Anatoly Levenchuk (ailev) wrote,
Anatoly Levenchuk
ailev

Categories:

Термоядерные электростанции и технологический стек системной инженерии.

Я как-то говорил уже о том, что увеличение объема ITER на 15% дает удвоение стоимости проекта (почему его и делают на 85% потребного для полномасштабной реакции размера, а не на все 100% -- http://ailev.livejournal.com/537832.html). Вот почему мой стек технологий с термоядерным окончанием (http://ailev.livejournal.com/651423.html) имеет значение -- он способен снизить цену, и сделать за счет этого термоядерную энергетику реальностью.

Для меня это вполне достойная долгосрочная цель, ибо энергия никогда лишней не бывает. Про сферу Дайсона можно только мечтать, а термоядерная энергия -- вот она, рукой подать, ежели деньги есть. Термоядерная электростанция -- всем гаджетам гаджет. Атомные станции самых разных суперпередовых конструкций -- это не так интересно. Космос -- поэтично, но не так прагматично (кстати, вывод 1кг в космос и установочная цена 1Квт электроэнергии сейчас примерно одинаковы -- $1200-$1600, если речь идет о тепловой энергетике. И $2500 за атомный киловатт. Стоимость вывода в космос стремительно падает в связи с последними разработками частной космонавтики, а вот с ограничиваемой режимом нераспространения ядерной энергетикой этого не происходит).

Зажечь маленькое солнышко на Земле -- это крайне сложно, но крайне полезно. И пока это очень и очень дорого. Запредельно дорого, экспериментальный термоядерный реактор DEMO обойдется $5000 за Квт в ценах 2000г. (я посчитал очень грубо -- он будет стоить вдвое дороже 4.57млрд евро реактора ITER, а его мощность будет 2Мвт -- http://ailev.livejournal.com/531704.html). Плюс риски. Поэтому DEMO планируют запустить только в 2033г.. Это огромный срок, в XXI веке на так долго технологические новинки невозможно планировать.

Получить работающую термоядерную станцию можно быстро только путем резкого уменьшения ее стоимости -- в разы, иначе для ее строительства просто не дадут денег. Для этого есть единственный выход: использовать новейшие технологии. Стоимость собственно материалов, из которых сделана станция -- бетон, металл и т.д. -- не такая уж запредельная. А вот эксперименты, проектирование, изготовление, монтаж, наладка, софт -- это уже сильно подороже будет.

Термоядерные установки сложны, запредельно сложны, хотя и сложны совсем другим образом, нежели морские нефтяные платформы, состоящие из десятка миллионов разных индивидуальных деталей. Совсем недавно PPPL (принстонская лаборатория физики плазмы, http://www.pppl.gov) закрыла весьма перспективный проект стелларатора, ибо не вписалась в выделенные $102млн. и дату запуска 2009г. (в апреле 2008г. обнаружено было, что требуется уже не менее $170млн., а дата запуска не ранее 2013г.). Проект закрыли, как не справившийся с конструированием и монтажом -- а вовсе не за "плохую физику" (http://www.pppl.gov/polImage.cfm?doc_Id=435&size_code=Doc). Это значит, что при отличных физиках а) были плохие САПР, б) было плохое управление проектом.

Для успеха термоядерного проекта нужно иметь не только отличную физику, но и отличный инжиниринг.

Самая современная технология инжиниринга, позволяющая сооружать сверхсложные объекты с заранее непонятными требованиями -- системная инженерия в ее моделецентричном изводе (http://ailev.livejournal.com/656619.html). ITER, кстати, строится как раз по ISO 15288, так что хотя бы в некоторых термоядерных проектах это уже сделано. Для этой технологии делаем стек софтовой поддержки -- набор САПР, плавно переходящий в набор софта по управлению изготовлением оборудования, стройкой и монтажем, и он же плавно переходящий к софту, поддерживающему эксплуатацию и ремонт по состоянию. И этот набор САПР, и набор технологий строительства должен быть таков, чтобы цена полноценного термоядерного реактора могла быть $2000 за Квт. Это не так страшно, это всего уменьшение текущей оценки стоимости вдвое. Это и есть основная идея моего технологического стека. Каждый его слой должен позволить уменьшить стоимость и сроки получения вышележащего слоя вдвое, для этого все и задумано.

Дальше может выясниться, что ITER и DEMO необязательно будут единственными термоядерными проектами ближайших десятков лет. И даже необязательно все термоядерные проекты будут токамаками (хотя, судя по всему, на не-токамаки в ближайший десяток лет денег давать принципиально не будут -- риски запредельно велики, а экономика первых термоядерных электростанций явно не будет такой, ради которой кто-то захочет рисковать).
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

  • 4 comments