Generation V Опции

[AtomInfo.Ru]

Говорят, конечно, что до первых реакторов V поколения ещё лет 50, не меньше.

Говорят также, что однозначно про реакторы V поколения пока что можно определённо сказать только одно - если атомная энергетика выживет, то такие реакторы когда-нибудь будут.

А вот какими они будут?

= = = = = = = = = = = = = = = = =
В начале темы буду суммировать звучащие в теме предложения.
= = = = = = = = = = = = = = = = =


1) Новое управление - робастное и/или возвращающее реактор в исходное состояние при любом нежелательном изменении параметров. Очевидно, что полностью или почти полностью за это должны отвечать свойства реактора, а не внешние системы управления.

2) Повышенная степень автоматизации вплоть до полной (режим батарейки?).
Здесь же рядом вариант с реактором. который проще заменить, чем ремонтировать.

3) Коренное решение проблемы отвода остаточного энерговыделения при тяжёлых авариях (например, подводное размещение АЭС, обеспечивающее бесконечный конечный поглотитель, и отказ от теплоносителя).

4) То же, что п.3, но подход иной - непрерывное удаление осколков из активной зоны с последующим таким обращением с ними, что исключает или минимизирует их выход в окружающую среду при авариях (исходными вариантами технологий здесь могут быть ЖТРы).

5) Дальнейшее развитие ADS-систем с подкритичными реакторами, когда реактору для работы в обязательном порядке требуется внешний источник нейтронов (отключение источника устраняет реактивностную аварию).
Здесь же рядом варианты симбиоза с термоядом.

6) Полная свобода манёвра мощностью.

7) Новые системы преобразования энергии, значительно повышающие к.п.д. (например, прямое преобразование того или иного типа).

8) Температуры. Высокие температуры, очень-очень-очень высокие температуры, намного выше тех, что изучаются для четвёртого поколения.
Интересно, что никто не предложил высокий (10^16-10^17) поток нейтронов. Наверно, для энергетиков он не нужен.

9) Тривиальный вариант - пятое поколение есть улучшенное четвёртое (например, условный БН-1200+). Преимущество такого подхода - пятое поколение при этом может появиться намного раньше, потому что к нему не будут выдвигаться повышенные требования по инновациям. Например, БН с металлом можно попробовать назвать пятым поколением, так как металл способен дать выигрыш в экономике замкнутого цикла.

10) Ториевый цикл в разных его вариантах (например, наработка 233U в бланкетах БН с последующим использованием его в тепловых реакторах V поколения).

11) Малые легководные бассейновые реакторы для теплоснабжения населённых пунктов (работаем в привычной водной технологии, но без давления и больших температур; заодно даём дополнительные шансы для водной технологии сохраниться в энергетике).

12) Многофункциональный ЖСР (см. подробнее).
Здесь же рядом - исходная многофункциональность проектов.

13) Подземное размещение АЭС.

14) Простота и краткие сроки вывода.

15) Основные черты реакторов V поколения могут зависеть от внешних условий (например, если энергетика будет децентрализованной, то атому придётся разрабатывать малые и сверхмалые батарейки).

16) Проект должен позволять простой переход к технологиям следующего поколения, каким бы оно ни было (например, путём замены некоторых модулей).

17) Возможность применения военный/гражданский (с упором на космос по военному применению).

Сообщение отредактировал AtomInfo.Ru - 19.7.2017, 11:53

Причина редактирования: Добавил список идей и постепенно включаю в него новые пункты по ходу обсуждения в ветке

[Syndroma]

Мне кажется, то, что вы описали — это какая-то отдельная ветка ядерных технологий. Если такие установки возможны, то зачем мы строим кипятильники на суше?

Интеллектуальные системы управления хороши тем, что обещают качественно иной уровень безопасности при всё тех же базовых принципах и угрозах. Что мы видим при тяжёлых авариях? Потеря общей картины происходящего на длительное время. Операторы/штабы собирают крупицы информации из разрозненных источников, при этом у них часто отсутствует возможность просто сходить и посмотреть на то или иное устройство. Искусственный интеллект должен видеть всё, слышать всё, а если что-то происходит, то должны быть исполнительные механизмы, способные хоть в зону залезть посмотреть, хоть под корпусом проползти и открыть какой-нибудь клапан. Ограничения, накладываемые человеческим телом, делают нас бесполезными в такой ситуации. А адекватную замену себе мы пока так и не предложили.

[AtomInfo.Ru]

Мне кажется, то, что вы описали — это какая-то отдельная ветка ядерных технологий.

Угу. Пятое поколение о котором мы пока вообще ничего не можем сказать определённого.

Если такие установки возможны, то зачем мы строим кипятильники на суше?

Проекты подводных станций есть и у нас, и у французов.
Ещё вернее сказать, они могут быть у любой страны, умеющей строить АПЛ.

В отводе тепла теплопроводностью тоже ничего нового, такие проекты рассматривались, например, для космоса.

Вообще же про пятое поколение сейчас можно свободно фантазировать, каким оно может быть.

[Syndroma]

Угу. Пятое поколение

Это скорее первое поколение какой-то другой энергетики.

Предельно упрощать всё — это, конечно, хорошо, если это возможно. Но есть и другой путь — усложнить всё настолько, что пользоваться этим будет очень просто. Вокруг нас полно таких систем. Прежде всего, сам человек. Пользоваться просто, но если что-то внутри сломается, то часто починить невозможно. То же самое, например, с процессорами.

Не нужно бояться сложности как таковой. Просто нужно её правильно организовывать.

[AtomInfo.Ru]

Прежде всего, сам человек. Пользоваться просто, но если что-то внутри сломается, то часто починить невозможно.

Это да, но есть проблема.
Сломавшийся человек не заставляет население в радиусе 30 км навечно эвакуироваться.

А так, идея дешёвого аппарата, который проще утилизировать и заменить, чем чинить, вполне может быть жизнеспособной.
Но риск, связанный с двумя фундаментальными недостатками ядерных реакторов (запас реактивности и остаточное энерговыделение) всё-таки хотелось бы убрать.
Тогда поломка аппарата будет восприниматься как обычный сбой обычной техники.

[Syndroma]

Но риск, связанный с двумя фундаментальными недостатками ядерных реакторов (запас реактивности и остаточное энерговыделение) всё-таки хотелось бы убрать.

Онлайн иммобилизация? С одной стороны в энергоблок загружаем природный уран, с другой вылезает радиоактивное стекло.

[AtomInfo.Ru]

Онлайн иммобилизация? С одной стороны в энергоблок загружаем природный уран, с другой вылезает радиоактивное стекло.

ЖТРы к этому варианту могут быть близки.

Отвод продуктов в них предусматривается, как правило.
Соответственно, поставим в контур очистки от продуктов установку по их утилизации тем или иным способом - вот оно и выходит.
Проблема, как я уже говорил - они продолжают греться. Неважно, что они теперь стали твёрдые.

Соответственно, либо фукусимская авария повторяется теперь с расплавлением осколков деления, либо мы складируем их на дно ближайшего (большого) водоёма, либо (если воздушное охлаждение) занимаем большой земельный участок для их хранения до вывоза.
Не очень удачно пока это выглядит.

Причём есть такой нюанс. Основная активность, из-за которой производится эвакуация - она связана как раз с осколками.
Если мы вынимаем осколки из реактора, мы теряем барьеры безопасности и т.д. и т.п., и нам для хранения извлечённых осколков придётся сильно напрячься. Может выйти очень дорого.

Поэтому всё-таки вариант, когда осколки находятся на своём месте внутри активной зоны - он интуитивно лучше.