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.
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.
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».
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.
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.
И опять утверждение по существу верное… но опять есть нюанс. Он в том, что в современных атомных реакторах тоже не может быть никакого серьезного (опасного для людей) 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 (в наше время они водо-водяные) тепло отводит вода — и при перегреве она закипит, резко потеряв в плотности. Но та же вода замедляет нейтроны, делая возможной самоподдерживающуюся цепную реакцию в реакторе на медленных нейтронах. И если вода становится менее плотной, закипает — замедление нейтронов 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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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».
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.
Комментарии
Да плевать всем на этого маска кто он такой. Он обычный шарлатан который работает на своих хозяев что Им выгодно то он и говорит. А вы автор ничего не соображаете в термоядерной энергетике раз пишите такую чушь. Помимо очень дешёвый безопасный и почти безграничной источником энергии которые являются термоядерные реактор его ещё можно по-разному использовать например в ракетных двигателях Если вы не знали. Ещё много где
Дешевый безопасный и пока что нерабочий. И даже в перспективе очень дорогой. А шарлатан Маск по признанию Рогозина отжал заказы у Роскомоса.
Развелось тут липовых академиков который считает что они всё знают. И пишут подобную чушь. Раз вам интересно мнение этого шарлатана Илона маска и он для вас авторитет Вот и едь и в Америку там Живите вместе с ним А нам тут в ваши фантазии нафиг не нужны
Надо же. Шел 2021-й год, а люди, считающие Маска шарлатаном еще не вымерли от старости. Спасибо, что дали знать, держите на в курсе.
1. Статья отличная, но почти ничего не сказано про Россию. в первую очередь, _как_ планируется достигнуть углеродной нейтральности в стране к 2060 г. (или даже раньше). Ведь поля с ветряками продолжают строиться, а солнечные панели - выпускаться нарастающими темпами. А про планы запуска новых _коммерческих_ реакторов что-то не особо слышно (БРЕСТ-300 оставляем за рамками - проект классный, но его эффективность _пока не доказана_).
2. Не понял про преимущество ТЭС перед АЭС для резервирования ВЭС и СЭС - если одновременно с АЭС строить рядом небольшой завод, утилизирующий избытки энергии, но не требующий непрерывного режима работы - например, производство водорода, - то он вполне будет способен стабилизировать напряжение в сети - часть времени он будет просто простаивать, а остальную - нарабатывать полезный продукт.
" в первую очередь, _как_ планируется достигнуть углеродной нейтральности в стране к 2060 г"
На данный момент властями не задекларировано никаких реалистичных путей достижения такой нейтральности. Поэтому так сложно описать это в статье. Темпы строительства СЭС и ВЭС в России пока заведомо недостаточны для достижения углеродной нейтральности в любой точке будущего.
" Не понял про преимущество ТЭС перед АЭС для резервирования ВЭС и СЭС - если одновременно с АЭС строить рядом небольшой завод, утилизирующий избытки энергии, но не требующий непрерывного режима работы - например, производство водорода, - то он вполне будет способен стабилизировать напряжение в сети - часть времени он будет просто простаивать, а остальную - нарабатывать полезный продукт."
Особенность получения водорода электолизом в том, что там заметную часть цены водорода берет сама электролизная установка. Если она будет работать не постоянно, а часть времени, то доля ее амортизации в цене вырастет. То есть такой водород будет дороже чем получаемый от других источников энергии, и заметно.
А как же ускоритель Болотова на быстрых протонах? Он давал бы возможность использовать в качестве топлива отработанное, и даже свинец мог бы стать топливом
Чтобы обсуждать что-то в таком контексте, нужна научная публикация по этому чему-то. Поделитесь ссылкой -- и станет понятно, о чем вы. Но вообще, с физической точки зрения, свинец топливом быть не может.
А отработавшее -- в атомной энергетике говорят "отработавшее", и морщатся при слове "отработанное", ибо последнее неверно -- топливо для реакторов вполне можно использовать и в рамках реакторов на быстрых нейтронах.
Можно придраться к орфографии, может, батенька, может...Посмотрите что-нибудь на ютюб от академика Острецова. Ядра веществ в таблице Менделеева с порядковым номером больше, чем у железа при бомбардировке протонами определённой энергии разваливаются без цепной реакции, но с выделением энергии. Свинец - не исключение, как и "отработанное" топливо, где в ядрах избыток нейтронов. Технология двойного назначения, этот ускоритель может быть применен и в качестве пучкового оружия
"но посмотрите что-нибудь на ютюб от академика Острецова".
Извините, паранаукой не интересуюсь. Вот как публикации про такое у Острецова пройдут не в Ютуб, а в рецензируемый научный журнал приличный -- так предмет для разговора и возникнет,
Вот только этого не случится.
https://m.youtube.com/watch?v=4DZcCDh6dQE&t=6s
Зачем публиковать в "Nature", если это не противоречит современным представлениям и давно не вызывает никаких сомнений
Затем, что это не вызывает сомнения и не противоречит только мнению Острецова и его сторонников. Остальной научный мир считает совсем иначе.
No comments, как говорится, не хотящий видеть да не увидит.
Это просто ускоритель
Остальной научный мир не считает иначе, у вас устарелые взгляды.
Ничего тут сверхъестественного, просто распад ядра элемента с атомным номером более 80 с выделением энергии дефекта масс
https://m.youtube.com/watch?v=8PCNf7ReSb4&t=2s
«Чернобыль за десятки лет убил меньше людей, чем ТЭС в США убивают каждый месяц».
Совершенно бездоказательное утверждение. Уже хотя бы потому, что точно не известны все последствия радиоактивного заражения огромной зоны; скольким людям это укоротило жизнь, привело к раку и прочим болезням. То же относится и к Фукусиме.
И тут уже указали, что автор рассматривает только токамаки и только реакции с участием трития, хотя есть и реакции слияния вообще без радиоактивных отходов (наиболее перспективная − протон + бор-11) и реакторы без огромных температур (с лазерными ударными импульсами).
Вполне доказательное утверждение -- и если бы вы прошли по двум гиперссылкам, поставленным в этой фразе, то и сами бы это заметили. В первой показано, что общее число жертв Чернобыля -- "радиоактивного заражения огромной зоны; скольким людям это укоротило жизнь" -- унесло не более 4 тысяч жизней за все время после аварии. Во второй -- что в США от ТЭС в XXI веке гибло более 4 тысяч человек в месяц. Идеи о том, что "точно не известны все последствия радиоактивного заражения" рождаются от нечтения научной литературы по теме. По ссылкам -- разбор именно ее.
"То же относится и к Фукусиме."
Количество жертв Фукусимы (тем, кому радиационное заражение там сократило жизнь) равно нулю: https://naked-science.ru/article/nakedscience/aes-i-ustojchivost-k-vneshnim-ugrozam
"И тут уже указали, что автор рассматривает только токамаки и только реакции с участием трития, хотя есть и реакции слияния вообще без радиоактивных отходов (наиболее перспективная − протон + бор-11)"
И тут уже указано (автором): он рассматривает только токамаки и только тритий потому, что все остальные реакции требуют намного более жестких условий удержания плазмы и поэтому радикально уступают технико-экономически даже таким затратным и дорогим проектом как ITER.
Проблема термоядерной энергетики -- как и ядерной -- не имеют вообще никакого отношения к радиоактивным отходам. Те вообще не проблема: https://naked-science.ru/article/nakedscience/milliony-tonn-yadernyh-othodov-krupnejshij-mif-atomnoj-energetiki
" и реакторы без огромных температур (с лазерными ударными импульсами)."
Такие реакторы на сегодня показывают намного худшее соотношение затрат энергии к получаемой энергии, чем токамаки -- то есть, опять-таки, " радикально уступают технико-экономически даже таким затратным и дорогим проектом как ITER". Поэтому рассматривать их никакого смысла и нет.
Где-то читал (кажется, в английской версии Вики), что суммарные убытки и финансовые затраты японского правительства и частного бизнеса, вызванные аварией на Фукусиме, уже несколько лет назад превысили 700 млрд. долл. и продолжают расти. Это если просуммировать всё: затраты на ликвидацию, устранение последствий, переселение людей, выплаты пострадавшим (как реальным, так и мнимым), восстановление экологии, реконструкцию остальных АЭС с целью повышения безопасности и т.д. и т.п. При этом по сравнению с Чернобылем Фукусима была на порядок менее катастрофична. Но СССР мог кинуть чернобыльским ликвидаторам нищенскую пенсию и забыть про них, а в Японии десяткам тысяч людей, проживавшим за десятки км от АЭС и не получившим, возможно, ни одного лишнего микрорентгена, пожизненно платят в районе 1000 долл. в месяц чисто за моральный ущерб. Случись в Японии что-то близкое к Чернобылю, счет убытков, наверняка, шел бы на триллионы.
Куда отнести эти затраты? Очевидно, на себестоимость произведенной АЭС энергии. И тогда она не выглядит такой уж дешевой и привлекательной.
Понятно, что АЭС строят не для того, чтобы они взрывались, а совсем наоборот. И если все идет штатно, то атомная энергия вполне экономически выгодна. Но ошибки в проектировании и эксплуатации таких объектов могут приводить к чудовищным последствиям, в том числе, финансовым. И такие ошибки, боюсь, нельзя полностью исключить. Если даже в Японии с ее высочайшей технологической культурой случается подобное, то почему это не может произойти в Германии, США, Британии и т.д.?
Репутация атомной энергетики сильно испорчена. И в ближайшее время, боюсь, радикально не улучшится. Поэтому термояд нужен. Хотя на практике он, конечно, может оказаться вовсе не таким розовым пони, как его сейчас представляют)
"Где-то читал (кажется, в английской версии Вики), что суммарные убытки и финансовые затраты японского правительства и частного бизнеса, вызванные аварией на Фукусиме, уже несколько лет назад превысили 700 млрд. долл. и продолжают расти. Это если просуммировать всё: затраты на ликвидацию, устранение последствий, переселение людей, выплаты пострадавшим (как реальным, так и мнимым), восстановление экологии, реконструкцию остальных АЭС с целью повышения безопасности и т.д. и т.п. "
Проблема заключается в том, что значительно более 90% этих затрат были напрасными -- как и эвакуация населения оттуда. Разбирал это здесь https://naked-science.ru/article/nakedscience/aes-i-ustojchivost-k-vneshnim-ugrozam
" При этом по сравнению с Чернобылем Фукусима была на порядок менее катастрофична."
Фукусима вообще не была катастрофична, т.к. катастрофа, по определению -- это авария, от которой погибли люди. От Фукусимы никто не погиб -- см. ссылку выше. А вот, например, от ТЭС в США гибнет 50к человек в год, или один человек где-то в 10 минут.
"Случись в Японии что-то близкое к Чернобылю, счет убытков, наверняка, шел бы на триллионы."
Если предпринимать ненужные действия -- то конечно. Вопрос в другом: при такой же реакции на смерти от ТЭС, счет убытков Японии от них уже был бы порядка на три выше, чем у Фукусимы, которая не дала смертей вовсе.
"Куда отнести эти затраты?"
В раздел некомпетентности японских властей.
" Очевидно, на себестоимость произведенной АЭС энергии."
Как можно отнести на себестоимость чего-то что-то, что вызвано не им самим, а лишь неверным представлениями кого-то о нем?
И второй вопрос. Тепловая энергетика убила в этом веке большое количество миллионов человек. Почему бы не отнести стоимость их смертей, и вызванной этим потери ВВП, счета на лечения и проч. -- на счет себестоимости электричества от ТЭС? Согласитесь, должно получиться куда серьезнее, чем 4000 жертв аварий на АЭС за всю их историю.
". Но ошибки в проектировании и эксплуатации таких объектов могут приводить к чудовищным последствиям, в том числе, финансовым. И такие ошибки, боюсь, нельзя полностью исключить. Если даже в Японии с ее высочайшей технологической культурой случается подобное, то почему это не может произойти в Германии, США, Британии и т.д.?"
Я бы не назвал техническую культуру в России в целом более высокой, чем в Германии или США. Что до вашего вопроса -- то да. ошибки исключать нельзя. и от них на АЭС уже умерло 4000 человек. Однако от ТЭС безо всяких ошибок люди умирают как минимум многими сотнями тысяч в год. Согласитесь, это заметно большая проблема.
""Репутация атомной энергетики сильно испорчена."
Исключительно в глазах тех, кто не интересовался деталями смертности от АЭС и других видов генерации,
"И в ближайшее время, боюсь, радикально не улучшится. Поэтому термояд нужен."
Нужен он или нет -- менее важно чем то, реален он или нет. На данном этапе (ближайшие полвека как минимум) термояд по экономическими причинам нереален.
С технократической точки зрения вы правы. Но человеческая психика так устроена, что авиакатастрофа со ста погибшими воспринимается им, как трагедия, а то же кол-во ежедневно гибнущих на дорогах - как рутина. Тут ничего не переделаешь, коллективное бессознательное иррационально. Поэтому переубедить его, что АЭС не такие уж страшные, а ВИЭ - не такие уж идеальные, не получится еще очень долго.
"С технократической точки зрения вы правы. Но человеческая психика так устроена, что авиакатастрофа со ста погибшими воспринимается им, как трагедия, а то же кол-во ежедневно гибнущих на дорогах - как рутина."
Человеческая психика в таких вопросах не важна -- только разум. Если же вы предпочитаете исходить именно из психики, то тут у термояда шансов вообще ноль: для "психики" невозможно объяснить, почему бы термояд мог быть безопаснее АЭС, да и наличие остающихся в нем нейтронных потоков тоже невозможно будет совместить с "психикой".
"Тут ничего не переделаешь, коллективное бессознательное иррационально"
А вот коллективное поведение -- вполне рационально. Именно поэтому многие стран мира без всяких проблем строят АЭС,
"Поэтому переубедить его, что АЭС не такие уж страшные, а ВИЭ - не такие уж идеальные, не получится еще очень долго."
Да это и не нужно. Страны, проявившие недостаточно ума, должны за это платить. Собственно, они и платят -- см. ЕС сегодня. А те, кому ума хватило -- напротив, получать бонусы. Что, собственно, и происходит.
Автор во многом прав, хотя и перегнул палку. АЭС далеко не так безопасны и дёшевы, особенно в утилизации. И да ошибка в количестве запасов. Да по поводу Ветряков и Солнечных батарей он прав 100% это фуфло экологов. И действительно только звучит красиво. По поводу термояда тоже прав что слишком много всего надо... Дорого и большие температуры. Я от себя даже более скажу что это почти что нереально, как вечный двигатель к которому уже 70 лет идут. Но это не значит что идти не нужно. А вот ТЭЦ ещё строить и строить. Угля ещё много. И последнее что забыл автор так это Гидроэлектростанции. Вот они и экологичны и постоянно вырабатывают электричество и мощны. Вот их то и надо строить и эксплуатировать
только вывод другой - ГЭС строить надо.
Глупость.
Гидроресурсы вообще сильно ограничены, а в обжитых местах уже практически исчерпаны.
Осталось только узнать -- как это решит вопрос, если учесть, что потенциал неиспользованных ГЭС в мире многократно меньше потребления первичной энергии?
Собственно, ответ на вопрос, почему так продвигают ВЭС и СЭС, особенно в штатах, лежит в "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?" и в предпоследнем абзаце: потому что продвигающие это элиты получают деньги от строительства ВЭС и СЭС.
довольно логично. я сам пришел примерно к тем же выводам
https://afhh723.livejournal.com/37449.html