Реакторы на расплавах солей, Реакторы с жидкосолевым топливом Опции

[VBVB]

Может кто раскажет как обстоят дела с отечественными разработками прототипа жидкосолевого реактора с топливом в расплаве солей?
До последнего времени в Курчатнике и Снежинском ФИТФе вроде какие-то работы в этом напрвлении шли, но каких-либо результатов конкретных так и не было опубликовано. Хотя зарубежники постоянно на Курчатник ссылаются в своих работах.
Японцы тоже шли по этому направлению неплохо и со Снежинском сотрудничали, но ощущение складывается, что почему-то эту тему слегка забросили. Американцы тоже не горят желанием к своим наработка 1965-1968 вернуться, хотя на форумах и конференциях разных периодически ностальгируют по MSR.
Получается, что только французы с чехами еще что-то пытаются сотворить на исследовательский прототип похожее.
Правда по статьям отмечается некоторая суета итальянцев и турков(??) в этом вопросе. Китайские публикации по MSR недавно тоже стали появляться.
Идея жидкосолевых реакторов ведь не пустая, в отличии от многих "бумажных" реакторов, и довольно перспективная. Правда до энергетической жидкосолевой РУ еще далековато, но с жидкометаллическими реакторами тоже не все быстро шло.
Не получится ли у нас, что похерят начинание в области жидкосолевых реакторов, в очередной раз не доведя хоть до исследовательского прототипа. Или уже похерили?

[VBVB]

При выборе теплоносителя для проекта отечественного ЖСР нужно ориентироваться на имеющийся задел по технике пиропеработке ОЯТ.

Регенерацию жидкосолевых фторидных топливных смесей можно осуществлять пирохимически трифторидом азота с отгонкой легкокипящих гексафторидов делящихся урана, нептуния и плутония. Но практический опыт фторидной пирохимии в РФ небольшой.

У нас в стране хорошо проработаны аспекты пироэлектрохимического репроцессинга ОЯТ в хлоридных эвтектиках типа 3LiCl-2KCl.
Соответственно, ориентация на хлоридный быстрый ЖСР, работающий на топливных смесях типа (3Li,2K)Cl-UCl3-PuCl3 или (3Li,2K)Cl-ThCl4-PuCl3 для РФ будет предпочтительна.
Для эпитеплового ЖСР потребуется использования обогащенного лития-7, чтобы тритий усиленно не генерировался из лития-6 в процессе работы ЯЭУ.

Если же ориентироваться сразу на отечественный проект теплового ЖСР с хорошими величинами КВ, то тройная низкотемпературная эвтектика BeCl2(50% мол.)–NaCl(25% мол.)-KCl(25% мол.) с точкой плавления около 200С очень интересна в качестве основы жидкосолевой топливной смеси с хорошими НФХ.

Сообщение отредактировал VBVB - 25.1.2016, 0:44

[generalissimus19...]

Соответственно, ориентация на хлоридный быстрый ЖСР, работающий на топливных смесях типа (3Li,2K)Cl-UCl3-PuCl3 или (3Li,2K)Cl-ThCl4-PuCl3 для РФ будет предпочтительна.

А он будет быстрым, при таком количестве лития в расплаве? Литий же не натрий, будет замедлять весьма интенсивно.

Для эпитеплового ЖСР потребуется использования обогащенного лития-7, чтобы тритий усиленно не генерировался из лития-6 в процессе работы ЯЭУ.

Наверно, у военных химиков найдётся , как отход от производства лития-6

Если же ориентироваться сразу на отечественный проект теплового ЖСР с хорошими величинами КВ, то тройная низкотемпературная эвтектика BeCl2(50% мол.)–NaCl(25% мол.)-KCl(25% мол.) с точкой плавления около 200С очень интересна в качестве основы жидкосолевой топливной смеси с хорошими НФХ.

а что будет у такого реактора с реакцией n, 2n? Вообще, с какой скоростью будет расходоваться бериллий в реакторе промышленного масштаба? Он ведь недёшев. Одно дело - что-нибудь околонулевой мощности, да, хоть, 1 МВт, другое - 1000 МВт.

[Татарин]

А он будет быстрым, при таком количестве лития в расплаве? Литий же не натрий, будет замедлять весьма интенсивно.
Наверно, у военных химиков найдётся , как отход от производства лития-6
а что будет у такого реактора с реакцией n, 2n? Вообще, с какой скоростью будет расходоваться бериллий в реакторе промышленного масштаба? Он ведь недёшев. Одно дело - что-нибудь околонулевой мощности, да, хоть, 1 МВт, другое - 1000 МВт.

500$/кг, 0.5$ за грамм? Дорого. Но не то чтоб ОЧЕНЬ дорого...

Кроме того, там при (n, 2n) ещё деление на две альфы идёт, с ощутимым (если на граммы считать) экзотермическим выхлопом в несколько МэВ.
То есть, это таки топливо. И цена кВт*ч из бериллия в пересчёте на природный ресурс отличается от "уранового" в разы, даже не на порядки. То есть, она мала.

Прикольно то, что деление бериллия не даёт радиоактивных осколков, только гелий. Реактор, тратящий бериллий, будет чище (ровно на долю сожжённого бериллия, ессно, так что непринципиально, но всё-таки )

Сообщение отредактировал Татарин - 25.1.2016, 1:36

[generalissimus19...]

500$/кг, 0.5$ за грамм? Дорого. Но не то чтоб ОЧЕНЬ дорого...

Это цены 15-20-летней давности, сейчас столько стоит оксид бериллия, в котором кислорода 64%

Кроме того, там при (n, 2n) ещё деление на две альфы идёт, с ощутимым (если на граммы считать) экзотермическим выхлопом в несколько МэВ.
То есть, это таки топливо. И цена кВт*ч из бериллия в пересчёте на природный ресурс отличается от "уранового" в разы, даже не на порядки. То есть, она мала.

Деление урана даёт 1 МэВ на нуклон. Деление бериллия - только 1/6 МэВ на нуклон. При этом, фунт урана стоит 40 долларов, фунт бериллия - 500. Так что таки почти 2 порядка.

[Татарин]

Это цены 15-20-летней давности, сейчас столько стоит оксид бериллия, в котором кислорода 64%
Деление урана даёт 1 МэВ на нуклон. Деление бериллия - только 1/6 МэВ на нуклон. При этом, фунт урана стоит 40 долларов, фунт бериллия - 500. Так что таки почти 2 порядка.

http://www.molbase.com/en/search.html?sear...95k0aAhun8P8HAQ

160$/кг (против 70-100$ у природного урана).
Возможно, конечно, что это бериллий не ядерной чистоты. Но уран тоже не упакованным в топливные таблетки выкапывают.

И если посчитать энергоёмкость бериллия 6Е23 атомов/моль: / 7г/моль * 1.6Е6 эВ * 1.6Е-19 Дж/эВ / 3.6Е6 Дж/кВт*ч / 24 ч/сут ~ 250МВт*сут/кг (~60000000кВт*ч/кг)

Если для нас приемлимо палить уран, обогащённый до 5% с выгоранием 60МВт*сут (цену представляешь?), то почему плохо палить бериллий?
По цене явный выигрыш.

[VBVB]

Если для нас приемлимо палить уран, обогащённый до 5% с выгоранием 60МВт*сут (цену представляешь?), то почему плохо палить бериллий?
По цене явный выигрыш.

С перспективностью применения бериллия в будущих проектах отечественных ЖСР есть много моментов.

Плюсы применения бериллия в отечественных проектах ЖСРах в качестве компонента жидкосолевой топливной смеси:
1. Заметное снижение потребной масссы делящихся материалов (ДМ).
2. Эффективное размножение нейтронов.
3. Работа в тепловом или эпитепловом нейтронном спектре с лучшей регулируемостью реактора.
4. Уменьшение габаритов и массы ЯРУ, при соответствующем уменьшение толщины биозащиты.
5. При работе ЖСР на бериллиевых жидкосолевых смесях температурный коэффициент реактивности сильно отрицателен.
6. В Росрезерве имеется немалый запас бериллия, кроме того немалое количествр бериллия есть в ОЯТ некоторых лодочных реакторов и его можно оттуда выделить при планирующейся переработке.

Минусы:
1. Редкий металл с годовым производством в мире около 250-320 тонн (однако оценочные запасы в РФ бериллиевых руд около 300 тысяч тонн, из которых около 100 тысяч тонн промышленно добываемые).
2. Дорогой металл (текущая цена около 480-540 долларов за кг).
3. В РФ пока нет промышленного производства металлическго бериллия и идет его импорт, но производство собираются восстановить к 2020 году.
4. При работе ЖСР на бериллиевых жидкосолевых смесях будет происходить генерация радиотоксичного трития.