Проект PACER , реализованный в Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL) в середине 1970-х годов, исследовал возможность создания термоядерной энергетической системы, которая будет включать в себя взрывы небольших водородных бомб (термоядерных бомб) или, как указано в более позднем предложении, ядерных бомб. —В подземной полости. В качестве источника энергии эта система является единственной системой термоядерного питания, работоспособность которой может быть продемонстрирована с использованием существующих технологий. Это также потребует непрерывных поставок ядерных бомб, и современные экономические исследования показали, что их нельзя производить по конкурентоспособной цене по сравнению с обычными источниками энергии.
Разработка
Самые ранние упоминания об использовании ядерных взрывов для производства электроэнергии относятся к встрече, созванной Эдвардом Теллером в 1957 году. Среди множества затронутых тем группа рассматривала производство энергии путем взрыва 1- тонных бомб в паре диаметром 1000 футов (300 м). -заполненная полость в граните. Это привело к осознанию того, что делящийся материал из секций деления бомб, «первичных», будет накапливаться в камере. Даже на этой ранней стадии физик Джон Наколлс заинтересовался конструкциями очень маленьких бомб, причем бомбы без первичного деления. Эта работа позже привела к его разработке концепции инерционной термоядерной энергии . [1]
Первоначальные предложения PACER изучались в рамках более крупного проекта «Плаушерз» в Соединенных Штатах, в ходе которого рассматривалось использование ядерных взрывов вместо химических для строительства. Примеры включали возможность использования больших ядерных устройств для создания искусственной гавани для швартовки судов на севере или как своего рода ядерный гидроразрыв для повышения добычи природного газа . Другое предложение - создать альтернативу Панамскому каналу в единственной последовательности взрывов, пересекающих центральноамериканскую страну. Одно из этих испытаний, проект Gnome 1961 года , также рассматривало производство пара для возможного извлечения в качестве источника энергии. LANL предложил PACER в качестве дополнения к этим исследованиям. [2]
В ранних примерах рассматривались заполненные водой пещеры диаметром 1000 футов, созданные в соляных куполах на глубине 5000 футов (1500 м). В пещеру будет сброшена серия бомб мощностью 50 килотонн, которые взорвутся, нагревая воду и создавая пар. Затем пар будет приводить в действие вторичный контур охлаждения для отбора мощности с помощью паровой турбины . Сбрасывание примерно двух бомб в день приведет к тому, что система достигнет теплового равновесия, что позволит непрерывно извлекать около 2 ГВт электроэнергии. [3] Также было уделено внимание добавлению тория или другого материала в бомбы для получения топлива для обычных реакторов деления. [4]
В 1975 году в обзоре различных усилий Plowshares Исследовательский консорциум Университета Персидского залива (GURC) рассмотрел экономику концепции PACER. Они показали , что стоимость ядерных взрывных устройств было бы эквивалентно заправки обычного реактора на легкой воде с уранового топлива по цене $ 328 за фунт. Цены на желтый кекс на тот момент составляли 27 долларов за фунт (эквивалент 130 долларов в 2020 году) [5] и около 45 долларов в 2012 году. [6] GURC пришел к выводу, что вероятность разработки PACER была очень низкой, даже с учетом серьезных технических проблем. могло быть решено. [5] В отчете также отмечены проблемы с любой программой, которая произвела большое количество ядерных бомб, заявив, что она «неизбежно вызовет споры» и «вызовет значительный отрицательный отклик». [7] В 1975 году дальнейшее финансирование исследований PACER было прекращено. [8]
Несмотря на отмену этой ранней работы, фундаментальные исследования концепции продолжаются. Более развитая версия предусматривала использование инженерных судов вместо больших открытых полостей. Типичная конструкция предусматривала установку взрывной камеры из стального сплава толщиной 4 м, диаметром 30 м (100 футов) и высотой 100 м (300 футов) [9] в полости, вырытой в скале в Неваде . Сотни болтов длиной 15 м (45 футов) должны были быть забиты в окружающую породу для поддержки полости. Пространство между взрывной камерой и стенками горной полости должно было быть заполнено бетоном; затем болты должны были быть подвергнуты огромному натяжению для предварительного напряжения породы, бетона и взрывной камеры. Затем взрывная камера должна была быть частично заполнена расплавленными фторидными солями на глубину 30 м (100 футов), чтобы вызвать «водопад», закачивая соль в верхнюю часть камеры и позволяя ей упасть на дно. В окружении этого падающего хладагента взорвалась бы бомба деления мощностью в 1 килотонну; это будет повторяться каждые 45 минут. Жидкость также будет поглощать нейтроны, чтобы избежать повреждения стенок полости. [10] [11]
Смотрите также
Рекомендации
Цитаты
- ^ Джон Nuckolls, "Первые шаги на пути к инерциальной термоядерной энергии (ИТС)" , LLNL, 12 июня 1998
- ^ Гарвин & Charpak 2002 , стр. 254.
- ^ "Бомбардировка" , New Scientist , 17 апреля 1975 г., стр. 141.
- Перейти ↑ Long 1976 , pp. 24-25.
- ^ a b Long 1976 , стр. 25.
- ^ TradeTech перечисляет текущие спотовые цены на желтый кек на своей домашней странице.
- Перейти ↑ Long 1976 , p. 26.
- ^ "Прошелся из" , New Scientist , 21 августа 1975, с. 437.
- ↑ Гарри Маккракен и Питер Стотт, «Синтез: энергия Вселенной» , Academic Press, 2012, стр. 66
- ^ Себахаттин Уналан и Селахаддин Орхан Акансу, «Определение основных параметров для мирных ядерных взрывных реакторов FLIBE с охлаждением (PACER)»], Arabian Journal for Science and Engineering , Volume 29 Number 1A (январь 2004), стр. 27-42
- ^ Ральф Мойр, "PACER Revisited" , восьмое Актуальное совещание по технологии Fusion Energy, 9-13 октября 1988
Библиография
- Гарвин, Ричард; Чарпак, Жорж (2002). Мегаватты и мегатонны: поворотный момент в ядерный век? . Издательство Чикагского университета . ISBN 0-375-40394-9.
- Лонг, Ф. (октябрь 1976 г.). «Мирные ядерные взрывы» . Бюллетень ученых-атомщиков . 32 (8): 18. DOI : 10,1080 / 00963402.1976.11455642 .
Внешние ссылки
- Определение основных параметров реактора для мирных ядерных взрывных реакторов (PACER) с охлаждением flibe (Li2BeF4) (pdf)
- Страница PACER Ральфа Мойра - содержит краткое изложение и исследовательские статьи по теме