Сколько энергии от 1-мегатонного взрыва H-бомбы мы могли бы собрать, чтобы сделать полезную работу? - физиков.нет
6 голосов
/

Мир полон накопленных ядерных боеголовок. Управляемая сила синтеза, кажется, далеко. Можем ли мы лучше использовать эти боеголовки, взорвав их контролируемым образом и захватив энергию, которую они производят?

Под полезной работой я подразумеваю, что тогда у национальной сети есть возможность кипятить чайники или принимать душ!

Дополнительные баллы за рассмотрение практических возможностей создания объекта для этого (хотя я думаю, что это позволило бы закрыть вопрос: - (...)

Ответы [ 4 ]

12 голосов
/

Я приведу аналогию.

Бомбы Молотова изготавливают, наполняя пластиковую бутылку бензином, изобретательно прикрепляя фитиль, зажигая его и бросая в цель, обычно это машина или полицейский, контролирующий демонстрацию.

Теперь в этой бутылке бензина есть несколько БТЕ энергии. Я могу попросить перефразировать тебя

Можем ли мы лучше использовать этих Молотовов, взорвав их контролируемым образом и захватив энергию, которую они производят?

Вы знаете ответ. Это двигатель автомобиля. Исследование контролируемого синтеза пытается создать соответствующий «автомобильный двигатель» для использования энергии бомбы H.

Вы не могли бы контролировать взрыв бензина лучше, чем в автомобильном двигателе. Люди смеялись бы, если бы кто-нибудь предложил взорвать бочку с бензином и разработать систему использования энергии, не так ли?

То же самое верно для слияния, оно должно быть постепенным.

Подумайте над динамитом, или нитроглицерином, или рядом других взрывчатых веществ, которые не используются для производства энергии, потому что взрывы не могут быть постепенно полезными и безопасными.

10 голосов
/

В 1970-х годах Лос-Аламосская национальная лаборатория осуществила проект PACER, чтобы исследовать использование термоядерных взрывов в качестве способа выработки электроэнергии и размножения ядерных материалов. Общий вид первоначально предложенной термоядерной электростанции можно увидеть на следующем рисунке:

enter image description here

Параметры системы находились в стадии изучения, но одной из идей было взорвать около 800 термоядерных устройств мощностью 50 кТ в год. Поскольку ожидалось, что эффективность преобразования составит около 30%, вырабатываемая электрическая мощность составила бы

$\displaystyle 0.3 \cdot 800 \cdot 50\,{\rm kT \cdot yr^{-1}}\frac{4.2 \cdot 10^{12}\,{\rm J \cdot kT^{-1}}}{3.15 \cdot 10^7\,{\rm s \cdot yr^{-1}}} \approx 1.6\,{\rm GW}$

около 80% от номинальной мощности, потому что это был предполагаемый коэффициент мощности .

Потеря тепла не была большой проблемой из-за свойств масштабирования. Поскольку теплопроводность каменной соли составляет около $10\,{\rm W \cdot m^{-1} \cdot K^{-1}}$, принимая грубую упрощенную геометрию, состоящую из плоской пластины размером примерно $1\,{\rm km^2}$ с толщиной $ 100\,{\rm m}$ и всего примененного теплового градиента $500\,{\rm K}$, результирующий тепловой поток составляет

$\displaystyle 10\,{\rm W \cdot m^{-1} \cdot K^{-1}} \cdot \frac{10^6\,{\rm m^2}}{100\,{\rm m^{-1}}}500\,{\rm K} = 50\,{\rm MW}$

менее 1% тепловой мощности.

Техническими ограничивающими факторами были относительно низкая температура, достижимая внутри полости каменной соли, и большие размеры полости, необходимые для предотвращения контакта стен с несмешанным огненным шаром.

Очевидно, что были также проблемы безопасности и общественного восприятия .

См. Стр. 8 из этого журнала для обзора и LA-5764-MS для подробностей (предупреждение: 22 МБ PDF-файл).

0 голосов
/

Я сожалею, что нет последних сообщений по этому вопросу. Ну ... Дьявол ... как всегда ... в деталях. У меня есть следующее предложение - я изучил конструкцию термоядерного оружия онлайн. Почему мы не можем поставить Купол на заброшенную шахту, а затем откачать воздух, чтобы образовать герметичный частичный Вакуум. Легко может быть 5-10 тыс. Кв. Затем мы подвешиваем устройство на один мегатонн в мертвой точке. Корпус изготовлен из железа толщиной в несколько дюймов, возможно, со свинцовой подкладкой. Мы также можем включить бор для поглощения всех свободных нейтронов. Мои рассуждения ?? Тепло передается от ядерного оружия или чего-либо еще через Проводимость, Конвекцию и Излучение. Моя идея может показаться очень безрассудной, но мы будем говорить о сфере с объемом одного триллиона кубометров. Тепло и давление расширяющегося газа исчезнет задолго до того, как ударить по стене. По иронии судьбы, я полагаю, что это устройство будет более безопасным, чем многие реакторы деления в мире (вы знаете, как Три-Майл-Айленд, Чернобыль и Фугусима Даячи в Японии?), Поскольку нет никакой возможности «синдрома Китая». А-а, спросите вы, а как насчет излучения - и теплового, и гамма-излучения? Ну, на самом деле Nukes генерирует "мягкие" рентгеновские лучи. Это важно, так как они будут использоваться для работы по производству пара. Я предлагаю иметь легкую, относительно рентгенопрозрачную оболочку на метр внутренней стенки. Между двумя стенками можно впрыскивать пену на водной основе. Такое вещество было бы очень прозрачным для рентгеновских лучей. Hyrdogen бомбы фактически используют слой пенополистирола на внутреннем корпусе, чтобы «отражать» гамма-излучение от внешней стены на капсулу Улама-Теллера, которая содержит все «вкусности» (литий дейтерид и плутониевую «свечу зажигания», которая идет критический и отключает устройство после того, как оно будет сжато в нужном количестве.) В нашем сценарии мы не хотим поэтапного радиационного взрыва сверх того, что нам предоставляет одно мегатонное устройство. И пенополистирол будет дороже и менее "зеленым", чем бомба. Густая пена просто испарилась бы в живой пар, или, в худшем случае, в низкотемпературную плазму. В нескольких точках его можно запустить, чтобы запустить Мать всех паровых турбин.

0 голосов
/

, если 1 тонна ТНТ выделяет около 4,184 гигаджоулей, что составляет 1162,2 кВтч, следовательно, 1 мегатонна равна 4,184 х 1000000 = 4184000 гигаджоулей, что равняется 1 162 222 222 кВтч. средний 2000 кв. м дом в Бостоне, штат Массачусетс, использует 820 кВтч / месяц, то есть 9840 кВтч / год. 1162222222/9840 = 118 112 домов в год. Может быть, не самый лучший способ использовать энергию, но почему бы и нет?

...