Ядерные технологии аккумулирования энергии Опции

[ArS]

В этой теме - оффтопик, но прав открывать новые темы у меня нет, а вопрос возник.
Вынес в новую тему. - Модератор

Сформулировать тему можно так - "Ядерные технологии аккумулирования энергии".

Проблема следующая. АЭС желательно работать в базовом режиме, в то же время производство и потребление энергии становится все более распределенным и разнообразным по масштабам.

В таком мире не только станциям на возобновляемых источниках, но и АЭС крайне желательно иметь свои аккумулирующие мощности.

Понятно, что есть ГАЭС, есть или будут когда-нибудь электромобили, но есть ли возможность у атомщиков, так сказать, вырастить аккумулирующую бабу-ягу в своем коллективе?

Существуют ли потенциально применимые в масштабах реальной экономики ядерные технологии аккумулирования энергии, или могут ли рассматриваться в качестве таковых ядерные технологии, используемые для других целей (например, может ли рассматриваться для рынка электроэнергии как аккумулятор ЗЯТЦ - энергия тратится на выработку топлива)?

Сообщение отредактировал AtomInfo.Ru - 1.6.2016, 14:18

Причина редактирования: Пояснил. - Модератор

[Dobryak]

В этой теме - оффтопик, но прав открывать новые темы у меня нет, а вопрос возник.
Вынес в новую тему. - Модератор

Сформулировать тему можно так - "Ядерные технологии аккумулирования энергии".

Наработка плутония --- это и есть ядерное аккумулирование энергии. Если по Эйнштейну, то она не нарабатывается, а перекачивается из урана-238 в плутоний (если точнее, то во все, что делящееся).

[ArS]

Наработка плутония --- это и есть ядерное аккумулирование энергии. Если по Эйнштейну, то она не нарабатывается, а перекачивается из урана-238 в плутоний (если точнее, то во все, что делящееся).

Теоретически да. Но применимо ли это аккумулирование для сглаживания колебаний потребления ночь-день, например?
Если неприменимо - есть ли другие, применимые технологии?

[Dobryak]

Теоретически да. Но применимо ли это аккумулирование для сглаживания колебаний потребления ночь-день, например?
Если неприменимо - есть ли другие, применимые технологии?

Гоняйте АЭС на этом топливе в маневренном режиме.

Если Вам предложат купить что-то другое --- гордо откажитесь. Особенно от РИТЭГ в туалетном шкафчике.

[Pakman]

Если неприменимо - есть ли другие, применимые технологии?

Чтобы обязательно к ядру относились? На квантовых эффектах?

Можно было бы тунеллировать электроны в какую-нибудь ёмкость в часы ночного минимума, а в часы утреннего максимума выпускать их обратно

[Pakman]

Наработка плутония --- это и есть ядерное аккумулирование энергии. Если по Эйнштейну, то она не нарабатывается, а перекачивается из урана-238 в плутоний (если точнее, то во все, что делящееся).

Да ну что вы! Аккумулируется какойто полудохлый резонансный нейтрон, а получается ядро на целых 200 мега электрон-вольт! Это как раз и понимается под термином расшаренное воспроизводство.

[AtomInfo.Ru]

но есть ли возможность у атомщиков, так сказать, вырастить аккумулирующую бабу-ягу в своем коллективе?

Так мы уже её вырастили. Из-за неё Фукусима померла. Остаточное энерговыделение активной зоны после останова реактора и есть такая накопленная энергия.

Если более серьёзно. Ну да, логично - плутоний-238 есть запасённая энергия.
Делаем, например, растворный реактор с топливом из нептуния, он работает, производит энергию, а заодно нарабатывает 238Pu, который в режиме онлайн выделяется из рабочего тепла первого контура и отправляется на зарядку РИТЭГов.

А так вообще надо посмотреть в сторону наработки изотопов с какими-то подходящими периодами полураспада.

Или, например, если есть какая-то среда, чьи молекулы можно возбудить и держать в возбуждённом состоянии, допустим, несколько часов, а затем снимать возбуждение тогда, когда потребуется...

[Татарин]

Мне кажется, на АЭС вполне можно было б подумать о тепловом аккумуляторе (на том же растворе солей, скажем, или свинце).
Этот принцип даёт большие выгоды СЭС с концентраторами. Для АЭС тоже работать должно.

Идея простая: теплоноситель перед парогенератором прогоняется через большую бочку с солью/плавящимся металлом, которая поддерживает температуру на одном уровне. Даём бОльшую мощность, чем снимаем стурбины - плавим аккум. Нужна бОльшая мощность на турбине, чем даёт реактор - аккум замерзает, отдаёт тепло теплоносителю. Особенно подходит бассейновым - натриевым, свинцовым, где ёмкость с плавящимся материалом можно просто погрузить в бассейн.

Фишка даже не в большИх запасах энергии тут, а, скорее, в возможности очень быстро (со скоростью турбины) маневрировать мощностью без всяких ядерных проблем. Участие в регулировании частоты (продаём энергию дороже), запас теплоёмкости на случаи проблем, возможность повышения КИУМ и доли энергии АЭС в изолированной системе или системе со слабыми связями...

Порядка 0.5-1кВт*ч/литр можно запасти, значит, в кубике 10х10х10м помещается порядка 0.5-1ГВт*ч

[AtomInfo.Ru]

Да ну что вы! Аккумулируется какойто полудохлый резонансный нейтрон, а получается ядро на целых 200 мега электрон-вольт! Это как раз и понимается под термином расшаренное воспроизводство.

"Это смотря какая бабель" (приписывается С.М.Будённому).

Плутоний-238 вполне подходит под аккумулятор (T1/2 < 100 лет).

[Татарин]

А ещё можно, к примеру сурик восстанавливать до PbO.
Он как раз при 550С разлагается. И сжигается при надобности обратно (и можно ведь электрохимически! заодно - часть электромощности без турбинного преобразования генерить)

Да, и, конечно, АЭС с наработкой водорода особняком стоИт.

[AtomInfo.Ru]

А ещё можно, к примеру сурик восстанавливать до PbO.
Он как раз при 550С разлагается. И сжигается при надобности обратно (и можно ведь электрохимически! заодно - часть электромощности без турбинного преобразования генерить)

По условию топикстартера, чисто ядерные (или, хотя бы, атомарные) вещи рассматриваются.

Так-то самое простое, наверное, ГАЭС. Перекачал озеро на вершину горы, а потом сливай её потихоньку на турбинку, когда понадобится. Проверенная веками, если не тысячелетиями, технология аккумуляции.

[Pakman]

ёмкость с плавящимся материалом можно просто погрузить в бассейн.

Да, только это не ёмкость должна быть типа кастрюли, а пространственная конструкцея из нержавейки на основе геометрии Калаби-Яу, что бы, значит, поверхность подогрева была повышенная, а перепады температур, соответственно, пониженные.

[Pakman]

Плутоний-238 вполне подходит под аккумулятор (T1/2 < 100 лет).

Ну не знаю. Я умываться по утрам раз в сто лет несогласный.

[AtomInfo.Ru]

Ну не знаю. Я умываться по утрам раз в сто лет несогласный.

Неправильно понимаешь. Не раз в сто лет умываться, а сто лет подряд не закрывать горячий кран.

[ArS]

По условию топикстартера, чисто ядерные (или, хотя бы, атомарные) вещи рассматриваются.

Не совсем.

Расширю - любая технология, при реализации которой именно атомщики будут иметь конкурентное преимущество. И способная помочь атомной отрасли возглавить (если нельзя предотвратить) весь этот горький катаклизм с новой и распределенной энергетикой. :-)

[Татарин]

Так-то самое простое, наверное, ГАЭС. Перекачал озеро на вершину горы, а потом сливай её потихоньку на турбинку, когда понадобится. Проверенная веками, если не тысячелетиями, технология аккумуляции.

Ну, теплоаккумулятор очень естественно интегрируется в реактор (который и есть большая грелка).
За недорогую добавку получается два в одном: высокоманевренная мощность с дешёвым топливом.

[AtomInfo.Ru]

с дешёвым топливом.

Экономика - вещь в себе. Сегодня так, завтра эдак.
Тогда уж надо смотреть нечто, где мы сильнее по физическим причинам.

Пока всё-таки склоняюсь к изотопам (доказано, в т.ч., космосом). Создавать аккумуляторы (РИТЭГи), способные работать десятки лет - наверное, всё-таки нас трудно перебить в этом.

[Татарин]

А так вообще надо посмотреть в сторону наработки изотопов с какими-то подходящими периодами полураспада.

Это про Sr-90 и Cs-137?

Кстати, старые песни о главном: берём тот же стронциевый РИТ на 20-30кВт, погружаем его в герметичное ведро свинцово-оловянного сплава (оно же биозащита, оно же теплоаккумулятор с переходом фазы), снаружи обустраиваем парогенератор на 400С и пускаем пар на 100кВт турбинку (с регенераторами, все дела) или компаунд тройного расширения. Получаем бестопливный маневренный генератор с ресурсом на 15-20 лет, который замечательно может работать в автономной системе с очень переменной нагрузкой. С ВИЭ в том числе.
Ведро свинца имеет бесконечный (хорошо, куда бОльший, чему аккумов) ресурс зарядов-разрядов. А биозащите пофигу, в каком она состоянии - жидком или твёрдом.

Мало делаем стронция-90? Берём ведро свинца побольше (это у нас аккумулятор, так что можно) и кочегарим внутрь оксиды цезиев-(132, 133, 134, 137).

Идеальная машинка для военных/синоптиков/полярников и прочих людей с большим бюджетом и нежеланием бегать с канистрами к цистернам.

Сообщение отредактировал Татарин - 1.6.2016, 19:03

[Татарин]

Пока всё-таки склоняюсь к изотопам (доказано, в т.ч., космосом). Создавать аккумуляторы (РИТЭГи), способные работать десятки лет - наверное, всё-таки нас трудно перебить в этом.

Специальная наработка изотопов очень уж дорогая. Нейтронов мало, они дорогие. Значит, их нельзя тратить на баловство.
В РИТ(ЭГ)и нужно кочегарить ПД или хотя бы массовые МА.

[Dobryak]

Да ну что вы! Аккумулируется какойто полудохлый резонансный нейтрон, а получается ядро на целых 200 мега электрон-вольт! Это как раз и понимается под термином расшаренное воспроизводство.

Да ну что вы! Это с точки зрения чистого потребителя. А начните-ка к Большого Взрыва и всей цепочки нуклеосинтеза от первичного в Большом Взрыве и до взрывов звезд, где уран слепили...

В любом виде кроме накопления плутониевой "свечки", чтобы её сжигать потом, ничего масштабного не придумать.

И к замечанию Атоминфо о накоплении ядер, распад которых можно запустить по желанию: в свое время, в самом конце 1990-х, группа некого Коллинза из Далласского университета разула DARPA на десятки миллионов долларов под т.н. гафниевую бомбу. Это было банальное жульничество. Но нам DARPA чего жалеть.

[AtomInfo.Ru]

И к замечанию Атоминфо о накоплении ядер, распад которых можно запустить по желанию: в свое время, в самом конце 1990-х, группа некого Коллинза из Далласского университета разула DARPA на десятки миллионов долларов под т.н. гафниевую бомбу. Это было банальное жульничество. Но нам DARPA чего жалеть.

Этот прикол я помню, хе-хе

Но они вроде бы обещали период полураспада изменять внешним воздействием, нет?

[Татарин]

Этот прикол я помню, хе-хе

Но они вроде бы обещали период полураспада изменять внешним воздействием, нет?

Изомер снимался с метастабильного состояния внешним гамма-квантом, ага.
По физике не так уж и безумно... причём, товарищи уверяли, что в ускорительном эксперименте (под излучением вигглера) получили 3% увеличение распада. Так что DARPA не могла не клюнуть.

Тем более, что помимо "бомбы", в другом гранте был упор на гафниевый авиадвигатель.

[generalissimus19...]

Изомер снимался с метастабильного состояния внешним гамма-квантом, ага.

Внешним рентгеновским квантом "трубочного", электрического диапазона.

По физике не так уж и безумно... причём, товарищи уверяли, что в ускорительном эксперименте (под излучением вигглера) получили 3% увеличение распада. Так что DARPA не могла не клюнуть.

Что соответствовало сечению фотоядерной реакции на четыре порядка больше теоретического.

[AtomInfo.Ru]

Внешним рентгеновским квантом "трубочного", электрического диапазона.

Ой, какая прелесть!

А фаерболом они не пробовали?

[AtomInfo.Ru]

Тем более, что помимо "бомбы", в другом гранте был упор на гафниевый авиадвигатель.

Если не ошибаюсь, они для предаторов это предлагали? То есть, влезли в модную тематику беспилотника, способного летать сутками без посадки.

[Dobryak]

Кому не лень, почитайте о гафниевой бомбе здесь: https://www.aps.org/publications/apsnews/200706/backpage.cfm

Почему вцепились именно в гафний? Да потому, что ядерный изомер гафния-187 уже лет за двадцать с гаком до того был обсосан теоретиками как кандидат на гамма-лазер, и одним из пионеров был академик (тогда только член-корр) Юрий Моисеевич Каган из Курчатника. Именно поэтому американские жулики напирали на то, что "эти русские нас опередили" --- кто же устоит против такого аргумента?

Сообщение отредактировал Dobryak - 2.6.2016, 10:39

[Татарин]

Что соответствовало сечению фотоядерной реакции на четыре порядка больше теоретического.

Не, ну _расчёты_ сечений для не то чтоб изученного изомера - это нынче так себе аргумент... Точно не запрещающий для контор типа DARPA, особенно, если перекрыть удачными "экспериментальными данными".

КХДисты счастливы, когда в порядок величин иногда попадают.

Сообщение отредактировал Татарин - 2.6.2016, 12:39

[Татарин]

Если не ошибаюсь, они для предаторов это предлагали? То есть, влезли в модную тематику беспилотника, способного летать сутками без посадки.

Угу. Не для конкретно "предаторов", а для "вообще": реактивный БПЛА, летающий месяцами.

[ArS]

"Утром в куплете, вечером - в газете"

http://www.kommersant.ru/doc/3002176

[anarxi]

Это про Sr-90 и Cs-137?

Кстати, старые песни о главном: берём тот же стронциевый РИТ на 20-30кВт, погружаем его в герметичное ведро свинцово-оловянного сплава (оно же биозащита, оно же теплоаккумулятор с переходом фазы), снаружи обустраиваем парогенератор на 400С и пускаем пар на 100кВт турбинку (с регенераторами, все дела) или компаунд тройного расширения. Получаем бестопливный маневренный генератор с ресурсом на 15-20 лет, который замечательно может работать в автономной системе с очень переменной нагрузкой. С ВИЭ в том числе.
Ведро свинца имеет бесконечный (хорошо, куда бОльший, чему аккумов) ресурс зарядов-разрядов. А биозащите пофигу, в каком она состоянии - жидком или твёрдом.

Мало делаем стронция-90? Берём ведро свинца побольше (это у нас аккумулятор, так что можно) и кочегарим внутрь оксиды цезиев-(132, 133, 134, 137).

Идеальная машинка для военных/синоптиков/полярников и прочих людей с большим бюджетом и нежеланием бегать с канистрами к цистернам.

просто отдаем в аренду 4-х летние ТВС гражданским и "непаримся"
Вот обычный дробовик, больше горя социуму принести может , чем отработанная сборка.

[alex_bykov]

anarxi, замечательный армянский мультфильм про топор помните?