IPB

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )



Нет регистрации на форуме? Вам сюда.
> Замена бору-10
Татарин
сообщение 11.3.2025, 17:24
Сообщение #1


Постоянный участник
******

Группа: Patrons
Сообщений: 2 515
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



https://atomicexpert.com/reactor_nerves

Замена бора-10 гафнатом диспрозия (для тепловых) и гидридом гафния (для быстрых).

Цитата
...Однако оптимальной заменой карбида бора в реакторах на быстрых нейтронах я считаю гидрид гафния. В этом материале одновременно присутствуют замедляющие быстрые нейтроны химические элементы (водород) и поглощающие (изотопы гафния). Поэтому по сравнению со «стержнями-ловушками» конструкция стержня регулирования с гидридом гафния существенно упрощается, так как нет необходимости отдельно изготавливать поглощающие и замедляющие элементы. Как и гафнат диспрозия, гидрид гафния обладает очень высокой радиационной стойкостью, почти не распухает и эффективно поглощает нейтроны. Для предотвращения выхода водорода в стержнях из гидрида гафния могут применяться защитные покрытия. При использовании гидрида гафния ресурс эксплуатации поглощающих элементов может быть кратно увеличен (сегодня этот срок — всего два-три года).

Поведение гидрида гафния под облучением в реакторе БОР‑60 впервые в мире было исследовано в ГНЦ ­НИИАР еще в 1990‑х годах, и результаты я изложил в книге «Гафний в ядерной технике», изданной в 1993 году. В 2001 году ее издали в США. По признанию японских специалистов, после прочтения книги они провели собственные исследования, подтвердившие, что гидрид гафния и карбид бора обладают одинаковой физической эффективностью, при этом стоимость первого на порядок ниже, а радиационная стойкость — на порядки выше. Тогда японцы обратились к нам с просьбой провести реакторные испытания этого материала, и в течение трех лет на реакторе БОР‑60 в Димитровграде такие испытания проводились. Был достигнут впечатляющий результат.


Интересно будет посмотреть на попытки внедрить такое в практику. Для тепловых это уж точно возможно - у гафния совершенно безумные барны поглощения тепловых, тут вопрос экономики и удобства. Навскидку - гафний, конечно, не европий, но после облучения он точно страшнее карбида бора (в котором только наружняя грязь и тритий в относительно небольших количествах).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
 
Start new topic
Ответов
eninav
сообщение 12.3.2025, 11:26
Сообщение #2


Завсегдатай
****

Группа: Haunters
Сообщений: 545
Регистрация: 1.4.2011
Из: Луховицы
Пользователь №: 33 030



А в чем прикол гафния? Вроде бы по тем таблицам которые я нашел, сечения у него хуже чем у бора. Еще и редкий и дорогой. И всякая долгоживущая гадость образуется. Например изомер 178m2 с жесткой гаммой 2,5 МэВ живет 31 год, гадость похлеще цезия и стронция.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Татарин
сообщение 12.3.2025, 11:50
Сообщение #3


Постоянный участник
******

Группа: Patrons
Сообщений: 2 515
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



Цитата(eninav @ 12.3.2025, 11:26) *
А в чем прикол гафния? Вроде бы по тем таблицам которые я нашел, сечения у него хуже чем у бора.

Дешевле бора-10, а на тепловых в составе с гадолинием у него поглощение - десятки килобарн.
Можно обойтись без обогащения бора.
Он плотный.
И очень хорошо стоИт под облучением - не распухает, не газит. Из бора, например, лезет гелий, тритий и протий (в общем, водород).
Металлический стержень можно очень долго использовать - в этом смысле экономика лучше.

Цитата(eninav @ 12.3.2025, 11:26) *
Еще и редкий и дорогой. И всякая долгоживущая гадость образуется. Например изомер 178m2 с жесткой гаммой 2,5 МэВ живет 31 год, гадость похлеще цезия и стронция.

Что касается гадости после облучения - то да, тут без вопросов.

Сообщение отредактировал Татарин - 12.3.2025, 12:06
Go to the top of the page
 
+Quote Post
eninav
сообщение 12.3.2025, 12:11
Сообщение #4


Завсегдатай
****

Группа: Haunters
Сообщений: 545
Регистрация: 1.4.2011
Из: Луховицы
Пользователь №: 33 030



Цитата(Татарин @ 12.3.2025, 11:50) *
Дешевле бора-10, а на тепловых в составе с гадолинием у него поглощение - десятки килобарн.
Можно обойтись без обогащения бора.
Он плотный.
И очень хорошо стоИт под облучением - не распухает, не газит. Из бора, например, лезет гелий, тритий и протий (в общем, водород).
Металлический стержень можно очень долго использовать - в этом смысле экономика лучше.
Что касается гадости после облучения - то да, тут без вопросов.

Тут пишут что всего 110 барн у природной смеси. У отдельных изотопов до 400, но это все равно меньше чем даже у природного бора.
По распуханию да, аргумент. Хотя НЯЗ там используется не чистый бор, а сталь легированная бором, и бора там единицы процентов. Так что наверное это не сильно критично.

Сообщение отредактировал eninav - 12.3.2025, 12:12
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alex_bykov
сообщение 12.3.2025, 16:13
Сообщение #5


Эксперт
******

Группа: Уровень доступа - 2
Сообщений: 3 923
Регистрация: 9.6.2007
Из: Обнинск-Москва
Пользователь №: 89



QUOTE(eninav @ 12.3.2025, 12:11) *
Тут пишут что всего 110 барн у природной смеси. У отдельных изотопов до 400, но это все равно меньше чем даже у природного бора.
По распуханию да, аргумент. Хотя НЯЗ там используется не чистый бор, а сталь легированная бором, и бора там единицы процентов. Так что наверное это не сильно критично.

По памяти. У Украины был свой гафний (как отход от производства циркония в ГП "Цирконий") и были весьма неплохие материаловеды в Киеве и Харькове. Были сделаны 6 гафниевых ПС СУЗ. После нескольких лет опытной эксплуатации в ВВЭР-1000, по-моему, на РАЭС-3 (зуб не дам, не помню), выгрузили досрочно, 1 ПС СУЗ отвезли на материаловедческие исследования в НИИАР. Вердикт: выбросьте и больше не балуйтесь (для длинной сопли, которой является гафниевый поглощающий стержень, оказались критичными коррозия и формоизменение).

Плюс у гафния по сравнению с бором один: при выгорании не так сильно меняется поглощающая способность (условно, поглощение нейтрона - это путешествие по изотопам того же гафния с довольно близкими сечениями). Этот момент в борных СУЗах сейчас учтён: постоянно погружаемая в активную зону часть ПС СУЗ содержит не бор, а титанат диспрозия... И, да, это же снимает проблему деградации погруженной в активную зону оболочки ПС СУЗ с материаловедческой точки зрения.


--------------------
С уважением

Александр Быков
Go to the top of the page
 
+Quote Post
pappadeux
сообщение 12.3.2025, 17:00
Сообщение #6


Эксперт
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 501
Регистрация: 8.4.2010
Пользователь №: 5 621



QUOTE(alex_bykov @ 12.3.2025, 9:13) *
По памяти. У Украины был свой гафний (как отход от производства циркония в ГП "Цирконий") и были весьма неплохие материаловеды в Киеве и Харькове. Были сделаны 6 гафниевых ПС СУЗ. После нескольких лет опытной эксплуатации в ВВЭР-1000, по-моему, на РАЭС-3 (зуб не дам, не помню), выгрузили досрочно, 1 ПС СУЗ отвезли на материаловедческие исследования в НИИАР. Вердикт: выбросьте и больше не балуйтесь (для длинной сопли, которой является гафниевый поглощающий стержень, оказались критичными коррозия и формоизменение).

Плюс у гафния по сравнению с бором один: при выгорании не так сильно меняется поглощающая способность (условно, поглощение нейтрона - это путешествие по изотопам того же гафния с довольно близкими сечениями). Этот момент в борных СУЗах сейчас учтён: постоянно погружаемая в активную зону часть ПС СУЗ содержит не бор, а титанат диспрозия... И, да, это же снимает проблему деградации погруженной в активную зону оболочки ПС СУЗ с материаловедческой точки зрения.


они?

https://inis.iaea.org/records/zv85a-f8c77
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alex_bykov
сообщение 13.3.2025, 16:36
Сообщение #7


Эксперт
******

Группа: Уровень доступа - 2
Сообщений: 3 923
Регистрация: 9.6.2007
Из: Обнинск-Москва
Пользователь №: 89



QUOTE(pappadeux @ 12.3.2025, 17:00) *

Вполне возможно, но из знакомых фамилий только Ковтун


--------------------
С уважением

Александр Быков
Go to the top of the page
 
+Quote Post

Сообщений в этой теме
Татарин   Замена бору-10   11.3.2025, 17:24
nuc   https://atomicexpert.com/reactor_nerves Замена бо...   11.3.2025, 20:37
pappadeux   в АТР американском все перемещаемые поглатители (и...   12.3.2025, 5:39
nuc   они содержат гафний, но в массе своей кяп карбид б...   12.3.2025, 17:02
pappadeux   Я на нем (ATR) работал. покопавшись, можно найти ...   12.3.2025, 18:03
nuc   покопавшись, можно найти и то, что сейчас весты пр...   12.3.2025, 18:26
pappadeux   Это же для кипящих? или разве что для Palisade... ...   13.3.2025, 2:23
eninav   А в чем прикол гафния? Вроде бы по тем таблицам ко...   12.3.2025, 11:26
Татарин   А в чем прикол гафния? Вроде бы по тем таблицам ко...   12.3.2025, 11:50
eninav   Дешевле бора-10, а на тепловых в составе с гадолин...   12.3.2025, 12:11
alex_bykov   Тут пишут что всего 110 барн у природной смеси. У ...   12.3.2025, 16:13
pappadeux   По памяти. У Украины был свой гафний (как отход от...   12.3.2025, 17:00
alex_bykov   они? https://inis.iaea.org/records/zv85a-f8c77 Вп...   13.3.2025, 16:36
pappadeux   не думаю, что тут "ядерный" гафний, но в...   13.3.2025, 19:12


Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 



Текстовая версия Сейчас: 13.7.2025, 16:29