Про ускорители - MYRRHA и другие, Вынос из темы БРЕСТ Опции

[AtomInfo.Ru]

И по конкурентам. А то, говорят, блогеры волнуются.

По свежей информации от человека, скажем так, рядом с MYRRHA, бельгийцы отказались не только от ADS, но и от собственно ТЖМТ-реактора.
То есть, они останутся с голым ускорителем, на котором будут что-то там облучать.

В общем. реально по ТЖМТ работы сегодня могут вести только китайцы. А сколько в их заявлениях под барабанную дробь правды и сколько дезинформации (китайцы - очень большие мастера дезы!) - на этот вопрос сейчас не ответит никто.

[arcanist]

https://www.oecd-nea.org/science/reports/20...6881-MYRRHA.pdf
вот тут пишут, что сам по себе такой ускоритель разработать - дело нетривиальное. Так что может и правильно они поступают, что сначала подтверждают, что ускоритель сработает так как надо, а решение о реакторе будут потом принимать

[AtomInfo.Ru]

вот тут пишут, что сам по себе такой ускоритель разработать - дело нетривиальное. Так что может и правильно они поступают, что сначала подтверждают, что ускоритель сработает так как надо, а решение о реакторе будут потом принимать

Мне сложно судить, ускорители - не моя специальность.
Но такой факт отмечу. Когда мы задаём вопросы по ADS ускорительщикам и спрашиваем "Что будет самым трудным?", они едва ли не в один голос отвечают: "Ускоритель".

Так что, вполне возможно, что так и есть.

[KTN]

Когда мы задаём вопросы по ADS ускорительщикам и спрашиваем "Что будет самым трудным?", они едва ли не в один голос отвечают: "Ускоритель".

Разумеется. Говоря научно-популярно, что нужно для реактора и что для ускорителя?
В случае реактора, из грунта в природе отделяем уран от других веществ, собираем в кучу с замедлителем и когда куча достаточно большая, материальный параметр вместо мнимого становится вещественным и цепная реакция с выделением мощности возникает сама по себе.

В случае ускорителя не так. Дело даже не в вакууме десять минус седьмой.
Чтобы ускорять ионы, надо сначала всю ту мощность, которая потом в форме ускоренных частиц будет поступать из вакуума ускоряющей структуры на урановую мишень, взять от высоковольтной ЛЭП и преобразовать в форму радиоизлучения в диапазоне СВЧ.

Для передатчика обычного регионального телевидения, сигнал которого с вышки высотой метров 200 уверенно принимается в радиусе 20 километров, достаточна СВЧ мощность 5 кВт.
Для линейного ускорителя, наподобие Лос-Аламосского, нужна та же самая СВЧ мощность (в том же диапазоне), однако - несколько МВт средней и до 100 МВт в импульсе. Эту мощность, сформированную в радиосигнал с неким КПД, нужно подать в ускоряющие резонаторы (желательно сверхпроводящие) и с неким КПД перевести в поток ускоренных частиц, которые затем идут на мишень.

Общий КПД (ЛЭП)->(ускоренные частицы) во многих отечественных проектах, по ряду причин о которых можно долго говорить, оказался на порядок меньше проектного.
Проектный исторически приобрёл высокое (десятки процентов) значение только недавно, когда по мере прогресса на Западе перешли к применению сверхпроводящих резонаторов. Пока-что используются температуры жидкого гелия и всё это очень дорого.

Если говорить о нашей стране, надёжность поддержания параметров потока ускоренных частиц сильно зависит от общего совершенства мощного радио-оборудования, которым располагают проектировщики, от культуры производства вакуумной техники. Почему в СССР кухонные микроволновые печи не получили развития, в отличие от США и ЕС? Причин много, важен факт.
В мощных СВЧ усилителях отставание от Запада было меньше чем в бытовых, однако после 1991 произошёл откат по ассортименту и характеристикам. В 1980-е к примеру, самая мощная радиолампа диапазона 200 МГц освоенная промышленностью, отечественная, имела гарантию по техпаспорту до 5 МВт в импульсе и до 500 кВт средней мощности. Сейчас - 3 МВт в импульсе и до 140 кВт средней, в тех же стыковочных габаритах.

Между магнитным Управляемым Термоядерным Синтезом и линейными ускорителями ионов (протонов, дейтронов) общим является, что они на заряженных частицах. Не на нейтронах поэтому обязательны вакуум уровня "Аш-минус", мегаваттное СВЧ диапазона около 1 ГГц, сверхпроводники и жидкий гелий.
А на современном уровне развития цивилизации эти вещи освоены не так давно, и малым количеством коллективов, по сравнению с водяным охлаждением "железяки" (ТВЭЛа) в случае реактора.

По всем этим причинам, миллиард долларов капвложений и сопутствующая работа 5 - 8 лет междисциплинарного коллектива численностью 3 - 5 тысяч человек, производит либо реактор электрической мощностью 1 ГВт, либо ионный ускоритель со средней мощностью протонов на мишени 1 МВт.

В результате всего этого, на практике, нужно формулировать реакторную задачу под имеющийся ускоритель. Только тогда она не растянется на неопределённое время.
Сейчас в мире ускорителей, представляющих "критсборочный" интерес, всего несколько, в богатейших и одновременно технологически развитых странах.
Это SNS в Окридже (США), линейник на 800 Мэв в Лос-Аламосе (США), есть также изохронный циклотрон в Церне, ускоритель J-PARC в Японии, и строящийся ESS (проектная мощность 5 MW) в Евросоюзе.

По моему мнению, хорошо бы расположить MYRRHA как одну из мишенных станций SNS. Или, если никуда не торопятся, то ESS.

[Ultranauth]

По моему мнению, хорошо бы расположить MYRRHA как одну из мишенных станций SNS. Или, если никуда не торопятся, то ESS.

Там 2-3 порядка не дотягивает флюэнс ESS в мишенных каналах до того, что планировали получать на MYRHHA, в SNS должно быть еще хуже (хотя я не помню наизусть параметров SNS). ESS, кстати, ударно строят, через 2 года уже ожидается first beam on target.

[pappadeux]

Там 2-3 порядка не дотягивает флюэнс ESS в мишенных каналах до того, что планировали получать на MYRHHA, в SNS должно быть еще хуже (хотя я не помню наизусть параметров SNS). ESS, кстати, ударно строят, через 2 года уже ожидается first beam on target.

Это почему?

MYRHHA пучок 2.4МВт на мишень (http://myrrha.sckcen.be/en/Engineering/Accelerator/Beam_specifications), SNS где-то 1.2 (http://status.sns.ornl.gov/beam.jsp), но выход нейтронов на протон раза в два меньше 1ГэВ vs 600МэВ, так что суммарно по нейтронам фактор двойка, да и то может быть... Откуда там порядки?

[Ultranauth]

Это почему?

MYRHHA пучок 2.4МВт на мишень (http://myrrha.sckcen.be/en/Engineering/Accelerator/Beam_specifications), SNS где-то 1.2 (http://status.sns.ornl.gov/beam.jsp), но выход нейтронов на протон раза в два меньше 1ГэВ vs 600МэВ, так что суммарно по нейтронам фактор двойка, да и то может быть... Откуда там порядки?

Порядки там оттуда, что у MYRRHA все нейтроны рождаются сразу внутри АЗ где и остаются жить, а у ESS распределяются по 48 нейтроноводам, в которые попадают далеко не все нейтроны из мишени - в итоге в каждом нейтроноводе и набегает 2 порядка по нейтронной яркости. А переделывать ESS так, что бы их вольфрамовое колесо окружить активной зоной, разумеется, никто не будет (ставить реактор в конце нейтроновода тоже, но это более реалистичный сценарий, тем не менее).

[KTN]

у MYRRHA все нейтроны рождаются сразу внутри АЗ где и остаются жить, а у ESS распределяются по 48 нейтроноводам, в которые попадают далеко не все нейтроны из мишени

Внешние нейтроноводы не влияют на коэффициент диффузии нейтронов в мишени. Первичное производство нейтронов на 1 протон*Mev, при энергиях 600 Мэв (~10 нейтронов на протон) и 1000 Мэв (~20) почти одинаковое, различается только ионизационный пробег протона в жидком свинце, в обоих случаях имеющий свои преимущества.

переделывать ESS так, что бы их вольфрамовое колесо окружить активной зоной, разумеется, никто не будет (ставить реактор в конце нейтроновода тоже, но это более реалистичный сценарий

Эффективность исследовательского центра оптимальна, когда на ускоритель и на экспериментальный корпус расходы одного порядка. Поэтому мощный ускоритель имеет несколько устройств, принимающих ускоренные протоны. Протонный вакуумированный канал разветвляется на несколько установок, которые включаются по очереди (в некоторых проектах даже одновременно разделением частот).

MYRRHA может быть одной из нескольких мишенных станций SNS или ESS, включаясь 1 - 2 раза в год по 3 месяца.

[Ultranauth]

Внешние нейтроноводы не влияют на коэффициент диффузии нейтронов в мишени.

Да, но очень сильно влияют на количество нейтронов, которые до АЗ долетают из чисто геометрических соображений. С учетом максимального Кэфф, нейтронов нам надо много, больше чем отдает ESS в каналы (если мне память не изменяет - 10^15 н на весь канал в импульсе).

Для иллюстрации геометрия отводов от замедляющей системы (бабочка в центре) - видно, что основная часть нейтронов улетит мимо нейтроноводов