Электроядерные установки, Перспективы ADS Опции

[KTN]

Нужно ли сейчас активизировать вложение инвестиций в линейные протонные ускорители с оптимальной энергией 1200 Мэв?
Какие задачи на них целесообразно решать?

Лет 60 назад МСМ пыталось на Урале сделать протонный линейник на непрерывный режим, чтоб подпитывать легководный наработчик Pu239 на природном уране.
Затем тему сослали в Академию Наук, которая начала строить 'МЕГАН'.
Сейчас актуальность ADS в мире выросла, имеет смысл посмотреть на неё свежим взглядом с учётом новых возможностей.

[Didro]

Тем не менее гибрид на базе ускорителей с положительным энерговыходом вполне реальнее чем всякие токамаки-стеллторы, и уже сейчас.
К томуже он дешевле и кроме собственного энергопроизводства, обеспечит несколько легководников Pu энергетического качества или станет отправным для Th-U ЯТЦ.

[Татарин]

Тем не менее гибрид на базе ускорителей с положительным энерговыходом вполне реальнее чем всякие токамаки-стеллторы, и уже сейчас.
К томуже он дешевле и кроме собственного энергопроизводства, обеспечит несколько легководников Pu энергетического качества или станет отправным для Th-U ЯТЦ.

А не выйдет ли так, что нечётный уран из морской воды для обычных легководников окажется в итоге дешевле, чем все эти извращения с быстрыми реакторами, ускорителями, грязной переработкой ОЯТ, фонящим топливом, и МОКС в тех же реакторах на лёгкой воде?

Может, на проблему вообще не с того конца смотрят? Ладно бы плутоний был таким хорошим топливом - так ведь нет, уже наработаный оружейного качества - и то не знают, куда девать, и топливо в разы дороже уранового... И нафига?

[KTN]

не выйдет ли так, что нечётный уран из морской воды для обычных легководников окажется в итоге дешевле, чем все эти извращения с быстрыми реакторами,
ускорителями, грязной переработкой ОЯТ, фонящим топливом, и МОКС в тех же реакторах на лёгкой воде?

Добыча природного урана из морской воды экономически оправдана именно для быстрых реакторов, которые полностью сжигают уран-238 плюс превращают некоторую, пока что небольшую его часть, в дополнительный плутоний.
Для легководников уран из морской воды убыточен, т.к. даже при замыкании топливного цикла сжигается лишь 1/60 часть.
Переработка ОЯТ неизбежна в любом варианте, для замыкания топливного цикла по урану-238.

Что касается протонных ускорителей на 1 Гэв, у них специализированная ниша.
Во-первых наработка небольших количеств экзотических изотопов, в т.ч. нейтронно-дефицитных и метастабильных, на хорошем ускорителе дешевле чем на реакторе.
Выше нейтронный поток в мишени /и ничего страшного если она случайно расплавится/, нейтронный поток только в мишени а не во всём большом реакторе, выше и средняя энергия спектра.

Во-вторых, ниша ADS та же, что и у реакторов БРЕСТ: выжигание минорных актинидов.
Представим что имеется сборка с расплавом минорных актинидов Np237, Am241, Am243, Cm242, Cm244. Её подкритичность пусть 5%. Находится в баке, который активно охлаждается снаружи жидким литием или натрием, так что контактирующий с металлическим баком слой химически активного сплава - твёрдый, застывший. А в центре - металл расплавленный.
Как регулировать мощность аппарата?
Без ускорителя схема слишком рискованна: она рассматривалась в НИКИЭТе в 1980-е и была забракована ещё до Чернобыля, а затем и вовсе отодвинута в дальний ящик стола.

Преимущества реактора с жидкой АЗ очевидны: кроме МА, в АЗ нет других ядер, спектр близок к спектру деления и минорные актиниды эффективно выгорают.
Естественно, снаружи АЗ может быть бланкет из обеднённого урана чтоб разменивать их выжигание на оружейный плутоний.
Ключевой элемент схемы - наличие протонного ускорителя на 1 Гэв и порядка 10 - 100 MW средней мощности протонного тока, эти протоны после горизонтального ускориния, электромагнитом поворачиваются и летят сверху вниз, в центр цилиндрического реактора с жидкой активной зоной из Np237, Am241, Am243, Cm242, Cm244. При необходимости, ток ускорителя в течение 1 микросекунды может быть выключен. Реактор всегда подкритичен.
Главная идея заимствована из металлургии: там химически активные металлы плавят в оболочке из того же застывшего металла, активно охлаждая внешнюю стенку резервуара.