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?

[alex_bykov]

Вот, кстати, да.

Энерговыделение сборки ВВЭР-1000 на момент отправки на переработку не может превышать, ЕМНИП, 5 кВт/сборку - больше не вытягивает теплосъём ТК-13. Двухгодичное топливо до вывоза выдерживали в БВ порядка 3 лет, 3 годичное уже 5 лет, ТВСА - под 7 лет, последние проекты, думаю, и поболее будут... Но смысл не в этом. Даже если сборку без переработки (т.е. без потерь на выделение всего и вся и с топливом на борту) засунуть в нашу гипотетическую систему, много не получается... Объёмы будут огромными, а вот энерговыделение там спадает на начальном этапе слишком быстро... Для хранилища РАО - это плюс, а для тепловой станции - большой минус.

[ВОВИЩЕ]

ЕМНИП, 5 кВт/сборку

ТИП, 0,5 кВт/сборку

[alex_bykov]

ТИП, 0,5 кВт/сборку

Володя, спасибо, что поправил!

Тогда тупичок с генерацией тепла из осколков становится на порядок очевиднее.

[VBVB]

Тогда тупичок с генерацией тепла из осколков становится на порядок очевиднее.

Тупик очевидный.
Одно дело когда абстрагированно рассматривается сколько сотен тонн ОЯТ в год дает мировая АЭ и сколько можно из этого горячего ОЯТ получить тепла.
Совсем другое дело когда практически имеем крайне малые темпы переработки уже хорошо вылежавшегося холодного ОЯТ, в котором потенциальный запас теплогенерирующей мощности довольно мал.

Если же в мире будет когда-либо создан парк энергетических жидкосолевых реакторов мощностью так гигаватт 100-150 и будет применяться непрерывный репроцессинг жидкосолевого топлива с выделением/разделением осколков деления, то тогда вопрос промышленной генерации тепла матрицами с инкапсулированными горячими осколками может быть практически решен.

Идея получения промышленного тепла из осколков ядерного деления определенно интересная, но на нынешнем этапе развития ЯТЦ практически не реализуемая.

[VBVB]

Совсем другое дело когда практически имеем крайне малые темпы переработки уже хорошо вылежавшегося холодного ОЯТ, в котором потенциальный запас теплогенерирующей мощности довольно мал.

Цифры по тепловыделению (кВт/тонну тяжелого металла) ураноксидного топлива со средним выгоранием 50 ГВт*сут/тонну после остановки реактора PWR.
30 мин - 615.1
1 день - 181.6
10 дней - 78.0
100 дней - 27.9
1000 дней - 5.1
10000 дней - 1.3

Т.е. ураноксидное ОЯТ вылежавшееся в БВ в течении 2 лет и 9 месяцев (1000 дней) теряет свое удельное тепловыделением в 121 раз по сравнению с моментов после 30 минут от остановки реактора.
Через 1000 дней с момента выгрузки партии ОЯТ из реактора PWR-1000 эти 22 тонны ОЯТ будут давать всего 99 кВт теплоты.

Цифры по тепловыделению (кВт/тонну тяжелого металла) МОХ-топлива со средним выгоранием 50 ГВт*сут/тонну после остановки реактора PWR.
30 мин - 597.2
1 день - 182.3
10 дней - 83.8
100 дней - 33.7
1000 дней - 5.7
10000 дней - 1.6

К сожалению, в нынешнем ЯТЦ потенциальные ресурсы ОЯТ по тепловыделению практически целиком тратятся на нагрев воды в бассейне выдержке на АЭС. К моменту переработки ОЯТ остается лишь мизер теплогенерирующей мощности от первоначальной.

Сообщение отредактировал VBVB - 10.10.2015, 11:46