний можно нарабатывать из обычного урана-238, получая на выходе больше делящегося топлива (плутония), чем на входе.

У одной только России уже добытого урана-238 более 700 тысяч тонн. Даже при скромном КПД в 34% из этого можно получить более 5,5 квадриллионов киловатт-часов. Это потребление всей планеты за более чем 200 лет. Надо понимать, что уже добытого урана-238 в других странах тоже довольно много. То есть, используя быстрые реакторы и не добывая никакой урановой руды вовсе, человечество сможет покрывать свои энергетические потребности многие столетия. Если же оно еще и руду будет добывать, то в ближайшие десятки тысяч лет о проблеме «нехватки топлива» следует сразу забыть. И это мы даже не затронули тот факт, что урана в морской воде много больше, чем в урановых рудах на суше.

Второе преимущество термояда — малый срок опасности его радиоактивных отходов — имеет похожую степень актуальности. Дело в том, что уже существующие быстрые реакторы типа БН-800 позволяют вовлечь в работу 95% всего отработавшего топлива. Планируемый к постройке в Сибири реактор на расплаве солей способен вовлечь в энергетический цикл еще 4%. Остается один-единственный процент — но он состоит из изотопов, которые уже через 500 лет будут иметь радиоактивность на уровне природной урановой руды.

У термояда этот срок равен 150 годам, что кажется преимуществом. Но дело в том, что для обеспечения энергией всей планеты на 500 лет вперед нужно порядка 10 миллионов тонн ядерного топлива. Один процент от этого числа — сто тысяч тонн. В силу высокой плотности ядерного топлива, это всего несколько тысяч кубометров. Если все их собрать в одном месте, то получится куб со стороной менее 20 метров. Речь идет о крайне малом объеме, который легко можно хранить прямо на открытых площадках работающих АЭС, как это, собственно, и делается с радиоактивными отходами сегодня, в прочных контейнерах.

Списанный по старости контейнер для перевозки отработавшего ядерного топлива в Британии в 1984 году проверили на устойчивость к крушениям, направив в него поезд на скорости 160 километров в час. Несмотря на мощный удар, уничтоживший локомотив и платформу, на которой находился контейнер, сам он остался цел / ©Wikimedia Commons

А вот отходы термоядерной энергетики, хотя и меньшие по массе, но радикально менее плотные. Поэтому, несмотря на срок хранения в 150 лет, места на открытых площадках они займут примерно столько же, сколько и отходы ядерных реакторов.

Хорошо, но что с безопасностью? Кажется, здесь-то преимущество термояда неоспоримо: у него неконтролируемого разгона реактора быть не может?

И опять утверждение по существу верное… но опять есть нюанс. Он в том, что в современных атомных реакторах тоже не может быть никакого серьезного неконтролируемого разгона — просто в силу законов физики. Если в существующей АЭС начнется разгон реакции деления ядер, и само топливо, и теплоноситель рядом с ним нагреются. В обычном серийном реакторе тепло отводит вода — и при перегреве она закипит, резко потеряв в плотности. Но та же вода замедляет тепловые нейтроны, и если она становится менее плотной — замедление падает. Быстрые нейтроны захватываются ураном-235 намного хуже, чем медленные, — и реакция деления автоматически резко затормозится.

В быстром реакторе типа БН-800 ситуация иная. Замедлителя там нет, небольшую часть нейтронов захватывает натриевый теплоноситель. Но и он при нагреве резко теряет плотность и меняет тем самым нейтронные свойства внутри реактора. Тот опять-таки тормозится. Сам, просто в силу законов физики.

То есть, да, термоядерный реактор не может неконтролируемо разгоняться… но это не дает ему никаких преимуществ над современными АЭС, потому что они тоже не могут этого сделать.

А как же Чернобыль — почему там был неконтролируемый разгон и гибель людей? Все дело в том, что там был реактор совсем другого типа — немодернизированный РБМК. Строго говоря, сам по себе он тоже не мог неконтролируемо разогнаться. Но при проектировании допустили просчет, из-за которого замедление нейтронов в активной зоне при вводе аварийных стержней торможения росло, а не падало. Этот недостаток был известен проектировщикам, и они уведомили о нем АЭС с такими реакторами — но сделали это непонятным для обычных людей языком, отчего и случился Чернобыль.

«Современные ядерные реакторы безопасны — вопреки тому, что думают люди».

Илон Маск

Но у сегодняшних реакторов такая ситуация невозможна по чисто физическим причинам: они исходно спроектированы так, что нажатие педали «ядерного тормоза» не ведет к их разгону, как это было с РБМК.

Подведем итоги. Все три теоретических преимущества термоядерных реакторов — избыток топлива, решение проблемы радиоактивных отходов и безопасность — уже решены для атомных реакторов. Более того, как мы покажем ниже, это далеко не все.

Почему ядерные реакторы будут лучше термоядерных и через полвека?

Ключевая проблема термояда заключается в том, что он экономически не сможет конкурировать с АЭС — скорее всего, никогда.

Все дело в том, что для слияния ядер атомов им нужно преодолеть кулоновский барьер. В центре Солнца это делать просто: кругом десятки миллионов градусов и огромное давление. В термоядерном реакторе такого давления нет и нужно компенсировать это дополнительным нагревом — минимум до ста миллионов градусов. Жарче, чем в центре Солнца, и в тысячи раз жарче, чем на его поверхности.

Для удержания плазмы в термоядерном реакторе ИТЭР нужно 25 сверхпроводниковых электромагнитов. Каждый из них — крупнейший в мире и весит 400 тонн. Диаметр — до 18 метров. На фото один из них находится слева, в центре — камера для его пропитки, справа — упаковка для транспортировки магнита. В сумме 25 магнитов весят десять тысяч тонн / ©tnenergy.livejournal.com

Термоядерный реактор нагревает плазму с дейтерием и тритием до таких температур, удерживая ее сильнейшим магнитным полем. Сильнейшее оно потому, что если такую плазму не удержать в центре вакуумной камеры, то она повредит любой мыслимый материал — просто прожжет его.

Так вот: магнитная ловушка такого типа требует больших, сверхмощных магнитов, сделанных из сверхпроводящих материалов — и охлаждаемых жидким гелием. Установка такого удержания фантастически сложная и очень трудоемкая. В том числе и за счет нее экспериментальный термоядерный реактор ИТЭР стоит 25 миллиардов евро. Это цена шести гигаваттных реакторов Росатома — с годовой выработкой в полсотни миллиардов киловатт-часов. Что, напомним, равно одной двадцатой энергопотребления такой страны, как Россия.

Тор для удержания плазмы в термоядерном реакторе имеет сверхмощные электромагниты из сверхпроводящих материалов. Это весьма трудоемкая конструкция, несопоставимо сложнее, чем у стенок атомного реактора / ©Wikimedia Commons

А вот у ИТЭР мощность совсем не полдюжины гигаватт, а лишь 500 «тепловых» мегаватт. Причем реактор экспериментальный — он не может выдать ее постоянно, только во время коротких импульсов. Да и его энергозатраты в режиме нагрева могут превышать 700 мегаватт, что больше, чем возможная энергетическая отдача.

Представим себе на секунду, что все проблемы термоядерных реакторов решены, они держат плазму постоянно и не затрачивают на ее разогрев вообще нисколько энергии. Может быть, термояд станет конкурентоспособным хотя бы тогда?

Увы, нет. При существующих и перспективных типах реакторов это просто невозможно. Возьмем тот же ИТЭР: реактор там высотой 30 метров и диаметром 30 метров, мощность, напомним, всего 500 тепловых мегаватт в импульсе. Обычный атомный реактор БН-800 имеет высоту активной зоны меньше метра, а диаметр порядка 2,5 метра. При этом его постоянная (а не импульсная) тепловая мощность — более 2000 мегаватт. Кстати, будущие термоядерные реакторы будут еще крупнее ИТЭР. Ясно, что здание вокруг ИТЭР (и его преемников) нужно радикально крупнее и дороже, чем вокруг БН-800 (и это так и есть на практике).

Здание токамака (фактически, термоядерного реактора) — размерами 120х90 метров, высотой в семь этажей, весом в 300 тысяч тонн, стоимостью в 250 миллионов евро, строилось семь лет / ©ITER

Кроме этого в стоимость термоядерного реактора надо включить большую вакуумную камеру (в которой атомный реактор не нуждается). И огромный набор сверхпроводящих магнитов с охлажденным жидким гелием. Легко понять, что при их учете экономически сравнивать термоядерные и ядерные электростанции довольно сложно.

Отдельно оговоримся: все это остается верным при любых изменениях в ценах на дейтерий, тритий, уран или плутоний. Дело в том, что даже у АЭС доля цены топлива в итоговом киловатт-часе — всего 5%. Мыслимые изменения этой цены, таким образом, на стоимость электричества почти не влияют. Больше всего влияют капиталовложения при строительстве — и они у термоядерных реакторов намного выше. И останутся выше во всем обозримом будущем.

Причина — все в той же физике. Чтобы запустить атомный реактор, достаточно просто поднести друг к другу стержни с плутонием-239 или ураном-235. Нейтроны, которые их атомы испускают спонтанно, сами запустят цепную реакцию деления ядер. Чтобы запустить термоядерный — нужна многометровая вакуумная камера с сотней миллионов градусов в ее центре. Нет никаких путей развития, которые позволили бы такому сооружению иметь ту же цену, что небольшая (2х1 метр) емкость с натрием — безо всякого вакуума, и с температурами заведомо ниже одной тысячи градусов.

Криокомбинат ИТЭР — самый большой в мире. Газгольдеры, генераторы азота, компрессоры азота, колонны сжижения азота, компрессоры гелия, системы очистки гелия, вакуумные боксы для сжижения гелия — все это немаленькое здание обслуживает нужды сверхпроводящих магнитов токамака. У всех остальных типов электростанций в мире просто нет таких экзотических и недешевых потребностей, как жидкий гелий / ©Wikimedia Commons

Основная часть стоимости и АЭС, и термоядерных электростанций — это капиталовложения. И у последних они всегда будут много выше, чем у АЭС. А это заведомо перекрывает любую экономию из-за меньшей массы потребляемого топлива.

Следует отдельно пояснить: несмотря на все сказанное, ИТЭР — замечательный научный проект, что-то типа Большого адронного коллайдера. Да, он дорог, но позволяет больше узнать о контроле над высокотемпературной плазмой, что рано или поздно может пригодиться и в совсем иных областях. Просто не стоит ждать от него будущего энергетического изобилия: за термоядерными реакторами нет такого греха, как низкие цены.

Что же получается — из энергетического тупика нет выхода?

Тот же Илон Маск считает, что нужды в термоядерном реакторе нет еще и потому, что в небе уже горит один такой. Достаточно собирать его энергию, полагает предприниматель, нет смысла пытаться построить новый. Однако, к сожалению, главным источником мировой генерации не может стать и солнечная энергетика. И это, если уж на то пошло, одна из причин, по которым все тот же Маск ратует за строительство реакторов атомных.

Мы не раз в деталях описывали, почему ветровая и солнечная энергетика не смогут закрыть энергетику углеродную. Для развитых стран это невозможно чисто технически, даже если вы оснастите их огромным количеством накопителей электроэнергии. Ведь и США, и ЕС, и почти все развитые страны мира находятся в тех частях земного шара, где зимняя выработка солнечных электростанций в разы ниже, чем летняя. Запасти энергию на полгода вперед нельзя: нужный объем аккумуляторов для США будет стоить столько же, сколько их годовой ВВП. Ветряки не смогут справиться с той же задачей из-за долгих морозных антициклонов, когда их выработка может упасть вообще до нуля.

Часть криокомбината ИТЭР изнутри / ©tnenergy.livejournal.com

Отдельно мы рассматривали и вопрос о том, почему водородная энергетика не в состоянии решить этот вопрос накоплением водорода, выработанного летом (и в период сильного ветра), и расходом этого водорода зимой. Если коротко: такой «зеленый водород» выходит настолько дорогим, что попытка его массового использования торпедирует даже самую сильную экономику.

Выше мы разобрали то, почему термоядерная энергетика никогда не сможет стать перспективнее ядерной. Получается, что никакого выхода нет вообще?

На самом деле, ситуация чуть более сложная. Выход, в теории, есть уже сорок лет — но на практике можно гарантировать, что им никто не воспользуется.

Взглянем на ситуацию трезво: сегодняшний мир не просто основан на углеродной энергетике, но и делает все, чтобы остаться основанным на ней в будущем. Каждый политик и каждый эколог, который выступает за полное замещение ТЭС ветряками и солнечными батареями, на деле выступает за вечную зависимость от ТЭС. Все дело в том, что мы очертили выше: ветряки и солнечные электростанции имеют нестабильную выработку, которая меньше всего в безветренные зимние морозные дни.

Один из девяти секторов вакуумной камеры термоядерного реактора ИТЭР. Каждый сектор весит 440 тонн, всего же вакуумная камера весит тысячи тонн. АЭС таких экзотических нужд, как глубокий вакуум, просто не имеют — сомнительно, что термояду когда-то удастся достичь цены ядерных реакторов. / ©Wikimedia Commons

Чем больше вы введете в строй ВЭС и СЭС — тем больше вы будете зависеть от электричества ТЭС зимой. Например, в основном ядерная Франция зимой зависит от ТЭС слабо: ее электростанции работают 24 часа в сутки, вне зависимости от погоды. Дания зимой зависит от ТЭС (в том числе ТЭС соседей) куда сильнее: в морозный антициклон ее ветряки стоят.

У этого подхода есть четко сформулированная еще при СССР безуглеродная альтернатива: атом. Атомные электростанции производят энергию по цене незначительно выше тепловых даже в России, где цены на газ намного ниже, чем в Азии, и несколько ниже средних для Европы. Еще в СССР было начато строительство АЭС, обеспечивающих не электричеством, а теплом — при том, что именно на тепло приходится основная часть энергетических трат нашей цивилизации. Более того: из исторического опыта известно (смотри график ниже), что скорость ввода АЭС может быть огромной, в разы выше скорости ввода солнечных электростанций и ветряков.

Цифры по горизонтальной оси показывают, сколько выработки безуглеродной электроэнергии на душу населения (в киловатт-часах) ежегодно добавляли разные страны в разные периоды времени. Голубым показан ввод атомной генерации, красным – ввод СЭС, розовым показан ввод ВЭС / ©Junji Cao et al.

На графике выше легко видеть: Франция и Швеция без малейшего перенапряжения экономики в 1980-х вводили в строй так много АЭС, что каждый год добавляли по 440-630 киловатт-часов «атомного» электричества на душу своего населения. Современные развитые страны потребляют примерно по 9 тысяч киловатт-часов на душу (в России, конечно, меньше — только 7 тысяч на душу). Значит, чтобы заместить углеродную энергетику современной развитой страны атомом, нужно 15-20 лет (за 15 справилась бы Швеция, за 20 — Франция). По историческим меркам — это почти мгновенное замещение.

Точно ясно, что солнечная и ветровая генерации таких темпов обеспечить не могут. И мы сейчас не только о Дании на графике выше — так же обстоят дела во всем мире. В 2020 году ввели 113 гигаватт ВЭС и 178 гигаватт СЭС. Их общая выработка в год — примерно 480 миллиардов киловатт-часов. Это значит, что СЭС и ВЭС за прошлый год добавили по 60 киловатт-часов выработки на душу населения на нашей планете.

Если вам кажется, что 60 киловатт-часов на душу в год — это в десять раз меньше, чем в Швеции 80-х, или в семь раз меньше, чем во Франции 80-х, — то не торопитесь с выводами. На самом деле все еще хуже, чем вам кажется.

Интересно, что ВЭС и СЭС не просто увеличивают зависимости от ТЭС, но еще и требуют вытеснения АЭС. Все потому, что АЭС, в отличие от ТЭС, нежелательно включать и выключать по несколько раз в сутки. А если их не выключать, то некуда будет девать солнечную энергию в полдень или ветровую энергию в те моменты, когда ветер дует сильнее всего. Фактически, солнечные панели и ветряки цементируют зависимость людей от углеродных источников энергии: без ТЭС, работающих на ископаемом топливе, СЭС и ВЭС просто не получится использовать / ©Jeanne Menjoulet, CC BY 2.0

Дело в том, что АЭС работает полвека на одинаковой мощности. Фактически, их мощность часто наращивают после пуска за счет теплотехнической оптимизации, но мы даже опустим этот момент. Итак, полвека на одинаковой мощности — а вот ветряк через 25 лет службы надо менять. Солнечная батарея за счет деградации теряет 0,5% мощности в год — то есть через полвека ее выработка упадет на четверть. Потом ее поменяют, потому что смысла терпеть снижения выработки уже не будет.

Если бы вместо этих солнечных и ветровых электростанций в 2020 году ввели АЭС с выработкой в 480 миллиардов киловатт-часов (60 киловатт-часов на душу населения планеты), то за свою жизнь эти АЭС выработали бы 480х50=24 триллиона киловатт-часов. Введенные же в реальности СЭС и ВЭС за жизни выработают — с учетом их меньшего срока службы — менее 15 триллионов киловатт-часов.

Это значит, что ввод безуглеродной генерации во Франции 1980-х был не в семь раз выше, чем ввод безуглеродной генерации в сегодняшнем мире. Нет, он был в двенадцать раз выше. Современный безуглеродный переход в двенадцать раз медленнее, чем он был в 1980-е годы.

Если мы будем строить СЭС и ВЭС в темпе 2020 года, то закроем все потребности мира в электроэнергии через (в теории) 50 лет. Именно такая цифра получается, если разделить потребление электричества в мире (24 триллиона киловатт-часов в год) на введенную в прошлом году солнечно-ветровую генерацию (480 миллиардов киловатт-часов).

На практике мы не сделаем это вообще никогда. Потому что через 25 лет введенные сегодня ветряки надо будет менять. А генерация солнечных батарей, введенных сегодня, через 25 лет уменьшится на 1/8. При сегодняшних темпах «обезуглероживания» мы будем как Алиса в Зазеркалье — все время бежать изо всех сил, просто чтобы оставаться на месте.

График роста углеродных выбросов по странам мира показывает, что основная их часть уже давно приходится не на западные страны. Это значит, что замена даже половины углеродной генерации там на СЭС и ВЭС довольно умеренно изменит траекторию развития мирового климата / ©Wikimedia Commons

Почему современные западные экологи и политики умалчивают об этих фактах? Отчего они не сообщают своим сторонникам, что современный безуглеродный переход на СЭС и ВЭС в дюжину раз медленнее, чем безуглеродный переход во Франции 1980-х? Почему не информируют, что при сегодняшних темпах «перехода» он не закончится вообще никогда, — потому что ветряки и солнечные батареи придется заменить раньше, чем удастся заместить углеродную генерацию?

Ответ на этот вопрос очень прост: они и сами не имеют об этом ни малейшего понятия. Ситуации такого рода случаются постоянно. Один ученый, столкнувшийся с подобным, описал ее так: «Люди часто думают, что политические решения основаны на неких научных открытиях или экспертных знаниях. Но в реальности, те, кто формируют политические решения, часто принимают их только потому, что те кажутся им «приятными на слух». А затем ученые с большим трудом пытаются понять, как бы это можно было реализовать».

Потребности в электроэнергии (серым, внизу) и в тепловой энергии (красно-коричневым) в Великобритании по месяцам. Хорошо видно, что потребление тепла в зимние месяцы в разы выше, чем электричества. Ни СЭС, ни ВЭС не смогут покрыть потребности в тепле зимой за разумные деньги / ©Wikimedia Commons

На практике, западные политики и экологи захотели перейти к солнечной и ветровой энергии потому, что она «приятна на слух». У них в прямом смысле очень удачные названия — они отсылают к природным явлениям, вроде солнца и ветра. Атом — название неудачное, оно отсылает к атомной бомбе. Поэтому, как мы уже писали, антиатомное движение заблокировало развитие АЭС в США еще до Чернобыля (и даже до Три-Майл Айленда).

Поэтому совершенно не важно, что Чернобыль за десятки лет убил меньше людей, чем ТЭС в США убивают каждый месяц. Неважно и то, что ни один другой ядерный инцидент на АЭС не убил ни одного человека. Несмотря на все это, шансы АЭС на замещение углеродной энергетики близки к нулю: они «не приятны на слух», ни политикам, ни экологам.

Из этого легко спрогнозировать будущее мировой энергетики и наше с вами. Политики и экологи Запада будут триумфально рассказывать нам об успехах зеленой генерации еще не один десяток лет. Все это время основная часть энергии на планете будет получаться так же, как и сегодня: сжиганием углеродного топлива. Каждое следующее поколение политиков и экологов будет говорить, что их предшественники были недостаточно решительны, — и обещать «углубить, расширить, и перестроить». Каждое из этих поколений не сможет этого сделать, потому что оно никогда не пробовало само посчитать, почему на самом деле их предшественники так и не смогли добиться «зеленого перехода».

А мы и дальше будем вдыхать продукты сгорания ископаемого топлива — и умирать от этого сотнями тысяч в год.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
8 часов назад
Александр Березин

Сегодня на Землю вернулся экипаж Inspiration 4. Пресса уже единодушно пишет об этом так: большой и яркий успех амбициозной космической компании. Без единого профессионала-астронавта — и взлетели выше МКС! Все это правда. Но правда и другое: сам Илон Маск и все, кто хорошо представляют себе пилотируемые космические полеты, находились в напряжении все трое суток, пока четверо смелых из Inspiration 4 были в космосе. И можно с уверенностью сказать, что впереди у SpaceX, кажется, еще куда более рискованные полеты. Попробуем разобраться почему.

Вчера, 16:28
Илья Ведмеденко

Модернизированный стратегический бомбардировщик Ту-160 снова поднялся в небо. Самолет среди прочего получил обновленную силовую установку.

Вчера, 12:59
Алиса Гаджиева

Несмотря на то, что в крестовых походах погибли тысячи людей, археологи невероятно редко обнаруживают их массовые захоронения. По одной из версий, убитых, найденных в этот раз, хоронил лично Людовик IX Святой, король Франции, предводитель двух крестовых походов.

15 сентября
ПНИПУ

Ученые Пермского Политеха и Хуачжунского университета науки и технологии (КНР) создали уникальную технологию, которая позволит предприятиям производить промышленные изделия без дефектов. Лазерная сварка в вакууме позволит повысить качество ответственных конструкций в аэрокосмической и машиностроительной отраслях. Российские и зарубежные ученые реализовали разработку благодаря уникальному проекту международных исследовательских групп (МИГов), который действует в Пермском крае с 2011 года и не имеет аналогов в России.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

8 часов назад
Александр Березин

Сегодня на Землю вернулся экипаж Inspiration 4. Пресса уже единодушно пишет об этом так: большой и яркий успех амбициозной космической компании. Без единого профессионала-астронавта — и взлетели выше МКС! Все это правда. Но правда и другое: сам Илон Маск и все, кто хорошо представляют себе пилотируемые космические полеты, находились в напряжении все трое суток, пока четверо смелых из Inspiration 4 были в космосе. И можно с уверенностью сказать, что впереди у SpaceX, кажется, еще куда более рискованные полеты. Попробуем разобраться почему.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

9 сентября
Алиса Гаджиева

Необычный артефакт обнаружили в одном из пунктов сбора вторсырья в Красноярском крае.

[miniorange_social_login]

Комментарии

705 Комментариев

5 минут назад
-
0
+
Выход есть:индивидуальные источники энергии,бтг и приборы сделанные на основе потребления не 220,380,660,1100и так далее ,а потребления 5,10,15 вольт и малой мощностью потребления эл.энергии
45 минут назад
-
0
+
Лол, люди реально тратят время чтобы что-то доказывать и опровергать, дабы якобы предостеречь или направить умы обычных людей в нужное им русло, с помощью науки. Бред какой-то, я уверен что половина людей, которая попробует понять что происходит, а потом внять, а потом ещё и распространить это среди других людей, просто не сможет этого сделать, плохая агитация какая-то. Если же это наоборот эффективно, то я просто походу застрял в прошлом веке. Я если бы честно оставил всю эту кутерьму мусолить среди учёных, а не пытаться объяснить тупых людям, ведь для этого есть тупые учёные
1 час назад
-
0
+
Вот начнет ваш единственный реактор в небе тухнуть, тогда и пригодится навык запуска такой реакции. Пусть изучают - это пригодится!)
    58 минут назад
    -
    0
    +
    Перед этим (или во время) он спалит эту вашу единственную планету. А вообще, Вы мне анекдот напомнили: Говорят, солнце потухнет через 5 млрд. лет. Сколько? 5млрд! Фух, слава богу, а я думал через 5млн.
2 часа назад
-
0
+
Автор упускает возможности ХТС , который легко и просто решит все энергетические проблемы навсегда как только уйдёт из-под угнетающего контроля своих недругов.
2 часа назад
-
1
+
Я лично сам согласен с автором касательно термояда, очень сомневаюсь, что в обозримом будущем он появится в коммерческом плане. Но хочу отметить, что автор очень идеализированно (читай упрощенно) смотрит на безопасность АЭС. Та же Фукусима имела реакторы, которые "невозможно" взорвать (вода вскипает и замедлитель нейтронов испаряется). Но, к сожалению, остаточное энерговыделение, как и пароциркониевую реакцию никто не отменял. И этому подвержены абсолютно все реакторы. Это ядерная физика, от которой не уйдёшь. А если необходимо электроснабжение, чтобы снять остаточное энерговыделение после заглушения реактора, значит теоретически любой реактор можно вогнать в такой режим, как фукусимский, что бы тут не говорили специалисты всех мастей, жизнь показала реалии. Да, появляются наработки пассивных систем, да и такие события устроить очень сложно, но... Я лично сам за АЭС, но и за объективность мнения тоже, а не однобокость в пользу АЭС. На всякие ошибки на счёт замедления тепловых нейтронов уже не обращаю внимания. Медленные это и есть тепловые. А БН вообще использует быстрые нейтроны. Но то такое, мелочи. Большинство неспецов вообще не заметят и не поймут.
2 часа назад
-
1
+
Термоядерный ректор и термоядерный двигатель необходимы. Главное для путешествий в космосе - это импульс ракетного двигателя. Ядерный реактор плюс тонник или плазма уступают в этом смысле термоядерному плазменной прямоточнику на порядки. И если человечество желает когда-нибудь выйти из своей колыбели-Земли, разрабатывать термоядерный реактор и двигатель вслед за ним необходимо уже сейчас.
2 часа назад
-
0
+
Отличная статья, Спасибо!
4 часа назад
-
1
+
Автор, пользуясь безграмотностью аудитории, передёргивает факты. К примеру, он показывает 100% теоретическую теплоемкость плутониевого и термоядерного топлива, при том,что эффективность сгорания ядерного топлива в разы ниже, чем в термоядерном реакторе, то есть эффективность получения энергии отличается не в 4 раза, а минимум в 20 раз Второе сильное передёргивает - "ВЭС и Сэс убивают АЭС". Это бред. Во-первых, доля зелёной энергетики, включая ГЭС, в самых продвинутых странах не превышает 40% . Во-вторых, постоянная генерация АЭС востребована всегда, в разное время суток потребление разное. В-третьих, ядерное топливо имеет десятки техпроцессов по его обработке, утилизации и реутилизации. Термоядерное топливо - всего несколько. В любом случае, термояд - это новая ступень развития энергетики. Без термояда невозможно даже помыслить о полете человека за пояс астероидов, как пример.
    3 часа назад
    -
    -1
    +
    "Автор, пользуясь безграмотностью аудитории, передёргивает факты. К примеру, он показывает 100% теоретическую теплоемкость плутониевого и термоядерного топлива, при том,что эффективность сгорания ядерного топлива в разы ниже, чем в термоядерном реакторе, то есть эффективность получения энергии отличается не в 4 раза, а минимум в 20 раз" Нет, уважаемый: перевираете факты вы. Во-первых, потому, что у ядерного топлива есть возможность проходить цикл за циклом, отдав весь уран-238 на образование плутония-239 и проч. топливных изотопов. Во-вторых, потому, что эффективность для термояда вы считаете некорректно -- как полную, хотя на данный момент,напомню, чтобы сжечь в термоядерном реакторе топливо приходится потратить _больше_ энергии, чем можно получить. Это значит, что на сегодня у термоядерного топлива нетто-эффективности нет _вообще_. Но и когда она будет -- разница будет лишь в четыре раза. Напомню: топливо для термоядерных реакторов типа ИТЭР на килограмм веса куда дороже, чем ядерное. "Второе сильное передёргивает - "ВЭС и Сэс убивают АЭС". Это бред. Во-первых, доля зелёной энергетики, включая ГЭС, в самых продвинутых странах не превышает 40% . Во-вторых, постоянная генерация АЭС востребована всегда, в разное время суток потребление разное." Бред, уважаемый -- это у вас. А то, что ВИЭ -- ВЭС и СЭС - несовместимы с АЭС даже при долях ВИЭ ниже 40% в генерации, давно является общеизвестной ещью на западе: https://www.nature.com/articles/s41560-020-00696-3 https://energytransition.org/2018/03/can-nuclear-and-renewables-coexist/ https://energypost.eu/15052-2/ и много где еще. " Во-вторых, постоянная генерация АЭС востребована всегда, в разное время суток потребление разное." Вы не пробовали смотреть реальные цифры по западной генерации сегодня? Видимо, нет, поэтому справочно: в Вбр. и США уже давно не новость случаи, когда выработка СЭС и ВЭС превышает 100% потребления сети крупного региона. И если нет возможности экспорта (а ее часто нет) наступает, угадайте что? Ну и кому нужна ваша энергия от АЭС там в момент, когда ВЭС и СЭС дают больше 100% от уровня потребления? Вы осознаете, что у ВЭС и СЭС по контрактам энергия выкупается полностью, даже если использовать ее нельзя? В этой ситуации АЭС давно уже пятая нога, о чем и по ссылкам выше есть. Или вы думаете, на Западе в научпопе просто так пишут: "Two's a crowd: Nuclear and renewables don't mix Only the latter can deliver truly low carbon energy, says new study.If countries want to lower emissions as substantially, rapidly and cost-effectively as possible, they should prioritize support for renewables, rather than nuclear power, the findings of a major new energy study concludes." и т.д? https://www.sciencedaily.com/releases/2020/10/201005112141.htm Вам бы что-нибудь узнать об окружающем мире, честно слово. "В-третьих, ядерное топливо имеет десятки техпроцессов по его обработке, утилизации и реутилизации. Термоядерное топливо - всего несколько." Вы забыли закончить фразу: "но термоядерное топливо все равно _намного_ дороже". Отчего это вы забыли это добавить, не подскажете? Важно не количество операций. Важна цена. И у ядерного топлива она ниже. "В любом случае, термояд - это новая ступень развития энергетики. Без термояда невозможно даже помыслить о полете человека за пояс астероидов, как пример. В любом случае: у термояда пока вообще нет никаких перспектив в энергетике. По той простой причине, что реактор, требующий глубокий вакуум и 100 млн градусов для начала работы _никогда_ не будет давать энергию дешевле того, что работает без вакуума, без криогенных технологий для сверхмощных магнитов (как и ИТЭР) и при считаных сотнях градусов. Ну и концено же для дальних космичесикх полетов атомные реакторы пока резко опережают термояд. И будут делать это еще сверхдолго. По той простой причине, что в космосе важен каждый килограмм, а материалоемкость термоядерных реакторов пока радикально выше, чем у атомных.
    +
      ещё комментарии
      3 часа назад
      -
      0
      +
      Вы очень многословны. Вы почему-то забываете затраты энергии, труда и материалов на каждую ступень очистки и подготовки топлива в замкнутом цикле для традиционных АЭС. Вы забываете о затратах на производство и содержание бридеров и бн-реакторов. Вы забываете о низкоактивных отходах, которые образуются и в замкнутом цикле и потихоньку сливаются в океаны, как это делала та же самая Арева. Я живу в Испании и прекрасно знаю, о чем говорю. Излишки генерации зелёных станций сливаются по системе "Кольчон" в соседние страны, а при дефиците - закупаются на АЭС Франции. И так третий десяток лет.
        3 часа назад
        -
        -1
        +
        "Вы очень многословны" Короче объяснить вашу неправоту так, чтобы она была понятна каждому -- сложно. "Вы почему-то забываете затраты энергии, труда и материалов на каждую ступень очистки и подготовки топлива в замкнутом цикле для традиционных АЭС". Вы почему-то забываете, что несмотря на все эти затраты, цена на такое топливо намного ниже, чем на топливо для термоядерных реакторов. Не задумывались, почему? "Вы забываете о затратах на производство и содержание бридеров и бн-реакторов". Вы забываете о том, что затраты на бридер БН-1200 на уровне затрат ВВЭР-1200 -- и это при том, что БН пока даже не серийный. В случае серийности они будут еще ниже. "Вы забываете о низкоактивных отходах, которые образуются и в замкнутом цикле и потихоньку сливаются в океаны, как это делала та же самая Арева". Вы забываете о том, что никаких низокактивных отходов от БН никто ни в какие океаны не сливает -- а у Аревы, о которой вы говорите, бридеров нет вообще. Это азы. "Я живу в Испании и прекрасно знаю, о чем говорю. Излишки генерации зелёных станций сливаются по системе "Кольчон" в соседние страны, а при дефиците - закупаются на АЭС Франции. И так третий десяток лет." Вы живите в Испании, и понятия не имеете, что "The Iberian Peninsula, precisely because of its geographical location, has difficulties interconnecting with the rest of Europe, which is why it is considered an “electric island”. Currently the interconnection capacity with France is 2,800 MW, so the interconnection ratio of Spain, which is below 5%, is far from the European objectives: minimum interconnection ratio of 10% for 2020 and 15% for 2030. The interconnection ratio represents the interconnection capacity with respect to the total installed power capacity." что "Spain continues as a net importer of electricity from France" Что у Испании вообще нет своих АЭС -- вы тоже забыли упомянуть. Поэтому ВИЭ в ней с АЭС и не конкурируют. А там, где есть много и того, и того -- конкурируют. И по ссылкам выше указано, почему и как. На этом фоне ваше anecdotal evidence -- почему-то опускающие столь важные "детали" -- никого убедить не может, сами понимаете. "Насчёт термояда в космосе - вы мне подскажете, сколько весит система перегрузки ядерного топлива?" Вам бы неплохо ознакомиться с темой, что ли. Для корабельных реакторов никакой перегрузки никто и не предусматривает, ни в одном проекте. Но если бы и предусматривал -- такая система все равно весил бы много меньше термоядерного реактора. Вы просто узнайте массу основных компонентов ИТЭР, а также их размеры. Любой старшип сдохнет поднимать такое в космос. Даже частями.
          2 часа назад
          -
          0
          +
          Слушайте, вы просто врёте. У Испании есть свои АЭС, это примерно 20% генерации. По памяти: Аско (2 реактора), Кофрентес (1реактор) и ещё парочка, не помню точно названия. Это только действующие. Легко убедиться здесь: https://ru.m.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BA_%D0%90%D0%AD%D0%A1_%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%B0 Я вижу, что вы врете. Вы пытаетесь объективную истину завалить кучей контента. В то время как для того, чтобы убедиться в правде моих слов, достаточно полчаса времени изучить вопрос в открытых источниках Засим наше общение можно заканчивать. Читатели сами могут убедиться в том, кто из нас врёт.
      3 часа назад
      -
      0
      +
      Насчёт термояда в космосе - вы мне подскажете, сколько весит система перегрузки ядерного топлива?
6 часов назад
-
0
+
какая же чушь написана по поводу безопасности, дочитал до момента когда если вода закипит то реакция прекратится. Явно заказная статья от человека который либо не разбирается в вопросе либо умышленно вводите в заблуждение. вдаваться в подробности не буду, одна из главных целей с точки зрения безопасности не допустить закипания воды в активной зоне. гадко даже стало что работаю в этой сфере и связан с этой компанией
    6 часов назад
    -
    0
    +
    "акая же чушь написана по поводу безопасности, дочитал до момента когда если вода закипит то реакция прекратится" Скучно набрасываете. неинтересно. Справочно: в реакторах типа ВВЭР действительно налицо именно такая ситуация. Считаете иначе, считаете, что при закипании воды там растет интенсивность реакций в активной зоне? Дайте ссылку, подтверждающую вашу экзотическую гипотезу. Нет ссылок? Не о чем и говорить. "Явно заказная статья от человека который либо не разбирается в вопросе" В вопросе не разбираетесь именно вы. Имей вы о нем хоть малейшее представление, то знали бы, что Росатом -- крупнейший спонсор ИТЭР и его очень значимый участник. Поэтому заказать статью, где показана бесперспективность термояда в энергетике он не мог. И если бы вы знали тему -- поняли бы это сами. "вдаваться в подробности не буду" Конечно не станете -- вы же о них ничего не знаете. Иначе бы не смогли написать, что это "чушь". Справочно: если в реакторе основной замедлитель графит, то закипание действительно не снизит интенсивность реакции: графита хватит, чтобы нейтроны продолжали замедляться. Вот только в ВВЭР это не так. И даже на РБМК с постчернобыльскими модификациями закипание воды дает совсем не тот эффект, что дало в Чернобыле (хотя РБМК в России сейчас уже и не так много осталось). "одна из главных целей с точки зрения безопасности не допустить закипания воды в активной зоне" Причина, по которым закипания стараются допускать, не потому, что у ВВЭР потом будет разгон -- его не будет. Причины, по которым этого стараются не допускать -- совсем иные. И если бы вы лучше знали физику реакторных процессов, то даже знали бы, какие именно. (Подсказка: щадят оборудование от побочных эффектов, возможных при такой ситуации. А вот разгона реактора на ВВЭР закипание само по себе дать не может -- торможение зато может дать). "гадко даже стало что работаю в этой сфере и связан с этой компанией" Скажите, как вы работаете в технически сложной отрасли, если вам не хватает сообразительности даже для того, чтобы понять: Росатом не может заказать мочить сам себя?
    +
      ещё комментарии
      5 часов назад
      -
      0
      +
      зачем тогда нужны сузы и саоз если реактивность сама гасится и зачем делать ловушку расплава если все замечательно и цепная реакция сама прекращается и еще и твэлы при этом мгновенно остывают а не начинают плавится. хватит писать чушь. я удивлен что насколько глупые люди сидят в центральном аппарате и не контролируют заказные публикации и компетентность авторов. разве ты не видишь количество негативных комментариев под статьей. такое должны публиковать технические специалисты после тщательного анализа и адекватной редакции а не журналюги не имеющие технического образования, но при этом спорящие со всеми подряд
        5 часов назад
        -
        0
        +
        "зачем тогда нужны сузы и саоз" Затем, что персонал реактора не ясновидящий, и может не полностью представлять, что там в реакторе реально происходит -- как в Три Майл Айленде было, например. И тогда можно поплавить ТВЭЛы, например. Да, никто не умрет -- вокруг Три Майл Айленда тоже никто не умер. Но оборудование реактора при этом будет серьезно повреждено, что будет означать серьезные экономические потери. "и зачем делать ловушку расплава" А вот ее -- уже низачем. Чернобыль наглядно показал, что даже в самых тяжелых авариях ловушка расплава на практике не нужна. Делают ее как перестраховку, почему нет. Могут себе позволить, в конце концов. Вы же не спрашиваете, зачем в Армении АЭС загубили -- не имея к этому объективных причин. Или отчего часть ее персонала бежала с работавшего реактора, теряя тапки, после того толчка. Не все реакции людей рациональны -- и переход к массовому строительству ловушек расплава из этой серии. "если все замечательно и цепная реакция сама прекращается и еще и твэлы при этом мгновенно остывают а не начинают плавится. хватит писать чушь Чушь хватит писать вам, уважаемый. И время уже заняться каким-то самообразованием, что ли, раз вы считаете себя как-то связанным с атомной отраслью. Справочно: любая система защиты реактора делается многоступенчатой, просто для повышения ее надежности на случай ситуаций, не предусмотренных проектировщиками. Как только вода в ВВЭР закипела -- реакция там тормозит, как и написано в тексте выше, и это факт. И самоподдерживающаяся цепная реакция при этом действительно прекратится. И этот факт вы, по нехватке образования, назвали чушью, хотя узнать, у какого типа реакторов какой коэффициент реактивности не так сложно. А стержни и прочее нужны на случай непредвиденной ситуации -- утечки теплоносителя. незамеченной персоналом (как на Три Майл Айленде), и так далее, и так прочее. Потому что даже если самоподдерживающаяся цепная реакция и остановилась, то если отводить остаточное тепловыделение нечем -- то будет нехорошо, мягко говоря, экономически. Хотя и без гибели людей, конечно, или вреда их здоровью. Но все равно лучше подстраховаться так, чтобы ситуации недостаточного или запоздалого теплоотвода не возникало вовсе. И тут стержни крайне полезны, да и не только они. Кстати, про "я и еще и твэлы при этом мгновенно остывают" -- зачем вы придумываете то, чего в тексте выше нет? Там нигде не написано, что ТЭВЛы мгновенно остывают. "я удивлен что насколько глупые люди сидят в центральном аппарате и не контролируют заказные публикации и компетентность авторов" Еще раз, для тех, кто в бронепоезде: 1. В статье выше показана бесперспективность термояда 2. Росатом является главным спонсором и игроком в области термояда в России, именно он -- один из самых значимых участников ИТЭР. 3. Поэтому он не может заказать статью о бесперспективности термояда. В этот раз до вас дошло, или надо повторить еще раз, чтобы вы, наконец, начали замечать очевидное?
7 часов назад
-
0
+
Термоядерная энергетика важна для будущих поколений человечества. Пока оно в тепличных условиях. Но если мы хотим больше энергетики, если мы хотим дальнейшее освоение космоса то термоядерная энергетика это именно то что будет двигать эти дерзания. Хотя подозреваю кое кому и с ветрогенератором на Луне удастся удачно при строится.
    7 часов назад
    -
    0
    +
    Ну вот опять: общие слова, никакой конкретики. Два месяца прошло, а я так и не дождался ни одного конкретного аргумента "за" термояд. Только рассказы о том, как при "коммунизме все будет хорошо". Чтобы термояд стал важен для будущего, ему нужно получить какие-то конкретные преимущества. Которые пока никто не может назвать сколько-нибудь убедительно. А общие слова про "важность" -- важным его не сделают.
1
2
3
4
5
...
»