Zametki na polyah (akor168) wrote,
Zametki na polyah
akor168

Categories:

Термоядерная электростанция на взрывах

В связи с некоторыми последними дискуссиями по поводу космоса и яблонь на Марсе вспоминаются свои старые, еще школьные думы.

Вот одна из них. Термоядерная электростанция на взрывах водородных бомб.

Смысл понятен. Человечество давно (уже как почти 55 лет) овладело термоядерной энергией, однако в форме, которую она не имеет технической возможности контролировать. А именно, получается пучок энергии в несколько миллионов тонн условного топлива, и как его, спрашивается, довести до ума.

Как обуздать мегатонную бомбу? Как абсорбировать энергию от нее. Мегатонная бомба это ведь не ручная граната, а самая страшная вещь, когда-либо придуманная человеком.

Прежде всего, можно попытаться уменьшить размер и мощность бомбы, довести ее до минимально разумных пределов. Проблема однако в том, что именно об этом мечтают и все военные мира: как можно более компактную ядерно-термоядерную боеголовку. Все успешные попытки должны быть с одной стороны жутко засекречны, а с другой стороны должны быть элементарные прикидки, которые ограничивают воможность этого уменьшения снизу. Конкретно, термоядерная бомба поджигается ядерной, у которой эта нижняя граница имеется и все еще очень велика. Ну, вместо 10 мегатонной бомбы, обуздывать придется 100 килотонную. Тоже нефигово.

Ладно, поговорим в принципе, как можно абсорбировать энергию от бомбы. Первая мысль - нагреть воду. То есть бомба взрывается в каком-нибудь резервуаре с водой размером в пару миллионов тонн. Вода превращается в высококачественный пар, с которым придется поработать обычными методами тепло-электростанций. То есть, супергрубая схема: взрыв бомбы, много много пара, который в течений некоторого промежутка времени крутит обычные турбины. Когда пар выдохнется, цикл повторяется, и все счастливы, а арабские нефтяные шейхи делают себе харакири. Как видим, все гениальное просто.

Постойте-ка, вопросек из зала: простите, а каким образом эти несколько миллионов тонн пергретого пара не снесут напрочь любое наперед заданное инженерное сооружение, призванное этот пар абсорбировать. Мы ведь не со спичками балуемся, а с мегатонной бомбой.

Да, хороший вопрос. Где взрывать-то будем? Честно, ничего умнее, чем глубоко-глубоко под землей, мне на ум не приходит. Под понятием глубоко, это не десятки метров, а километры. Так, то есть имеем подземную пещеру, заполненную водой, в середине бомба, пещера имеет отводы для пара. Взрываем бомбу, получаем пар, он идет через толщу, и на каком-то моменте доходит до турбин, отдает им свою энергию, после чего команда роботов-манипуляторов исследует остатки пещеры на предмет ее повторного использования.

Почему роботов, а это второй ехидный вопрос: а что вы будете делать с вторичной радиацией, индуцированной богатейшим потоком быстрых нейтронов, в которых, строго говоря, и заключена большая часть энергии стандартных термоядерных реакций. Ну, положим воду попорить нейтронами трудно, однако вот грунт или какой металл превратится в целое собрание друзей-полониев. Вся эта гадость дойдет до турбин и вообще до всего, до чего дотянется.

Короче, непонятно, что делать. Собственно со своей дилетантской колокольни мне неясно, можно ли хотя бы навзорвать что-то без разрушения пещерки. Впрочем, пещерку можно создать отдельным начальным взрывом, но радиации там будет все равно солидно, и везде.

Помимо этих двух возражений есть и еще одно, довольно важное. Дело в том, что тем меньше бомба, тем меньше будет выход энергии. В бомбе реакции идет доли секунды, и все прореагировать не успевает, и большая часть лития с дейтерием (какая именно, я не в курсе) размзывается по стенкам нашей многострадальной пещеры. КПД может оказаться маловат.

Попробуем зайти с другой стороны. Начнем с того, что энергия бомбы вещь постоянная, а вот ее взрывательные способности зависят от импульса. Всем известен геройский паттерн человека, накрывающего гранату и спасающего остальных в комнате. Герой не уменьшает энергию взрыва, он уменьшает его импульс. Энергия: (1/2)*m*v^2 а импульс просто m*v. Так вот, бомба дает изначально поток высокоэнергетической плазмы, которая обладает чудовищной энергией, однако гораздо меньшим импульсом. Меньшим потому как собственно активное вещество, это не миллионы тонн, а десятки килограмм.

Так вот, попробуем сделать обратное: взрывать бомбу в вакууме, генерировать эту плазму, и попытаться отобрать энергию у этой плазмы, прежде чем она соприкоснется со стенками помещения. Каким образом отобрать. А вот тут я оказался не горазд тогда, и ничего не могу добавить сейчас.

Крутится в голове что-то типа магнитного поля, типа токамаков, но несколько проще - задача не удержать поток, но направить его в нужное русло, попутно отобрав часть энергии, потом еще немножко, и так далее. И вот тут получается, что этот вариант потенциально реализуем лишь там, где у нас есть много-много пространства, тчто можно будет подождать, пока поток рассредоточится и окружать его поодиночке. В идеале не только отобрать энергию но и собрать большую часть непрореагировших атомов для повторного использования, и совсем в идеале еще и отсортировать противные полонии (на уровне высокоэнергетической плазмы это не так сложно сделать с помошью электрических и магнитных полей).

К сожалению, недостаток физического образования не дает возможность адекватно оценивать сей комплекс идей даже по уровню их бредовости. Так что в реальности вопрос остается например в такой интерпретации: мы взрываем водородную бомбу в космосе, можем ли мы забрать ее энергию, каким образом и с какими разрушениями.

Да, и еще, когда я говорю о космосе я не имею ввиду 300 км над уровне земли, чтобы поток несобранного полония проливался в виде дождичка в четверг. Удаляться для таких забав надо как минимум на десяток земных радиусов.

Вот такие мысли посещали меня когда-то. Решил поделиться.
Subscribe

  • 3-0 vs 42-0

    To put the magnitude of the U.S. defeat in context, losing 3-0 in soccer is the equivalent of losing 42-0 in football. Реально улыбнуло, поскольку…

  • Анекдоты: полная потеря смысла при пересказе

    Знаете, когда обсуждается сложность перевода с одного языка на другой, обычно рассказывается пример с круглым столом где каждый знает языки двух…

  • полезность регулярных проф-заметок

    Терри Тао пишет аж в 2013 году(в комментах) про полезность ведения ЖЖ собственного блога, в котором можно записывать прочитанные результаты,…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 28 comments

  • 3-0 vs 42-0

    To put the magnitude of the U.S. defeat in context, losing 3-0 in soccer is the equivalent of losing 42-0 in football. Реально улыбнуло, поскольку…

  • Анекдоты: полная потеря смысла при пересказе

    Знаете, когда обсуждается сложность перевода с одного языка на другой, обычно рассказывается пример с круглым столом где каждый знает языки двух…

  • полезность регулярных проф-заметок

    Терри Тао пишет аж в 2013 году(в комментах) про полезность ведения ЖЖ собственного блога, в котором можно записывать прочитанные результаты,…