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]

На самом деле, даже тысяча градусов была бы уже большим шагом вперёд.

[Татарин]

На самом деле, даже тысяча градусов была бы уже большим шагом вперёд.

Или... уходить от равновесной термодинамики и классических ТД-машин.

[Syndroma]

Я больше о производстве водорода думаю.

[Татарин]

Я больше о производстве водорода думаю.

В контексте интересна любая, но очень желательно неравновесная (радио-)химия.

Схема с любыми равновесными реакциями приводит всё к тому же самому ограничению имени Карно.

Хотя это и всё равно прогрессивно, ибо позволяет (принципиально) избежать нескольких границ теплообмена, каждая из которых дорога и теряет эксергию.

Но.
Выигрыш возможен куда бОльший... Вот как с радиолизом воды.
ТД нам говорит, что для разложения воды нужно равновесно иметь 800-1000С. А наличие высокоэнергетичных частиц с эксергией как у плазмы на много миллиардов С делает это возможным даже при комнатной температуре.

Мы выкидываем бОльшую часть тортика просто потому, что едим его неподходящим инструментом. А потом ещё и дорого и сложно мучаемся с утилизацией того, что повыкидывали.

[aprudnev]

В контексте интересна любая, но очень желательно неравновесная (радио-)химия.

Схема с любыми равновесными реакциями приводит всё к тому же самому ограничению имени Карно.

Хотя это и всё равно прогрессивно, ибо позволяет (принципиально) избежать нескольких границ теплообмена, каждая из которых дорога и теряет эксергию.

Но.
Выигрыш возможен куда бОльший... Вот как с радиолизом воды.
ТД нам говорит, что для разложения воды нужно равновесно иметь 800-1000С. А наличие высокоэнергетичных частиц с эксергией как у плазмы на много миллиардов С делает это возможным даже при комнатной температуре.

Мы выкидываем бОльшую часть тортика просто потому, что едим его неподходящим инструментом. А потом ещё и дорого и сложно мучаемся с утилизацией того, что повыкидывали.

А при чем тут радиохимия? МГД - генерим поток плазмы температурой в десяток тысяч градусов, и преобразуем в электроэнергию с КПД близким к 100 процентам (подозреваю что при использовании сверхпроводимости это более чем возможно). Ну а на выходе уже водогрейку используем... А то глупости - там миллионы кельвинов а мы все в 800 градусов превращаем, вместо того чтобы дать им возможность порезвиться... (По пути, кстати, а эти быстрые осколки деления сами не способны что нибудь полезно поделить? Почему собственно в делении только нейтроны учавствуют? Там же толстые осколки, их и замедлять по идее не нужно, они же и так за счет размеров своих должны качественно соседей раздеталировать?)

С разложением воды кстати тоже ведь идея - этот самый неполезный для здоровья водород - а если его получать специально и сделать полезным для здоровья, тогда ведь наши _запредельные аварии_ становятся нормальным режимом работы, все что нужно это сразу разделить водород и кислород, и дальше хочешь закачивай куда то хочешь разнести подальше две трубы и выпускай в атмосферу хочешь сжигай в виде факела (факел заодно и кучу энергии унесет, не будет проблемы как охлаждать...). А уж водички заливать всегда можно найти неподалеку, главное - эффект _водичка становится гремучим газом_ мы из побочного и вредного сделаем главным и полезным...

Сообщение отредактировал aprudnev - 15.7.2017, 6:04

[Syndroma]

кстати, а эти быстрые осколки деления сами не способны что нибудь полезно поделить? Почему собственно в делении только нейтроны учавствуют? Там же толстые осколки, их и замедлять по идее не нужно, они же и так за счет размеров своих должны качественно соседей раздеталировать?)

В осколках есть протоны, они не дают близко приближаться к другим ядрам с протонами. Собственно, энергия в ядерном делении получается за счёт того, что когда ядерные силы перестают связывать два осколка, протоны со страшной силой растаскивают их в противоположные стороны. А ядерные силы ослабевают из-за того, что прибытие ещё одного нейтрона делает ядро слишком большим и неспособным бороться со взаимной антипатией протонов.