Реактор на расплаве металла Опции

[Татарин]

В интервью про ЖСР был упомянут экзотичный концепт - жидкотопливный реактор, в котором уран и плутоний растворены в свинце.

Что не так с этой концепцией, почему она "не пошла"?

Насколько можно себе представить, тут есть почти все выгоды ЖСР при явно меньших проблемах с коррозией.

[AtomInfo.Ru]

Следующий текст из аргоннского обзора:

By 1944, a pile in which the fuel is dissolved in liquid bismuth and the solution is circulated through the pile in beryllium tubes was being studied.

Вот это уже нормальный расплавный котёл (с бериллиевыми трубами, да!).

Ссылка: Angus MacDonald, A Study of the Uranium-Bismuth Alloy Circulating Fuel Reactor, NEPA-1783, NEPA Division, Fairchild Engine and Aviation Corp., Mar. 1, 1951.

Главной трудностью в этом реакторе видели удаление осколков деления.

[aprudnev]

Следующий текст из аргоннского обзора:
Вот это уже нормальный расплавный котёл (с бериллиевыми трубами, да!).

Ссылка: Angus MacDonald, A Study of the Uranium-Bismuth Alloy Circulating Fuel Reactor, NEPA-1783, NEPA Division, Fairchild Engine and Aviation Corp., Mar. 1, 1951.

Главной трудностью в этом реакторе видели удаление осколков деления.

А мне вот что интересно.

Расплавный реактор. Тот же Плутоний + Железо.

Осколки деления - разные металлы. А кто им мешает _не плавиться_ или _не растворяться_ а например оседать на трубах? Они же совсем не обязаны обладать такими же приятными химическими свойствами, как оригинальный расплав.

И нельзя ли их, с другой стороны, чисто химически прямо в реакторе куда то и собирать, пользуясь химическими отличиями? Ну типа - на какие то плавающие в расплаве пемзовые шарики (условно говоря)?

[LAV48]

И нельзя ли их, с другой стороны, чисто химически прямо в реакторе куда то и собирать, пользуясь химическими отличиями? Ну типа - на какие то плавающие в расплаве пемзовые шарики (условно говоря)?

Можно, достаточно подобрать какую-нибудь соль того же железа, которая будет обменивать ион железа на "осколок" и собирать из расплава этот самый осколок, например, молибден

[Dobryak]

Можно, достаточно подобрать какую-нибудь соль того же железа, которая будет обменивать ион железа на "осколок" и собирать из расплава этот самый осколок, например, молибден

В расплавленном металле окалина всплывает наверх --- у нее плотность ниже, чем у расплавленного железа, а картошка в кастрюле борща опускается на дно....

[LAV48]

В расплавленном металле окалина всплывает наверх --- у нее плотность ниже, чем у расплавленного железа, а картошка в кастрюле борща опускается на дно....

Вот и хорошо, снимаем "пенку", а с ней и нужный изотоп

[Superwad]

Вот и хорошо, снимаем "пенку", а с ней и нужный изотоп

Народ, я уже писал на эту тему -концентрация, концентрация и еще раз концентрация. С какой концентрации у вас пойдёт реакция отделения нужного изотопа из расплава? Сколько времени понадобится, чтобы наработать нужную экономически выгодную) концентрацию выделяемого изотопа?
Минуты, часы дни, недели, месяцы, год? Может не выгодно это делать постоянно. а выгодно делать периодически, тупо выделяя ТВЭЛ на горячую переработку (вывел из реактора, выдержал - в горячей камере слил в емкость, отправил на переработку на завод, а в ТВЭЛ залил свежий расплав и в реактор).

[LAV48]

Народ, я уже писал на эту тему -концентрация, концентрация и еще раз концентрация. С какой концентрации у вас пойдёт реакция отделения нужного изотопа из расплава? Сколько времени понадобится, чтобы наработать нужную экономически выгодную) концентрацию выделяемого изотопа?

Мы никуда не торопимся, гоняем расплав через бочку реагента, гоняем реагент в бочке, как набралось - сменили реагент и на переработку. Главное вывод продукта из АЗ непрерывный.

[Superwad]

Мы никуда не торопимся, гоняем расплав через бочку реагента, гоняем реагент в бочке, как набралось - сменили реагент и на переработку. Главное вывод продукта из АЗ непрерывный.

Через бочку реагента - и получаем, из-за пониженной концентрации удаляемое вещество не выводится, а в растворе/расплаве накапливается реагент, ибо реакция не идет.Не хватает нужной минимальной концентрации (это как подкритичный реактор - вроде и есть делящийся материал, но для запуска реакции цепной его не хватает).
Так что тут не прокатит. Только периодическая перегрузка и замена, так будет и проще и дешевле.

[LAV48]

Не хватает нужной минимальной концентрации

Это как? Скорость химической реакции конечно зависит от концентрации, площади контакта реагентов и температуры, но потенциальных барьеров по концентрациям нету. Не надо путать с коррозионными процессами, где существуют пассивирующие плёнки.

Вот вы воду фильтром чистите, если чистую очищать - фильтр больше ресурс имеет, если грязную - меньше. Так и тут, от концентрации будет зависеть время накопления, но никак не возможность самого процесса выведения примеси из расплава.

[Superwad]

Это как? Скорость химической реакции конечно зависит от концентрации, площади контакта реагентов и температуры, но потенциальных барьеров по концентрациям нету. Не надо путать с коррозионными процессами, где существуют пассивирующие плёнки.

Вот вы воду фильтром чистите, если чистую очищать - фильтр больше ресурс имеет, если грязную - меньше. Так и тут, от концентрации будет зависеть время накопления, но никак не возможность самого процесса выведения примеси из расплава.

Это правило с минимальной концентрацией стремящейся к 0 применима только к мембранному фильтру, где идет механическая очистка раствора, и то, что меньше диаметра поры, будет проскакивать вместе с очищенным веществом. Для водного фильтра мембранного вместе с водой проскакивают молекулы хлора, поэтому обязательно перед мембраной ставят угольный адсорбент. НО! Даже с адсорбентом и мембраной хлор будет проскакивать в очищенную воду, правда очень маленьких количествах .
Приведу пример с ионообменными смолами. Если концентрация в воде солей жесткости больше среднего, то на выходе будет очень много не прореагировавших солей жесткости. Поэтому ставят второй контур и т.д.
Так как я командую очистными сооружениями, то с высоты своей колокольни (как химик-технолог) и практик, могу сказать следующее: до определенной концентрации степень очистки в пределах заданной, но ниже минимально критического предела очищаемая вода не чиститься вообще, а к тому же загрязняется реагентом.
Поэтому да, чистить можно, но как я упомянул выше только с определенной концентрации и при пересечении двух кривых - концентрация удаляемого вещества - себестоимость