Валентин Урбан: aby se napít, známky a extáze Голосов: 1 Адрес блога: http://dubva1.livejournal.com/ Добавлен: 2008-08-04 10:21:30 блограйдером pinker

Энергонадежды населения земли

2011-12-05 16:32:02 (читать в оригинале)

Спустя полста лет после первого военного внедрения население земли впритирку подошло к использованию термоядерной реакции в мирных целях.





Итак, свершилось! 28 июня собравшиеся в Москве представители Рф, США, Евросоюза, Стране восходящего солнца, Китая и Южной Кореи заявили, что интернациональный экспериментальный ядерный реактор соорудят в поселке Кадараш, который находится на юго-востоке Франции поблизости городка Экс-ан-Прованс. В 1988 году конкретно там ввели в эксплуатацию наибольший в мире плазменный реактор на сверхпроводящих магнитах Tore Supra.


Путь длиною в 20 лет


Это решение положило конец растянувшимся на 18 месяцев общественным спорам и закулисным переговорам о местоположении реактора. Оно было принято без малого через 20 лет после того, как мысль сотворения реактора обрела интернациональный статус. В первый раз она дискуссировалась на высочайшем уровне сначала октября 1985 года во время встречи Генерального секретаря ЦК КПСС Миши Горбачева и президента Франции Франсуа Миттерана. Эта мысль получила предстоящее развитие через полтора месяца, когда Горбачев провел переговоры в Женеве с президентом США Рональдом Рейганом. Скоро обусловился начальный круг партнеров по разработке реактора – СССР, США, Евросоюз и Япония (с течением времени к ним присоединились КНР и Южная Корея). В 1999 году США вышли из числа участников этой программки, но через четыре года сочли за благо вновь к ней возвратиться. Полностью возможно, что в скором времени к ней присоединятся также Индия и Бразилия.


Машина, которую построят в Кадараше, не сумеет работать в качестве термоядерной электростанции, но, может быть, приблизит время ее возникновения. Неслучайно ее окрестили ITER. Эта аббревиатура расшифровывается как International Thermonuclear Experimental Reactor, но имеет и символический смысл, по-латыни iter – дорога, путь. По плану конструкторов, кадарашский реактор должен проложить путь к термоядерной энергетике грядущего, которая обеспечит выживание населения земли и после истощения припасов угля, нефти и газа. Вобщем, она пригодится и по другой причине. Через 40–50 лет населению земли придется резко уменьшить внедрение органического горючего в связи с перегревом атмосферы, обусловленным возрастанием концентрации углекислого газа.


Малость физики


Хотя журналисты не устают говорить, что ITER воспроизведет на Земле процессы, протекающие в глубинах Солнца, это сопоставление не очень правомерно. Основой внутрисолнечного термоядерного синтеза является так именуемый водородный цикл, в процессе которого четыре протона преобразуются в ядро гелия-4, два позитрона и два нейтрино. Этот цикл содержит в себе несколько ядерных реакций, скорости которых зависят от температуры и плотности солнечных недр. 1-ая из их, перевоплощение пары протонов в ядро дейтерия, позитрон и нейтрино, в среднем просит приблизительно 14 млрд лет (стоит вспомнить, что срок жизни нашей Вселенной несколько короче). Не приходится удивляться, что реакция известна физикам только на теоретическом уровне, в опыте еще никто ее не следил. Естественно, неким протонам удается повстречаться и слиться и за много наименьшее время. Будь по другому, термоядерная печь в центре сгустившейся газо-пылевой туманности, которая 4 миллиардов. 600 млн. годов назад отдала начало нашему Солнцу, не зажглась бы и до сего времени. Но из-за медлительности водородного цикла генерация энергии в центре Солнца в расчете на единицу массы смехотворно мала. Как ни феноминально, один гр солнечной материи выделяет даже меньше тепла, чем гр тела человека! Великанская мощность излучения Солнца, 3,8x1026 Вт, разъясняется его огромной массой. Потому в качестве источника энергии для электрических станций водородный цикл очевидно непригоден.


К счастью для нас, на нем свет клином не сошелся, есть и другие реакции. Для энергетического реактора идеальнее всего подходит слияние ядер дейтерия и трития, в итоге него появляется ядро гелия и нейтрон. Интересно, что энерговыделение этой реакции существенно меньше высвобождения энергии в водородном цикле – 17,6 млн. электронвольт (МэВ) против 26,2 млн. Но тут счет времени идет только на секунды, и потому она полностью устраивает конструкторов термоядерных реакторов. ITER как раз и будет работать на дейтериево-тритиевой консистенции. Источником дейтерия послужит рядовая вода, а тритий будут получать из облученного нейтронами лития, самого легкого из всех металлов, третьего элемента таблицы Менделеева.


Для преодоления кулоновского отталкивания дейтериево-тритиевую плазму нужно подогреть минимум до 100 млн. градусов. Но эта температура сама по для себя не повлечет за собой самоподдерживающийся ядерный процесс. В среднем на каждые 100 тыщ столкновений ядер дейтерия с ядрами трития приходится только единственный акт образования гелия. Потому для пуска реактора плазму следует не только лишь подогреть, да и очень сжать. Ее также нужно сохранить в таком состоянии настолько длительно, чтоб успело сгореть приметное количество термоядерного горючего. Требуемую плотность плазмы и длительность ее удержания можно вычислить на базе численного аспекта появления термоядерной реакции, установленного в 1957 году южноамериканским физиком Джеймсом Лоусоном и носящего его имя.


Как обеспечить выполнение аспекта Лоусона в лабораторных, а потом и в промышленных установках? На данный момент для этого есть только два многообещающих способа – магнитный и инерционный. В первом случае плазму изолируют при помощи сильных магнитных полей, которые препятствуют ее падению на стены реактора. В согласовании с условием Лоусона, при температурах порядка 100–200 миллионов градусов требуемая плотность плазмы составляет 200–300 триллионов частиц на кубический сантиметр (звучит страшновато, но это всего только несколько миллиграммов на кубометр), а время удержания – 2–3 секунды. При использовании второго способа дейтериево-тритиевые мишени обжимают при помощи лазерных импульсов. Этот метод позволяет в млрд раз прирастить плотность плазмы и в таковой же пропорции уменьшить продолжительность ее удержания. В принципе, может быть и сжатие плазмы ударными звуковыми волнами, которое временами рекламируют как «холодный» термояд, но оно никак не обеспечивает выполнение аспекта Лоусона. ITER задуман конкретно как агрегат с магнитным удержанием.


Блеф и действительность


Работа над схожими системами ведется уже более 50 лет. Андрей Дмитриевич Сахаров писал в собственных «Воспоминаниях», что в первый раз задумался об осуществлении управляемой термоядерной реакции в 1949 году, но «без каких-то разумных определенных идей». Дальше сработала рука судьбы в лице секретариата Берии. Летом 1950-го из суровой инстанции на заключение Сахарову было выслано письмо, отправленное в ЦК ВКП(б) младшим сержантом Олегом Лаврентьевым, который служил на Сахалине радиотелеграфистом. 24-летний Лаврентьев предложил полностью разумную схему водородной бомбы, также конструкцию промышленного термоядерного реактора, где изоляция плазмы осуществлялась за счет неизменного электронного поля. Сахаров в собственном отзыве очень лестно отозвался о Лаврентьеве, но выделил, что электростатическая теплоизоляция плазмы невыполнима на практике. Тогда же Сахаров сообразил, что плазму можно удержать магнитным полем, замкнутым снутри тороидальной обмотки. Через некоторое количество дней к этой дилемме подключился и Игорь Евгеньевич Тамм. Сахаров и Тамм высчитали конфигурацию магнитных полей, способных сжимать плазму в узкий шнур и препятствовать ее падению на стены камеры. Эти вычисления стали основой программки разработки тороидального магнитного термоядерного реактора, утвержденной Совмином 5 мая 1951 года. Научное управление этими исследовательскими работами было возложено на члена-корреспондента АН СССР Л.А. Арцимовича.


Совминовское постановление было принято в значительной спешке – и не случаем. 24 марта аргентинский президент Хуан Перон заявил, что австрийский физик-эмигрант Рональд Рихтер достигнул «контролируемого высвобождения ядерной энергии при температуре в миллионы градусов без внедрения уранового топлива». По логике, речь могла идти только о термояде. Курчатов доложил об этом Берии, который здесь же пробил решение о начале работ над русским реактором. Постановление подписал сам Сталин. Что до пероновской сенсации, то она, естественно, оказалась блефом. Рихтер не был шарлатаном, он экспериментировал с высокотемпературными дуговыми разрядами и полностью мог получить температуру порядка 50 тыщ градусов, но к термояду, естественно, даже и не приблизился. В позапрошлом году журнальчик Physics Today сказал, что опыты Рихтера облегчили аргентинскую казну на 62 млн. песо, около 10 млн. баксов по тогдашнему курсу.


За океаном на данную тему стали мыслить еще ранее. В 1946 году физики в Лос-Аламосе произвели расчеты 2-ух конфигураций «магнитных бутылок» для удержания плазмы – цилиндрической и тороидальной. Им показалось, что такие «сосуды» безизбежно будут подтекать, и потому далее вычислений дело не пошло.


В 1951 году южноамериканский физик Лайман Спитцер предложил более сложную конструкцию магнитного реактора, который он именовал стелларатором (кстати, в интервью 1988 года сам Спитцер поведал, что к разработке стелларатора его подвигнуло сообщение о заявлении Перона). 1-ые опыты со стеллараторами оказались плохими, но на данный момент с этими системами работают в США, Стране восходящего солнца и ФРГ. Приблизительно тогда же английские и южноамериканские физики начали опыты с магнитным удержанием газовых разрядов в трубках-бубликах (такие разряды именуются тороидальными пинчами). Позже были предложены и другие типы магнитных ловушек для плазмы. Но, как показало время, более многообещающей оказалась схема Сахарова и Тамма. Конкретно на ее базе были сделаны бессчетные реакторы-токамаки, к числу которых относится и ITER.


История Токамака


Считается, что слово «токамак» появилось как аббревиатура фразы «тороидальная камера с магнитными катушками». Но по сути это всего только комфортная расшифровка уже имевшегося наименования. Основная работа над магнитными термоядерными реакторами происходила в Институте атомной энергии, который в 1950-е годы маскировался под умеренным именованием Лаборатории измерительных устройств АН СССР (ЛИПАН). Этим занималось особенное подразделение – Бюро электронных устройств (БЭП), для которого быстренько выстроили отдельный дом рядом со зданием Отдела электроаппаратуры, где под управлением Арцимовича занимались электрическим разделением радиоактивных изотопов. В феврале 1953 года там состоялся семинар, на котором обсуждали доклад о разработке магнитного термоядерного реактора, приготовленный техническими руководителями проекта Н.А. Явлинским и И.Н. Головиным. Конкретно в этом сообщении будущая установка в первый раз была названа токамаком. Головин тогда произнес, что это просто сокращение слов «тока максимум». Создатели доклада считали, что сила тока в тороидальных разрядах намного превзойдет силу тока в прямолинейных трубках, отсюда и заглавие аппарата. С течением времени эта догадка была опровергнута, а вот термин «токамак» остался, и с конца 1950-х пошел гулять по миру.


Вот несколько вех истории этих установок. В 1954 году сотрудники БЭП приступили к испытаниям фарфоровой тороидальной камеры с магнитной намоткой, которая стала прототипом будущих токамаков. Необходимо подчеркнуть, что для расчета режимов ее работы под управлением Явлинского была сотворена одна из первых русских электронно-вычислительных машин ЦЭМ-1. В конце 1960-х на русском токамаке Т-3А была получена плазма с температурой электронов в 20 млн. градусов, а ионов – в 4 млн. и в первый раз записанно устойчивое термоядерное излучение плазменного шнура. Через 10 лет принстонский токамак RLT нагрел ионы в плазме приблизительно до восьмидесяти миллионов градусов. В 1995 году на другом южноамериканском токамаке TFTR температура ионов была доведена до 510 млн. градусов; позже этот рекорд был превзойден на японском токамаке JT-10, который разогрел ионы до 520 млн. градусов. Опыты на этих машинах и на крупнейшем в мире европейском токамаке JET позволили подогреть, сжать и удержать дейтериево-тритиевую плазму до кондиций, которые всего в пять-шесть раз не дотянули до выполнения аспекта Лоусона. Это большой скачок, если учитывать, что сначала 70-х годов аспект Лоусона удавалось воплотить только на малые толики процента.


Мегамашина


Установка ITER – поистине мегамашина: вес 19 000 т, внутренний радиус тороидальной камеры – 2 м, наружный – больше 6 м. Ее сооружение займет 10 лет, опыты начнутся не ранее 2015 года и продлятся пару 10-ов лет. По расчетам, на этой установке в первый раз получится выполнить лоусоновский аспект для дейтериево-тритиевой плазмы и запустить в ней термоядерную реакцию. Хотя реактору будет нужно неизменная наружняя энергоподпитка, он сумеет размеренно генерировать в 5 раз больше термический энергии, чем будет истрачено на нагрев плазмы (а в пиковых режимах – даже и в 10 раз). ITER сумеет развивать мощность в 500 МВт в циклах длительностью до 500 с (сравним: JET дает 16-мегаваттные «вспышки» продолжительностью наименее 1 с).


Допустим, все пойдет по плану – что тогда? Этот вопрос «ПМ» задала одному из огромнейших профессионалов по физике плазмы Роальду Сагдееву, реальному члену РАН и доктору физики Мэрилендского института: «Решение о сооружении реактора вызывает у меня смешанные чувства. Этот проект много обещает физике, но, по-видимому, ничего не даст экономике. Более того, нет никаких гарантий, что ITER станет макетом промышленных термоядерных реакторов, так как для этого могут пригодиться не токамаки, а совершенно другие установки».


По словам Сагдеева, сначала нужно выстроить долговременную стратегию поиска нестандартных источников энергии. Более реальный кандидат на эту роль – реакторы-размножители на стремительных нейтронах, но занимаются ими пока до досадного не достаточно, нет ни одного большого интернационального проекта. Не исключено, что ITER и его аналоги принесут основную пользу в качестве устройств, обезвреживающих бридерные «шлаки». Дело в том, что при работе реакторов-размножителей появляются долгоживущие радиоактивные элементы семейства актиноидов, от которых нужно как-то избавляться. Эти отходы можно «сжигать» при помощи потоков стремительных нейтронов, возникающих в токамаках при синтезе гелия из дейтерия и трития.


Эйнштейн утверждал, что наука – драма мыслях. Но не стоит забывать, что эту драму разыгрывает актерский состав, в который включены и отдельные личности, и научные коллективы, и даже целые страны. История проекта ITER – хорошее тому доказательство.

---

Стрелковые парадоксы

2011-12-05 16:21:01 (читать в оригинале)

Появившись в Европе в XVI в., огнестрельное орудие стремительно вытеснило классические луки и арбалеты. Но почему в Китае они сосуществовали практически целое тысячелетие? Разъяснить этот феномен помогают… политика и климат.





В 1415 г. состоялось одно из важнейших схваток Столетней войны, когда сравнимо маленькая британская армия практически разметала в пух и останки вшестеро превосходившее его по численности войско французов. Слова «армия» и «войско» тут неслучайны: французский главнокомандующий привел на поле обычное рыцарское ополчение в сопровождении эсквайров, оруженосцев и иной средневековой братии. Тогда как британский повелитель выставил против их дисциплинированных проф боец, включая 5 тыщ заслуживших скоро гигантскую славу пехотинцев, вооруженных длинноватыми луками. Стрелы просто прошивали доспех на большенном расстоянии, и лучники могли вести неопасный и смертоносный обстрел противника. Итог их работы потрясает: французы утратили 10 тыс. человек, а британцы – 112.


Но с битвы при Азенкуре прошло всего около 200 лет – и суровый длиннющий лук закончил быть таким уж суровым. Вообщем, луки к этому времени практически стопроцентно пропали из потребления в армиях продвинутых стран Европы, потесненный первыми образцами огнестрельного орудия.


Феномен заключается в том, что в Китае, откуда, в общем-то, и пришел к нам порох, огнестрельное орудие в первый раз использовалось в сражении еще в 1232 г., при татарской осаде 1-го из китайских городов. А было оно и еще ранее, о чем свидетельствуют древнейшие картинки местных создателей. При всем этом лук продолжал употребляться в Китае в качестве боевого орудия и 800 лет позднее – практически, до столкновения со странами Запада. Почему же?


Задаваясь этим вопросом, южноамериканский физик Тимо Ньеминен (Timo Nieminen) сначала именует обычный азиатский композитный лук «лучшим из вероятных до возникновения современных материалов и современного блочного лука». Ученый рассматривает механику и энергетику использования этого действенного орудия (которое, кстати, мы как-то реконструировали в редакции «Популярной Механики» - читайте: «Лук Одиссея»).


Итак, когда стрелок натягивает тетиву, поверхность лука, которая поближе к нему, сжимается, тогда как обратная растягивается. Очень тяжело отыскать материал, который был бы идиентично неплох при обоих типах нагрузок – был бы устойчив к деформациям и с достаточной силой стремился возвратить бы для себя первоначальную форму. Конкретно это привело к возникновению композитных луков, составленных из роговой ткани (сжимаемая часть) и выделанных сухожилий (растягиваемая часть), соединенных древесной основой.


Создание таких луков было делом очень непростым. По неким оценкам, лишь на доброкачественную просушку сухожилий требовалось около года. Но итог стоил того – недаром композитные луки (в средневековой Европе их не знали) просуществовал в Китае более 2-ух 1000-летий.


Еще одним критичным фактором эффективности лука является способность выдерживать наибольший извив при малых размерах. В эталоне данная величина ограничивается только длиной рук стрелка, но дерево, опять, недостаточно упруго, и лук должен быть приблизительно в 2,3 раза длиннее наибольшего собственного извива. Длинноватые луки британской пехоты поэтому и были длинноватыми, в рост самих лучников. Для сопоставления: восточный композитный лук той же эффективности мог не превосходить и 110 см, соответственно, был легче и проще в транспортировке и использовании.


Отчего же он не прижился в Европе? По воззрению Тимо Ньеминена, причина – во мокроватом климате континента, где исключительные характеристики подходящих материалов стремительно падали. Поэтому же такие луки не стали всераспространены ни в примыкающей с Китаем Стране восходящего солнца, ни в Индии, зато применялись бродячими племенами Центральной Азии.


В сопоставлении с ранешними эталонами огнестрельного орудия луки еще сохраняли ряд преимуществ, включая дальность и точность стрельбы, и скорострельность, простоту производства и ухода. Но был у их один минус: для действенного использования этих преимуществ требовалось мастерство лучника, а огнестрельное орудие было доступно хоть какому новобранцу. Это, как считает Ньеминен, послужило очередной предпосылкой умопомрачительно долгого использования луков в Китае. Политическое устройство этой страны позволяло правителям иметь достаточное количество обученных лучников, тогда как феодальная и вечно воюющая Европа поставлять их просто не могла. Выбор воюющих сторон был очевиден. «Экономические и социальные причины, - резюмирует ученый, - стали более принципиальным фактором, повлиявшим на вытеснение лука огнестрельным орудием, ежели их боевые свойства».


Если вас, как и нас, интересует такое древнее – и вправду красивое – орудие, как лук, вам наверное будет любопытно выяснить научные базы его эффективности («Наука луковая»).


По публикации MIT Technology Review / The Physics arXiv Blog

---

Реклама на Bigpicture.ru и Factroom.ru со скидкой 30%!

2011-12-05 16:13:02 (читать в оригинале)




Осталось всего некоторое количество дней до конца месяца, потому самое время провести так полюбившуюся Вам акцию «Размещение маркетинговых постов на Bigpicture.ru и Factroom.ru с 30% скидкой!». Если у Вас еще были какие-то сомнения по поводу размещения рекламы в блогах — самое время их развеять!


Итак, мы предлагаем фиксированный 1-ый пост на 2-х огромнейших блогах Руинтернета: Bigpicture.ru (2 место в рейтинге блогов) и Factroom.ru (3 место в рейтинге блогов). Суммарная каждодневная посещаемость более 55 тыщ человек! Всего напомню в рейтинге блогов Yandex'а участвуют практически 50 млн. блогов!

Цена размещения маркетингового поста на Bigpicture.ru — 7500 рублей в сутки. Цена размещения маркетингового поста на Factroom.ru — 3500 рублей. Только до конца августа мы готовы предложить размещение в обоих блогах в сентябре, всего за 7500 рублей! То есть Ваша скидка составит 30%. Скидка реальна при бронировании до 31 августа!

По желанию заказчика, изготовка поста нашими силами!

Сделать заказ и задать вопрос можно тут: mobbi@trib.ru: icq: 244593776, тел: 8-985-7836982.

UPD1: Осталось 23 свободных денька!

---

Время от времени в качестве учебного пособия употребляются истинные людские скелеты

2011-12-05 16:04:02 (читать в оригинале)




В 2011-ом году было раскрыто два примера таких катастрофических ошибок.

Скелет юного человека, повешенного за убийство, совершённое из ревности, на протяжении 190 лет служил учебным пособием в Бристольском институте на западе Великобритании. Увлекательнее всего то, что бедолага был практически невиновен.


Вешним днем 1821 года 17-летний Джон Хорвуд (John Horwood), прогуливаясь в окрестностях Бристоля, увидел свою бывшую возлюбленную Элизу (Eliza Balsum) прогуливающейся с новым кавалером. Чувства, как писали в викторианских романах, взыграли, под руку сам собой попался увесистый булыжник, который и полетел в голову девицы. Травма головы оказалась не слишком серьёзной, но хирург в Бристольском царском госпитале (Bristol Royal Infirmary) провозгласил трепанацию черепа. При тогдашнем уровне медицины это была очень рискованная операция, и закончилась она плачевно — абсцессом и смертью Элизы. Английское правосудие не стало длительно разбираться и осудило Джона за убийство. Он был повешен 13 апреля, спустя три денька после собственного 18-го денька рождения.

«Бог очевидец, что я не хотел её убивать, а хотел только наказать. Хотя признаюсь, что идея об убийстве вправду на какой-то миг пришла мне в голову», — писал злосчастный в письме родным незадолго до казни.

История грустная и сама по себе не слишком оригинальная — если бы не последующие действия. Тело незадачливого ревнивца передали медику Смиту из Бристольского института, который вскрыл его в аудитории в присутствии 80 студентов, из скелета сделал учебное пособие для занятий по анатомии, а кожей обернул анатомический же атлас. Так останки Джона с тех пор и служили науке, пока не вмешалась 67-летняя Мэри Хэлливел (Mary Halliwell).

Увлекшись генеалогией, она узнала, что её пра-пра-пра-дедушка был братом Джона и на правах родственницы достигнула того, что скелет и кожа жертвы ревности и несовершенства правосудия были в марте 2011-го года, в конце концов, преданы земле по христианскому обычаю, как того и хотели его покойные предки.

Другой случай произошёл в младшей школе г. Керикири, Новенькая Зеландия. Там в этом году также отыскали скелет человека, который длительное время числился учебным пособием, докладывает местная газета Northern Advocate. То, что скелет не сделан из пластика, а, вероятнее всего, является реальным, нашла завуч школы Бастьенна Крюгер (Bastienne Kruger). Она собиралась использовать скелет в качестве пособия на уроке анатомии и вынесла его со склада. При детализированном осмотре у нее появилось подозрение, что это реальный скелет человека. Администрация школы обратилась в местную поликлинику, где им рекомендовали отнести кости в полицию. Школа была построена в 1852 году, и никто не знает, как длительно скелет хранился на складе.

Источник: www.vokrugsveta.ru

---

Кто разбиается в шитье? Что нужно чтоб трикотаж прошить? Обычная машинка оверлок пойдет или нет?

2011-12-05 15:55:01 (читать в оригинале)

молвят там нужна особая строка, которая сразу с растяжением ткани тоже будет тянуться, за счет чего нить не порвется
Для стачивания трикатажных полотен неплохо бы иметь машинку либо оверлок с механизмом дифференцированной подачи ткани, конкретно этот механизм обеспечивает необходимое растяжение, не строка. И, конечно, лучше стачивать трикотаж на четырехниточном оверлоке, он и стачивает, и обметывает сразу. Если оверлока нет, то используйте строку для трикотажа, она на всех современных машинках имеется. Иголку необходимо использовать тоже для трикотажа, она имеет округленный кончик, по этому не рвет волокна ткани, а раздвигает их.
Я шью особым маленьким зиззагом для трикотажа, а если есть оверлок, то оверлоком как раз и шьют трикотаж. Попытайтесь на маленьком лоскуточке.
необходимо круглую иглу - чтобы раздвигала петли, рядовая петли разрывает