Вопросы от Часкора Опции

[vvbir]

Всем здравствуйте!

Только зарегистрировался, новую тему открыть не могу -- надеюсь на ретрансляцию этого сообщения в соответствующий раздел форума.
Первоначально я написал Александру Уварову, но ответа не получил, возможно мое письмо попало в спам. Собственно, я не уверен, что мне нужен именно Александр (или один лишь Александр), буду благодарен всем ответившим.

Меня зовут Владислав Бирюков, я бывший главред еженедельника "Компьютерра", сейчас работаю для "Частного корреспондента" (chaskor.ru).
Я бы хотел сделать статью о прогрессе в ядерной энергетике -- что реально изменилось в отрасли за последний... ну скажем десяток лет (цифра условная). В частности вот ториевые реакторы, которые вроде бы у всех на слуху. Насколько это реально осуществимая и перспективная штука? Или может быть есть какие-то другие интересные технологии, которые не так известны? Насколько вероятен "ядерный ренессанс"? Почему в развитых странах почти не строят новых реакторов? Много ли блоков и каких строят в Азии? Ну и так далее... мне кажется существует очень широкий список вопросов, которые интересны не только спецам, но и всем любознательным людям.
Поможете? Варианты сотрудничества могут быть самые разные: я могу приехать взять интервью, можно пообщаться по телефону/скайпу, или может кому-то будет интересно написать статью(и).
Заранее спасибо.

[alex_bykov]

Давайте попробуем несколько иначе.
Владислав, Вы попробуете упорядочить свои вопросы,"обитатели форума" попробуют дать на них ответы, а администрация форума/сайта будет проводить модерацию.
А вообще спектр тем в преамбуле нехилый, не на одну статью потянет ...

[vvbir]

Давайте попробуем несколько иначе.
Владислав, Вы попробуете упорядочить свои вопросы,"обитатели форума" попробуют дать на них ответы, а администрация форума/сайта будет проводить модерацию.
А вообще спектр тем в преамбуле нехилый, не на одну статью потянет ...

Да, конечно, давайте попробуем.

Я прекрасно понимаю, что для одной статьи это overkill. Постараюсь объясниться более внятно. Среднему человеку с улицы (пусть даже с высшим образованием и широкими интересами) об атомной энергетике не так много и известно: некий набор штампов -- мирный атом, Чернобыль, проблемы утилизации радиоактивных отходов... ну может самые продвинутые слышали о реакторах на быстрых нейтронах.
Мне бы хотелось сделать некий достаточно полный срез нынешнего состояния индустрии. Чтобы прочитав 3-4 статьи, этот самый средний человек уяснил основные вещи, что происходит сейчас и чего ждать в будущем. Естественно, при этом придется пожертвовать уровнем детализации. И нужно удовлетворить два взаимно противоречивых требования: человеку с улицы должно быть интересно читать, а профессионал при чтении не должен морщиться.

Первая проблема в том, чтобы задать правильные вопросы. Если мы условно попробуем всю тему разбить на 3-4 статьи, то какие темы для них было бы разумно выбрать на взгляд уважаемых завсегдатаев форума и как их лучше детализировать?

Я для себя наметил вот такое разбиение:

1. Проблемы перехода к ядерной энергетике на быстрых нейтронах
2. Ядерная энергетика в мире: что где происходит? Азия против первого мира.
3. Новые типы реакторов (малые и подвижные, ториевые на ускорителях, ...)

Но я в теме совершенный профан (тот самый человек с улицы). Может быть посоветуете что-то другое?

[Editor-in-Chief]

1. Проблемы перехода к ядерной энергетике на быстрых нейтронах

Тема убийственная, и с ней не справилась целая комиссия ГК "Росатом" Сколько человек, столько по этой теме и мнений.

Могу предложить на свой вкус подборку наших ссылок. Материалами из них, пожалуйста, можете пользоваться. Любые конкретные вопросы, которые могут возникнуть, пожалуйста, задавайте.

http://atominfo.ru/news/air5222.htm - как переход видят во Франции и Японии

http://atominfo.ru/news/air288.htm - почему у нас был перерыв в быстрой программе (интервью 2006 года)

http://atominfo.ru/news/air9433.htm - на всякий случай, интервью с тем же человеком, но уже 2010 года

http://atominfo.ru/news/air5041.htm - мнение сторонников свинцовой энергетики (реактор БРЕСТ, старые добрые времена министра Адамова)

http://atominfo.ru/archive_kagramanian.htm - серия интервью со сторонником натриевого направления, причём самое свежее http://atominfo.ru/news/air9396.htm - наиболее программное

http://atominfo.ru/news/air1917.htm - неплохая статья, написанная для нас одним из конструкторов свинцового реактора БРЕСТ

http://atominfo.ru/news/air8944.htm - отчёт с семинара в январе 2010 года, где рассматривались разные виды быстрых реакторов

http://atominfo.ru/news/air4533.htm - свинцово-висмутовые реакторы, интервью с научным руководителем программы

http://atominfo.ru/archive_fastsodiumreactor.htm - подшивка наших публикаций по быстрым натриевым реакторам

[vvbir]

Спасибо большое за ссылки, изучил. Честно говоря, полностью проблему они не решают, поскольку все эти тексты предполагают хорошее понимание читателем неких базовых основ. В то время как я (равно как и читатели Часкора), с этими основами не знакомы. Для Вас это могут быть детские вопросы, но без них не складывается целостной общей картины.

1. Ну, например. Почему не строят новых тепловых реакторов в развитых странах? Невыгодно по стоимости получаемой энергии? Боятся аварий? Предполагают, что кончится уран?

2. Почему Каграманян говорит "Япония и Франция, сталкиваются сейчас с тем, что у них "площадка занята", и потребности в новых мощностях отсутствуют. Говорить им, что сегодня нужны быстрые реакторы - смешно." Им разве новые энергомощности не нужны?

3. Где-то прочитал, что изначально выбранное направление развития ядерной энергетики (обусловленное запросами военных) оказалось неоптимальным. Насколько это похоже на правду? Что можно было бы сделать по другому?

4. Политика нераспространения: что можно давать другим странам, что нельзя?

5. Есть ли какая-то мировая статистика, где что работает? Кто из "новых ядерных стран" сколько купил реакторов, каких типов и у кого?

6. Насколько я понял, в тепловых реакторах с помощью дополнительных модулей можно получать плутоний, то есть производить ядерное топливо из бедного урана? А чем это хуже схемы работы быстрого реактора?

7. Полная неразбериха в голове с топливами. Сейчас ведь используется обогащенный уран и потихоньку сжигают оружейный плутоний, верно? А чем отличаются разные химические формы (оксиды, нитриды, карбиды и металл)? Непонятно с тем что делается с отработанным топливом, как например выделяют плутоний и прочее полезное. Будут ли реакторы на быстрых нейтронах давать какие-то отходы и какие? Где-то об этом систематизированно написано?

8. Тоже из общеобразовательного: как взаимосвязаны теплоносители и топлива, что с чем сочетается и чем, в случае чего, чревато?

уф... пока все

[Editor-in-Chief]

7. Полная неразбериха в голове с топливами. Сейчас ведь используется обогащенный уран и потихоньку сжигают оружейный плутоний, верно?

Первое верно, второе пока нет. Оружейный плутоний будут сжигать в реакторах, но пока этот процесс не начат.

А чем отличаются разные химические формы (оксиды, нитриды, карбиды и металл)?

Самое смешное, что отличаются они всего-навсего плотностью.

Нет, конечно, у них есть масса других отличий. Но: для быстрых реакторов, чтобы обеспечить тот самый высокий КВ, о котором я сказал в предыдущем посте, требуется иметь топливо с как можно более высокой плотностью.

Из всех перечисленных форм самой низкой плотностью отличается оксид. Но он же и самый проработанный технологически. Точнее говоря, он единственный из всех, кто может сейчас использоваться в реакторах. Все остальные формы пробовались только в экспериментальном порядке и для использования в промышленных масштабах пока не пригодны. Требуются длительные и дорогостоящие НИР и НИОКР.

Проблема с топливом состоит в том, что оно должно надёжно отработать в реакторе длительное время (допустим, 3-4 года) без дефектов - не распухнуть, не провзаимодействовать с конструкционными материалами и т.п. Условия для топлива в реакторе - это высокие температуры (1000 и более градусов), потоки нейтронов, гамма-квантов и прочих частиц, и некоторые другие "прелести" до кучи, например, постоянная механическая тряска от проходящего рядом с топливом потока теплоносителя.

Конструирование топлива - задача хайтековская. Требует людей, средств и натурных испытаний. Новыми (неоксидными) топливами в последние годы или десятилетия занимались мало. В России фактически к ней повернулись в этом году с принятием ФЦП по инновационным ядерным технологиям. Кстати, о том, что все ФЦП в России будут резаться из-за нехватки средств, много писалось в mainstream-media.

Непонятно с тем что делается с отработанным топливом, как например выделяют плутоний и прочее полезное.

Радиохимией. То есть, химическими реакциями. Технологию отладили ещё военные на заре атомной эры.

Будут ли реакторы на быстрых нейтронах давать какие-то отходы и какие? Где-то об этом систематизированно написано?

Где-то, наверное, написано, но я ссылку с лёту дать не могу.

Отходы давать они, естественно, будут. Из топливного цикла на каждой операции переработки отработавшего топлива (читай - каждый год) будут изыматься осколки деления, то есть, те изотопы из середины таблицы Менделеева, в которые превращаются разделившиеся атомы урана и плутония.

К ним же потребуется добавить конструкционные материалы, так как при переработке отработавшего топлива оно разделывается механически, и все конструкции топливного элемента идут на выброс.

К ним же нужно добавить "расходные" материалы для переработки. Например, кислоты, в которых растворяют отработавшее топливо, и т.п. Всё это побывало в контакте с радиоактивным материалом (топливом) и тоже стало радиоактивным отходом.

Увы - идеального реактора с полностью безотходным производством не существует и, по всей видимости, в обозримом будущем не появится. Это надо чётко понимать. Задача технологов - уменьшить до максимума количество отходов переработки ("отходов быстрых реакторов") и принять меры к их надёжному захоронению.

К счастью, в этих отходах почти не будет урана и плутония, а это уже кое-что. То есть, если по-простому, такие отходы станут менее опасными, и из них нельзя сделать ядерного оружия.

8. Тоже из общеобразовательного: как взаимосвязаны теплоносители и топлива, что с чем сочетается и чем, в случае чего, чревато?

Однозначной связи нет, и возможны любые комбинации в зависимости от того, систему с какими параметрами Вы хотите получить.