ВВЭР-С Опции

[AtomInfo.Ru]

Отдельная тема по ВВЭР-С, т.к. это не СКД.

Для затравки интервью Мохова.
http://atominfo.ru/newse/l0453.htm

[AtomInfo.Ru]

По мелочи. Будет D2O - возникнет проблема очистки от трития, которая в легководниках несущественна.

Самое главное. Водород - уникальное ядро. Единственное, при столкновении с которым свежерождённый нейтрон имеет вероятность потерять всю свою энергию. Поэтому лёгкой воды в реакторе нужно не так много, и кассеты могут стоять вплотную друг к другу.

Если начнёте заменять водород на дейтерий, сразу столкнётесь с тем, что для замедления потребуются намного большие объёмы воды. Кассеты придётся растаскивать друг от друга, и корпус таки увеличится в размерах.

Посмотрите, как стоит топливо в CANDU. Между топливными каналами там огромные пространства каландра, заполненные D2O.

[Татарин]

По мелочи. Будет D2O - возникнет проблема очистки от трития, которая в легководниках несущественна.

Самое главное. Водород - уникальное ядро. Единственное, при столкновении с которым свежерождённый нейтрон имеет вероятность потерять всю свою энергию. Поэтому лёгкой воды в реакторе нужно не так много, и кассеты могут стоять вплотную друг к другу.

Если начнёте заменять водород на дейтерий, сразу столкнётесь с тем, что для замедления потребуются намного большие объёмы воды. Кассеты придётся растаскивать друг от друга, и корпус таки увеличится в размерах.

Стоп.

Как я понял, весь смысл спектрального регулирования в том, чтобы в начале кампании замедлять меньше и иметь более жёсткий спектр нейтронов.
За счёт этого регулировать реактивность.
Меньше нечётного урана делится, больше чётного урана захватывает нейтрон.
Реактивность падает. Что нам и надо.

По мере выгорания топлива и уменьшения запаса реактивности мы убираем тяжёлый водород из смеси и делаем замедлитель более эффективным, а спектр более мягким - снова восстанавливая реактивность.

То есть, в начале кампании у нас лишние нейтроны жрёт не бор, а уран-238. Из-за более жёсткого спектра.
Поправьте, если я тут глючу.

...
Что касается трития... Тритий как минимум даёт тот же бор-10 при захвате нейтрона. Если в воде первого контура есть бор, там будет и тритий.
Сечение же захвата нейтрона дейтерием на порядки (не скажу навскидку в барнах) меньше. В тяжеловодном реакторе тритий есть потому, что дейтерия там много, грубо говоря, несчастному нейтрону в чистой тяжёлой воде некуда податься. Даже небольшая добавка лёгкой воды резко уменьшит наработку трития (и, ессно, сделает бессмысленной идею тяжеловодного реактора вообще).
При наших же пропорциях нейтрон в абсолютном большинстве случаев будет захвачен обычным водородом.

Так что я б ещё сильно посмотрел бы - а не будет ли серьёзного выигрыша в "тритиевом вопросе" по сравнению с борным регулированием.

[AtomInfo.Ru]

Как я понял, весь смысл спектрального регулирования в том, чтобы в начале кампании замедлять меньше и иметь более жёсткий спектр нейтронов.

Да.

За счёт этого регулировать реактивность.

Это одна из подзадач. Главная же задача на текущий момент иная - увеличить КВ, то есть, воспроизводство делящихся материалов в легководных реакторах.

Необходимо смотреть всю систему в целом, а не один реактор. Пусть в системе одновременно работают и тепловые, и быстрые реакторы. Тепловые реакторы имеют КВ<1. Для неуменьшения количества делящихся материалов в системе, быстрые реакторы должны иметь КВ>1.
Чем меньше КВ тепловых реакторов, тем больше должен быть КВ быстрых, а это приводит к технологическим сложностям.
Соответственно, есть простой выход - давайте повысим КВ ВВЭР, тем самым, упростим задачу для конструкторов РБН. Для этого сейчас и предлагается внедрить спектральное регулирование. Причём быстро внедрить, не "во второй половине четвёртой четверти XXI века".

Меньше нечётного урана делится, больше чётного урана захватывает нейтрон.

Да, так. У урана-238 есть гигантский резонанс захвата (нейтронов) при энергии, по памяти, 6,67 эВ (может немного варьироваться в зависимости от файла оценённых константных данных и т.п.).

В обычном ВВЭР абсолютное большинство нейтронов проскакивает эту энергию за счёт замедления, в первую очередь, на водороде. Если мы начнём убирать водород, то вероятность попадания нейтрона в область энергии первого резонанса 238U увеличится. Соответственно, возрастает захват нейтронов в 238U с образованием 239Pu. Бинго!

По мере выгорания топлива и уменьшения запаса реактивности мы убираем тяжёлый водород из смеси и делаем замедлитель более эффективным, а спектр более мягким - снова восстанавливая реактивность.

Угу, и даже B&W с нами согласна:

the moderator mixture is rich in heavy water at the beginning of core life, so a relatively large fraction of the neutrons are epithermal and are absorbed in the fertile material. As fuel is consumed, the moderator is diluted with light water. In this way the neutron spectrum is shifted, thereby increasing the proportion of thermal neutrons and the reactivity of the system.

То есть, в начале кампании у нас лишние нейтроны жрёт не бор, а уран-238. Из-за более жёсткого спектра.

Да, всё правильно.

[Татарин]

Необходимо смотреть всю систему в целом, а не один реактор.

По этой логике нужно забить на всё и строить БН-800 пачкой, тем временем разрабатывая БН-1200.

Потому что доля "новых" ВВЭРов со спектральным регулированием будет малой, а ничтожная разница в их КВ почти никак не скажется на системе в целом.

Можно понять, почему строят ВВЭР на экспорт. И пусть строят, совершенствуют и т.д.
Но зачем они внутри страны, когда страна может (ну, типа, может же?) строить БН?
Тем паче, что ВВЭР имеет больше ограничений по производству (типа корпусов реактора).

[generalissimus19...]

Но зачем они внутри страны, когда страна может (ну, типа, может же?) строить БН?

Ну дык киловатт установленной мощности на ВВЭР в 2-2,5 раза дешевле, чем у БН!

Тем паче, что ВВЭР имеет больше ограничений по производству (типа корпусов реактора).

А натрий для БН всегда у французов покупать? а если они заартачатся? или у них столько нету?

[AtomInfo.Ru]

А натрий для БН всегда у французов покупать? а если они заартачатся? или у них столько нету?

Натриевое производство восстановить не так сложно. Единственное, что это надо взять и сделать.
Закрыли его по причине того, что Минатом/Росатом не мог гарантировать заводу заказы на натрий, а держать годами простаивающую линию ни один завод не хочет.

[Dobryak]

Натриевое производство восстановить не так сложно. Единственное, что это надо взять и сделать.
Закрыли его по причине того, что Минатом/Росатом не мог гарантировать заводу заказы на натрий, а держать годами простаивающую линию ни один завод не хочет.

На БН-800 уйдут почти все наличные запаса бора-10 в стране. В СССР все средмашевское производство было в Тифлисе --- там природный бор обогащают десяткой на одной т.н. анизольной ректификационной колонне (по сути низкотемпературная ректификация трифторида бора при минус 104 Цельсия).
А трифторид бора-10 делают приимерно так

F3(газ) + С6Н5ОСН3·B11F3 (жидкий) = B11F3 (газ) + С6Н5ОСН3·B10F3(жидкий)

Сейчас колонны разработки института Хлопина ставят в Гатчине и будет российский бор-10.

Сообщение отредактировал Dobryak - 11.8.2014, 16:50

[Татарин]

Сейчас колонны разработки института Хлопина ставят в Гатчине и будет российский бор-10.

Интересно, почему не центрифуги?
По логике, чем легче материал, тем больше ЕРР за проход...