Фон :
В этом сценарии предположим, что технология изначально аналогична нашей, но обнаружен метод, позволяющий сделать материал неразрушимым. Пораженный материал рассматривается как требующий бесконечного или произвольно большого количества энергии для разрыва любой из его связей, будь то ядерная или химическая (это означает, что ранее радиоактивный материал больше не сможет распадаться).
Неразрушимый материал может деформироваться при условии, что для этого не потребуется разрывать связи или растягивать их сверх того, что было бы возможно для исходного материала.
Процесс создания чего-то неразрушимого стоит сотни миллионов долларов за кубический метр, поэтому ответы должны быть ограничены сценариями, в которых использование такого дорогого материала имеет финансовый смысл. Чтобы сделать объект неразрушимым, нужно поместить его в герметичную реакционную камеру и применить эффект Макгаффина ко всему внутри, так что вы не можете сделать неразрушимой только часть смежного объекта.
Процесс, делающий материал неразрушимым, может быть применен к любому веществу, при условии, что вы можете держать его в герметичной реакционной камере достаточно долго, чтобы щелкнуть выключателем. Воздействие на такие вещи, как газы и жидкости, несколько изменчиво и требует осмысления вещей на молекулярном уровне. Например, жидкая вода образует водородные связи между молекулами. Поэтому, как только он станет неразрушимым, эти связи больше не смогут разорваться, превратив его в нечто вроде некристаллического льда.
Хотя этот процесс действительно делает любые ранее существовавшие связи неразрывными, он не обязательнозапретить неразрушимому материалу образовывать новые связи (хотя эти новые связи не будут нерушимыми). Кроме того, неразрывными здесь становятся связи внутри ядер (и более мелких составляющих) и химические связи внутри атомов. Однако электроны, не вовлеченные в химическую связь, все еще могут перемещаться или теряться в обычном режиме.
Мой вопрос : Так как же можно использовать эти вышеупомянутые неразрушимые материалы в сочетании с существующими или будущими технологиями для улучшения производства электроэнергии?
По крайней мере, хотя я полагаю, что есть большая польза для производства энергии в использовании способности этого Макгаффина легко сдерживать экстремальные давления на неопределенный срок (излучая энергию через излучение, тепло, излучаемое сосудом, и свет, если сосуд прозрачен).
Очень просто. Термоядерные реакторы.
Основная проблема, связанная с термоядерной энергией, — поддержание сдерживания, что является большой проблемой, учитывая соответствующие давления и температуры.
Нейтроны не только отдают энергию материалу бланкета, но и их воздействие преобразует атомы в стенке и бланкете в радиоактивные формы. Потребуются материалы, способные эффективно отводить тепло, но при этом выдерживать структурное ослабление, вызванное нейтронами, в течение продолжительных периодов времени.
Чтобы решить проблему сдерживания, в большинстве устройств используются мощные магнитные поля для подвешивания плазмы в воздухе, чтобы предотвратить расплавление стенок реактора палящими температурами.
TLDR заключается в том, что в настоящее время ФИЗИЧЕСКОЕ решение по сдерживанию невозможно, требуются магнитные решения, которые поглощают много вырабатываемой энергии.
Ваш Макгаффин искусно решит эту проблему, позволяя превратить простую обработанную или литую сферу в идеальную защитную оболочку для термоядерной силовой установки практически любого размера, который вам нужен, и значительно облегчив достижение точки безубыточности.
Это по-прежнему оставляет проблему того, насколько горячим будет САМ корпус реактора, но есть много способов решить эту проблему, включая просто использование магнитного поля для левитации. Поддерживать достаточно стабильное магнитное поле, чтобы удерживать твердый объект над землей, на пару порядков легче, чем поддерживать поле, достаточно стабильное, чтобы держать под контролем термоядерную плазму при температуре 15 миллионов градусов.
РЕДАКТИРОВАТЬ: Теперь, когда я думаю об этом, это было бы хорошим решением и для реакторов FISSION, поскольку корпус реактора, макгаффинд, как вы описываете, не потеряет защитную оболочку в неуправляемой ядерной реакции. Ядро все еще может расплавиться, но останется в корпусе реактора. Ваш реактор будет уничтожен, но он не сможет облучить всю электростанцию, как Чернобыль или Фукусима.
РЕДАКТИРОВАТЬ ВТОРОЕ: Были некоторые комментарии относительно того, как вы УСТАНАВЛИВАЕТЕ свое ядро макгаффина, не нанося ущерба окружающей среде, а также справляетесь с исходящим от него теплом. Мне сразу пришло в голову, что проще всего было бы построить действительно высокую полую башню, поместить термоядерный блок на конец высокой установки, ТАКЖЕ замаскированной, и поставить вокруг большой набор турбогенераторов. сто футов вверх по башне. Тепло, исходящее от ядра, создаст ОГРОМНУЮ восходящую скорость перегретого воздуха, который будет вращать ваши турбины, вырабатывая вашу энергию. Вам просто нужна башня достаточно высокой, чтобы к моменту выхода воздуха она достаточно остыла, чтобы вы не жарили уток в полете или не создавали локальные грозы.
Как можно использовать неразрушимые материалы в производстве электроэнергии?
Если вы можете раскрутить маховик до релятивистских скоростей на неразрушимых подшипниках с помощью электромагнитов (в вакууме), то вы можете использовать этот маховик в качестве накопителя энергии без потерь.
Википедия 2019 – лицензия CCSA
Плотность энергии будет бесконечной (или ограничена неуказанным произвольно большим количеством энергии в вопросе) - таким образом, вам потребуется микроскопически ничтожное количество, нано-маховик, установленный на карданах, - радикально снижающий цену за маховик и открывающий его для массовый маркетинг, полностью превосходящий все доступные сегодня аккумуляторные технологии.
Не только очевидное решение вопросов спроса и предложения энергии ветра , но и для транспортных средств - автомобилей/самолетов, телефонов, электроинструментов, игрушек, мобильных телефонов и, конечно же, исследования космоса.
Бесконечный запас энергии размером с песчинку.
Конечно, этот раздел посвящен генерированию политической власти.
Чтобы высвободить всю эту энергию в одно мгновение - возможно, объект, заряженный чуть ниже порога его (неуказанной произвольной потенциальной энергии), можно поместить рядом с вражеской цитаделью и снабдить последними несколькими джоулями энергии, чтобы опрокинуть его через край, это темная сторона, кто-то обязательно найдет способ вооружить ее, если не лидер какого-то изоляционистского санкционированного государства , то недовольный подросток.
Предположительно: также у него есть потенциал для путешествий во времени или, по крайней мере, потенциал для отправки сообщений назад во времени, поскольку он будет демонстрировать перетаскивание кадров . Несколько советов о том, как это может быть тактически полезно, см. в этом ответе на другой вопрос.
Ядерные ядра должны удерживаться вместе, чтобы деление продолжалось как можно дольше. Если вы удержите вместе 20 критических масс в течение целой секунды, вы произведете самый большой ядерный взрыв, когда-либо сделанный людьми.
С неразрушимыми материалами вы могли бы держать их вместе в течение часа. При этих высоких энергиях возникают всевозможные эффекты, которые высвобождают еще больше энергии.
Сделайте коробку из индеструктина. Поместите в него ядерную бомбу. Взорвите и дайте ему создать давление, способное к термоядерному синтезу. Медленно выпустите его, чтобы генерировать энергию. Если ваш материал проводит тепло, поместите его в очень эффективную систему охлаждения и создайте энергетический реактор.
В качестве альтернативы, быстро выплесните это на кого-то богатого, пока он не даст вам то, что вы хотите.
Иногда самая маленькая вещь имеет наибольшее влияние
Вы знаете, сколько проволоки можно выдавить из кубического метра меди, если вы можете быть уверены, что она не поддается разрушению? 1
Прочная изоляционная эмаль 4 + прочный токопроводящий провод = идеальный трансформатор/двигатель/генератор.
Когда вы в последний раз открывали блок питания, корпус двигателя, генератор или что-то еще, использующее индуктивную обмотку, и обнаруживали, что трансформатор/двигатель/катушка сгорели? Для меня это было на прошлой неделе (буквально, на прошлой неделе). Если бы вы могли сделать и провод, используемый в обмотках, и эмаль, используемую для покрытия проводов, неразрушимыми, то у вас был бы идеальный трансформатор/двигатель/генератор.
Да, но это дорого
Вот почему это имело бы смысл для больших объектов, таких как генераторы энергии турбинного типа, где пределом вырабатываемой электроэнергии внезапно становятся пределы механического напряжения рычажных механизмов, а не характеристики тепловыделения катушек. Более того, неразрушимые обмотки и эмаль позволяют сделать катушки невероятно плотными, а по мере увеличения плотности катушек увеличивается и выходная мощность. Ваша эффективность может приблизиться к единице. Представьте себе провод, который больше не является предохранителем, если через него проходит слишком много энергии. Мощности больше не бывает слишком много, ограничение заключается буквально в скорости, с которой электроны могут двигаться по проводу.
А если вы расширите использование энергии, приложения станут… впечатляющими
Миниатюрные двигатели, способные крутить винты на подводной лодке? Док 6. Полноразмерные моторы, толкающие подводные лодки на скоростях, создающих цунами? Док 2. Автомобильные генераторы размером с большой палец? Проход 14. Дремель размером с карандаш? Проход 1. Электромобиль, который действительно работает в Скалистых горах? Дисплей прибудет на следующей неделе. Жилой ветряк, который питает весь дом? У нас на крыше, ее видно, когда входишь в здание.
Процесс может быть дорогим, но требования к материалам (с точки зрения того, сколько вам нужно) падают как камень, когда вы можете быть уверены, что проволока и эмаль не поддаются разрушению. Процесс создания неразрушимых вещей принесет пользу почти любому приложению любой ценой. Паровой котел размером с «Бьюик» с таким высоким давлением, что может тянуть поезд длиной в милю? На дисплее передней стойки.
Отказ от ответственности: при сотнях миллионов долларов за кубический метр маловероятно, что какое-либо приложение того стоит. Если вы не можете поднять цену до небес, время возмещения затрат по этой цене отодвигает материал для использования (не обязательно для производства электроэнергии) в удаленных местах (например, в космосе), где ремонт стоит еще дороже. Корпус космического корабля стоил бы этой цены. Честно говоря, я не могу себе представить какое-либо решение по выработке/использованию энергии, которое когда-либо было бы возможным. Даже не слияние. Стоимость использования чего-то менее функционального была бы настолько более экономичной, что такое решение было бы только тестовым, а не коммерческим. Итак, вызов кадра по поводу цены.
Редактировать: ОП оспорил мой отказ от ответственности, и у него может быть точка зрения, хотя и не по причинам, которые он предлагает. Чтобы сделать самолет стоимостью один миллиард долларов, нужно много металла. И только этот металл подскочил до миллиардов долларов. Теперь у нас есть самолеты на 3-4 миллиарда долларов, которые могут позволить себе только национальные экономики, а это значит 25% самолетов, которые вы могли бы иметь без неубиваемых корпусов и инфраструктуры. Откровенно говоря, большинство стран не смогли бы/не смогли бы оправдать цену (на самом деле существуют ограничения на то, сколько страны могут платить за вещи. Это не так, но, тем не менее, ограничения есть).
Но...
Для среднего автомобильного генератора требуется всего 0,8165 кг меди. С неразрушимой медью и эмалью может потребоваться 20% от этого (0,1633 кг). Это 54 864 генератора переменного тока, скажем, на 200 миллионов долларов или на 3 645 долларов выше «нормальной» цены — для генератора, который никогда не сгорит. Почти ничего не значило бы поднять цену на автомобили на 4 тысячи долларов . Люди будут платить это и переносить генератор из машины в машину. Один генератор на всю оставшуюся жизнь. Буя.
Один мой друг однажды высказал хорошее замечание: проще продать миллион вещей по 1 доллару каждая, чем одну вещь по 1 000 000 долларов . Маленькие вещи окупятся лучше, чем большие. 3
1 Кубический метр меди весит 8930 кг . Проволока калибра 40 весит 0,04454 грамма/метр на 200 490,6 километров проволоки. Этой проволоки хватит, чтобы обернуть экватор 5 раз. 2 Возможно, вы сможете использовать более тонкую проволоку. Это много гудящих проводов.
2 Конечно, провод неубиваемый. Если бы вы обернули экватор всего один раз и привязали два конца к космическим кораблям, предполагая разумную силу тяги, смогли бы вы удушить мир пополам? Это заставляет задуматься, не так ли?
3 Проницательный наблюдатель может заметить, что производство неразрушимых товаров в конечном итоге вытесняет компанию из бизнеса. Это причина того, что антикварные вещи имеют тенденцию служить дольше, чем дерьмо, которое мы покупаем сегодня, потому что на неудачах можно заработать больше денег. Это справедливо и для производства электроэнергии. Последнее, чего хотят энергетические компании — это удобный (хотя и дорогой) способ выйти из бизнеса. В конце концов, в конечном итоге коллективный иск покажет, что термоядерная электростанция окупилась, и тарифы на электроэнергию должны упасть до минимума. Президент США Билл Клинтон выиграл свою предвыборную кампанию с лозунгом « это экономика, тупица».В конце концов, формула неразрушимости ОП произвела бы революцию в мире — если бы изобретатель смог выжить и вывести формулу на рынок.
4 Прелесть неразрушимой эмали — или любого неразрушимого изолятора — заключается в том, что она не образует дуги между проводами независимо от того, насколько близко они находятся. Теоретически неразрушимый изолятор — идеальный изолятор.
Для более занудного подхода вы можете построить неразрушимые турбины.
(Отказ от ответственности: мои воспоминания о термодинамике исчезают в тумане времени, так что не стесняйтесь ругать меня в комментариях, если я ошибаюсь).
Я помню, что в теплоэнергетике (где вода нагревается в пар, энергия которого используется для вращения турбины) они были вынуждены ограничивать теплотворность пара на выходе из турбины, тем самым снижая эффективность (в основном, чем холоднее выходящий пар, тем лучше КПД).
Причина заключалась в том, что если водяному пару дать слишком сильно остыть, он будет конденсироваться и создавать капли воды, которые будут двигаться так быстро, что будут действовать как пули, повредив турбину.
Но неразрушимая турбина могла бы легко выдержать этот сценарий, что позволило бы использовать всю энергию пара и производить больше энергии.
Конечно, необходимо оценить, достаточно ли повышения эффективности, чтобы компенсировать более высокую стоимость неразрушаемой турбины.
Строительство
Тонкая нерушимая проволока, добавленная к конструкции стены плотины, позволит строить плотины дешевле, тоньше, прочнее и выше.
Небьющаяся фольга, добавленная к переливу, означает, что он никогда не изнашивается и не нуждается в замене.
Большие плотины для выработки энергии стоят от двадцати до тридцати миллиардов долларов, поэтому дополнительные затраты в пару сотен миллионов на то, чтобы сделать их нерушимыми, легко компенсируются меньшим количеством бетона и стали, не говоря уже о затратах на техническое обслуживание в будущем, плюс безопасность. нерушимая стена.
Если вы хотите получить электроэнергию следующего уровня, могу ли я представить
Космический лифт
Тонкий неразрывный провод, идущий к орбитальной платформе с близнецом на Луне, позволит эффективно собирать He3 с лунной поверхности, который может питать термоядерные реакторы по всему миру.
Предел эффективности турбины (и почему реактивные двигатели продолжают улучшаться и работать с более высоким байпасом, но медленно) — это тепловые пределы лопаток турбины первой ступени (прямо за камерой сгорания). Эволюция ждет новых технологий, связанных с материалами, и более экстремальных методов охлаждения (уже довольно экстремальных и энергозатратных).
Если вы можете сделать первые две ступени из индетруктия, а также несколько компонентов камеры сгорания, которые трудно охлаждать воздушным потоком, вы сможете продолжать повышать эффективность двигателей. Теперь у вас есть обход 20:1 или 30:1. Турбовинтовой морской патрульный самолет, способный оставаться на месте в течение 48 часов. Что касается судовых двигателей или наземной энергетики, у вас есть корабли с большей дальностью полета между танкерами и электростанциями с меньшим количеством смога и более дешевой энергией из природного газа и нефти. Это был бы похоронный звон угля.
«Так как же можно использовать эти вышеупомянутые неразрушимые материалы в сочетании с существующими или будущими технологиями для улучшения производства электроэнергии?»
Что ж, если бы вы могли сделать медь неразрушимой, вы могли бы использовать ее, как я упоминал в своем комментарии. Просто выкопайте очень глубокую яму и поместите в нее медный стержень. Тепло на дне отверстия будет проходить через стержень, чтобы вскипятить воду на уровне земли. Кипящая вода будет использоваться в обычной паровой турбине и BAM почти бесконечной бесплатной и чистой энергии. Единственная причина, по которой мы еще этого не делаем, заключается в том, что медь будет плавиться при температурах, необходимых для передачи достаточного количества тепла через стержень, чтобы вскипятить воду на другом конце. Это и было бы очень трудно выкопать такую глубокую яму, потому что все сверла бы расплавились, но поскольку мы можем делать неразрушимые сверла, это не должно быть проблемой... черт возьми, мы могли бы добраться до ядра с помощью неразрушимого материала.
Как минимум, если вы замените все свои шариковые подшипники неразрушимыми подшипниками, вы продвинетесь далеко вперед к лучшему производству энергии.
Многие генераторы в энергетической отрасли приходится периодически разбирать для замены подшипников и лопастей/роторов. Отсутствие необходимости делать это сэкономит эти затраты, включая трудозатраты и производство энергии для покрытия «выключенного» генератора.
На самом деле, создание всего генератора из этих неразрушимых материалов было бы большим стимулом. Плотины гидроэлектростанций могли работать с любой скоростью, как и огромные ветряные мельницы. (Вы когда-нибудь видели, как ломается ветряная мельница с неисправным тормозным механизмом? YouTube, если хотите съежиться.)
Как бы ни помогли новые формы производства энергии, предложенные другими ответами, простая замена механизмов существующей системы значительно помогла бы. Это может быть более низкий уровень инвестиций, чтобы дать бедным странам больше власти.
Собирайте энергию ветра с помощью воздушных змеев. Сделайте тросы прочными и легкими и наслаждайтесь бесплатной возобновляемой энергией!
Хотя пример с термоядерной энергией является наиболее практичным, вы можете соединить массивный солнечный коллектор на орбите с землей с помощью неразрушимого оптоволоконного кабеля и отправить лазерный импульс по кабелю к котлу, питающему паровую турбину. В качестве бонуса, поскольку кабель не поддается разрушению, вы можете использовать его для привязывания космического лифта и дешевых полетов на орбиту.
На мой взгляд, есть две основные области, в которых ваш процесс неразрушимости может повлиять на выработку энергии, что будет очевидно читателю.
Мегамасштабная инженерия.
Благодаря сверхпрочным и сверхлегким материалам становятся возможными ранее невозможные инженерные проекты.
Вы можете привязать Луну к Земле для выработки приливной энергии, просверлить отверстие в земном ядре и т. д.
Новые материалы и состояния вещества
Помимо грубых эффектов вашего процесса, вам придется учитывать эффекты микро- и квантового масштаба.
Что, если я заморозю и сожму водород в твердое состояние, а затем применю этот процесс, чтобы он оставался таким при нормальной температуре и давлении? Как работает трение между неразрушимыми поверхностями?
Вы можете представить себе ряд суперматериалов с экзотическими свойствами, таких как сверхпроводящие провода, подшипники без трения и идеальные изоляторы. Возможно, вы сможете построить высокоэффективные солнечные батареи или аккумуляторы большой емкости для идеального хранения энергии.
Вас действительно волнует, как генерируется энергия, если ваша стенная розетка может выдавать мегаватты энергии от солнечных ферм в Африке одним щелчком выключателя?
По крайней мере, некоторые исследования показывают, что можно построить сверхпроводник тепла . Предполагая, что это так, создайте трос из теплосверхпроводящего материала и опустите его одним концом в центр Солнца, а другим концом на космическую станцию по выработке электроэнергии где-то рядом с Землей (возможно, в точке Земля-Солнце L1). Сверхпроводник будет переносить тепло от Солнца к космической станции, которая может использовать тепловую энергию для выработки электроэнергии и передавать ее обратно на Землю с помощью лазеров.
Предполагая, что ваш сверхпроводник представляет собой провод толщиной 0,1 мм, вам потребуется около 15000 м ^ 3 провода, чтобы сделать это. Несмотря на то, что это чрезвычайно дорого, вы получаете практически бесплатную энергию навсегда.
Неразрушимый не означает негибкий или лишенный изменений состояния. Сделайте эквивалент очень длинного, туго свернутого «металла с памятью» из вашего материала и используйте его для доставки энергии, когда он раскручивается через несколько термальных ванн.
Вы только что сделали практическую термоядерную энергетическую систему.
Вы строите защитный сосуд. Если ваша машина позволяет это, лучший дизайн - это большая часть сферы как одной части и панель, которая включает в себя остальную часть, но перекрывается, чтобы ее нельзя было вытеснить. Меньший кусок должен быть внутри большего, когда он обрабатывается.
Если вы не можете этого сделать, вам придется усложнить соединение частей вместе, но это все же можно сделать.
В любом случае сбоку есть небольшое отверстие. К нему присоединено отверстие переменного размера и магнитогидродинамический генератор (внутри которого также должна быть неразрушимая конструкция).
Загрузите в устройство небольшую атомную бомбу, а затем столько дейтрида лития, сколько сможете вместить, пока еще можете его закрыть. Взорвать. Обратите внимание, что здесь вам не нужна обычная сложность термоядерной бомбы, это все просто для того, чтобы сфокусировать энергию атомной бомбы, и защитная оболочка прекрасно справляется со своей задачей.
Теперь у вас есть контейнер, полный невероятно горячей плазмы. Он выходит через генератор, когда давление падает, вы больше открываете отверстие, чтобы поддерживать постоянный уровень мощности.
Ваш контейнер начинается с продуктов деления и гелия (я не знаю, будет ли он достаточно горячим, чтобы начать горение гелия, но он достаточно медленный, и не будет иметь существенного эффекта, даже если это произойдет). охладите материал, а затем вы можете охладить его еще больше, направив его в большой контейнер с гелием — цель состоит в том, чтобы охладить его достаточно, чтобы продукты деления затвердели и упали на дно контейнера. У вас остается гелий, немного радиоактивного криптона и радиоактивного ксенона в виде газов, а остальное горячее на полу, которое нужно подмести.
Вещи на полу не хуже, чем обычные отходы ядерных реакторов, и их намного меньше, потому что большая часть энергии была получена от синтеза, а в отходах также не осталось плутония.
Газы обычно выпускаются только при благоприятном ветре, но в этом случае может быть экономически целесообразно пропускать газы через фракционную перегонку, чтобы извлечь гелий для продажи. (Обратите внимание, что гелий обладает, я считаю, уникальным свойством, заключающимся в том, что он невосприимчив к наведенной радиоактивности. Гелий-4, который поглощает нейтрон, производит гелий-5, который очень быстро распадается обратно в гелий-4. Это происходит так быстро, что вы можете наблюдать это только в атомный крушитель, в человеческом масштабе это просто гелий-4.)
Вы можете использовать геотермальную энергию непосредственно из магмы .
Сделайте буровые долота и буровые штанги неразрушимыми, обсадные трубы с вакуумной изоляцией и внутренним подогревом сделайте неразрушимыми. Используйте NaK (натрий-калиевый сплав) в качестве буровой жидкости при температуре до 785 °C, другие жидкие металлы по мере необходимости.
Бурить в месте, где магма жидкая, с обсадной трубой глубоко в жидкости. Следите за тем, чтобы первая магма не остыла до состояния камня в отверстии.
Теперь вы можете запустить стандартную геотермальную электростанцию!
На самом деле, вы можете просто использовать теплообменник глубоко в магме и готовую технологию, используемую на атомных электростанциях, для прокачки жидкого металла и использования тепла. Работает везде, без загрязнения.
Найдите спортивную крысу, которая больше всего любит качать железо. Если вы сделаете его неразрушимым, он никогда не состарится и не умрет, это дает ему бесконечное время для расходования энергии, которую вы можете использовать с помощью модифицированной машины кузнеца.
Это также можно сделать с обычной крысой в клубке. В какой-то момент вам нужно будет заменить лакомства. Преимущество гимнастической крысы заключается в том, что конечной целью является корявая накачка ведьмы, которая длится недолго.
Л.Датч