Секреты термоядерного синтеза 02

Главный секрет термоядерного синтеза


Несколько лет назад я был поражён, когда узнал, что термоядерный реактор (ТЯР) проектируют без выполнения нейтронно-физических расчётов.

Сошлюсь на президента: «Я также, как известный персонаж Владимира Высоцкого считаю, что вор должен сидеть в тюрьме».

Ну, нельзя строить реактор без нейтронно-физических расчётов! А они безграмотно строят без малейшего успеха, поскольку игнорируют существование нейтронов в системе.


Коэффициент размножения нейтронов – забытая фундаментальная переменная


Что же это за N+1 неизвестная?
Она называется коэффициент размножения нейтронов ( k ) и определяется следующим образом:
- ( k ) – это отношение числа нейтронов последующего поколения к числу нейтронов в предшествующем поколении во всём объеме размножающей нейтроны среды.
- В основе работы любого реактора лежит размножение нейтронов.
- ( k ) показывает, как изменяется полное число нейтронов в активной зоне за время среднего цикла обращения нейтрона.


Критическое состояние реактора и проблема ТЯР


На рисунке выше показана кривая с максимумом вблизи массового числа 60.

- Давно освоенные реакторы — это реакторы деления, работающие на изотопах вблизи массового числа 240.

- Критическое состояние реактора характеризуется значением ( k = 1 ).

- Если ( k < 1 ), цепная реакция быстро затухает.

- Если ( k > 1 ), цепная реакция нарастает лавинообразно, пока не стабилизируется или не выйдет из-под контроля.


Почему игнорируется наличие нейтронов в ТЯР?

Проблема проектирования термоядерных реакторов в том, что инженеры просто не учитывают нейтронный поток.

- Топливо официально подаётся в систему, но водород при таких температурах проникает через стенки реактора и сам создаёт нейтроны.

- Игнорирование нейтронов приводит к тому, что реакторы разрабатываются, как будто нейтронов вообще нет.

- В делящихся реакторах (например, природный реактор в Окло, Габон) нейтроны всегда присутствуют, даже если реакция протекает спонтанно.

А теперь главное открытие…

Априорная теория всего: неожиданное свойство ( k )

Моя Априорная теория всего дала неожиданный результат:
- Минимальное значение коэффициента размножения нейтронов ( k ) в термоядерном реакторе изначально почти равно 1.
- Точнее, ( k ) меньше 1 всего на 0.7%.
Это означает, что:
- Плазма неустойчива, потому что нейтронный поток сам ведёт реакцию к критическому состоянию.
- Физики фактически создают не реактор, а маломощную бомбу, потому что не контролируют размножение нейтронов.


В исследованиях по управляемому термоядерному синтезу критерий Лоусона позволяет оценить, будет ли термоядерный синтез в реакторе с заданными параметрами источником энергии.

Критерий Лоусона

Вместо коэффициента размножения нейтронов для ТЯР используют критерий Лоусона, который позволяет оценить баланс тепла в плазме во время реакции. Если количество энергии, выделившейся в результате термоядерной реакции, превысит количество затраченной энергии на её поджиг и удержание — баланс тепла будет положительным.

Ещё одна интерпретация критерия Лоусона — оценка минимальной частоты реакций синтеза в секунду, необходимую для устойчивого поддержания реакции в плазме.

Критерий впервые сформулирован в 1955 году британским физиком Дж. Д. Лоусоном в засекреченной работе. В 1957 году была опубликована открытая научная статья.

Вывод

Пока не поздно, мы должны срочно пересмотреть математические модели термоядерных реакторов.

Если этот аспект не будет учтён, то будущее управляемого термоядерного синтеза может оказаться в тупике.

Вы поняли почему так легко зажечь водород в недрах Солнца? Об этом — в следующей главе…