Деконструкция стереотипов
4 поста
4 поста
После 10 лет непродуктивного романа с «зеленой энергетикой», и на фоне обострившихся проблем с нефтегазовой логистикой, Европа готова вернуться к атомным реакторам.
Но к каким?
Откатиться к середине XX века и строить большие АЭС (NPP) – не выход, поэтому выбор был сделан в пользу малых модульных реакторов (SMR).
Но это тоже не выход. Нельзя решить проблему просто перейдя от больших АЭС к малым. Если сохранится вся огромная цепочка (обогащение урана, изготовление топливных таблеток, монтаж ТВЭЛов, технологии перезагрузки топлива и утилизация отработанного топлива) – то неудача гарантирована.
В нынешних условиях нестабильности любая длинная транснациональная цепочка [добычи и сложной переработки сырья, создания и доставки экзотических полуфабрикатов] - непременно будет рваться.
Опять-таки, главное обязательное требование к новым ядерно-энергетическим решениям - никакой экзотики в материалах и топливе.
Реактор должен питаться топливом, максимально близким к природному торию или к природному (необогащенному) урану. Причем не должно быть привязанности к какому-то одному топливу. Неизвестно, что будет доступным завтра: урановая руда, или ториевый песок, или концентраты из морской воды или золы с угольных ТЭЦ.
Т.е. реактор должен быть всеядным: добывать энергию из любых смесей с достаточной концентрацией актиноидов.
Реалистично ли такое требование?
С научно-прикладной точки зрения – да. Все придумано в XX веке, даже в нескольких вариантах.
Вместо эпилога: «…оно появилось – бессмысленно огромное, горячее, смрадное, все из клепаного металла, попирающее дорогу чудовищными гусеницами, облепленными грязью, – не мчалось, не катилось – перло, горбатое, неопрятное, дребезжа отставшими листами железа, начиненное сырым плутонием пополам с лантанидами, беспомощное, угрожающее, без людей, тупое и опасное – перевалилось через перекресток и поперло дальше» (А. и Б. Стругацкие «Обитаемый остров», 1969 г.)
Больше интересного - Пожиратели мифов
Этот стереотип распространился в конце XX века, и стал крайне модным после Великого локдауна 2020 – 2022.
Причина популярности этого стереотипа в том, что за 100 лет (между 1890-ми и 1990-ми) люди в среднем действительно стали чаще болеть. Но не потому, что раньше люди были здоровее, а потому, что они обычно не доживали до нынешнего медианного возраста.
📌Медианный возраст делит население пополам (половина - старше, половина - моложе):
- В аграрную эру это около 15 лет. 50% умирали в детстве или в юности, т.е. к 20 годам. Из тех, кто перешагнул рубеж 20 лет - 50% доживали до 50 лет. Редко кто достигал 80 лет.
- В раннюю индустриальную эру (XIX век) медианный возраст вырос до 22 лет.
С 1950-х статистически значимое число людей (более 10%) стали доживать до 80+ лет.
Сейчас для развитых стран:
- медианный возраст около 45 лет
- ожидаемая продолжительность жизни 80+ лет
Нынешние 45-летние намного здоровее 45-летних ХIX века. Причин много.
- исчезновение голода,
- повсеместная гигиена,
- ограничение трудовых нагрузок,
- общедоступная базовая медицина. Витамины, антибиотики, вакцины от фатальных инфекций (например, полиомиелита) и балансирующие препараты (например, ингибиторы протонной помпы - ИПП) резко снизили риск перехода заболеваний в хроническую прогрессирующую форму.
Вместо эпилога:
В 1665-1666 Англию, одну из самых развитых стран мира, поразила чума. От нее только в Лондоне умерло около 100.000 человек
В 2013-2014 Мадагаскар, одну из беднейших стран мира, поразила чума. От нее умерло 79 человек
Больше интересного - Пожиратели мифов
Глюки свойственны всем видам «зеленого поворота» (включая энергетику и транспорт), однако глюкомобиль не об этом, а о глюкозе (и о любых углеводах), как топливе.
Если разобраться, то все земные организмы являются глюкомобилями. Глюкоза - самый универсальный биохимический источник энергии. В крови поддерживается некоторый уровень глюкозы и кислорода. Мы получаем энергию за счет гликолиза (ферментативного окисления глюкозы - кислородом).
Схема биотопливного элемента для электропитания имплантов.
В 2000-х возникла идея создать миниатюрную электрохимическую топливную ячейку (fuel cell) для медицинских имплантов. Эти импланты потребляют мизерную мощность, от организма не убудет. А имплант-завимимому человеку не придется беспокоиться о заряде батарейки.
Между тем, возникла мода на немедицинские чипы-импланты. Почему бы их не запитать таким же способом?
И кстати, почему обязательно импланты? Чем плох гаджет, который не надо заряжать из сети. Просто добавляем ложку сахара в фидер топливной ячейки.
Тема сахарной батарейки (sugar battery) завертелась в прикладной физхимии, но лишь в 2020-х дошла до машин с высокой потребляемой мощностью, таких как электромобили.
С самого начала «зеленого поворота» в транспорте, люди справедливо возмущаются низкой удельной емкостью аккумуляторов (даже хваленых литий-ионных). Возить под брюхом аккумулятор массой полтонны (очень дорогой и пожароопасный) - сомнительное удовольствие.
Еще того и гляди очередной карантин или война затруднит поставки лития…
…А углеводов – прорва везде. Это и сахар, и растительные отходы (они состоят в основном из целлюлозы, которая гидролизуется в техническую глюкозу).
И об удельной емкости:
Бензин: 43 МДж/кг
Глюкоза и пр. углеводы: 15 МДж/кг
Сахарный сироп (25% раствор сахара в воде) 3,75 МДж/кг
Аккумулятор Li-Ion: 250 Втч/кг (0,9 МДж/кг)
Удельная емкость сиропа в 4 раза больше, чем у аккумулятора Li-Ion. К тому же сироп отрицательно пожароопасный. Его невозможно поджечь, он погасит огонь. Это на заметку создателям промо-роликов о глюкомобиле
Больше интересного - Пожиратели мифов
В 1870-м знаменитый биолог и энциклопедист Томас Гексли, отстаивая эволюционную теорию, шагнул гораздо дальше, чем Дарвин. Он заявил, что началом эволюции был абиогенез (возникновения живой материи из неживой).
Это выглядело потрясением основ, и начался скандал, длящийся по сей день.
Что было доказано в следующие 100 лет:
1) Основа жизни – биополимеры, т.е. молекулярные цепочки, состоящие из множества похожих звеньев (мономеров).
Белки это цепочки, состоящие из звеньев – аминокислот.
Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) это цепочки, состоящие из звеньев – нуклеотидов.
2) Все звенья цепочек биополимеров могут спонтанно возникать абиогенным путем. Этот процесс легко воспроизводиться в лаборатории. Эти звенья встречаются в метеоритах и на прочих безжизненных космических телах.
3) Нуклеиновые кислоты кодируют последовательность аминокислот при биосинтезе.
4) Нуклеиновые кислоты порождают свои точные копии (реплицируются).
5) Процессы (3) и (4) происходят на особых белковых каталитических структурах
Противники абиогенеза ухватились за последний пункт (5), и поставили вопрос:
Какая вероятность спонтанного появления самой маленькой известной работающей цепочки РНК (из тысяч звеньев-нуклеотидов) и белкового комплекса, на котором реализуется ее репликация?
Несложный расчет показывает, что вероятность практически нулевая.
Сторонники абиогенеза ответили гипотезой «мира РНК», согласно которой у первых живых организмов короткая цепочка РНК сама служила каталитической структурой для своей репликации (а белки вовлеклись в этот процесс при последующей эволюции).
Вопрос уперся в эксперименты с короткими каталитически-активными цепочками РНК (т.н. рибозимами).
22 февраля 2026-го были опубликованы результаты успешного эксперимента с РНК-цепочкой из 45 звеньев (рибозимом QT45)
Теперь открыт широкий класс маленьких рибозимов, любой из которых, возникнув спонтанно, мог дать начало биологической эволюции
Пожиратели мифов
Цивилизация начинается с унитаза. Таково обоснованное мнение историков. Отсюда следует вывод, что нынешняя Западная цивилизация началась в последней четверти XVIII века н.э. (когда в ней распространился ватерклозет Харрингтона). Но в далеком прошлом существовали другие цивилизации.
В Китае первые ватерклозеты относятся к эре Сражающихся царств (IV век до н. э.), но тогдашняя цивилизация исчезла.
Самой древней цивилизацией оказывается Индская (Хараппская). Там ватерклозеты появились около XXV века до н.э.. Она тоже исчезла, хотя была самой крупной из всех цивилизаций ранней бронзы. Площадь охвата у нее была больше, чем у Шумерской и Египетской цивилизаций, вместе взятых.
Индская цивилизация малоизвестна вне сообщества историков и уфологов, хотя ее кирпичные города (Хараппа, Мохенджо-Даро, Дхолавира, Ганверивала, Ракхигархи) древнее и масштабнее, чем пирамида Хеопса. Это хорошо спланированные кварталы с продуманной логистикой, водоснабжением и канализацией.
У археологов порой возникало впечатление, будто перед ними руины европейского города эпохи Наполеона, загадочным образом провалившиеся на 4500 лет вглубь времен.
Историки полагают, что необычный расцвет городов Индской цивилизации вызван крайне продуктивным сельским хозяйством. Удобный водный режим реки Инд с продуманной ирригацией позволял снимать два урожая в год.
Эту гипотезу подтверждает упадок XVIII века до н.э., когда местный климат изменился.
Уфологи, впрочем, считают, что индские города погибли не от изменения климата, а от ядерной бомбардировки. Это бред даже по меркам уфологии, однако, в Мохенджо-Даро обнаружены оплавленные фрагменты кирпичной кладки, указывающие на температуру выше 1100 Цельсия. Кстати, подобные «витрифицированные форты» есть еще в некоторых древних сооружениях - и объяснение пока не найдено. Это не похоже на последствия ядерного взрыва, но не похоже и на действие обычных факторов.
В общем, древняя история до сих пор содержит больше вопросов, чем ответов
Пожиратели мифов
Опровергая стереотип «космос это другое», мы отмечали, что Ракетно-космический старт, похожий на извержение вулкана, и космический финиш, похожий на неполное сгорание метеорита – это ненормально с любой точки зрения.
Это экономически крайне дорого, технически крайне ненадежно, и физически крайне неэффективно.
Забросить полезную нагрузку в космос (за линию Кармана, т.е. выше 100 км) можно без всяких ракет. SpaceShipOne, сделанный для конкурса Ansari X Prize, хотя и использовал ракетный двигатель, но выпрыгивал в космос за счет набора скорости около 1 км/c.
Такая скорость давно достигнута самолетами с воздушно-реактивным двигателем (например, SR-71 Blackbird).
Современные модели (например, с противовращением двойной турбины) способны разгоняться до 2 км/c – это даже не говоря о специализированных ГПВРД.
Проблема в том, что дальше. Если самолет сделает «горку» выше 100 км и выбросит груз в верхней точке. То этот груз не станет спутником - он просто упадет вниз. Для удержания на орбите, его надо разогнать до 1-й космической скорости - около 8 км/с...
…Или нет? Еще в 1959-м появилось предположение о возможности удержания спутника выше линии Кармана за счет электрореактивного двигателя. Он мог бы использовать разреженный ионизированный газ верхних слоев атмосферы в качестве рабочего тела. Этого газа не так уж мало:
0.5 мг/м³ на линии Кармана.
10 нг/м³ на высоте орбиты МКС
Такой двигатель для спутника был назван atmosphere breathing electric propulsion (ABEP), его теория разработана в 1995-м.
Электрореактивные двигатели применяются в космической технике с 1966-го. Но до сих пор космические аппараты возили рабочее тело (газ) с собой, а тут предлагается всасывать его извне (как турбореактивный двигатель самолета всасывает воздух).
О практически применимых моделях ABEP заговорили в 2025-м, а совсем недавно началось финансирование стартапа Kreios Space, ориентированного на маловысотные мини-спутники, удерживаемые на высоте около 200 км за счет ABEP.
Ждем, что получится
Больше интересного на нашем канале - Пожиратели мифов
"В лицемерном мире полном зла и сложностей
Мне снится сон о будущем, где множество возможностей
Там можно быть съеденным безумными грибами
Там Вас изнасилуют инопланетяне
Там можно быть застреленным, а можно выпотрóшенным -
Там с Вами точно не случиться ничего хорошего"
(фольклор про Warhammer 40,000)
Многие из нас прямо сейчас в глубокой заднице. Это первое и последнее плохое сообщение. Далее только хорошие.
Если индивид, чувствующий себя в заднице, внимательно осмотрится по сторонам, то заметит, что задница делится на объективную и субъективную.
Объективная - это когда индивиду голодно, холодно, больно и негде переночевать.
Субъективная – это когда жизнь индивида не соответствует тому, какой она должна быть по его (индивида) мнению. А мнение о должном навязано индивиду извне (например, телевизором).
Объективную задницу не всегда можно устранить, но субъективная задница устраняется усилием воли, доступным каждому.
Это о заднице в настоящем. А что в будущем? Модные обозреватели утверждают, что там почти как в песне (см. начало) - конец света, если усреднить мейнстримные прогнозы. И модные футурологи соревнуются, у кого этот конец длиннее.
Так вот, всем этим футурологам 2400 лет назад ответил Платон в диалоге "Тимей":
…вы снова начинаете все сначала, словно только что родились, ничего не зная о том, что совершалось в древние времена в нашей стране или у вас самих. Они [ваши истории] почти ничем не отличаются от детских сказок. Так, вы храните память только об одном потопе [конце света], а ведь их было много до этого…
Даже 20-летние успели пережить несколько концов света (два-три в зависимости от страны), когда привычная реальность рушилась. Великий локдаун - это полноценный конец света. А кому-то ещё досталась война с бомбардировками инфраструктуры городов.
Самые пожилые люди помнят около дюжины концов света.
Будет ли конец света?
Сейчас ответ: нет. Он не будет, он уже есть. Мы живём в ожидании конца этого конца света.
В порядке аутотренинга можно попробовать расслабиться и получить удовольствие от этого увлекательного ожидания
«NASA запустит на Марс до конца 2028 года космический аппарат Space Reactor-1 Freedom, первый межпланетный аппарат с ядерным двигателем, демонстрирующий передовые технологии ядерно-электрической двигательной установки в дальнем космосе», - заявлено в новой стратегии агентства.
Многих это впечатлило. Владимир Сурдин охарактеризовал это, как «самый громкий анонс». Присмотримся к этому анонсу внимательно.
SR-1 Freedom оснащен урановым реактором мощностью более 20 кВт. От него работает тепловая машина, вращающая электрогенератор. Электроэнергия питает ионный двигатель на ксеноне (двигатель с электростатическим разгоном рабочего тела - см. схему ниже).
Скорость ионов на выходе превышает 40 км/c. Это примерно в 10 раз больше, чем у самых эффективных химических ракетных двигателей (т.е. требуют в 10 раз меньшего запаса рабочего вещества).
В семействе электрореактивных двигателей, ионные двигатели не являются самыми эффективными, но они показали высокую надежность в предыдущих тестах, в т.ч. космических:
- Аналогичные двигатели, названные NEXT (NASA Evolutionary Xenon Thruster) с потребляемой мощностью до 7 кВт создавали тягу до 0,24 ньютона, и они способны к непрерывной автономной работе более 5 лет.
- В космическом проекте DART использовались двигатели 3,5 кВт, питавшиеся от солнечных панелей площадью 22 м².
Блок двигателей SR-1 Freedom рассчитан на мощность 48 кВт, и мог бы питаться также от солнечных панелей. Потребовалась бы площадь 300 м², не так уж много.
Но в плане миссии предполагается получать часть энергии (примерно 40%) от ядерного реактора. Какой смысл так усложнять корабль просто ради некоторого сокращения площади солнечных панелей?
Формальный ответ: для будущих миссий в дальнем космосе, где солнечные панели неэффективны.
Неформальный ответ: просто чтобы испытать полноценный ядерный мини-реактор в реальной миссии
Больше интересного на нашем канале - Пожиратели мифов