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.

[Editor-in-Chief]

Один общий момент по дискуссии. Сначала вступление.

Есть у нас в звуковых файлах с интервью записанный характерный текст с советским пускачом. Когда он и его коллега выполняли энергопуск исследовательского реактора в Ливии, было их на площадке всего двое, кто в прошлой жизни сидел за пультом управления реактора.

Времена были позднесоветские, Москве было не до Ливии, и помощи им не прислали. Ребята сколотили сами пусковую бригаду, нашли венгра, чтобы сидел у вычислительной машины, в дозиметристы записали человека из Димитровграда и т.д. Им нужен был третий человек за пульт. И тут им подвернулся к.ф.-м.н., командированный в Ливию из Риги по каким-то там своим делам.

"Ты кандидат наук?" - сказали наши герои. - "Отлично! Значит, цифры знаешь. Сядешь за пульт ночью, когда полегче".

Жалко, но в итоговую редакцию интервью текст вошёл в сглаженном виде. Человек решил, что эпизод выглядит слишком легкомысленно, и переписал его по-своему. А желание собеседника для нас закон.

Кстати, вот оно, то интервью в опубликованном виде: http://atominfo.ru/news/air7130.htm

К чему я клоню? Владислав, я думаю, Вы не обидитесь, если я предложу почтенному сообществу ссылку на статью про Вас в Википедии (я надеюсь, что правильно её нашёл). Из неё будет понятно, что разговариваем мы сейчас не с каким-нибудь свежим выпускником гуманитарного вуза, а с кандидатом наук и своим братом-технарём

Владислав, теперь представьте, что я обращусь к Вам с просьбой рассказать о прогрессе в геологии и предупрежу, что знаю о сей почтенной науке только то, что "а ещё они уран добывают" Короче говоря, "в цифрах я разбираюсь, и не более того".

У каждой отрасли есть моменты, по которым она (отрасль) информирует внешний мир предельно упрощённо. Есть это и у вас, и у нас.

Например, по сказанному в ветке. Конечно же, у быстрых реакторов и замкнутого топливного цикла будут оставаться отходы. Полностью безотходного производства не бывает, и любой утверждающий обратное есть авантюрист. Безотходным не станет даже аннигиляция, буде когда она окажется привлечённой к процессу получения киловатт-часов - всё равно, что-то где-то будет образовываться или недоиспользоваться.

Поэтому вопрос при обсуждении быстрых реакторов ставится по-другому. Замкнутый цикл с быстрыми реакторами позволяет, по сравнению с открытым циклом с тепловыми реакторами, убрать из отходов абсолютно большую часть урана, плутония, нептуния, америция, кюрия и других тяжёлых металлов - то есть, изотопов, имеющих гигантские периоды полураспада и остающихся опасными на протяжении десятков и сотен тысяч лет. Одновременно с этим решается вопрос об обеспечении атомной энергетики ресурсной базой - за счёт замыкания топливного цикла сроки её работы на Земле могут быть продлены до 1000 и более лет, и это не считая возможного использования тория!

Но отходы у быстрых реакторов всё равно будут оставаться, хотя и намного менее опасные. Значит, требуется делать следующие шаги, чтобы минимизировать их количества и обеспечивать безопасность их хранения.

Обойтись без переработки отработавшего топлива (ОЯТ) и без сопряжёнными с нею отходами могли бы реакторы с бегущей волной (TWR), про которых столь много говорит Билли Гейтс. Но и на Солнце есть пятна и у них есть свои проблемы. Реакторы эти не осуществимы при сегодняшнем и даже завтрашнем уровне материаловедческих технологий. Более того, и у них будут оставаться свои отходы. Например, отработают эти реакторы свои положенные 100 лет, и что нам делать с ними и с их опаснейшим содержимым после этого? Гейтс&Co предлагают всё это просто закопать. "А если я пойду и раскопаю?" - ответит, упёрши руки в боки, какой-нибудь эколог. Вот и конец всей "безотходной" философии.

Вот ежели когда-нибудь на Земле будет построен космический лифт и появится у нас безопасный способ транспортировки людей и грузов в космическое пространство, то мы сможем отправлять отходы атомной энергетики (и всех других отраслей промышленности!) куда-нибудь там подальше. Например, на Солнце. И это нас временно спасёт от проблемы отходов - по крайней мере, до тех пор, пока Солнце не распухнет от накиданного.

Это, конечно, дело. Но, если подходить формально, при чём здесь прогресс в атомной энергетике? Это надо космонавтов трясти и стоять у них над душой: " Где лифт? Где ваш лифт? Почему ещё не построен хотя бы один лифт, хотя бы от Земли до Луны?"

Теперь как это объяснить массовому читателю, чтобы он получил реальную картину и сам смог бы для себя сделать верные выводы? И чтобы не получилось так, как часто бывает: "А-а-а!!! Сенсация!!!!!!! Нам всё врали! У быстрых реакторов есть отходы!!!"

Это я к чему? Владислав, главное - определитесь, насколько глубоко собираетесь копать. Если глубоко, то это займёт много времени, и формулировки в статье(ях) придётся оттачивать. Зато результат будет очень хороший, особенно если учесть, что в России наперечёт журналисты, грамотно разбирающиеся в тонкостях атомной энергетики.

По ведению дискуссии у меня всё. Дальше, пожалуйста, спрашивайте.

[vvbir]

Прежде всего -- еще раз спасибо всем ответившим. Честно говоря, не ожидал столь детальных и развернутых постов (все мы люди занятые и времени всегда не хватает). Раз уж пошла такая пьянка, продолжаю отнимать ваше время

Попробую кумулятивно ответить по нескольким постам и задать уточняющие вопросы.

А. "Дополнительные модули из обедненного урана (практически на 99% состоящего из урана-238), называемые бланкетами, могут быть установлены как раз в быстром реакторе" -- т.е. в тепловых реакторах бланкеты ставить бессмысленно?

Б. "Чистый уран (не в виде диоксида или другого соединения) можно найти только в критических сборках" -- что есть критическая сборка?

В. "При этом нет возможности разделить изотопы Pu в центрифугах, как поступают с ураном." -- почему?

Г. Я правильно понимаю, что если делать бомбу на уране, то отношение 235/238 там должно быть намного больше, чем в топливе для реактора?

Д. "Реакторы с бегущей волной" -- а где о них можно почитать так чтобы не очень в глубины уходить, но все же побольше чем в англ. википедии? Извините, что злоупотребляю, наверняка можно нагуглить эту информацию. Но время...

Е. "Можно провести предварительный просмотр статьи на предмет ляпов силами здешних обитателей". -- да, буду благодарен, но только если в закрытом режиме, без опубликования на всеобщее обозрение. Хоть тексты Часкора и публикуются под свободной лицензией Creative Commons, у журналистов свои тараканы в голове


Александр, с кандидатом наук и геологией шутку оценил
За всю геологию я конечно не отвечу Хотя полагаю, что смогу найти на геологическом факультете 3-4 профессоров, которые сообща изложат эту тему (пусть с легкой долей субъективизма). Может и в атомной индустрии это тоже реально сделать? Или слишком много проблем с секретностью и ведомственными ограничениями?

[alex_bykov]

А. "Дополнительные модули из обедненного урана (практически на 99% состоящего из урана-238), называемые бланкетами, могут быть установлены как раз в быстром реакторе" -- т.е. в тепловых реакторах бланкеты ставить бессмысленно?

Не бессмысленно, но гораздо менее эффективно, чем в быстрых реакторах - другой спектр нейтронов утечки, значит, гораздо меньше будет происходить интересующих нас реакций. У тепловых реакторов есть еще одна особенность - они уже спроектированы и пущены в серию, т.е. бланкеты там ставить уже некуда (навскидку приходит только мысль заменить ими кассеты-экраны на ВВЭР-440). Т.е. для установки бланкета в тепловом реакторе нужно разрабатывать абсолютно новый проект (сейчас все новые проекты тепловых реакторов - эволюционные наследники существующих). Быстрые реакторы сразу же проектировались с зоной воспроизводства, т.е. с теми самыми бланкетами.

Б. "Чистый уран (не в виде диоксида или другого соединения) можно найти только в критических сборках" -- что есть критическая сборка?

Критическая сборка или критический стенд - выражение, обычно применяемое для обозначения исследовательских реакторов, основная цель которых - не выработка электроэнергии, а проведение экспериментов (в том числе - для уточнения параметров деления ядер, изменения характеристик материалов под облучением и т.п.). Ключевое здесь слово "критический", означает оно, что в сборке при определенных, создаваемых оператором условиях, может осуществлються самоподдерживающаяся цепная реакция деления. Есть подкритические сборки, в которых реакция деления является цепной, но не самоподдерживающейся (т.е. не может существовать без "внешнего" по отношению к сборке источника нейтронов). Были (не знаю, м.б. и сейчас есть) и надкритические сборки, фактически, "бомба на столе", когда оператор мог создать на короткий промежуток времени условия для лавинообразного нарастания числа делений.

В. "При этом нет возможности разделить изотопы Pu в центрифугах, как поступают с ураном." -- почему?

Владислав, конечно, такая возможность есть, разделения изотопов плутония можно добиться теми же методами, что и изотопов урана (например, центрифужным методом), но возможность эта сугубо теоретическая. Поясню почему. Эффективность разделения изотопов напрямую зависит от разницы атомных масс изотопов. Для пары уран-235/238 эта разница = 3, для цепочки плутониев = 1. Как разделяют изотопы можно почитать в сети, важно только понимать, что всегда на выходе из разделительной установки будет две фракции с концентрацией интересующего изотопа x+dx и x-dx, где x - концентрация на входе, а dx очень мало по сравнению с x. Именно поэтому для увеличения концентрации интересующего изотопа используют каскады разделительных установок, каждая из которых повышает концентрацию изотопа на небольшую величину (именно поэтому мир загибал пальцы, считая количество центрифуг (отдельная разделительная установка) в иранском Натанзе, и спорил до хрипоты о правильности подсчетов). При разнице 3 dx мало, при разнице 1 dx меньше на порядки. Да и уран - сравнительно "приятный" для разделения элемент, а вот рециклированный (возвращенный из реактора после переработки) уран никому в разделительный каскад запустить мысли не придет, дело ведь не только в том, что при выгорании образуются близкие по атомной массе изотопы, но и в том, что их активность на порядки выше природных изотопов. С плутонием, не существующим в природе в добываемых количествах, та же история - он слишком активен, а значит, нужны другие меры защиты, охлаждения установок и т.п.

Г. Я правильно понимаю, что если делать бомбу на уране, то отношение 235/238 там должно быть намного больше, чем в топливе для реактора?

Да, Владислав, Вы понимаете абсолютно правильно. Как правило, обогащение оружейного урана - выше 90% по урану-235. Теоретически, можно ядерное взрывное устройство сделать и на меньшем обогащении, но его размеры не позволят назвать это бомбой/боеголовкой.

Е. "Можно провести предварительный просмотр статьи на предмет ляпов силами здешних обитателей". -- да, буду благодарен, но только если в закрытом режиме, без опубликования на всеобщее обозрение. Хоть тексты Часкора и публикуются под свободной лицензией Creative Commons, у журналистов свои тараканы в голове

Как уже писал Саша Уваров, на форуме есть система личных сообщений, не индексируемая поисковиками.