Pan comido. Reactores de fusión.

El desafío principal relacionado con la energía de fusión es mantener la contención, lo cual es un gran desafío dadas las presiones y temperaturas involucradas.

Los neutrones no solo depositarán energía en el material de la manta, sino que su impacto convertirá los átomos en la pared y la manta en formas radiactivas. Se necesitarán materiales que puedan extraer calor de manera efectiva mientras sobreviven al debilitamiento estructural inducido por neutrones durante largos períodos de tiempo.

También aquí:

Para resolver el problema de la contención, la mayoría de los dispositivos utilizan potentes campos magnéticos para suspender el plasma en el aire y evitar que las temperaturas abrasadoras derritan las paredes del reactor.

El TLDR es que actualmente es imposible una solución de contención FÍSICA, que requiere soluciones magnéticas que absorben gran parte de la energía que se genera.

Su Macguffin resolvería esto perfectamente, permitiendo que una simple esfera mecanizada o fundida se convierta en un recipiente de contención perfecto para una planta de energía de fusión de prácticamente cualquier tamaño que necesite, y haciendo que sea mucho más fácil alcanzar el punto de equilibrio.

Esto todavía deja el problema de qué tan caliente estará la vasija del reactor, pero hay muchas maneras de resolverlo, incluido el uso de un campo magnético para levitar la cosa. Mantener un campo magnético lo suficientemente estable para mantener un objeto sólido fuera del suelo es un par de órdenes de magnitud más fácil que mantener uno lo suficientemente estable para mantener bajo control el plasma de fusión a 15 millones de grados.

EDITAR: Ahora que lo estoy pensando, también sería una buena solución para los reactores FISSION, ya que una vasija del reactor macguffin'd de la manera que usted describe no perdería la contención en una reacción nuclear fuera de control. El núcleo aún podría derretirse, pero permanecería en la vasija del reactor. Su reactor sería destruido, pero no podría irradiar toda la planta de energía como Chernobyl o Fukushima.

EDITAR EL SEGUNDO: Ha habido algunos comentarios sobre cómo MONTAR su núcleo macguffined sin causar daño a los alrededores, así como manejar el calor que sale de él. Desde la parte superior de mi cabeza, parece que lo más fácil sería construir una torre hueca realmente alta, poner el núcleo de fusión en el extremo de un montaje alto que TAMBIÉN está maculado, y colocar un gran conjunto de generadores de turbina alrededor cien pies arriba de la torre. El calor que sale del núcleo generaría una ENORME velocidad ascendente de aire sobrecalentado, que impulsaría sus turbinas, generando su energía. Solo querrá una torre lo suficientemente alta para que, cuando salga el aire, se haya enfriado lo suficiente como para que no esté asando patos en vuelo o creando tormentas eléctricas localizadas.

¿Cómo podrían usarse materiales indestructibles en la generación de energía?

Almacenamiento de energía .

Si puede hacer girar un volante a velocidades relativistas sobre cojinetes indestructibles usando electroimanes (en el vacío), entonces puede usar ese volante como un dispositivo de almacenamiento de energía sin pérdidas.

_{Wikipedia 2019 - Licencia CCSA}

La densidad de energía sería infinita (o limitada por las altas cantidades de energía arbitrarias no especificadas en la pregunta), por lo que necesitaría una cantidad minúscula microscópica, un nano-volante montado en cardanes, reduciendo radicalmente el precio por volante y abriéndolo a marketing masivo, superando totalmente toda la tecnología de baterías disponible en la actualidad.

No solo la solución obvia a los problemas de oferta y demanda con la energía eólica , sino también para vehículos: automóviles/aviones, teléfonos, herramientas eléctricas, juguetes, teléfonos móviles y, por supuesto, exploración espacial.

Almacenamiento infinito de energía del tamaño de un grano de arena.

Arma nuclear táctica en miniatura:

Por supuesto, esta sección trata sobre la generación de poder político .

Para liberar toda esa energía en un instante, tal vez un objeto cargado justo por debajo del umbral de su capacidad (energía potencial arbitraria no especificada), podría colocarse cerca de una fortaleza enemiga y alimentarse con los últimos julios de energía para volcarlo sobre el borde, ese es el lado oscuro, alguien encontrará una manera de armarlo con seguridad, si no es el líder de algún estado aislacionista sancionado , entonces un adolescente descontento.

El poder de una civilización a través de los viajes en el tiempo.

Especulativamente: también tendría el potencial de permitir el viaje en el tiempo o al menos el potencial de enviar mensajes en el tiempo, ya que exhibiría el arrastre de cuadros . Para obtener algunos consejos sobre cómo esto podría ser de uso táctico, consulte esta respuesta a otra pregunta.

La contención de presión nuclear es un buen método.

Las armas nucleares deben mantenerse unidas para que la fisión continúe durante el mayor tiempo posible. Si mantiene 20 masas críticas juntas durante un segundo completo, generaría la explosión nuclear más grande jamás realizada por humanos.

Con materiales indestructibles, podrías mantenerlos juntos durante una hora. A esas altas energías, hay todo tipo de efectos que liberan aún más energía.

Haz una caja de indestructinum. Ponle una bomba nuclear. Detona y deja que acumule presión capaz de fusionarse. Ventílelo lentamente para generar energía. Si su material conduce el calor, colóquelo en un sistema de enfriamiento muy efectivo y genere energía al estilo de un reactor.

Alternativamente, desahogue rápidamente en la dirección de alguien rico hasta que le dé lo que quiere.

A veces lo más pequeño tiene el mayor impacto

¿Sabes cuánto alambre puedes sacar de un metro cúbico de cobre cuando puedes confiar en que es indestructible? ¹

Esmalte aislante indestructible ⁴ + cable conductor indestructible = el transformador/motor/generador perfecto.

¿Cuándo fue la última vez que abrió una fuente de alimentación, una carcasa de motor, un generador o cualquier cosa que use devanados inductivos y encontró que el transformador/motor/bobina se quemó? Para mí, fue la semana pasada (literalmente, fue la semana pasada). Si pudiera hacer indestructibles tanto el cable utilizado en los devanados como el esmalte utilizado para recubrir los cables, lo que tendría sería el transformador/motor/generador perfecto.

Sí, pero esto es caro.

Es por eso que tendría sentido para artículos grandes, como generadores de energía de tipo turbina, donde el límite de la electricidad que se está generando es de repente los límites de tensión mecánica de los enlaces y no las características de generación de calor de las bobinas. Mejor aún, los devanados y el esmalte indestructibles significan que puede hacer que las bobinas sean increíblemente densas y, a medida que aumenta la densidad de la bobina, también aumenta la potencia de salida. Su eficiencia en realidad podría acercarse a la unidad. Imagine un cable que ya no es un fusible si pasa demasiada energía a través de él. Ya no hay demasiada energía, la limitación es, literalmente, la velocidad a la que se puede inducir a los electrones a moverse a través del cable.

Y si se expande a la utilización de energía, las aplicaciones se vuelven... impresionantes

¿Motores en miniatura que pueden hacer girar las hélices de un submarino? Muelle 6. ¿Motores de tamaño completo que empujan a los submarinos a velocidades que crean tsunamis? Muelle 2. ¿Alternadores de coche del tamaño de tu pulgar? Pasillo 14. ¿Una Dremel del tamaño de un lápiz? Pasillo 1. ¿Un automóvil eléctrico que realmente funciona escalando las Montañas Rocosas? La pantalla llega la próxima semana. ¿Un aerogenerador residencial que alimenta una casa entera? Tenemos en el techo, puedes verlo al entrar al edificio.

El proceso puede ser costoso, pero los requisitos de material (en términos de cuánto necesita) caen como una roca cuando puede confiar en que el alambre y el esmalte son indestructibles. El proceso de hacer que las cosas sean indestructibles beneficiaría a casi cualquier aplicación a cualquier precio. ¿Una caldera de vapor del tamaño de un Buick con una presión tan alta que puede tirar de un tren de una milla de largo? En exhibición junto al mostrador.

Descargo de responsabilidad: a cientos de millones de dólares por metro cúbico, es poco probable que alguna aplicación valga la pena. A menos que pueda subir el precio por las nubes, el tiempo de recuperación de costos a ese precio relega el material a usar (no necesariamente la generación de energía) en ubicaciones remotas (como el espacio) donde la reparación cuesta aún más. El casco de una nave espacial valdría ese precio. Francamente, no puedo imaginar ninguna solución de generación/utilización de energía que pueda existir. Ni siquiera la fusión. El costo de usar algo menos capaz sería mucho más económico que tal solución solo ocurriría como una prueba, nunca como una solución comercial. Entonces, un desafío de marco sobre el precio.

Editar:  El OP desafió mi descargo de responsabilidad, y puede tener un punto, aunque no por las razones que sugiere. Se necesita mucho metal para hacer un avión de mil millones de dólares. Y ese metal solo saltó a miles de millones de dólares. Ahora tenemos aviones de 3 a 4 mil millones de dólares, que solo las economías nacionales pueden permitirse, y eso significa el 25% de los aviones que podrían haber tenido sin los cascos y la infraestructura indestructibles. Francamente, la mayoría de las naciones no podrían/no podrían justificar el precio (en realidad, hay límites a lo que las naciones pueden pagar por las cosas. No parece ser así, pero hay límites, no obstante).

Pero...

El alternador promedio de un automóvil solo requiere 0,8165 kg de cobre. Con cobre y esmalte indestructibles, podría necesitar un 20 % de eso (0,1633 kg). Eso es 54,864 alternadores a, digamos $ 200 millones o $ 3,645 por encima del precio "normal", para un alternador que nunca se quemará. No significaría casi nada aumentar el precio de los automóviles en $ 4k. La gente pagaría eso y movería el alternador de un automóvil a otro. Un alternador para el resto de sus vidas. Booyah.

Un amigo mío dijo una vez un buen punto: es más fácil vender un millón de artículos por $ 1 cada uno que un artículo por $ 1,000,000. Las pequeñas cosas pagarían mejor que las cosas grandes. ³

_{¹  Un metro cúbico de cobre pesa 8.930 Kg . El cable de calibre 40 pesa 0,04454 gramos/metro para 200.490,6 kilómetros de cable. Eso es suficiente alambre para envolver el ecuador 5 veces. ² Y es posible que pueda usar un cable más delgado que ese. Es un montón de cables de bocina.}

_{²  Por supuesto, el cable es indestructible. Si envuelves el ecuador solo una vez y atas los dos extremos a las naves espaciales, suponiendo una cantidad razonable de empuje, ¿podrías partir el mundo por la mitad? Hace que la mente se pregunte, ¿no?}

_{³  Un observador astuto podría notar que la fabricación de productos básicos indestructibles finalmente lleva a la empresa a la quiebra. Es la razón por la que las antigüedades, cualquier cosa, tienden a durar más que la basura que compramos hoy, porque se gana más dinero con las fallas. Esto también es cierto para la generación de energía. Lo último que quieren las empresas generadoras de energía, nunca , es una forma conveniente (aunque costosa) de quedarse sin negocio. Después de todo, eventualmente una demanda colectiva señalará que la planta de energía de fusión se ha amortizado y que las tarifas de energía deberían caer al mínimo. El presidente de los Estados Unidos, Bill Clinton, ganó su campaña para presidente con el lema " es la economía, estúpido".." Al final, la fórmula de indestructibilidad del OP revolucionaría el mundo, si el inventor pudiera sobrevivir para llevar la fórmula al mercado.}

_{⁴  La belleza de un esmalte indestructible, o de cualquier aislante indestructible, es que no formará un arco entre los cables sin importar qué tan cerca estén los conductores. Teóricamente, un aislador indestructible es un aislador perfecto.}

Para un enfoque más nerd, podrías construir turbinas indestructibles.

(Descargo de responsabilidad: mis recuerdos de la termodinámica se están desvaneciendo en la noche de los tiempos, así que no dudes en criticarme en los comentarios si me equivoco).

Recuerdo que en la generación de energía térmica (donde el agua se calienta en vapor, cuya energía se utiliza para mover una turbina), se vieron obligados a limitar el calor del vapor en la salida de la turbina, reduciendo así la eficiencia (básicamente, cuanto más frío el vapor que sale, mejor es la eficiencia).
La razón era que si se permitía que el vapor de agua se enfriara demasiado, se condensaba y creaba gotas de agua que se movían tan rápido que actuaban como balas y dañaban la turbina.
Pero una turbina indestructible podría resistir fácilmente este escenario, lo que permitiría aprovechar toda la energía del vapor y generar más potencia.
Por supuesto, es necesario evaluar si el aumento de la eficiencia es suficiente para compensar el mayor costo de la turbina indestructible.

Construcción

Un alambre delgado e irrompible agregado a la construcción de la pared de la represa permitiría construir represas más económicas, más delgadas, más fuertes y más altas.

Una lámina irrompible agregada al rebosadero significa que nunca se desgastará y necesitará ser reemplazada

Las grandes represas para la generación de energía cuestan entre veinte y treinta mil millones de dólares, por lo que un costo adicional de un par de cientos de millones para hacerlas irrompibles se compensaría fácilmente con la menor necesidad de concreto y acero, sin mencionar los costos de mantenimiento más adelante, además de la seguridad de un muro irrompible.

Si desea generar energía al siguiente nivel, ¿puedo presentarle

El ascensor espacial

Un cable delgado e irrompible que se extiende hasta una plataforma orbital con un gemelo en la luna permitiría la cosecha eficiente de He3 de la superficie lunar que podría alimentar reactores de fusión en todo el mundo.

Palas de turbina de motor a reacción

El límite en la eficiencia de la turbina (y por qué los motores a reacción siguen mejorando y superando, pero lentamente) son los límites térmicos de las palas de la turbina de la primera etapa (justo detrás de la cámara de combustión). La evolución está esperando nueva tecnología de material aliado y métodos más extremos de enfriamiento (ya bastante extremos y que roban energía).

Si puede hacer las dos primeras etapas con indetructium, así como algunos componentes del área del combustor que serían difíciles de enfriar con corriente de aire, puede seguir aumentando la eficiencia de los motores. Ahora tiene un bypass de 20:1 o 30:1. Avión turbohélice sub-cazador de patrulla marítima que puede permanecer en la estación durante 48 horas. En el lado de la propulsión de barcos o la generación de energía terrestre, tiene barcos con más rango entre petroleros y plantas de energía con menos smog y energía más barata a partir de gas natural y petróleo. Sería el toque de difuntos del carbón.

"Entonces, ¿cómo podrían usarse estos materiales indestructibles mencionados junto con la tecnología existente o del futuro cercano para mejorar la generación de energía?"

Bueno, si pudieras hacer que el cobre fuera indestructible, entonces podrías usarlo como mencioné en mi comentario. Simplemente cava un hoyo muy profundo y coloca una varilla de cobre en él. El calor en el fondo del agujero se conduciría a través de la varilla para hervir el agua al nivel del suelo. El agua hirviendo se usaría en una turbina de vapor convencional y BAM sería una energía limpia y gratuita casi infinita. La única razón por la que aún no hacemos esto es porque el cobre se derretiría a las temperaturas necesarias para obtener suficiente calor a través de la varilla para hervir el agua en el otro extremo. Eso y sería muy difícil cavar un hoyo tan profundo porque todas las brocas se derretirían, pero dado que podemos hacer brocas indestructibles, no debería haber problema... diablos, podríamos llegar al núcleo con material indestructible.

Como mínimo, si reemplaza todos sus cojinetes de bolas con cojinetes indestructibles, estaría muy lejos de lograr una mejor producción de energía.

Muchos generadores en la industria energética tienen que ser desmantelados periódicamente para reemplazar sus cojinetes y aletas/rotores. Nunca tener que hacer esto ahorrará ese costo, incluida la mano de obra y la producción de energía para cubrir el generador "inactivo".

De hecho, fabricar todo el generador con estos materiales indestructibles sería un gran impulso. Las represas hidroeléctricas podían funcionar a cualquier velocidad, al igual que los enormes molinos de viento. (¿Alguna vez ha visto romperse un molino de viento con un mecanismo de ruptura fallido? YouTube eso si quiere encogerse).

Por mucho que ayudarían las nuevas formas de producción de energía sugeridas por otras respuestas, simplemente reemplazar los mecanismos del sistema existente ayudaría considerablemente. Esto podría ser un nivel de inversión más bajo para que los países pobres tengan más poder.

Recoge energía eólica a través de cometas de alto vuelo. ¡Haz que los cables de amarre sean indestructibles y livianos, y disfruta de tu energía renovable gratis!

• https://en.wikipedia.org/wiki/Crosswind_kite_power
• https://en.wikipedia.org/wiki/Airborne_wind_turbine

Si bien el ejemplo de la energía de fusión es el más práctico, puede conectar un colector solar masivo en órbita al suelo a través de un cable de fibra óptica indestructible y enviar un pulso láser por el cable a una caldera que alimenta una turbina de vapor. Como beneficio adicional, dado que el cable es indestructible, puede usarlo para atar un ascensor espacial y obtener viajes baratos a la órbita.

A mi modo de ver, hay dos áreas principales en las que su proceso de indestructibulización podría afectar la generación de energía, lo que será obvio para el lector.

1. Ingeniería a megaescala.

   Con materiales superfuertes y superligeros, los proyectos de ingeniería que antes eran imposibles se vuelven posibles.

   Podrías atar la luna a la tierra para generar energía mareomotriz, perforar un agujero en el núcleo de la tierra, etc.

2. Nuevos materiales y estados de la materia.

   Aparte de los efectos brutos de su proceso, tendría que considerar los efectos a escala micro y cuántica.

   ¿Qué pasa si congelo y comprimo hidrógeno en un sólido y luego aplico el proceso para que permanezca a temperatura y presión normales? ¿Cómo funciona la fricción entre superficies indestructibles?

   Puede imaginar una gama de súper materiales que muestren propiedades exóticas, como cables superconductores, cojinetes sin fricción y aislantes perfectos. Es posible que pueda construir paneles solares altamente eficientes o baterías perfectas de alta capacidad de almacenamiento de energía.

   ¿Realmente te importa cómo se genera la energía si tu enchufe de pared puede proporcionar megavatios de energía de granjas solares en África con solo tocar un interruptor?

Hay al menos algunas investigaciones que sugieren que se puede construir un superconductor de calor . Suponiendo que esto sea cierto, cree una atadura de material superconductor de calor y hunda un extremo en el centro del Sol, con el otro extremo en una estación espacial de generación de energía en algún lugar cercano a la Tierra (tal vez, el punto Tierra-Sol L1). El superconductor transportará el calor del Sol a la estación espacial, que puede usar la energía térmica para generar energía y enviarla de regreso a la Tierra a través de láseres.

Suponiendo que su superconductor es un cable de 0,1 mm de grosor, necesitaría alrededor de 15000 m ^ 3 de cable para hacerlo. Si bien es extremadamente costoso, obtienes energía esencialmente gratis, para siempre.

Indestructible no significa inflexible o carente de cambios de estado. Haga el equivalente a un "metal de memoria" muy largo y bien enrollado con su material, y utilícelo para entregar energía a medida que se desenrolla a través de algunos baños termales.

Acabas de hacer un práctico sistema de energía de fusión.

Construyes un recipiente de contención. Si su máquina lo permite, el mejor diseño es la mayor parte de una esfera como una parte y un panel que comprende el resto pero se superpone para que no se pueda forzar. La pieza más pequeña debe estar dentro de la más grande cuando se procesa.

Si no puede hacer eso, tendrá que volverse más complejo sujetando las piezas, pero aún se puede hacer.

En cualquier caso, hay un pequeño agujero en el costado. Adjunto a eso hay un orificio de tamaño variable y un generador magnetohidrodinámico (cuyo interior también deberá ser indestructible).

Cargue una pequeña bomba atómica en el dispositivo y luego la mayor cantidad de deutrido de litio que pueda caber sin dejar de cerrarlo. Detonar. Tenga en cuenta que no necesita la complejidad normal de una bomba de fusión aquí, eso es solo para enfocar la energía de la bomba de fisión y la contención hace el trabajo perfectamente bien.

Ahora tienes un recipiente lleno de plasma increíblemente caliente. Sale por el generador, a medida que baja la presión vas abriendo más el orificio para mantener constante el nivel de potencia.

Su contenedor comienza con productos de fisión y helio (no sé si se calentará lo suficiente como para que comience la quema de helio, pero es lo suficientemente lento como para no tener un efecto sustancial incluso si sucede). enfríe el material y luego puede enfriarlo aún más dirigiéndolo a un contenedor grande de helio; el objetivo es enfriarlo lo suficiente como para que los productos de fisión se solidifiquen y caigan al fondo del contenedor. Te queda helio y un poco de criptón radiactivo y xenón radiactivo como gases y el resto de las cosas calientes en el suelo para barrer.

Las cosas en el piso no son peores que los desechos normales de un reactor nuclear y hay mucho menos porque la mayor parte de la energía proviene de la fusión y tampoco queda plutonio en los desechos.

Los gases normalmente solo se ventilan cuando el viento es favorable, pero en este caso podría tener sentido económico pasar los gases a través de una destilación fraccionada para recuperar el helio para la venta. (Tenga en cuenta que el helio tiene la propiedad única, creo, de que es inmune a la radiactividad inducida. El helio-4 que absorbe un neutrón produce helio-5, que se descompone muy rápidamente en helio-4. Esto sucede tan rápido que solo puede presenciarlo en un destructor de átomos, en una escala de tiempo humana simplemente sigue siendo helio-4).

Podrías usar energía geotérmica directamente del magma .

Haga indestructibles las brocas y las varillas de perforación, haga indestructibles las cubiertas de los orificios con aislamiento al vacío y calefacción interna. Use NaK (aleación de sodio y potasio) como fluido de perforación hasta 785 °C, otros metales líquidos según sea necesario.

Perfore en un lugar donde el magma es fluido, con la carcasa profundamente dentro del líquido. Tenga cuidado de no dejar que el primer magma se enfríe y se convierta en piedra en el agujero.

¡Ahora puede operar una planta de energía geotérmica estándar!

En realidad, puede simplemente usar un intercambiador de calor en las profundidades del magma, y ​​​​tecnología comercial como la que se usa en las plantas de energía nuclear para bombear metal líquido y usar el calor. Funciona en todas partes, sin contaminación.

Representantes de Jesús (o el bien mayor lo que sea ..)

Encuentra una rata de gimnasio que no ame nada más que levantar pesas. Si lo haces indestructible, nunca envejecerá ni morirá, esto le da un tiempo infinito para gastar energía que puedes aprovechar lanzando una máquina Smith modificada.

Esto también se puede hacer con una rata normal en una bola. En algún momento tendrá que reemplazar las golosinas. La ventaja de la rata de gimnasio es que el objetivo final es una bomba retorcida que es de corta duración.