Отходы как источник энергии, "отходы - в доходы"(с)развитый социализм Опции

[Татарин]

На самом деле, очень странно, что продукты деления не рассматриваются как источник относительно высокопотенциального тепла большой мощности.
Порядка 1-3% от общей энергии деления сидят в долгоживущих осколках и доступны для использования.

Скажем, для русской ядерной энергетики это порядка 1.5-2ГВт тепловой мощности, которые БОЛЕЕ чем реально использовать для выработки электроэнергии или на АТЭЦ. Только "А" тут будет означать "атом без деления".
И если уж в Нижнем хотели строить АТЭЦ на реакторе деления, то что мешает построить котельную на стронции-90+цезии-137?
Поскольку для отопления нужно тепло низкого потенциала, в ТВЭЛах можно использовать уже остеклованые ПД.
Это "реактор", который НИКОГДА не взорвётся.
Его ядерная безопасность - абсолютна.
Легколетучих и газообразных изотопов в нём нет (нам не обязательно включать в эти ТВЭЛы проблемный йод и т.п.).
Расплавление зоны легко можно сделать невозможным - оборотная сторона низкого удельного энерговыделения.

Такой "реактор" занимал бы значительный объём и - да - требовал бы транспортировки опасных материалов, но - блин! это серьёзная заявка на решение кучи проблем с отходами.
Бассейн выдержки, ядерный могильник, который ЗАРАБАТЫВАЕТ деньги (в том числе - на свою охрану) и производит абсолютно чистую ядерную энергию (точнее, "очищает" среду при своей работе).
С точки зрения устойчивости (в том числе к терроризму) такой могильник на три головы выше любой АЭС.
Если таких иметь 2-5 на страну (в городах, где есть проблемы с топливом и отоплением), то безопасность хранения повышается. При вполне очевидной коммерческой выгоде: 1кг ПД с отрицательной стоимостью заменяет 1000 тонн нефти или угля с значительно положительной стоимостью - при реализации тепла это эквивалент 200-500 тысяч долларов).

Почему об этом не было смысла думать в 60-х - вполне очевидно: не было наработано достаточно осколков, не о чем говорить.

Но почему об этом не поговорить сейчас?

[VBVB]

Почему об этом не было смысла думать в 60-х - вполне очевидно: не было наработано достаточно осколков, не о чем говорить.

Но почему об этом не поговорить сейчас?

Удельное тепловыделение стронция-90 в виде титанатной керамики около 0.96 Ватт/грамм при удельной активности около 148 Кюри/Ватт.
Удельное тепловыделение цезия-137 в виде борфторидной керамики 0.25 Ватт/грамм при удельной активности около 560 Кюри/Ватт и очень много гаммы. Цезий-137 более опасен стронция-90 в эксплуатации из-за высокой гидрохимической активности и высокой радиотоксичности.
Писалось, что в ОЯТ 5-летней выдержки из всех цезиев цезия-137 только 28%, а из всех стронциев стронция-90 только 23%.

Допустим в РФ ежегодно образуется около 710 тонн ОЯТ (6 реакторов ВВЭР-440 - 87 тонн, 11 реакторов ВВЭР-1000 - 230 тонн, 11 РБМК-1000 - 390 тонн)

Перерабатывается пока масштабно лишь ОЯТ ВВЭР-440, в котором ориентировочно после 10 лет выдержки около 1.3 кг цезия-137 и около 0.85 кг стронция-90 на тонну ОЯТ.
Т.е. годовой приток в РФ из ОЯТ ВВЭР-440 составляет 113.1 кг цезия-137 и 74.0 кг стронция-90.
Эти изотопы из годового притока ОЯТ ВВЭР-400 в таком количестве способны дать при изготовлении тепловыделяющей керамики 44,9 кВт/ч и 129,2 кВт/ч. Т.е. годовое производство этих изотопов в ОЯТ ВВЭР-440 дает мизер в варианте тепловыделения.

В сильновыгоревшем ОЯТ ВВЭР-1000 после 10 лет выдержки ориентировочное содержание около 1.6 кг цезия-137 и около 1.05 кг стронция-90 на тонну ОЯТ.
Т.е. годовой приток в РФ из ОЯТ ВВЭР-1000 составляет 368 кг цезия-137 и 241.5 кг стронция-90.
Эти изотопы из годового притока ОЯТ ВВЭР-1000 в таком количестве способны дать при изготовлении тепловыделяющей керамики 145,9 кВт/ч и 421,6 кВт/ч. В сумме имеем менее 570 кВт/ч от всего годового притока цезия-137 и стронция-90 от российских ВВЭР-1000.
Это количество изотопов пригодно лишь для использовании в одной ДЭПЛ в виде конвертирующего термоэлемента для термолиза дизтоплива.

И что можно обогреть такими количествами энергии?

При этом по американским данным стоимость цезия-137 из ОЯТ в варианте выделения как целевого компонента около $6700/кг, а для стронция-90 около около $20000/кг.

Сообщение отредактировал VBVB - 3.10.2015, 0:26

[Татарин]

Удельное тепловыделение стронция-90 в виде титанатной керамики около 0.96 Ватт/грамм при удельной активности около 148 Кюри/Ватт.
Удельное тепловыделение цезия-137 в виде борфторидной керамики 0.25 Ватт/грамм при удельной активности около 560 Кюри/Ватт и очень много гаммы. Цезий-137 более опасен стронция-90 в эксплуатации из-за высокой гидрохимической активности и высокой радиотоксичности.
Писалось, что в ОЯТ 5-летней выдержки из всех цезиев цезия-137 только 28%, а из всех стронциев стронция-90 только 23%.

Зафиксируем цифири (отметив в скобках, что это энерговыделение керамики, а не чистых изотопов; с массы тех же стронциев на массу керамики нужно пересчитывать - керамики в 1.5 раза более).

Цифири для цезия - НЕВЕРНЫЕ, потому что в "тепловыделение", очевидно, не входит энергия жёсткой гаммы релаксации (действительно, в большинстве случаев она вылетает из источника нафиг и "оседает" где-то ещё). А эта гамма и составляет основную долю энерговыделения для Сs-137.

Перерабатывается пока масштабно лишь ОЯТ ВВЭР-440, в котором ориентировочно после 10 лет выдержки около 1.3 кг цезия-137 и около 0.85 кг стронция-90 на тонну ОЯТ.
Т.е. годовой приток в РФ из ОЯТ ВВЭР-440 составляет 113.1 кг цезия-137 и 74.0 кг стронция-90.

ОК. То есть ТОЛЬКО из топлива ВВЭР-440 мы имеем в год 113кг цезия (ТОЛЬКО 137, а как минимум 134 имеет смысл брать в расчёт) и стронция-90.
И такую ситуацию мы имеем уже 30 лет подряд, то есть 30 раз по столько уже накоплено нам для старта.

Эти изотопы из годового притока ОЯТ ВВЭР-400 в таком количестве способны дать при изготовлении тепловыделяющей керамики 44,9 кВт/ч и 129,2 кВт/ч. Т.е. годовое производство этих изотопов в ОЯТ ВВЭР-440 дает мизер в варианте тепловыделения.

Что такое вообще кВт/ч? Что это за единицы и что в них изменяется? По размерности - изменение мощности за час, но за год получаются огромные цифры, которые ни с чем не бьются.

По чистой арифметике, имеем только из топлива ВВЭР-440 годовой ПРИРОСТ мощности около 500кВт мощности и около 6МВт стартовой мощи.
Плюс ~1.5МВт годового прироста от топлива остальных ВВЭР.

И что можно обогреть такими количествами энергии?

Ладно, на сотни МВт не тянет, как максимум на мелкую котельную.
Согласен.

При этом по американским данным стоимость цезия-137 из ОЯТ в варианте выделения как целевого компонента около $6700/кг, а для стронция-90 около около $20000/кг.

Не, это как ориентир не канает, потому что нам не нужен особо чистый продукт, мы готовы брать смеси цезиев со стронцием. Из осколков (актиниды мы всё равно выбираем из ОЯТ ранее по другим соображениям) нам вреден разве что долгоживущий йод. То есть, процесс может ориентироваться на выделение "плохих" изотопов из осколков каши, а вовсе не на покомпонентное выделение "хороших".

Энергозапас того же стронция - ~150 000 кВт*ч/кг.