Мы завершаем цикл, посвящённый технологическим укладам человечества, и логично задаться вопросом: что же ждёт нас впереди? Как преодолеть нынешний тупик, который можно назвать «нефтепанком»? Парадокс в том, что истинный пятый уклад, основанный на атомной энергетике и водородно-электрическом транспорте, уже морально устарел. С середины XXI века должен начаться переход к шестому укладу, хотя мы даже предыдущий освоили не полностью.
Однако существует стратегический принцип, восходящий к Сунь-цзы: иногда попытка наверстать упущенное, действуя по старым правилам, только усугубляет положение. История знает примеры, когда народы, входя в индустриальную эпоху, не повторяли все этапы европейцев, а сразу осваивали актуальные технологии. Так было с паромобилями: их этап во многих странах просто «перешагнули». Возможно, и нам удастся совершить подобный скачок, особенно учитывая, что в сфере информационных технологий (ключевой для пятого уклада) у нас есть успехи.
Но для этого необходимо понять, на чём будет основан шестой технологический уклад.
Энергетический фундамент: гибридный термояд
Основой нового уклада, по всей логике, должна стать термоядерная энергетика. Это следующий шаг после атомной. Пока до чистого термоядерного синтеза далеко, но уже сейчас реализуется промежуточный вариант — гибридный реактор. В нём термоядерная реакция (пока самая простая, дейтерий-тритиевая) служит мощнейшим источником нейтронов для «поджигания» и поддержания реакции деления в окружающем слое урана-238 или тория.
Прелесть гибридной схемы в том, что она решает ключевую проблему чистого термояда: энергию, уносимую нейтронами, здесь не пытаются уловить, а используют по прямому назначению — для трансмутации ядер. Это превращает недостаток в достоинство. Такие установки уже строятся, и они могут стать энергетическим сердцем шестого уклада.
Но энергия — это только половина дела. Вторая, не менее важная часть — транспорт. Если водородный двигатель был химическим аккумулятором атомной энергии, то что станет аккумулятором для термоядерной? Ответ может быть неожиданным: сами радионуклиды.
Радиоизотопные источники: энергия в «батарейке»
Мощные нейтронные поля гибридных реакторов открывают возможность массового производства специфических радиоактивных изотопов. Это даёт толчок к широкому применению изотопных источников энергии (ИИЭ), или «атомных батареек».
Главное препятствие для их использования сегодня — сложность дезактивации. Однако с развитием биотехнологий и нанотехнологий этот барьер может быть преодолён. Более того, уже сейчас можно относительно безопасно использовать летучие изотопы, такие как тритий (сверхтяжёлый водород), криптон-85 (инертный газ) или углерод-14. В случае аварии они быстро рассеиваются в атмосфере или воде, не создавая долговременной угрозы.
Такие компактные и долгоживущие источники энергии откроют дорогу множеству технологий, которые сегодня не используются из-за прожорливости — от плазменных защитных полей до мощных экзоскелетов.
Автомобиль на атомной батарейке: фантастика или реальность?
Самый интригующий вопрос: можно ли использовать ИИЭ на транспорте? Здравый смысл подсказывает, что для автомобиля, сравнимого по мощности с современным, потребовались бы сотни килограммов радиоактивного вещества. Звучит нереалистично, но давайте проверим на цифрах.
Возьмём тритий. Расчёты показывают, что для двигателя мощностью в 100 лошадиных сил, работающего в среднем режиме за срок его полураспада (12.5 лет), потребуется около 300 кг трития. Это много, но сопоставимо с весом современного двигателя и бака с топливом.
Если же взять более энергоёмкий криптон-85, то масса радионуклида для того же двигателя сокращается до чуть более 100 кг. А с учётом того, что личный автомобиль большую часть суток простаивает, можно комбинировать ИИЭ с аккумулятором. В этом случае «заправки» из нескольких килограммов криптона может хватить на годы городских поездок. Физических запретов для такой конструкции нет.
Куда девать лишнюю энергию?
Возникает резонный вопрос: атомную батарейку не выключишь. Что будет делать автомобиль, когда он стоит? Решений несколько:
- Комбинация с аккумулятором. В период покоя энергия накапливается в ёмкой батарее, которая отдаёт её при движении. Это радикально снижает требуемую массу радионуклида.
- Круглосуточные беспилотные такси. Если энергия станет очень доступной, транспорт может не простаивать, а постоянно курсировать по городу, выполняя заказы.
- Возврат энергии в сеть. На стоянке автомобиль может подключаться к сети и отдавать избыточное электричество, становясь частью децентрализованной энергосистемы.
Ненасытный аппетит цивилизации
Важно понимать, что энергопотребление цивилизации шестого уклада будет колоссальным. Эпоха «дешёвой» энергии, созданная энергосберегающими технологиями, может оказаться недолгой. Интернет — лишь предтеча. На смену ему идёт «обогащённая» и «виртуальная» реальность, требующая гигантских вычислительных мощностей. Широкое внедрение блокчейна для создания уникальных цифровых активов также резко увеличит нагрузку на энергосистемы.
Именно поэтому возможность «сливать» избыточную энергию от миллионов транспортных средств и устройств в общую сеть станет не причудой, а необходимостью. Ночью, когда транспорт меньше двигается, его энергия будет питать серверы и вычислительные центры.
В перспективе, с освоением технологий сверхлёгкой дезактивации, могут появиться и микрореакторы на трансурановых элементах (кюрии, калифорнии) с критической массой в несколько граммов. Они будут предназначены для спецтехники, где нужны компактность и огромная мощность.
Дорожная карта к шестому укладу
Переход к новому технологическому укладу может выглядеть так:
- Создание гибридного реактора. Доказательство его экономической и экологической эффективности по сравнению с реакторами на быстрых нейтронах.
- Массовое производство радионуклидов. Гибридные реакторы становятся фабриками по производству изотопов для ИИЭ.
- Прорыв в технологиях дезактивации. Развитие нано- и биотеха делает работу с радионуклидами безопасной.
- Транспортная революция. Бензиновый и водородный транспорт замещается радионуклидным, а затем и кюриевым.
Между вторым и третьим этапами может произойти переход от «грязной» дейтерий-тритиевой реакции к дейтерий-дейтериевой. Сегодня она невыгодна, но если нейтроны станут ценным ресурсом, а тритий будет нужен для массовых ИИЭ, всё изменится.
Ирония судьбы: старые радиомогильники XX века из экологической угрозы превратятся в кладовые ценного сырья для новой энергетики.
Метки: #стимпанк , #электропанк , #технологии , #наука и технологии , #наука и техника , #технологические уклады , #нефтепанк , #шестой технологический уклад , #термояд , #термоядерная энергетика
Сноски:
* Гибридный реактор принципиально безопаснее: самоподдерживающаяся цепная реакция деления в нём невозможна. Риск тяжёлой аварии сведён к минимуму, так как одновременно «горит» лишь несколько граммов термоядерного топлива, а при любой нештатной ситуации реакция деления мгновенно затухает.
Обратите внимание: Социология журналистики. Убедительные «рычаги» и технологический прорыв.
Список статей о мире Стимпанка и технологических укладах
Навигатор по каналу "Море Ясности"
Еще по теме здесь: Новости науки и техники.