Термоакустические источники энергии

Новости с выставки:

Год назад я писал про проект реакторно-радиохимического комплекса для получения Mo-99 на базе растворного реактора "Аргус". Этот проект продолжает активно развиваться, кроме планов по строительству Аргус-М в ближайшие пару лет в Саровском ВНИИЭФ и переговоров о строительстве 2-х реактрного производства молибдена в ЮАР идут переговоры и по строительству исследовательского Аргус-М (скорее учебного) в Таджикистане. Из плюсов Аргуса, как "первого реактора в стране" - очень низкая стоимость сооружения (около 50 млн долларов под ключ) за счет маленького размера реактора и простоты конструкции. Стоит отметить так же, что успешно решена задача перевода реактора на уран "МАГАТЭшного" обогащения (не больше 20% U235), правда конструкция его от этого поменялась (в 1,5 раза, до 31 литра увеличился объем АЗ, изменилась система терморегуляции) и теперь точно необходим "референтный" реактор в в Сарове. Интересно было разобраться, кто же конструктор реактора - ВНИИЭФ занимается расчетами и общей конструкцией, "Красная звезда" - технолог и изготовитель, ГСПИ - проект здания с реактором.

Кроме производства молибдена и поставок исследовательско-учебных реакторов ведеться разработка и производства с того же реактора различных других изотопов - прежде всего Йод 125 и Стронций 89.

 

А вот ещё одна интересная теоретическая тема, которая имеет выхлоп для практики.

Допустим, у нас есть бочка с газом, которая сидит в магнитном поле.
Допустим, вокруг этой бочки намотана катушка.
Допустим, газ внутри внезапно ионизируется.

Магнитное поле выталкивается из газа/плазмы, наводя в катушке импульс тока. А потом, при рекомбинации плазмы - обратный импульс.

Вопрос: откуда берётся энергия в катушке?

КМК, это очень прикольный вопрос потому, что термодинамика этого цикла подразумевает как "высокую" температуру ТД-цикла не температуру газа в бочке (температура газа тут - температура "холодильника"), а температуру (неравновесной) ионизации, которая может быть (и типично будет) на несколько порядков выше.

Что даёт очень забавную возможность принципиально стричь энергию СВЕРХ КПД цикла Карно (если его считать по температуре газа в бочке). Ессно, что нагретый рекомбинировавший газ можно дальше использовать в каком-то классическом тепловом цикле...

___
Из этой модели, если чуть продолжить, следует более общий и внезапный (для меня) вывод: неравновесная ионизация излучением принципиально позволяет получать сверхКПД (в смысле, КПД, в котором "высокая" температура цикла - не температура газа, а температура ионизирующего излучения). То есть, в теории до около-100%. Например, если мы быстрым электроном ионизируем газ, а потом пары ионов/электронов полностью рекомбинируют на разных электродах, то "высокая" температура такого цикла у нас энергия_ионизации/3k. Что, скажем, при энергии ионизации 4эВа - 40000К, даже если газ при комнатной температуре.

Если вообразить какой-то очень разряженный радиоактивный газ/замагниченную плазму, то это совсем уж очевидно...

Делаем шаг к практике и представим себе длинную бочку с газом в крайне сильном магнитном поле, вокруг которой обмотаны катушки. Внутри трубы вдоль быстро движется (характерная скорость ~ длина_активной_зоны/время_релаксации_плазмы) ионизатор. Допустим, это стронций-иттриевый (Sr-90) источник, около 100% выделяемой энергии которого составляет быстрые электроны и гамма-излучение, которое можно заставить хорошо поглощаться в тяжёлом газе (допустим, ксеноне).

Получаем натуральный тета-пинч в холодной плазме, с которого и снимаем энергию.

Теперь делаем ещё один шаг к практике и заставляем перемещаться не стронций-90, а газ с катушками; а плазму рекомбинируем в классическом МГД-на электродах в цикле Брайтона (или даже Ренкина, тогда рабочим телом берём цезий, а компрессором ставим простой же МГД-насос на жидком металле).

Получается машина с крайне высоким КПД, хорошим массовым совершенством и сбросным теплом порядка тысячи С.

Ы?