Вопрос про литий Опции

[Обнинский]

Вопрос про литий. Для лодок литий когда-нибудь предполагался?

[Didro]

Я тут где-то приводил что в одном из вариантов гибридного реактора для наработки трития предполагалось использовать именно литий, причем был вариант и добавки в натрий с постепенной его заменой, так и обедненный легким изотопом с добавкой по необходимости природного, но основная наработка трития от тяжелого лития.

[barvi7]

Я тут где-то приводил что в одном из вариантов гибридного реактора для наработки трития предполагалось использовать именно литий, причем был вариант и добавки в натрий с постепенной его заменой, так и обедненный легким изотопом с добавкой по необходимости природного, но основная наработка трития от тяжелого лития.

Микросечение реакции 6LI(n,t)
от ~1000 барн при 0,025 eV
до ~ 1 барн при 100 кeV (с "резонансом" до 10 барн при 250 keV)
при 1 МeV - 0,25 барн
при 10 MeV - 0,03 барн
Микросечение реакции 7LI(n,t)
пороговая реакция Епорог - 2,84 MeV
максимальное сечение за порогом до 0,4 барн при 6 - 10 MeV
при 14 MeV - 0,3 барн
Если верить таким данным, то "наработка" трития будет на 7Li больше только в термоядерном бланкете и только для (d,t) - реакции
Во всех других "спектрах и реакторах" наработка трития будет больше на 6Li.
Повтор: В любом ядерном реакторе "вкл. быстрый " наработка трития будет выше на 6Li.

[Татарин]

Микросечение реакции 6LI(n,t)
от ~1000 барн при 0,025 eV
до ~ 1 барн при 100 кeV (с "резонансом" до 10 барн при 250 keV)
при 1 МeV - 0,25 барн
при 10 MeV - 0,03 барн
Микросечение реакции 7LI(n,t)
пороговая реакция Епорог - 2,84 MeV
максимальное сечение за порогом до 0,4 барн при 6 - 10 MeV
при 14 MeV - 0,3 барн
Если верить таким данным, то "наработка" трития будет на 7Li больше только в термоядерном бланкете и только для (d,t) - реакции
Во всех других "спектрах и реакторах" наработка трития будет больше на 6Li.
Повтор: В любом ядерном реакторе "вкл. быстрый " наработка трития будет выше на 6Li.

Тут концептуальная ошибка. Потому что лития-7 в реактор на тепловых нейтронах можно напихать в тысячи-миллионы раз бОльшем количестве и получить в разы и на порядки бОльшую выработку трития с реактора той же мощности.
Li7 не тратит нейтрон, он его "переизлучает" с меньшей энергией. Либо нейтрон теряет энергию на соударениях, либо с малой вероятностью участвует в ядерной реакции с получением трития, в результате которой - опять же нейтрон. Чистый литий-7 почти не влияет на критичность.

А в том же бланкете для ТЯ для наработки трития было бы сочетание обоих изотопов (какое именно надо считать, но скорее всего - "почти всё литий-7 + проценты-доли процента лития-6", потому что тепловой нейтрон литий-6 находит по любому).

[barvi7]

Тут концептуальная ошибка. Потому что лития-7 в реактор на тепловых нейтронах можно напихать в тысячи-миллионы раз бОльшем количестве и получить в разы и на порядки бОльшую выработку трития с реактора той же мощности.
Li7 не тратит нейтрон, он его "переизлучает" с меньшей энергией. Либо нейтрон теряет энергию на соударениях, либо с малой вероятностью участвует в ядерной реакции с получением трития, в результате которой - опять же нейтрон. Чистый литий-7 почти не влияет на критичность.

Поясните . . . пока не увидел за счет чего в тепловом реакторе литий-7 увеличивает выработку трития . . .

[Татарин]

Поясните . . . пока не увидел за счет чего в тепловом реакторе литий-7 увеличивает выработку трития . . .

Потому что сечения - это не то, что ограничивает выработку трития в реакторе. Выработка ограничена количеством нейтронов.

Каждый атом трития, полученный из лития-6 требует безвозвратно потраченного нейтрона. Нейтронов в реакторе - ровно на поддержание реакции + некоторый, совсем небольшой излишек, проценты-десятки процентов.
Если мы хотим увеличить выработку трития из лития-6, нам нужно увеличивать количество нейтронов и мощность реактора. Иначе литий сожрёт слишком много нейтронов и реактор тупо потеряет критичность и заглохнет. Плюс, на каждый атом трития мы должны поделить 7-20 атомов урана.

Тритий, полученный из лития-7 не требует на себя нейтрона; идёт размен быстрого на медленный, что для реактора на тепловых нейтронов не просто не существенно, но даже желательно. Реактору на тепловых нейтронах совершенно всё равно, сколько нейтронов попадут в литий-7 (с выработкой лития), потому что выделившийся медленный нейтрон этой реакции точно так же поделит уран. Поэтому в выработке трития мы ограничены только сечениями реакции и физической возможностью натолкать в активную зону лития-7.
А лишние нейтроны мы можем потратить как угодно (например, поглотить их тем же литием-6).

[barvi7]

Потому что сечения - это не то, что ограничивает выработку трития в реакторе. Выработка ограничена количеством нейтронов.

А как влияет тот факт, что литий-7 пороговый и порог довольно высокий 2,8 МэВ ? И есть ли в реакторе "лишние" места, куда можно поместить литий-7, и чтобы он мало на что влиял.
В "хорошем реакторе", который экономит нейтроны - должен быть оптимум в отношении замедлитель/топливо, не ограничивает ли это - диапазон в миллионы раз по литию-7.
И еще . . ., если увеличить концентрацию лития-7 в миллионы раз, то . . . он имеет сечение радиационного захвата, хоть и маленькое - 1Е-4 барн в тепловой точке, и это тоже должно приводить к потере нейтронов.

[Татарин]

А как влияет тот факт, что литий-7 пороговый и порог довольно высокий 2,8 МэВ ? И есть ли в реакторе "лишние" места, куда можно поместить литий-7, и чтобы он мало на что влиял.
В "хорошем реакторе", который экономит нейтроны - должен быть оптимум в отношении замедлитель/топливо, не ограничивает ли это - диапазон в миллионы раз по литию-7.
И еще . . ., если увеличить концентрацию лития-7 в миллионы раз, то . . . он имеет сечение радиационного захвата, хоть и маленькое - 1Е-4 барн в тепловой точке, и это тоже должно приводить к потере нейтронов.

Отрицательно, ессно. В общем-то, малая доля нейтронов может прореагировать с литием-7, и на реакцию только один-два шанса, дальше энергия нейтрона будет потеряна.
Но зато это все нейтроны, а не только те, которые мы можем потратить без ущерба для реактивности. И опять же: в смысле нейтронного баланса это "халява". А лишние нейтроны мы можем потратить по своему усмотрению и в реакторе с литиевым замедлителем.

"В миллион раз" по сравнению с литием-6, конечно.
Литий-7 может быть замедлителем. И да, конечно, его количество в зоне тоже чем-то ограничено.

10Е-4 барна для тепловых? Ну так что ж, у кислорода-16 - на два порядка больше, а тяжёлая вода - один из лучших, "экономных" по отношению к нейтронам замедлителей.
А у лёгкого водорода - вообще единицы барн. И ничего - как-то оно и на лёгкой воде работает. Теряет нейтроны, конечно. Но работает. А литий-7 - и этого бы попусту не терял.

Понятное дело, что и литий-7 не абсолютный идеал. Но он хорош. А тритий при этом получается "как бы бесплатным".

Сообщение отредактировал Татарин - 29.11.2016, 22:41