Intrebari fuziune nucleara

Nici vorba de asa ceva.

S-a amintit mai sus ca bilantul pozitiv se obtine din diferenta de masa aparuta in urma fuziunii.

In reactor se introduce atat energie pt. producerea si intretinerea reactiei, cat si masa sub forma de tritiu de ex.
Tritiul chiar daca este foarte scump ( 30 K USD gramul), intr-un reactor functional poate sa fie rentabil de folosit.

Masa se transforma in energie dupa formula E = mc² , si aceasta energie este recuperata cu un anumit randament de care e capabil reactorul, recuperatoarele si generatoarele auxiliare.

Edited by loock, 19 March 2018 - 14:06.

karax, on 19 martie 2018 - 12:29, said:

Spune-mi ca sunt paranoic, dar tu ai sanse mari sa atragi atentia serviciului antiterorism  
Daca nu cumva esti deja in baza lor de date ca prea te interesezi de fuziune, fisiune nucleara.

karax, on 19 martie 2018 - 13:15, said:

De asta:
[ https://i.imgur.com/ucExdof.png - Pentru incarcare in pagina (embed) Click aici ]

loock, on 19 martie 2018 - 14:02, said:

Diferenta de masa, corect, insa in final e energia cinetica cea ce da caldura.... caci ajungem la blanketul ala. Deci?

super8, on 19 martie 2018 - 14:08, said:

Si ce, construiesc vreo bomba sau ceva? Chestiile legate de fuziune sunt absolut publice si le stie toata lumea.

Ai inteles un pic, dar apoi ai dat-o in balarii..

Energia se conserva intotdeauna. Insa trebuie privit oleaca mai in ansamblu. Se pare ca-ti lipsesc unele cunostinte, desi poate ca esti bine intentionat, ca sa zic asa...
Energia si masa sunt doua aspecte ale unui acelasi lucru. E cam greu de explicat si neintuitiv.


O particula este in acelasi timp si masa, si energie. Chiar nu pot sublinia mai mult fraza aceasta. E foarte importanta pentru intelegerea Universului. O particula nu doar ca se poate transforma dintr-o forma in alta, chiar este, in acelasi timp. Masa si energia sunt totuna, si sunt interschimbabile (privit din exterior, cum s-ar spune "pentru restul Universului"), in procesele cuantice. (Termenul "cuantic" suna atat de pompos...)

In procesul de fuziune, o parte din masa particulelor participante la reactie (privit mai adanc, e vorba de chiar modificarea constituentilor particulelor elementare, adica quarcii, din care unul flip-eaza, se transforma dintr-o "aroma" intr-alta in acest proces. ) se transforma in energia care pare a aparea din nimic, pt ca "apare" in exces, pentru noi, observatorii exteriori.

karax, on 19 martie 2018 - 14:16, said:

Tritiul respectiv nu este produs direct din energie luata din reteaua nationala, este colectat ca si produs secundar din reactoare de fisiune.
Este foarte scump la 30 K USD / gram, dar tot costa mai putin decat energia care se poate extrage din el chiar si cu un randament moderat.

Edited by loock, 19 March 2018 - 14:45.

A deci intre viteza din un tokamak data de electromagneti si energia eliberata nu e nici o legatura directa..? Eu asa aveam impresia ca energia/viteza nucleelor este egala in termeni energetici cu rezultatul reactiei.... Si ca asta ar fi o lege de conservare
Pai daca e asa inclusiv particulele libere pot face schimb de cuarci parca....stiu de la diagramele lui feyman...hai ca incet incet ne apropiem de problema....

karax, on 19 martie 2018 - 13:37, said:

Nu exista respingere intre cele 4 forte fundamentale..etc.
Simplist spus, aceste "forte" actioneaza independent.

In fapt nu e vorba de forte, ci chestiunea e putin mai complicata.

• In cazul gravitatiei, "forta" resimtita de un obiect sau particula este datorata intotdeauna tensionarii (un cuvant mai potrivit decat "curbura", folosit pe larg in filmele si articole de popularizare stiintifica, deoarece geometria spatiu-timpului in prezenta gravitatiei este egala (nu gasesc aici un termen adecvat) unei geometrii curbe pe o dimensiune suplimentara) spatiu-timpului.
  
• In cazul electromagnetismului, de fapt particulele incarcate schimba fotoni virtuali; "forta" resimtita de un obiect sau particula este rezultanta schimbului de energie intre cele doua obiecte prin intermediul acestor fotoni.
  
• In cazul fortei "tari" nucleare, atractia intre protoni si neutroni si chiar intre protonii aflati in nucleu e rezultanta schimbului de gluoni (virtuali) care mediaza interactia de culoare intre quarcii u si d din interiorul protonilor si neutronilor.

• La diferite intervale (aproximativ 10^-18 sec daca-mi aduc bine aminte dar e posibil sa gresesc; oricum, e probabilistic ca toate interactiile cuantice) un proton poate emite un mezon pi+ (care de fapt nu e alceva decat un ansamblu de un quarc si un antiquarc legati si ei prin doi gluoni);
  
  
• deci protonul a pierdut sarcina electrica in acest proces;
  
  
• un neutron aflat langa el absoarbe mezonul si se transforma in proton..
  
  
• In interactie, gluonii mediaza fortele (interactia) intre quarci;
  
  
• cum quarcii sunt deja constituenti ai particulelor vizibile participante la reactie (protoni, mezoni, neutroni), gluonii par a lega particulele vizibile cu forta lor;

In realitate, fiecare forta vazuta din exterior ca forta este rezultatul a mii-milioane de interactii separate. Interactia este fundamentala. Forta este doar ce se vede din exterior, rezultat al transferurilor de energie (cinetica) prin intermediul interactiilor.

• In cazul fortei "slabe", un neutron se poate transforma in proton (si invers!) prin conversia unui quark d intr-un quark u (invers la proton->neutron). Interactia, privita din exterior, pare a fi rezultatul medierii unui bozon vector intermediar W+; in adanc, este doar rezultatul conversiei "aromei" de quark

Esential in toata aceasta ciorba este ca de fapt nu exista forte ci doar transferuri de energie (cinetica in cazul fortelor), ca urmare a interactiilor.
Interactiile fac desigur si transformari energie-masa si masa-energie, adica transformari de aspect. Astea se vad peste tot cand avem reactii nucleare (dezintegrare, fisiune, fuziune)

Edited by addysoftware, 19 March 2018 - 15:00.

Si toate aceste interactii nu se petrec cu miscare, sau mai bine zis ejectare a particulelor?

Ejectare este un termen misleading (care induce in eroare)
Cuvantul potrivit este "emitere" de particule.
Sunt cred doua posibilitati (nu-mi vine in minte alta acum)

• Particula initiala este splitata in alte particule; aceasta este o interactie de dezintegrare; toate particulele rezultante au vectori viteza, deci are loc o redistribuire intre masa intrata in interactie si masele si energiile cinetice al particulelor rezultate din interactie. Ulterior una din particule poate fi sau nu capturata de o alta, ceea ce este o alta interactie.

Interactie in fizica atomica si mec. cuantica nu e tot aia cu interactiune. Nu necesita doua particule initiale, ci doar una.

• In cazul "fortelor" cu actiune la distanta (electromagnetica, slaba, tare, poate si gravitationala dar inca nu exista dovezi experimentale ale gravitonului), trebuie sa privim particula ca pe un perturbator de vacuum. Particula genereaza prin prezenta ei in vacuum un nor de particule virtuale, mediatoare ale interactiilor fundamentale posibile in "familia" particulei respective (electronul de exemplu nu poate genera gluoni; acestia fiind generati doar de hadroni). Particulele virtuale apar in perechi si apoi dispar dupa intervale foarte scurte (10^-23 ....10^-27 sec ?); la distante mai mari fata de particula generatoare, probabilitatea de existenta a particulelor virtuale scade dupa o lege patratic descrescatoare in cazul fotonilor, si dupa o alta lege, exponential descrescatoare (din pacate nu o stiu, ca nu sunt de fapt fizician) in cazul gluonilor

Sorry , emitere e cuvantul potrivit. Mersi de explicatii. In orice caz , ipoteza asta, a folosirii emiterii, nu cred sa fi fost cercetata pana acum ce posibiltate de creare a energiei electrice are. Mai bine zis, de transformare in energie electrica , pentru ca energia nu se creeaza si nici nu se distruge. N-a facut nimeni din cate stiu eu, calculul cati MW ar iesi in urma la asa ceva. Poate pe viitor cineva sa faca calculul.

Edited by karax, 19 March 2018 - 17:24.

Ba da, exista baterii "nucleare", unele de marimea si forma unui circuit integrat obisnuit. Produc cativa microwati sau nanowati, folosesc tritiu.

Pai noi vorbim de productie la scara larga nu de mini baterii

karax, on 19 martie 2018 - 11:02, said:

Orice accelerare se face cu consum de energie si cu randament subunitar.
Si in reactorul nuclear, startul se face cu pierdere de energie. Se consuma energie ca sa stimuleze spargerea unor particule. Daca apoi nu ar fi suficient de multa materie in stare instabila in jur si nu s-ar face reactia in lant naturala atunci ai iesit pe pierdere cu tot procesul. La un reactor de fisiune, asta se numeste ca e in stare critica. Reactorul trebuie adus in stare critica ca sa functioneze productiv, orice sub starea critica produce mai putina energie decat consuma.

La fuziune ai nevoie de particule care sa se uneasca. Nu inteleg ce vrei sa zici exact cu accelerarea acolo, daca nu ai ciocnire si unire de atomi usori in atomi mai grei nu ai fuziune.

karax, on 19 martie 2018 - 11:14, said:

Ok, acum cred ca incep sa inteleg intrebarea. miscarea circulara din reactoarele de fuziune nu este necesara pentru fuziune. Nu este necesara nici pentru produsul de energie. Motivul pentru care reactorul de fuziune are forma aia si accelereaza in camp magnetic plasma rezultata din fuziune e pentru ca acea plasma nu poate sa atinga marginea reactorului ca il topeste.
In cazul reactorului de fisiune, excitarea nucleara se face in o parte a materialului, acesta e inconjurat de un mediu de control si pentru ca el e solid si excitat energetic doar intr-o zona care nu e aproape de peretele reactorului acest perete poate sa reziste.
La fuziune ai gaz, care se poate imprastia oriunde. Si reactia nucleara e mai greu controlabila ca zona de activitate. Asa ca trebuie sa formezi un curent care sa tina acel material extrem de fierbine departe de pereti.

Edited by SCORILO-CORYLLUS, 20 March 2018 - 11:14.

karax, on 19 martie 2018 - 18:20, said:

Pai "bateriile"produc foarte putina energie fata de costul lor. Producerea directa de electricitate din reactii nucleare este foarte ineficienta si in plus materialele sunt scumpe.

Ma rog daca asa stau lucrurile....eu imi si imaginasem un reactor pe baza de forte fundamentale care sa nu implice radiatii periculoase si nici activarea blanketului, dar daca zici ca energia scoasa e foarte putina...
Desi la o adica cam cata energie s-ar consuma , avand in vedere ca ai avea cam tot un gaz de particule , ca la fuziune , si ca nu sunt necesare cine stie ce viteze? In rest avand o densitate de particule mare nu cred ca s-ar pune problema caldurii in blanket.... adica sa fie o temperatura prea scazuta.

Producerea directa de electricitate din reactii nucleare este foarte ineficienta - in sensul ca o mare parte a energiei (in aceste baterii) este eliberata sub forma de energie cinetica, care se converteste in celel din urma in caldura, si doar o mica parte este produsa direct susub forma de sarcina electrica.
Acum, hai sa nu mai discutam "la general", pt ca e pierdere de timp.
Concret, propune ceva utili si construibil si eventual iti vom spune daca se poate sau daca nu.

Legat de fuziune sper ca s-a inteles mai sus ca bilantul pozitiv se obtine din diferenta de masa in urma reactiei de fuziune, care la origine pleaca de la tritiul introdus fizic in reactor, si din care practic se extrage energie cuantica, energie care este deja "inmagazinata" in el inainte de pornirea reactorului de fuziune. Desigur tritiul se obtine ca produs secundar in alt reactor de fisiune, motiv pt. care producerea lui este scumpa si are un pret de ~ 30 K USD / gram. ( si are si perioada de injumatatire de 12,5 ani...)

Legat de energia cinetica, am sa remarc totusi si legat de ea ceva interesant.

De la 200 m/s la 283 m/s energia cinetica se dubleaza.

Pe de alta parte, conform formulei E_c relativiste / extinse, de la 200 K Km/s la 283 K Km/s energia cinetica creste de peste 5,89344 X...

Edited by loock, 20 March 2018 - 16:13.