Многократно поминаемый Билли Гейтс, то есть, компания "TerraPower" чем-то таким и занимается, в том числе, в Димитровграде на БОР-60.
Естественно, не они это придумали, эта идея идёт ещё от основателей отрасли.

Первая проблема - конструкционные материалы.
Ни один конструкционный материал не выдержит такой флюенс (интеграл от плотности потока нейтронов по времени).
Можно надеяться только на значительное повышение глубины выгорания, но так чтобы поделить весь уран в ноль - нет.

Попутно ещё моменты.
Многие из осколков деления - это газы. И они активны, и есть с большими периодами. То есть, безобидным и стабильным экс-уран не будет.

Инженерная и химическая.

Фильтры. Надо подбирать наборы фильтров, которые будут извлекать из жидкого топлива осколки.
А далее нужна какая-то система обращения с отобранным.

Например, можно оставлять осколки в фильтрах, а потом просто менять фильтры целиком или только их картриджи.
Но тогда придётся фильтры как-то охлаждать, потому что из-за осколков они будут греться.

Задача не то, чтобы тяжёлая. Она может оказаться дорогостоящей, потому что всерьёз направление жидкотопливных реакторов не развивали.
Точнее, пытались сделать это очень давно, и большинство наработок, скорее всего, просто утеряны, и придётся решать её с нуля.

По поводу выжигать топливо до исчерпания делящихся - оно просто нереализуемо, т.к. осколки трансмутируют, а следовательно являются поглатителями нейтрончиков, коих мы не напасёмся... И тут ЖТР реакторы с онлайн переработкой располагают... Попадаем в очень принципиальный "водораздел": или сверх высокие выгорания (батарейки/самоеды), или сверх малые (ЗТЦ). Оставлять ли шанс "обычным" выгораниям в поколении V или оно будет отвергнуто при переходе от IV/IV+? Вполне себе так критерий.

AtomInfo.Ru
Пора дробить список на разделы: технологии топлива, системы управления и защиты, системы преобразования энергии и теплоотвод (три для начала).
Общие слова отделить, чтобы после конкретизации куда-то сформировались.

Нечто подобное собираюсь сделать, но попозже. Ещё немного выжду.
Дни и даже недели дела не решают, торопиться некуда, до пятого поколения ещё 50 лет

Тут основной вопрос — где взять эти сильные нейтронные потоки? У нас есть три способа получать нейтроны в товарных количествах: при делении ядер в реакторах, в ускорителях и при термоядерном синтезе. При этом технически и экономически доступным является только первый способ, в ядерных реакторах.

Мне понравилась мысль, которую я почерпнул на этом форуме, что основной ценностью ядерной энергетики являются нейтроны. Когда мы сожжём весь уран-235 на планете, мы останемся без дешёвого источника нейтронов. И от нас зависит, как мы потратим данное нам богатство. Если просто растеряем нейтроны в тепловых реакторах, то ядерная энергетика довольно быстро сама собой закончится. Если же используем их для приумножения делящегося материала, то урана и тория хватит на тысячи лет.

Поэтому просто так облучать твэлы, в которых накопилось большое количество осколков-поглотителей, наверное, не очень хорошо. Ну и, как уже сказали, оболочка твэла от долгого пребывания в нейтронном потоке вся растрескается, да ещё и распухающее от осколков-газов топливо изнутри её порвёт.

Как предполагается решать проблему миноров и осколков в замкнутом цикле?

Один из вариантов - отделять миноры с частью осколков (долгоживущих) и дожечь их либо в специализированном реакторе, либо ускорителем.

Формально никто не может запретить поставить задачу конструкторам организовать это в рамках одного аппарата (без перегрузок, то есть, той же батарейки).

Оставим в покое вопросы экономики, они скользкие ("Сколько это будет стоить?" "Введут штраф/налог за накопление нептуния, и будет уже неважно, сколько будет стоить его выжигание, его просто придётся выжигать").

С технической точки зрения сдерживающий фактор у всех таких концепций - как я уже сказал, конструкционные материалы.
У нас нет материалов, способных обеспечивать герметичность твэлов при таких выгораниях и дозах в таких условиях (температура, контакт с теплоносителем, позже ещё и контакт с топливом, в котором скапливаются газы).
Я всем всегда советую обратить внимание на то, что практически все западники сейчас очень плотно занимаются именно материалами.
Реакторы они не строят, а вот материалы конструируют. В какой-то из моментов это может сыграть в их пользу.

А отказ от оболочек неминуемо приведёт нас к ЖТР. Ну или, например, к реакторам без теплоносителя (отдача теплопроводностью, конвекцией и т.п.).
Не случайно "TerraPower", начинавшая с концепции долгоиграющего самоеда, "внезапно" заинтересовалась тематикой быстрых ЖСР.

Но жидкотопливные реакторы начнут сильно тормозить по пункту "нераспространение".
Действительно, при таком реакторе есть целая фабрика по выделению осколков из первого контура и обращению с ним.
Поставь дополнительный фильтр - и выделяй плутоний, легко и просто.

Допустим, мы скажем, что нам как ядерной державе это неважно. Допустим, это даже так (на самом деле не так, сильно возрастут наши расходы на физзащиту во всех её проявлениях).
Но есть ещё экспорт, который сразу же существенно осложнится и может даже сойти к нулю.
Значит, придётся содержать ещё какую-то экспортную технологию, у которой будут свой цикл с его предприятиями и т.д.

В общем, не так всё просто в этом мире. О самоедах говорили ещё на первых женевских конференциях по мирному атому, а это ведь 50-ые годы! И до сих пор эта концепция остаётся даже не бумажной - так, повод для разговора за чашкой кофе в курилке из серии "Как бы было бы здорово, если бы мы умели".

Вот здесь внимание!
По большому счёту, нужны не потоки (точнее, плотности потока, н/см2/с), а флюенсы, то есть, интегралы от потоков по времени.
Соответственно, если потока недостаточно, то можно увеличить время работы.

Это действительно так, но мы живём не в вакууме, а в обществе. В разных странах по-разному, но в целом общество (население) нервничает насчёт радиоактивности.
Поэтому вопросы дожигания ненужного (миноры, осколки) будут вставать. Их можно оттягивать, но они будут.

Там же вроде есть неактивные, но сильно прожорливые по нейтронам осколки?

Насчёт сильных потоков. Не всё так страшно.

Изменение концентрации урана-238 в реакторе, если откинуть экзотические реакции, есть экспонента:
Ro8(t) = exp(-x)

x = sigma8*Ф*t

sigma8, см2 - усреднённое по реактору и по энергиям сечение поглощения нейтронов в уране-238 (в реальности это функция от энергии и, строго говоря, пространственной координаты).
На этот параметр мы можем влиять, изменяя спектр нейтронов - то есть, например, материальным составом реактора.

Ф, н/(см2c) - усреднённая плотность потока нейтронов.
Влиять можем мощностью.

t, с - время.

По хорошему, sigma8 - величина не справочная, а расчётная (потому что усреднённая).
Но если начать брать какие-то характерные для быстрых реакторов величины, то можно убедиться, что в пределах 100 лет (или даже ранее) есть возможность сжечь уран-8 если не полностью, то в значительной степени.
То есть, с точки зрения физики реакторов это возможно, а вот современные материалы такое издевательство запретят.

Если мы говорим о быстрых реакторах, то там аномальных поглотителей среди осколков уже нет.

Прожорливость проявляется в резонансной области сечений (или в тепловой, если у сечения есть резонанс при отрицательной энергии нейтрона).
Если мы уходим по спектру в область быстрых энергий, там резонансы заканчиваются и сечения будут того же порядка, что и площадь поперечного сечения ядра.

Для ориентира, цифры по БНАБ-78 (файл).
В быстрой области у урана-235 сечение деления 1 барн (чуть больше на самом деле, но это для грубой оценки) и сечение захвата 0,1 барн.
А у усреднённого осколка деления сечение захвата 0,1 барн.

Вообще, конечно, дожигать все осколки - это нереально.

Обычно говорят, что надо выделить некоторые из осколков с большим периодом и их каким-то способом трансмутировать.
А остальные - в хранилище или закапывать.

Две трети осколков вообще стабильные же. Редкоземельные элементы и прочие.

Совсем строго говоря, надо осколки разбирать и направлять в народное хозяйство, кому надо. Включая, кстати, и некоторые активные изотопы.
Наверно, в конце концов так и будет.

Кто/что мешает накапливать миноры в склад, для будущих проектов, технологий?
Всё выделяемое тепло надо пускать в дело, т.е. хранилища материалов нужно обустраивать в замкнутые экосистемы, сильно горячее - производство ЭЭ, тёпленькое - на циркуляцию теплоносителя пусть работает, самое низкотемпературное - греть воду, для теплиц и прочих хозяйств (представим себе отапливаемую бухту в северных широтах ).


Давайте вот будем немножко о себе думать, "снаружи" нам только санкции пока "импортируют". Если мы у себя замыкаем цикл и строим V, то это не значит, что кому-то мы тоже будем строить V. Думается такими темпами на экспорт будут идти только "батарейки", за то их можно поставлять много и дорого (они же всё так же будут в кредит).

Плохо, что у тяжёлых металлов много активных изотопов. А у палладия ещё и долгоживущий есть. Двумерно бы их разделять.

когда родий стоил дороже 4000 долларов за унцию, всерьёз обсуждались способы добычи его из ОЯТ, сейчас, после кризиса, цена на него так и не восстановилась, и он стоит дешевле 1000 долларов за унцию, и это неперспективно...

А мы о себе и думаем.

Экспорт в 90-ые оказался той штукой, из-за которой наша российская отрасль, в общем-то, и спаслась, выжила.
Причём, как видно, у нас сейчас, мягко говоря, непросто, но у других-то стран в отрасли вообще корова сдыхает.

(Гео)политика (гео)политикой, но иметь запасной фронт работ на всякий случай оказалось полезно.
И отрубать его напрочь сильно нежелательно.

Повторение 90х не допустимо. Если уж мы говорим о высоком в атомной отрасли, то и "политику" надо поднимать на высоту.

Собственно это всё будет возможно лишь если победит здравый смысл, а предпосылок (в виде нормального образования) не видно, увы

А что остается в пещере от исходного уранового ядра, при термоядерном подземном взрыве? Там то нейтронов выше крыши! наверняка ведь все меряли и весьма дотошно...

(Кстати, всегда будет старый добрый способ термояда - пещера поглубже, взрываем термояд мегатонны так на 2, используем тепло, как кончилось, взрываем следующую бомбу... Идею мне еще отец рассказывал в старые добрые 60-е, не просто так... - не знаю откуда он ее взял, может из какой нибудь Техники-Молодежи или из Знания - Сила ?)