Category: наука

Category was added automatically. Read all entries about "наука".

Зарубежные новости [24] -- тепло, свет и термоядерные нейтроны (китайские)

Казалось бы, после осенних событий и прочего негатива, уже ничто не может поправить предновогоднее настроение. И вот, внезапно, китайские новости выдали позитив: в прошедшую пятницу, в городе Хефей, столице провинции Анху.. в общем, какой надо провинции, началась постройка китайского термоядерного реактора для инженерных испытаний мощностью один гигаватт. Машина называется CFETR. Заглянул в вики, и вторично накрыло позитивом: там написано что постройка начнётся в двадцатых, а до двадцатых ещё целый год с лишним. Но хватит уже салата, пора впиться в сочное мясо этого внезапного позитива.

Проект разделён на несколько фаз. Первая фаза -- работа в непрерывном режиме, мощность 200МВт и коэффициент воспроизводства трития более единицы. Вторая фаза -- выполнение технических требований к DEMO: мощность более 1ГВт, затраты мощности на собственные нужды на уровне 8~9%, и самообеспечение тритием. Пользуясь случаем следует плюнуть в сторону французско-японского цирка с известным названием, где тритий зажечь собираются лишь к ~2035 году, во что впрочем никто не верит после всего что там уже не случилось. Разделавшись с цирком, вернёмся к позитиву. По последним китайским документам, уже в 2019 начнутся испытания масштабной модели криогенной сверхпроводящей катушки для подтверждения технических решений CFETR. Для второй фазы катушки будут более дерзкие -- на основе высокотемпературного сверхпроводника (Bi2Sr2CaCu2O8). Не забыт в проекте и тёплый ламповый элемент -- клистрон мощностью 500кВт на частоте 7.5ГГц, и гиротрон мощностью 1МВт на частоте 170~230ГГц. Очевидно что такие полезные генераторы микроволнового излучения найдут применение не только в мирном термоядерном реакторе. Ещё интереснее выбранное решение для наработки трития. Керамический силикат лития будет мишенью для термоядерных нейтронов, однако между ним и плазмой будет много бериллия, в функции которого упомянуто размножение нейтронов. Выбранные решения показывают на вычислительной модели коэффициент воспроизводства трития 1.21 на первой фазе, и 1.15 на второй. Охлаждаться это хозяйство будет гелием -- 300С на входе, 500С на выходе. Особенно впечатляет количество бериллия -- толщина стенки около метра, и там почти сплошной бериллий. И закончить нужно на особенно позитивном аспекте: возиться с тритием и менять модули реактора будут роботы. Столь мощный китайский напор по столь замученной карьеристами, бюрократами и беспощадным "международным сотрудничеством" прорывной научно-технической теме поддержит и другие термояденые проекты, потому что в один долгожданный и неописуемо прекрасный день ум политиков посетит мысль о том что ИТЭР только обещает, тянет время и тратит средства (ДЕМО даже не обещает), а вот в конкурирующей организации уже достигли практических результатов, превышающих самые лживые обещания карьеристов и бюрократов ИТЭР. И вот тогда балласт придётся отцепить, и попроситься (уже платно) в побеждающую команду, иначе получится некрасиво, особенно в аспекте борьбы за зелёные идеалы. Хотя в этом аспекте термоядерная энергия получается не только зелёной, но и светящейся: при постоянной замене модулей реактора, количества облучённых конструкционных материалов будут значительными, ну и про выбросы трития китайские товарищи сразу честно предупредили -- немножко будет улетать, примерно три грамма в год поначалу, потом меньше. Это порядка половины кубометра чистого трития в год, если я правильно помню его плотность. Никто и не обещал что в борьбе за зелёные идеалы не будет жертв. Кстати, при таком изобилии трития и нейтронов, китайские товарищи могут "на сдачу" быстро нарастить ядерный арсенал до любого желаемого уровня.

И чтобы два раза не вставать, ещё одна позитивная новость на смежную тему. Группа учёных с большим количеством русских фамилий, хотя лишь один из соавторов числится в российском научном заведении, показала сверхпроводимость в гидриде лантана при температуре 250К и давлении 170ГПа. Это рекорд. Давление конечно "повышенное", но открытие показывает что при близких к комнатным температурах существует сверхпроводимость, и не только в глубинах Юпитера.

Четвёртое поколение -- люди работают

Каждый сколько-нибудь честный человек не может просто так спать лечь, не поинтересовавшись как идут дела по созданию ядерного оружия четвёртого поколения. Вкратце: люди работают.

Наткнулся на обзор 2015 года -- не какого-то там забытого звёздно-военного рейгановского 1985 года, а недавнего кинетически-мирного обамовского 2015 года -- на тему производства и изучения холодных антипротонов и антиводорода. Напомню что функция этого материала для ядерного оружия четвёртого поколения равна функции урана для ядерного оружия первого поколения -- это в целом всё что заслуживает внимания во всей теме. Обзор подготовлен для управления по научным исследованиям лаборатории военно-воздушных сил штатов. Автор обзора -- маститый учёный, пионер методов захвата и охлаждения антипротонов, занимавшийся исследованием холодного антивещества всю жизнь. Содержание обзора в целом сводится к решению проблемы удержания холодного антиводорода в ловушках, и лазерного охлаждения антипротонов. Достаточно сказать что в результате его работ достигнута температура антиводорода 4.2К (0.3мэВ) -- это намного ниже температуры плавления водорода.

Среди кучи публикаций по антипротонам, заметил интересную (уже не новая, 2008 год) -- по экспериментальному подтверждению отражения антипротонов твёрдой поверхностью. Авторы работы видимо не поверили что антивещество всенепременно аннигилирует при контакте с веществом, и проверили как оно на самом деле. Оказалось что 20~30% луча холодных (1~10кэВ) антипротонов отражалась алюминиевой стенкой, а расчёты показывают что ~50% антипротонов с энергией 500эВ могут быть отражены. Физическое объяснение эффекта сводится к уменьшению на порядки при таких энергиях вероятности сближения антипротона с ядром на достаточное расстояние для ядерной реакции. Интересно как там с отражением в 2015 году, при энергиях 0.3мэВ -- об этом ничего не нашлось, хотя интересно наверняка не только мне. Всё это глубоко научное и далёкое от чего-либо исследование, но как уже объяснили авторы работ по четвёртому поколению, физика таких работ неотличима от чисто научных исследований.

Вывод из этого очевиден. Так же как и при Рейгане, военные интересуются темой, у которой есть лишь одно военное применение. А учёные работают над улучшением методов охлаждения, удержания и накопления антипротонов в ловушках, получая (пока небольшое) финансирование от военных. Для практических целей им нужно достичь достаточной ёмкости ловушек, и накопить нужное для реакции количество антипротонов -- это путь улучшения и совершенствования, без потребности в больших научных прорывах. Несомненно что когда учёным удастся "бахнуть" немного термоядерного горючего без использования делящихся материалов, финансирование резко увеличится, а публикации резко исчезнут. А до тех пор следует подождать первых результатов работы петаваттных лазеров (XCELS в РФ, ELI Европе и ещё в Китае), интенсивность луча которых теоретически достаточна для синтеза антипротонов из вакуума (с мишенями или без -- есть лишь один способ узнать наверняка).

Интересно как там с этой темой у товарища Шойгу. Росатом участвует в создании (немецкого) центра по исследованию ионов и антипротонов, до начала работы которого ещё далеко (2025). Но это же немцы в Германии, а РФ там младший партнёр.

Зарубежные новости [05] - ужасы торговой войны для Китая и долгожданная сверхпроводимость

Торговая война Трампа против Китая наносит Китаю ужасный ущерб. Например, немецкий химический гигант BASF собрался потратить 10 гигабаксов на строительство своих химических заводов в Китае, а это неизбежно причинит моральные страдания экологам. А чтобы продлить эти страдания, строительство завода будет растянуто на десять лет, и закончится крупнейшим подобным производственным комплексом в Азии. Конкретно, начнут с производства мощностью 1Мт этилена в год.

Не только немцы наносят ущерб Китаю. Корпорация "Тесла" построит в Шанхае свою третью гигафабрику, в результате чего полмиллиона новых электромобилей ежегодно будут наносить ущерб китайской экономике. Глава "Теслы" лично объявил об этом. Также отмечено что это крупнейшее в истории иностранное производство в Шанхае.

Известная слабость китайского народа к соевым бобам ужасно используется американцами -- южными американцами, которые заняли место северных американцев в бизнесе по коммерческому использованию этой слабости. Стоило китайской государственной корпорации зерновых резервов вынужденно прекратить импорт соевых бобов из северной Америки с апреля, как южная Америка воспользовалась этим с целью продавать этот ужасный товар в Китай с ещё большим темпом.

И последняя из серии ужасных новостей из Китая. В первой половине 2018 в Китае продано 412к электрических и гибридных машин, что более чем вдвое больше чем год назад. Нетрудно увидеть как слабость китайского народа к модным электрическим машинам будет жестоко эксплуатироваться врагами Китая, намерившимися делать прямо в Китае полмиллиона таких машин.

А теперь новость хорошая, мягко выражаясь, или точнее изумительно прекрасная, долгожданная и оптимистичная. Японские учёные больше не могут скрывать своё открытие сверхпроводимости специально приготовленного графена не только при комнатной температуре, но и гораздо выше. На сверхпроводимость указывает ряд характерных физических эффектов: циркулирующий на протяжении пятидесяти дней ток в цепи, внезапнное изменение сопротивления при строго определённых температурах от 90°С до 231°С (для разных вариантов образцов), мощный диамагнитный эффект (эффект Мейсснера), а также "вмораживание" магнитного поля. Ещё более позитивно что для приготовления материала не нужны экзотические или труднодоступные вещества, поэтому все это будет легко проверено многими лабораториями и даже отдельными энтузиастами. Указывающих на сверхпроводимость материала эффектов сразу много, поэтому повод для оптимизма очень обоснован. А это автоматически ещё более изумительная новость для строителей всех типов термоядерных машин с магнитным удержанием -- исключение таких требований как жидкий гелий, или даже азот, а также трудных во всех аспектах керамических высокосверхпроводников, радикально снизит стоимость машин, увеличит доступные объёмы магнитного поля, или всё это сразу. От обычного однослойного графена сверхпроводящий графен отличается лишь тем что на него подули одним из типов алканов -- простых органических веществ, например гексана, который применили авторы открытия. Если открытие подтвердится экспериментально, что очевидно сможет сделать почти кто угодно, заказав все эти вещества по инету, жить станет лучше, жить станет веселее, но наверно не всем.

«Электрон» полетел

Со второй попытки лёгкая ракета-носитель «Электрон» выведена на орбиту, и полезная нагрузка отделилась. В космосе стало на одну камеру больше, что уже абсолютно неважно, а у вас там внизу тут стало больше на одну коммерческую лёгкую ракету с приемлемой ценой запуска -- теперь их одна! За пять мегабаксов ракета поднимает 150кг ($33к за кг) на солнечно-синхронную орбиту высотой 500км; на другие орбиты может поднять до 225кг ($22к за кг). Масса полезной нагрузки для суборбитальных полётов без лишних вопросов и просвечивания рентгеном к сожалению не указана.

Также следует упомянуть что все основные компоненты уже серийно производящегося двигателя этой ракеты строятся электронно-лучевым фабрикатором -- двигатель строится за 24 часа. Топливный насос двигателя электрический, на батарейках. Компания делает свою авионику, а контупер ракеты построен на FPGA. Компания заявляет о полной вертикальной интеграции производства -- от материалов для постройки ракеты, до вывода нагрузки на орбиту. Клиенты уже есть. Это "новый космос".
При полностью загруженном производстве, Rocket Lab собирается делать более 50 запусков в год, и получила разрешения на 120 запусков в год. До начала коммерческих запусков уже подписаны контракты, в том числе НАСА, Spire, Planet (их спутник сейчас полетел), Moon Express и Spaceflight.

«Электрон» не полетел [обновлено]

Ракета «Электрон» не полетела со второй попытки. За две секунды до взлёта в районе первой ступени что-то немного бахнуло. Хотя ничего не загорелось и не отвалилось, решили сегодня больше не злить Вселенную -- всё терпение Вселенной сегодня уже потрачено амами с их военным доминированием, установкой правил и ценностей.

з.ы. Недолго искали причину. Пуск был автоматически отменён из-за роста температуры жидкого кислорода, которая из-за неправильного режима сброса испарений, который из-за неправильно тёплой погоды. Решение простое. Следующая попытка завтра.

А вот теперь я волнуюсь за "Электрон", причём даже не за этот конкретный на старте, а за весь проект. Инцидент, как и предыдущий инцидент, показал явные признаки (или следы, или травму от) agile: сделали быстро, потестили, пропатчили, потестили, пропатчили, потестили, пропатчили... Как выразились доминантные анонимусы в НАСА в адрес технических групп, когда их шаттл и экипаж не долетели из-за отвалившейся при пуске термоизоляционной пены, "вы не понимаете свою машину" -- и это было после многих лет полётов и возни с ней. Команда "Электрона" явно не понимает свою машину и её пусковую установку -- прошлый полёт закончился из-за недоразумения, этот чуть не закончился из-за непонимания. Какой бы ни была красивой машина, неудачно пропатчить её можно только один раз. Сколько раз удастся пропатчить "Электрон"? Кстати, в это же время анонимусы с зарплатой 500 баксов патчат "Фрегат" -- давно летающий и условно-надёжный разгонный блок с ценой, за которую было бы не стыдно даже доминантам НАСА.

Росси получил патент на E-Cat

Патент номер 9115913, выдан 25 августа 2015. Что заслуживает внимания: после многолетнего полоскания мозгов никель назван не реагентом, а лишь катализатором; реагентами названы литий и водород, получаемый при разложении LiAlH4. Прежде про литий ни слова не было, был лишь неназванный "особый компонент", который методом исключения может быть только литием (прежде водород подавался в виде газа) -- автор врал. Поэтому в целом в результате загадочного "эффекта Росси" (LENR, теории которой ни у кого нет) водород становится очень холодным нейтроном, литий его захватывает и разваливается (на альфу и тритий?). Никель не реагирует и может быть заменён палладием и платиной. Также упомянут радиационный экран, а в демонстрациях радиации "не обнаруживалось" -- тритий так ныкать легко.


...it has been found that a suitable mixture would include a starting mixture of 50% nickel, 20% lithium, and 30% LAH. Within this mixture, nickel acts as a catalyst for the reaction, and is not itself a reagent. While nickel is particularly useful because of its relative abundance, its function can also be carried out by other elements in column 10 of the periodic table, such as platinum or palladium.


Интрига слишком затянулась, хочется окончательной расправы развязки. Теперь-то проверить можно -- описание всего очень подробное, вплоть до методов приготовления катализатора. Нейтроны, если они там есть, тоже можно найти анализом спектра гаммы от активации алюминия.

Новости из Японии

ZH: Растёт производство трития в вытекших в землю реакторах разрушенной АЭС Фукусима. Компания TEPCO (оператор АЭС) теряется в догадках о причинах роста содержания трития в вытекающей в Тихий океан воде, но Капитан Очевидность спешит на помощь.

Есть только один практический способ производства трития -- это захват нейтронов протием или дейтерием. Чтобы этот захват стал возможен, нейтроны должны откуда-то постоянно появляться. В АЭС нейтроны обычно появляются в ядерном топливе, но только при условии идущей в нём цепной реакции деления. Чтобы производство трития шло с ускорением в вытекшем в землю ядерном топливе, в нём должна идти цепная реакция деления. Это значит реакторы Фукусимы продолжают работать, уже растекшись где-то в глубине земли.

Но это ещё не всё от Капитана. Реакция идёт очень медленно, запас топлива велик, а поступление замедлителя нейтронов (грунтовой воды) не прекратится, поэтому в Японии работает первый в мире (за последние два миллиарда лет после Окло) "природный" ядерный реактор.

Капитан ещё не закончил. Работающий в земле "природный" ядерный реактор Фукусимы полностью исключает возможность очистки территории в ближнем, дальнем и запредельном будущем. Попытка раскопать активную зону работающего реактора вместе с наработанными вокруг него в грунте осколками деления, продуктами их распада и активации грунта, вернёт ситуацию в 2011 год, когда из разрушенных реакторов поднимался радиоактивный пар и пыль.

С Капитаном спорить очень тяжело даже японцам, даже из TEPCO, поэтому они проявили настоящий самурайский дух и решили заморозить работающий ядерный реактор под предлогом заморозки грунтовых вод. Для этого им потребовалась охлаждающая установка мощностью более пяти мегаватт, что позволяет оценить генерируемую тепловую мощность реактора. Пока что побеждает реактор -- вода с растущим содержанием трития вытекает в Тихий океан. Зная мощь самурайского духа, Капитан Очевидность прощается с Японией на два миллиарда лет -- мощность охлаждающей установки будет удвоена, утроена, и снова удвоена, потому что шиката га наи.

Квантовый навигационный сенсор

FT: Квантовый "компас" может заменить GPS

Поверхностное описание метода работы сенсора в изложении FT:
1. холодные ионы изолированы в ловушке от всех внешних электромагнитных возмущений, кроме магнитного поля планеты, которое на них влияет;
2. измерение изменения состояния ионов позволяет измерять изменения магнитного поля планеты (предположительно сопоставляя их с точной цифровой картой поля, которую нужно ещё иметь);
3. возможные способы внесения помех в сигнал сенсора пока неизвестны, что пока очень радует военных.

На эти исследования правительством UK выделено 270 мегафунтов, и UK считает себя в авангарде этой темы, но занимаются этим многие в мире. На сегодня размер сенсора -- около около метра, что уже достаточно для практического использования везде, кроме носимых приборов, но поставлена цель сделать портативный сенсор. Прототип будет готов через три-пять лет. Первое применение будет на ПЛАРБ.

Квантовая батарея

Как работает -- почти непонятно, но на квантовом эффекте, а не на химической реакции, поэтому "квантовая". Заявлены революционные характеристики -- 100к циклов перезарядки, плотность энергии 500 Вт-ч/л, плотность мощности 8000 Вт/л, рабочая температура -25~85 С, кривая разряда пологая или горизонтальная. Напряжение 1.5В, структура гибкая и тонкая.

Батарея конструктивно состоит из металлической фольги в основе, на которой смесь оксидов титана, олова и цинка в виде порошков образует структуру металл-диэлектрик-полупроводник. Диэлектриком и связующим для порошков является полимер или неорганическое соединение. Дальше магия: при формировании структуры батареи, ультрафиолетом формируются новые энергетические уровни, в результате чего конструкция приобретает качества батареи, перечисленные выше.



Демонстрация батареи в действии не требует коментариев -- она работает. Всё же хотелось бы знать как...

Сингулярность некачества

DigiTimes: Средний срок службы потребительской электроники достиг трёх месяцев.

Вдумайтесь в это число.

Три месяца "служит" устройство, в котором уже практически нечему ломаться, даже если оно сделано без расчёта на длительную работу. Около месяца занимает цикл изготовления крупной микросхемы. Как минимум несколько месяцев занимает цикл проектирования крупной микросхемы. Некрупные микросхемы давно поглощены крупными, потому что из списка компонентов давно выжимают последние центы. Кому не нравятся крутилки и физические кнопки на технике? Всем они нравятся, напрасно это скрывать -- людям нравится крутить физически еручки, пусть это даже резистивный регулятор громкости, и трогать физические кнопки, потому что людям нравятся тактильные ощущения. Откуда взялись все эти сенсорные кнопки? Они из бухгалтерии, чтобы выжать пару центов экономии на компонентах. Уже недостаточно использовать расчитанные на деградацию через полгода аккумуляторы -- слишком долго, нужно три месяца. Пробовали бумажные одноразовые мобильные телефоны делать -- не прижилось, противно взять в руки такое. Принуждение к покупке через создание новых функций также исчерпало свой резерв, когда само появление новый функций перестало быть новым. Но ведь никто этого не хотел -- фантастика прошлого, откуда почти всё это неосознанно вытащено, была совсем другой.

Чтобы далеко не ходить, возьмём фантастику пятнадцатилетней давности -- Вавилон-5 (Б5). Очень богатая идеями и образами история длительностью пять лет, не считая продолжений. Что там с коммуникационными устройствами? Налепленные на руку фишки с универсальной закрытой голосовой связью, возможностью ограниченного дистанционного управления электронными устройствами и определения местонахождения устройства в объёме станции или корабля. Никаких цветных экранчиков, чатиков, игрушечек, камер, вымазанных кожным салом стёкол и прочих свистелок и дуделок -- безотказная функциональность, компактная конструкция, высокая универсальность и защищённость связи, и пять лет сюжета работа без замены, за исключением случаев утрат и повреждений. Практически то же самое в Стартреке и Фарскейпе. При придумывании Б5 никто не мечтал о коммуникаторах, срок службы которых три месяца. В фантастическом будущем люди немного лучше, совсем немного.

В далёком прошлом, когда над землёй летали птерода самолёты из чистого алюминия, а спутники ещё не умели даже пищать, жил Вильям Деминг. Так уж получилось, что он считается героем Японии, а заслугой его стало создание и реализация (в Японии) методик управления производством, которые сделали из г..рязи японское технологическое диво. Деминг дал определение качеству: это отношение результатов затраченного труда к полным затратам. Деминг придумал много чего, что потом стало кайзеном и сделало какую-то там тойоту той самой Тойотой.

Некоторые из принципов Деминга о качестве:
1. "Неуправляемые изменения -- враг качества." Сокращение срока службы электронного устройства до трёх месяцев при постоянном изменении бессмысленных мелочей -- это неуправляемое изменение без какой-либо цели. Если ещё вспомнить про программый компонент этих устройств, то интенсивность внесения изменений, затраты труда и достигнутые этим результаты позволяют вычислить качество: его нет, вообще; с каждым новым устройством оно стремится к нулю так быстро, что можно округлить до нуля.
2. "Дефекты небесплатны. Кто-то их делает, и кому-то за это платят". Мы знаем кто эти люди. Но мало кто знает, что в миллионах строчек кода, проникшего во все аспекты вашей жизни, и возможно в некоторые аспекты вашей смерти, содержится в среднем пять процентов дефектов. Каждая двадцатая строчка содержит дефект, и может либо не сделать ничего, либо попасть в выпуск новостей, либо жестоко убить вас или ваших близких. Качество не заказывали.

Деминг умер в 1993. Качество, лишившись пророка, вскоре умерло от горя. Следом умерли идеи фантастики, которые сегодня можно реализовать, но некому и наверно уже не для кого. На этом фоне затраты труда, минеральных ресурсов и энергии на замену устройств каждые три месяца, которые легко могут проработать десяток лет безотказно -- это лишь скучная эпитафия, мимо которой можно пройти не останавливаясь.

p. s. В никому неизвестных чёрных ящиках, куда никогда не заглянут без допуска, работают никому не известные качественные электронные устройства, в которых действуют совсем никому не известные качественные программы, управляющие работой авиадвигателей, реакторов и спутников связи, где цена ошибки исчисляется миллиардами денег или годами строгого режима, а срок службы -- годами и десятилетиями безотказной работы. Будущее уже пришло, но его никто не встретил.