Нет причин не жить над землей в хорошо изолированных и охлаждаемых зданиях. Что касается инфраструктуры, то тут все намного проще. Причина, по которой это не безумие, заключается в том, что эффект изоляции имеет экспоненциальную зависимость от толщины: скажем, ваш дом находится в Канаде, и его изоляция снижает тепловой поток с 20°C внутри до -20°C снаружи — разница температур составляет 40K. — до 10% по сравнению с неизолированными (вероятно, консервативно). Теперь, когда температура наружного воздуха поднимается до 260°C, разница составляет 240К. Тепловой поток примерно пропорционален разнице температур , поэтому при разнице в 240 К у вас будет 240/40 = 6-кратный тепловой поток. Меньше, чем удвоение вашей изоляции, сокращающий тепловой поток еще в 10 раз, должен справиться с этим. Конечно, вам нужен кондиционер, который может отводить такое же тепло, как и ваш старый обогреватель, гораздо больше, чем обычный кондиционер, но вы можете просто добавить еще один слой изоляции. Теперь у вас в стенах примерно 1 м минеральной ваты, а внешняя поверхность, скорее всего, не из дерева, не из ПВХ и не из битумной черепицы, но это нормально.

Вам также не нужно изолировать себя от атмосферы; после охлаждения он все еще будет пригоден для дыхания, возможно, после фильтрации дыма от все еще горящей Тундры. Вы можете использовать теплообменники с выходящим воздухом для предварительного охлаждения входящего воздуха перед его активным дальнейшим охлаждением до комнатной температуры, эффективно используя обратную технологию, которая уже используется сегодня в домах с низким энергопотреблением .

Из-за закона куба-квадрата, вероятно, будет больше больших многоквартирных домов и меньше отдельных домов. У вас могут быть даже окна; они, вероятно, будут маленькими и поглощающими инфракрасное излучение , и им потребуется внутреннее охлаждение, возможно, с помощью встроенной сетки охлаждающей жидкости. Остальная часть дома будет иметь отражающее покрытие. Глядя через обычное стекло, будет немного жарче, чем смотреть в вашу кухонную духовку на полном газу: выполнимо, но ненадолго. Вы также не хотели бы, чтобы горючие материалы находились рядом с окном; поэтому безопаснее иметь стекло, поглощающее инфракрасное излучение. Ночью и во время штормов (а там будетбыть штормами) вы бы закрыли плотно прилегающие ставни для большей изоляции и защиты, точно так же, как вы делаете сегодня в суровом холодном климате (за исключением того, что вы не будете использовать дерево).

Теплоизолированные и охлаждаемые транспортные средства или даже что-то вроде громоздких скафандров (тоже с изоляцией и охлаждением) позволят по-прежнему наслаждаться отдыхом на свежем воздухе. Окна и козырьки, поглощающие инфракрасное излучение, также нуждаются во внутреннем охлаждении, как и окна в доме; или вы переключаетесь на камеры и мониторы/VR.

Тепло может быть отдано в более горячую область, чем охлаждаемая; если бы это было не так, у нас не было бы холодильников.

Теперь это должны быть впечатляюще хорошие холодильники. Обычных хладагентов, вероятно, будет недостаточно, и они будут находиться в постоянном цикле, а их неисправность не приведет только к звонку в Maytag.

К счастью, 500F не так уж и горячи. Он горячий, но намного ниже точки плавления большинства металлов. Железо даже не раскалится докрасна (извините за ваш ментальный образ). Так что никаких необычных материалов в строительстве вам не понадобится.

Это было бы существование, балансирующее на острие ножа, и «землекопам» все равно нужно было бы куда-то выбрасывать награбленное, но это не кажется невозможным.

Краткое и неточное описание охлаждения: хладагент сжимается, что приводит к его нагреву. Тепло отводится за счет прокачки сжатого хладагента через радиатор. Охлажденный сжатый газ затем закачивается в охлаждаемую зону и сбрасывается. Чтобы расшириться, он должен нагреться, что он и делает, поглощая тепло из окружающей среды. Вот почему дезодорант холодный. Затем хладагент откачивается и снова сжимается, что позволяет ему отводить поглощенное им тепло.

Разработать подобную систему для такой ситуации сложно, но ни в коем случае невозможно, возможно, даже с современными технологиями. (Я думал о многоступенчатой ​​системе с парой разных хладагентов, подключенных к контуру хладагента, но это неважно.) Что было бы более сложным, так это управление теплом.

Охлаждение очень энергоемкое, возможно, даже больше в настройках, которые вы описываете. Использование любого метода производства энергии, который производит значительное количество отработанного тепла (т. е. тепла, не преобразованного в электричество или движение), в конечном итоге станет проблемой. Использование земли в качестве среды отвода тепла также будет работать только в течение первых нескольких десятилетий, пока коренная порода медленно не достигнет температуры, близкой к температуре атмосферы. Погружаясь глубже, вы обнаружите, что у вас повышается температура, как это видно на золотых приисках в Южной Африке. По сути, вам нужна система, которая производит достаточно электроэнергии и достаточно небольшое количество отработанного тепла для собственного охлаждения. (Это не вечный двигатель, он все же заправляется извне)

Любой вид термоэлектрического генератора, вероятно, был бы плохой идеей, поэтому сжигание биомассы, геотермальная энергия и температура поверхности исключены. Вам придется подумать об использовании таких вещей, как фотоэлектричество (солнечные батареи), ветер и, возможно, анейтронный синтез, в зависимости от того, насколько научно-фантастична ваша обстановка.

Другим вариантом было бы заставить вашу АЭС работать на более высокой температуре, чем обычно практикуется сегодня, и вывести ее на поверхность, охладить ее теплоноситель до температуры поверхности, на которой ваш теплоноситель жидкий, а затем снова нагреть его до безумных температур. , кипячение, прохождение через турбину и т. д. Это дало бы вам повод использовать поршни из карбида вольфрама с красным ходом, перекачивающие газообразную коррозионную соль или олово.

Нет внутренней проблемы:

Учитывая достаточные расходы, единственным ограничением для холодильной системы является то, что место, куда вы сбрасываете тепло, не должно быть настолько горячим, чтобы горячая сторона холодильника разрушилась.

Кроме того, ваш метод производства электроэнергии не должен создавать больше отработанного тепла, чем может быть обработано, либо путем сброса в окружающую среду (обычным способом), либо путем откачки с использованием вашей холодильной системы с использованием той же энергии, которая только что была произведена.

Поскольку в вашей системе используются ториевые реакторы, работающие на температуре 650C++, они будут прекрасно работать, используя внешнюю температуру 260C для отвода тепла. Нет проблем. Никакая энергия, вырабатываемая вашим реактором, не должна быть потрачена впустую в неэффективной схеме охлаждения.

Вся установка, конечно, будет безумно дорогой. И потребует действительно огромного количества или размера энергетических реакторов, но это можно сделать. Одним из преимуществ того, что поверхность является адской землей, является то, что вы можете не возражать против ее загрязнения радиоактивными и химическими отходами, которые значительно упростят вашу промышленность и энергетические реакторы .

Что касается визуального эффекта, который вы ищете: приведенная выше схема thewildnobody является вполне веским оправданием/причиной для его создания. Один из режимов ториевых реакторов работает с раскаленными докрасна расплавленными солями в качестве активной зоны реактора, и если вы не возражаете против радиации, вы можете довольно эффективно перекачивать реальный материал активной зоны реактора.

Ps Настоящим я добровольно добровольно присоединяюсь к отряду поверхностной инспекции и технического обслуживания. Это была бы одна из наименее желанных профессий во всей вселенной!

Горы

Как уже отмечалось, охлаждение до 250°С вполне возможно с использованием существующей технологии. В конце концов, ученые довольно регулярно охлаждают эксперименты почти до абсолютного нуля, что более чем на 270 градусов ниже точки замерзания (воды). В большинстве аппаратов МРТ используются сверхпроводящие магниты, охлаждаемые жидким гелием*, и они могут работать круглосуточно и без выходных в больничных условиях. Обратите внимание, что изоляция, необходимая для поддержания этой температуры, не является абсурдно громоздкой, как отмечает Питер.

Тем не менее, я бы посоветовал вашим обитателям вместо того, чтобы копать под землей, закапываться в горы. Есть несколько преимуществ. Во-первых, гора обеспечивает большой естественный тепловой барьер, уменьшая количество изоляции, необходимой для человеческих строений. Во-вторых, у нас уже есть масса инструментов и опыт копания в горах. И в-третьих, самым холодным поглотителем тепла, доступным в такой среде, скорее всего, будет высокогорная атмосфера.

Солнечный дымоход

Итак, ваши жители, скорее всего, захотят построить мегапроект, что-то вроде массивной солнечной трубы на вершине ближайшей/самой высокой горы. Дымоход должен быть настолько большим, насколько они могут себе позволить его построить, как по высоте, так и по поперечному сечению. В отличие от традиционных дымоходов, они на самом деле требуют двунаправленного потока, поэтому я бы предложил коаксиальную конструкцию, в которой внутренняя труба перемещает холодный воздух сверху вниз, а внешняя секция перемещает тепло выхлопных газов вверх.

Теория здесь заключается в том, что выхлопное тепло будет более горячим, чем холодное впускное тепло, и поэтому вам нужно, чтобы оно находилось в слое рубашки, ближе к горячему наружному воздуху. Вы хотите максимально защитить холодный всасываемый воздух. Обратите внимание, что «холод» является относительным и может все еще быть 100+ C на высоте, на которой они могут его построить.

Верх дымохода должен быть раздвоенным, чтобы горячие выхлопные газы могли выдуваться по ветру от входа холодного воздуха, а выхлопное отверстие должно иметь возможность вращаться в ответ на преобладающие ветры.

Возможность сбрасывать отработанное тепло в воздух, который на 100°C холоднее окружающего воздуха, обеспечивает значительную экономию энергии.

Даже если ваши жители не могут позволить себе построить высокий дымоход, они все равно могут использовать саму гору в качестве дымохода, либо с вращающимся внешним вентиляционным отверстием, либо с несколькими вентиляционными отверстиями, встроенными во все стороны вершины, и с внутренним механизмом, который может вращаться для вентиляция/впуск из разных портов. Но если у них есть несколько ториевых реакторов для питания их цивилизации, то у них есть технологии и ресурсы, чтобы построить довольно большой дымоход.

Океан

Большая проблема, ИМО, это вода. Вы не сказали, как долго температура атмосферы составляла 500 градусов по Цельсию, но в конце концов вы выпарите океаны. До тех пор вы можете использовать морские глубины в качестве поглотителя тепла, если не возражаете против ускорения потери воды. Скорее всего, тепловая мощность вашей оставшейся цивилизации будет каплей в море по сравнению с атмосферной тепловой нагрузкой.

Но отсутствие дождя означает, что у вашей цивилизации будет столько же проблем с сохранением воды, сколько с сохранением прохлады. К счастью, кипящие океаны в основном останутся в атмосфере, сделав воздух полностью насыщенным водяным паром (и, вероятно, довольно неприятным для дыхания, так как это будет перегретый пар, который, вероятно, обожжет ваши легкие). Тем не менее, это также дает вам источник воды, поскольку вы можете просто вдыхать наружный воздух на любой высоте с высоким давлением пара и конденсировать из него воду. В общем, сделай сам дождь.

Удачи!

* Гелий кипит при 4 К

Простой пример из реальной жизни, чтобы показать, что это возможно:

Ваши температуры недалеко от того, что уже было сделано много десятилетий назад. В частности, кабина самолета-разведчика SR-71. Было эффективнее одеть пилотов в основном в скафандры и охлаждать их, чем охлаждать всю кабину.

На земле это будет намного проще, потому что вы не ограничены по весу или размеру, вы можете заменить мощность изоляцией.

Помимо охлаждения жилых отсеков, вам потребуется отводить отработанное тепло из реакторов наружу (значительное количество). Обратите внимание, что 500F довольно близко к нормальной температуре парового цикла (для атомной станции). Таким образом, вам, вероятно, потребуется использовать обычное охлаждение (скажем, рециркуляцию воды), а затем массовое охлаждение нагретой воды. Это может превысить теплопередачу, необходимую для охлаждения изолированных жилых помещений.

[Я думаю, вы могли бы также представить себе какой-то ядерный процесс, использующий гораздо более высокотемпературные жидкости, а затем напрямую использующий воздух с температурой 500F для охлаждения. Но я подозреваю, что проблемы с материалами при разработке высокотемпературных реакторов, турбин и т. д. (особенно на вторичной стороне) будут гораздо более сложными, чем простое использование обычной системы с последующим охлаждением охлаждающей жидкости с помощью того же метода охлаждения, что и вы. использовать, чтобы обезопасить людей.]

Ps Я не думаю, что торий нужен или оптимален. Вы могли бы использовать обычные реакторы деления урана. Наверное, намного проще, чем торий. (В конце концов, есть причина, по которой они побеждают сейчас — прочтите меморандум Риковера о «бумажных реакторах».) Если вас беспокоит истощение запасов руды, селекторы — это то, что вам нужно. Я думаю, что этот вариант произойдет задолго до тория. Кроме того, по-видимому, вы утверждаете, что общество намного меньше, чем нынешнее население мира.

Я думаю, что спуститься под землю — это хорошо, потому что там холоднее. Тогда отпадает необходимость в кондиционировании и специальных материалах для утепления.

Горячий воздух наполнен водой, которая будет конденсироваться, когда воздух прокачивается снизу. Все производство продуктов питания должно было уйти в подполье. Для этого нужно много воды. Вам нужно закачать много воздуха/водяного газа, а затем вам нужно закачать много воды обратно. Используемая вода испаряется и приводит в движение турбины.

Разница температур из-под земли в атмосферу, а также в атмосфере (ветры) являются источниками энергии. Может быть, ядерный реактор и не нужен.