Возраст ядерной энергетики и ее закат, Разговор о темпах воспроизводства блоков Опции

[MVS]

Картинка в PRIS: https://www.iaea.org/PRIS/WorldStatistics/O...ionalByAge.aspx

Два больших пика: около 200 блоков имеют возраст 33 года +- 5 лет, и около сотни 43 года +- 5 лет.

Это значит, что через 10 лет большая часть из последней сотни будет закрыта, а еще через 10 будет закрыта большая часть из 200-т блоков средне-старого возраста. Однако по картинке видно, что молодые блоки не покрывают убыль.

Что думаем?

[Superwad]

Насчет заката ядерной энергетике.
Тут вычитал одну статью про Гренландию и ее запасы урана, которые они хотят уже приступить постепенно к разработке. Как считает автор, из-за внедрения центрифуг 10 го поколения в России и пересмотра топливной базы извлекаемого урана МАГАТЭ с 5 млн до 6.5 млн тонн за счет привлечения 130 $ урана, то увеличенная топливная база привлекла к себе новых участников атомного энергорынка. Вроде как в выставке за 2016 год к 35 странам в этот клуб захотели или выразили желание войти еще 20.
Что думаете по этому поводу? А вовлечение 238 урана может сыграть свою роль в пересчете топливной базы?
А такой вопрос, ВВЭР-С (который спектральный) может увеличить степень выгорания 238 урана и использовать его как дополнительное топливо?

[AtomInfo.Ru]

А такой вопрос, ВВЭР-С (который спектральный) может увеличить степень выгорания 238 урана и использовать его как дополнительное топливо?

Да, разумеется, в этом смысл всех подобных проектов (ВВЭР-С далеко не первый; и не только в России ими занимаются).

[Superwad]

Да, разумеется, в этом смысл всех подобных проектов (ВВЭР-С далеко не первый; и не только в России ими занимаются).

А кто еще и какие проекты, если можно?

[AtomInfo.Ru]

А кто еще и какие проекты, если можно?

Например, я застал различные HCLWR-ы.

Вообще эта идея уходит корнями в женевские конференции по мирному атому.

Довольно быстро было обнаружено, что у сырьевого изотопа 238U есть гигантский резонанс захвата (реакции, приводящей к образованию 239Pu) при энергии 6,67 эВ - то есть, относительно недалеко от энергии тепловых нейтронов.
Соответственно, сразу же появились идеи о недозамедленных реакторах (они же эпитепловые). Уменьшить объёмную долю воды в активной зоне либо на постоянной основе (например, поставив твэлы плотнее друг к другу), либо на переменной основе (например, предусмотрев в активной зоне вставляемые/извлекаемые вытеснители).

Смысл в том, что недозамедленные нейтроны с большей вероятностью захватываются при E=6,67 эВ в ядре 238U, превращая его в плутоний и, тем самым, повышая КВ.
Соответственно, можно сконструировать легководник, либо сразу имеющий повышенный КВ, либо значительно меняющий свой КВ в процессе работы за счёт перемещения вытеснителей etc.

[Татарин]

Например, я застал различные HCLWR-ы.
Вообще эта идея уходит корнями в женевские конференции по мирному атому.

А почему это не сработало тогда же?

На уровне "физика на пальцах" кажется, что технически разница небольшая - иметь в зоне поглотители или вытеснители. Почему не взлетело?

Кажется, ничто не мешает даже иметь в зоне вытеснитель вместо _части_ управляющих поглощающих стержней...
А на практике имеют выгорающие поглотители, и даже бор в воде...Но НЕ вытеснители.

Где там случился такой сильный затык?

[AtomInfo.Ru]

Где там случился такой сильный затык?

Ну давайте, попробую сейчас вспомнить. Может, что-то упущу.

Решалась задача, простыми словами, замещения быстрых реакторов. Естественно, КВ для этого нужно было повысить сильно, на десятые, а не на десятую или, тем более, сотые.
Что сразу выяснилось? Воды для этого придётся убрать из активной зоны очень много.

Порыться надо, может быть, откопаю старые японские отчёты (были они в Союзе, естественно), а так пока напрягу память.
Чтобы получить КВ=0,8 (даже не 0,9), уран-водное соотношение в LWR нужно было изменить примерно с 1:2 на 2:1.
То есть, если раньше воды в зоне было в два раза больше, чем топлива, то теперь наоборот, в два раза меньше.
И это ещё всего лишь для КВ=0,8 (!!).

Естественно, сразу среагировали теплофизики/гидравлики. У них резко ухудшается теплоотвод (теплоносителя стало резко меньше!), и они сразу требуют резкого увеличения скорости теплоносителя через зону.
На это реагируют конструктора топливных кассет (теперь их продукция должна стоять в гораздо более бурном потоке). К ним подключаются технологи, интересующиеся - а какой-такой ГЦН вы собираетесь использовать для создания таких расходов, и не поставить ли вам, умники, по два насоса на петлю? Здесь материться начинают уже экономисты.

Скажете, мелочь на фоне мировой революции? Во-первых, не такая уж и мелочь. Во-вторых, это только первое, что вскрылось. Глубже и не пошли, потому что застряли ещё сами физики (нейтронщики).

Прежде всего, выяснилось, что, невзирая на все десятилетия бурного развития под барабанный бой пресс-релизов, эпитепловые реакторы (реакторы с повышенной ролью первых резонансов) считать толком мы так и не научились. Говорят, что и сейчас не всё здорово, далеко не здорово. Поэтому начинать HCLWR надо было бы даже не со всяких концепций, а с большого объёма НИР с целью научить программы правильно считать их нейтронно-физические параметры.

Допустим, пофиг, дядя Вася на станции засунет пару лишних кассет и наши расчётные погрешности нивелирует.
Но возникла физическая проблема.

В рабочем состоянии в HCLWR спектр нейтронов сидит значимой частью на гигантских резонансах захвата в сырьевом изотопе (238U). Фактически, это означает, что в реакторе есть встроенный мощный поглотитель нейтронов.
Что произойдёт, если HCLWR начнёт терять воду (кипение, течь)? Спектр нейтронов уйдёт с этих резонансов. Фактически это эквивалентно извлечению тяжёлого поглотителя. В пустотном эффекте реактивности появляется значимая положительная составляющая, и в каких-то случаях ПЭР может стать большим нуля (Чернобыль!!!).
Ко всему добавим, что именно в расчётах ПЭР HCLWR программы сходили с ума и не могли гарантировать хотя бы его знак.

Да, кстати. Тот факт, что в рабочем состоянии в HCLWR есть встроенный поглотитель (первые резонансы 238U), означает не только повышенный КВ, но и меньшее количество нейтронов на нужды цепной реакции. Иными словами, обогащение придётся повышать. Тут уж я всю цифирь не помню, но, например, для HCLWR MOX КВ=0,8 обогащение по делящимся составляло 8%.
А от таких цифр вскидывается голова топливного цикла. Она (голова) на нужды АЭС обосновывалась очень давно, и для обогащений свыше 5% не может гарантировать отсутствие аварий на топливных заводах (имею в виду, те линии, что работают на АЭС LWR). То есть, её нужно заново пересчитывать, переобосновывать и, возможно, переделывать.