Сможет ли термоядерный синтез решить энергетические и климатические проблемы человечества?

Глобальное потепление и повестка дня, связанная с борьбой с ним, доминируют в мире. При этом однако в тени интересов общества остается вопрос термоядерного синтеза, который в принципе решает все энергетические и климатические проблемы человечества. Атомная энергия – сначала это было расщепление ядра, а теперь слияние ядер – до сих пор остается главным шансом человечества на резкое сокращение выбросов парниковых газов в атмосферу до нуля к 2050 году, о чем сказал Фредерик Бордри, руководивший разработкой и строительством другой безумно сложной установки для проведения научных экспериментов – Большого адронного коллайдера в ЦЕРН, пишет британская Independnt. «Когда мы говорим о стоимости ИТЭР, это мелочь по сравнению с его воздействием на процесс изменения климата, – добавил он. – Нам придется найти необходимые средства». В ходе термоядерного синтеза энергия образуется, когда атомы водорода сливаются вместе, образуя более тяжелые элементы, такие как гелий.

Читать далее

Как обеспечивается безопасность энергоблока АЭС с водяным реактором: унифицированный подход к решению задачи

Представленный в этом обзоре подход применяется в одноконтурных АЭС с водяным или паровым реактором, а также к двухконтурных АЭС, в первом контуре которых присутствует вода или пар. Наибольший эффект по эффективности новых систем безопасности \ (СБ) и экономии материалов на единицу мощности достигается в модульных энергоблоках интегральной или компактной компоновки с металлическим контайнментом, высота которого превышает диаметр. В качестве примера можно привести одноконтурный быстрый паровой реактор (БПР-300), водяной кипящий (ВК) и т.д., двухконтурные водо-водяной интегральный реактор (ВВИР-300, аналог IRIS) и ВБЭР-300. Системы, обеспечивающие безопасность энергоблока, должны обеспечить две противоречащие друг другу функции: передать излишки тепла реактора конечному поглотителю (окружающей среде) и локализовать выход радиоактивных продуктов внутри барьеров безопасности (не допустить их выход в окружающую среду).

Читать далее

Из истории создания автомобильных радаров: текущие тренды и перспективы

С каждым годом количество автомобилей в мире растет стремительным темпом. В 2010 году число эксплуатируемых автомобилей перевалило за миллиард. По оценке известной во всем мире Международной Ассоциации автопроизводителей, (OICA) в 2015 году эксплуатировалось около 947 млн легковых и 335 млн коммерческих автомобилей [1]. Продажи автомобилей в 2020 году достигли 78.49 миллионов единиц. Предполагается, что к 2035 году количество автомобилей в мире достигнет 2 миллиардов. Каждый год в мире в дорожно-транспортных происшествиях (ДТП) гибнет около 1.2 миллиона человек [2]. По данным  ГИБДД,  за 9 месяцев 2021 года в России зарегистрировано 96314 ДТП. В ДТП погибло 10516 человек, еще 121573 получили травмы и увечья различной тяжести [3]. По данным американского агентства NHTSA, в 90% случаях ДТП происходят по вине водителя. Основными причинами ДТП является нарушение правил дорожного движения, усталость, разговоры по мобильному телефону и т.п. Для предотвращения травм и летальных исходов в конце 50-х годов в автомобилях начали применять ремни безопасности.

Читать далее

Динамика и перспективы развития атомной энергетики в разных странах мира: краткий обзор

В 2021 году было подключено к сети 6 новых атомных энергоблоков (суммарно 5,3 ГВт): три в Китае и по одному в Индии, Пакистане и Объединенных Арабских Эмиратах. При этом было окончательно остановлено 10 блоков (суммарно 8,7 ГВт) – по три блока в Великобритании и Германия, и по одному блоку в Пакистане, России, Тайване и США. Из них примерно половина была закрыты по истечении срока эксплуатации и/или из-за технических проблем, половина – по политическим мотивам. Итого мощность мирового парка АЭС сократилась на 3,4 ГВт до примерно 389 ГВт, а количество действующих блоков составило на конец года 438 в 32 странах. Несмотря на это, выработка электроэнергии на АЭС в мире выросла на 3,5% по сравнению с 2020 годом и почти вернулась к уровню  доковидного 2019-го. При этом в Китае выработка выросла примерно на 9%. А в Евросоюзе на 7%, так что доля АЭС в электроэнергетике ЕС поднялась до 27,4% – атом по-прежнему крупнейший единичный источник низкоуглеродной энергии в Европе.

Читать далее

Космический DATA-центр: проблемы на пути к технической реализации

В прошлом году человечество впервые развернуло в космосе обычный центр обработки данных. В феврале 2021 года на Международной космической станции (МКС) была установлена система HPE Spaceborne Computer-2. На борт были доставлены машины двух моделей HPE Edgeline Converged EL4000 Edge и HPE ProLiant, оснащенные графическими процессорами Nvidia T4 для решения задач искусственного интеллекта. Это был первый готовый сервер, используемый в космосе для реальных рабочих нагрузок. “Цель миссии состояла в том, чтобы избежать затрат времени и средств на создание усиленной защиты компьютеров”, – здесь и далее говорит Марк Фернандес (Mark Fernandez), главный разработчик программы в Hewlett Packard Enterprise в интервью порталу Data Center Knowledge. Большинству компьютеров в космосе, что стоят на марсианских спускаемых аппаратах, спутниках и системах управления космическими станциями уже десятки лет. Специальные, так скажем “закаленные” процессоры для космоса, что доступны сегодня, были выпущены примерно в 1995–1996 годах.

Читать далее

Можно ли напечатать ракету на 3D-принтере: как это делают в стартапе Relativity Space из YCombinator

Relativity Space, стартап из YCombinator, делает ракеты полностью напечатанные на 3d-принтере. У «Шаттла» было 2,5 млн деталей, у SpaceX и Blue Origin — 100 000 на ракету. У Relativity Space тысяча деталей, меньше, чем в автомобиле. От 80 до 90% стоимости ракеты уходит на оплату труда при обычном способе производства. Два основателя Relativity Space в 2015 году написали холодное письмо инвестору и тот выслал чек на $500к. Адрес электронной почты инвестора они нашли перебором 20 вариантов. Следующая инвестиция была $10 млн, потом еще $35 млн, а в октябре 2019 г. – еще $140 млн. В ноябре 2020 г. был проведен очередной раунд финансирования на $500 млн, в 2021 — $650 млн. Общий объем инвестиций — более 1,3 млрд долларов, при оценке всей компании в $4,2 млрд. Первая ракета стартапа Relativity Space – Terran 1 успешно прошла все наземные испытания. Чтобы напечатать вторую ступень ракеты высотой 6 м, потребовалось около трех недель. Демонстрационный запуск ракеты Terran 1 назначен на начало 2022 года с мыса Канаверал LC-16.

Читать далее

Внедрение толерантного ядерного топлива в мире: современные подходы к регулированию безопасности

В настоящее время основными материалами, наиболее широко используемыми в мировой практике для производства оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) энергетических реакторов на тепловых нейтронах, являются различные сплавы циркония. Так, в Российской Федерации на протяжении многих лет используются сплавы типа Э110, Э125 и другие, которые представляют собой сплав циркония и ниобия [1]. Из зарубежных аналогов могут быть отмечены циркониевые сплавы типа Zircaloy, а также сплав ZIRLO, которые применяются в США [2]. По своим свойствам указанные российские и зарубежные сплавы в целом близки, однако традиционные для российских атомных станций (АС) сплавы Э110 и Э125 имеют меньшую склонность к гидрированию металла за счет меньшего количества примесей, в то время как американские аналоги являются более коррозионностойкими и имеют более низкое сечение поглощения нейтронов. Примеры составов циркониевых сплавов приведены в таблице [1, 2].

Читать далее

Из истории становления теории алгоритмов и распознавания образов: вклад Юрия Ивановича Журавлева

14 января 2022 года скончался Юрий Иванович Журавлев, выдающийся ученый в области математики, прикладной математики и информатики, автор основополагающих научных работ в области булевой алгебры, исследования операций, методов оптимизации, теории алгоритмов и распознавания образов. О своем учителе и об особенностях созданной им школы рассказывает доктор физико-математических наук Константин Воронцов. Юрий Иванович Журавлев, выдающийся ученый в области математики, прикладной математики и информатики, автор основополагающих работ в области булевой алгебры, исследования операций, методов оптимизации, теории алгоритмов и распознавания образов. Юрий Иванович Журавлев родился 14 января 1935 года. В 1957 году окончил механико-математический факультет МГУ, в 1959-м, там же, аспирантуру. В 1959‒1969 годах работал в Институте математики Сибирского отделения АН СССР в Новосибирске. С 1969-го — в Вычислительном центре АН СССР (в настоящее время — ВЦ РАН ФИЦ ИУ РАН): завлабораторией, завотделом, заместителем директора по научной работе.

Читать далее

Сверхзвуковая гражданская авиация: показатели экономики Ту-144 и Concorde в сравнении

Всем нам хочется передвигаться быстрее. Но самолеты нас не радуют, они никак не желают летать все быстрее и быстрее, как велит прогресс. Мало того, они стали медленнее. Но почему? Почему как и 50 лет назад перелет из Лондона в Нью-Йорк занимает все те же 8 часов что и 50 лет назад? Почему самолеты летают так медленно? Этот вопрос нужно разделить на два. Первый будет касаться гражданской авиации и пассажирских самолетов, а второй — боевых самолетов из самых скоростных: истребителей, разведчиков и перехватчиков.  Современные лайнеры «застряли» на скорости 900-950 километров в час. Как видно из графика ниже, самый массовый пассажирский самолет Боинг 737 не слишком сильно увеличил свою скорость с момента первого полета. Почему пассажирские самолеты не летают быстрее? Простой ответ — это слишком дорого, а поэтому и невыгодно. Вот например, максимальные скорости современных лайнеров.

Читать далее