Реакторы на расплавах солей, Реакторы с жидкосолевым топливом Опции

[Татарин]

С чего вы это взяли?

НЯП, извлекать молибден из расплавленной соли гораздо сложнее, чем из раствора.
Что выливается в бОльшие требуемые равновесные концентрации для соли, по сравнению с водным раствором.
Что выливается в бОльшую мощность реактора.

По цифрам как не-химику мне сказать что-то сложно, но что качественно будет так, кажется очевидным.

[alex_bykov]

Анонсирован новый конструкционный материал для ЖСР.

[Superwad]

Анонсирован новый конструкционный материал для ЖСР.

Это получается на обычную нержавейку наплавляют с диффузией в основной металл, дополнительный слой. Посмотрим.

[Ultranauth]

Это получается на обычную нержавейку наплавляют с диффузией в основной металл, дополнительный слой. Посмотрим.

То что по ссылке не является нержавейкой и даже композитом на базе нержавейки. При этом вряд ли может быть наплавлено - написано же, что композит получается электроискровым спеканием с последующей термообработкой, это точно нельзя "отлить" или "наплавить" и вообще малотехнологичная вещь, на самом деле, можно брусочков наделать и ими как кирпичами что-то облицевать.

[Татарин]

То что по ссылке не является нержавейкой и даже композитом на базе нержавейки. При этом вряд ли может быть наплавлено - написано же, что композит получается электроискровым спеканием с последующей термообработкой, это точно нельзя "отлить" или "наплавить" и вообще малотехнологичная вещь, на самом деле, можно брусочков наделать и ими как кирпичами что-то облицевать.

Вообще, был бы материал, технология найдётся.

Можно модняво, в духе времени напечатать порошками большие сборные детали любой заданной формы на достаточно мощном 3д-принтере, немного изменив технологию выкладки порошков.
Я в сети видел заявления об печати оптической нанокерамики, не думаю, что лазерное спекание так уж хуже искрового и в этом случае.

[Superwad]

Облицовка плиткой или кирпичами говорите

[VBVB]

То что по ссылке не является нержавейкой и даже композитом на базе нержавейки. При этом вряд ли может быть наплавлено - написано же, что композит получается электроискровым спеканием с последующей термообработкой, это точно нельзя "отлить" или "наплавить" и вообще малотехнологичная вещь, на самом деле, можно брусочков наделать и ими как кирпичами что-то облицевать.

По сути описан металлокерамический высокотермостойкий и коррозионностойкий композит, который может получаться в виде брусков, пластин, панелей и формованных деталей. При этом можно эффективно вести электроискровую и лазерную обработку (фрезерование, сверление, раскрой) полученных деталей.
Логично что этими керамическими материалами можно при качественной подгонке довольно плотно и прочно облицевать внутреннюю часть металлического или железобетонного корпуса для ЖСР. При этом возможно выполнять облицовку корпуса как канального типа ЖСРа, так и бассейнового типа.
Хотя конечно в плане технологичности то что описано, не то что хотелось бы в качестве высокотермостойкого и ультракоррозионно-стойкого материала для внутренней части ЖСР. То что описано по ссылке скорее имеет явное отношение к аэрокосмическим технологиям теплозащиты ракетных движков, чем к ЖСРу.

[pappadeux]

Подкину тут статейку на тему высокотемпературных материалов

карбиды тантала и гафния

http://www.nextbigfuture.com/2016/12/imper...kes-worlds.html

"... most heat resistant material at 4232 kelvin"

"Their ability to withstand extremely harsh environments means that refractory ceramics could be used in thermal protection systems on high-speed vehicles and as fuel cladding in the super-heated environments of nuclear reactors."

[Татарин]

Подкину тут статейку на тему высокотемпературных материалов

карбиды тантала и гафния

http://www.nextbigfuture.com/2016/12/imper...kes-worlds.html

"... most heat resistant material at 4232 kelvin"

"Their ability to withstand extremely harsh environments means that refractory ceramics could be used in thermal protection systems on high-speed vehicles and as fuel cladding in the super-heated environments of nuclear reactors."

На тепловых сечения захвата - 20 и 120 барн соотвественно.

Карбид молибдена по жаростойкости не так уж хуже.

[pappadeux]

На тепловых сечения захвата - 20 и 120 барн соотвественно.

несомненно

карбид гафния емнип использовался в сузах

Карбид молибдена по жаростойкости не так уж хуже.

на тыщщу градусов разница...

[VBVB]

В отношении ЖСР от компании "Transatomic Power Corporation".

Довольно своеобразная концепция.

Предлагают уйти от классической флибзерной топливной композиции к более простой бинарной композиции ZrF4-UF4.
С одной стороны такое решение увеличивает растворимость урана в топливе, удешевляет топливную смесь, сильно снижает проблему наработки трития.

Но эта бинарная система имеет более высокую точку плавления, более высокую плотность и вязкость, более низкую теплоемкость, худшие замедляющие нейтронные характеристикии, более худший температурный коэффициент реактивности.

Уход от графитового замедлителя и замена его на кубический гидрид циркония специфичный шаг. Это сколько же понадобится гидрида циркония для активной зоны и сколько будет стоить производство замедляющих стержней?
Опять таки, учитывая довольно высокую химическую активность гидрида циркония, не возникнет ли проблем с таким типом замедлителя? А вдруг произойдет трещина/разрыв оболочки одного из замедляющих стержней в активной зоне и далее взаимодействие высокотемпературной нагретой топливной смеси и продуктов деления с материалом гидридного замедлителя?
Опять взрыв водорода как на Фукусиме?

Сообщение отредактировал VBVB - 24.2.2017, 15:50

[AtomInfo.Ru]

Уход от графитового замедлителя и замена его на кубический гидрид циркония специфичный шаг. Это сколько же понадобится гидрида циркония для активной зоны и сколько будет стоить производство замедляющих стержней?

Это попытка уйти от высокого обогащения.

Из отчёта TAP:

In the design for the ORNL Molten Salt Breeder Reactor (MSBR), 80–90% of the core volume was occupied by the graphite, leaving only 10–20% of the core for fuel salt.

Соотв., обогащение требовалось 33% (а в другом источнике - вообще оружейное). Реактор сразу получается непродаваемым за пределы США (а как же тогда планы по Канаде?).

Поэтому они перешли на гидрид циркония и в результате:

In Transatomic Power’s reactor, the maximum fraction of the core volume occupied by moderator is roughly 50%,

По стабильности ZrHx они ссылаются, в том числе, на работы Пономарёва-Степного.

Увы, но водород действительно самый мощный замедлитель, и отказ от водорода создаёт массу проблем. Поэтому они решили его использовать в своём проекте.

[VBVB]

Это попытка уйти от высокого обогащения.

Это понятно.
Однако убирая бериллий и литий из топливной смеси они сами идут на заметное ужесточение нейтронного спектра. Так же как убрав якобы проблемный графит-замедлитель предлагают заменить его на еще более проблемный нестехиометрический кубический гидрид циркония. Это решение по гидриду циркония имеет корни из былых американских проектов по космическим ЯЭУ, однако для ЖСР может оказаться сильно проблемным.

Из отчёта TAP:
Соотв., обогащение требовалось 33% (а в другом источнике - вообще оружейное). Реактор сразу получается непродаваемым за пределы США (а как же тогда планы по Канаде?).

Понятно, что MSRE в известной прототипной версии из-за крайне малого объема активной зоны и высокой утечки нейтронов требовал обогащения топлива более чем уровня НОУ. В
версии с обогащением в области оружейного, MSRE тестировался именно как прототип транспортной ЯЭУ, которая за счет эффективной наработки урана-233 из тория (вот куда девалась куча нейтронов деления) могла иметь длительную топливную кампанию, сравнимую по времени с корабельными/лодочными ЯЭУ того времени.
К сожалению, очень много специалистов рассматривая MSRE и его параметры, игнорируют факт, что это был не прототип ядерной энергетической установки, а исследовательский прототип перпективной транспортной ЯЭУ со всеми вытекающими особенностями компоновки, масса, обогащения и топливного цикла.

По стабильности ZrHx они ссылаются, в том числе, на работы Пономарёва-Степного.

С гидридом циркония в качестве замедлителя внутри активной зоны ЖСР можно ожидать очень много разных проблем.
Если бы гидрид циркония использовался в торцевых и боковых отражателях за пределами первичной оболочки а.з., то это допустимый подход. Сам факт наличия для ЯЭУ в высокотемпературной жидкосолевой среде огромного количества вещества (оценочно несколько сотен кг гидрида), способного очень быстро выделить десятки/сотни кубометров взрывоопасного водорода для ЯЭУ у которой не имеется высокопрочного корпуса высокого давления - это явное наплевательство на нормы безопасности перспективных ЯЭУ.

Увы, но водород действительно самый мощный замедлитель, и отказ от водорода создаёт массу проблем. Поэтому они решили его использовать в своём проекте.

Чем им не нравится в качестве замедлителя BeO?
Понятно, что гидрид циркония гораздо дешевле и доступнее, но BeO явно не будет травить водород или детонировать как гидрид циркония в условиях возможной разгрметизации замедляющего стержня.

Сообщение отредактировал VBVB - 24.2.2017, 17:13

[AtomInfo.Ru]

Чем им не нравится в качестве замедлителя BeO?

К ним в голову я не залезу, конечно.
Но, скорее всего, отсутствием в BeO водорода.

[AtomInfo.Ru]

Вообще, если обратите внимание, то по нейтронике у них даже не концепция, а, по сути, поисковые расчёты. Причём упрощенные (например, 2D-геометрия).

На этой стадии вполне возможно рассматривать разнообразные модные материалы (а ZrHx как раз таковый).

Если и когда они выйдут хотя бы на conceptual design, то некоторые материалы их могут вынудить сменить другие группы общего коллектива.

[VBVB]

Понятно, что гидрид циркония гораздо дешевле и доступнее, но BeO явно не будет травить водород или детонировать как гидрид циркония в условиях возможной разгрметизации замедляющего стержня.

Вероятно я ошибся в предположении, что BeO дешевле, чем ZrH1.66.
Оценочно BeO чистоты пригодной в качестве замедлителя для ядерного реактора будет стоить около 1100-1200$ за кг, а для ZrH1.66 выходит что для использования в качестве замедлителя его цена будет на уровне 1600-1800$ за кг.

[AtomInfo.Ru]

Transatomic немножко повозили.
https://www.technologyreview.com/s/603731/h...n-key-promises/

[VBVB]

Интересная статья "ЖСР для Индонезии".
Спасибо "Атоминфо".

Реактор, предполагаемый для блочной установки, ранее уже не раз упоминался. Однако смущают некоторые цифры.

1. Срок службы установки декларируется 80(!!) лет.
Это что же за конструкционные материалы предполагаются? Графитовый замедлитель внутри корпуса даже четверти предполагаемого срока службы не выдержит.

2. Длина топливной кампании декларируется в 96(!!) месяцев или 8 лет.
Графит тоже раз в восемь лет менять будут?
Ранее длина топливной кампании то в 6, то в 7 лет упоминалась в разных источниках. Но для индонезийцев уже до 8 лет выросла. Чудеса...

3. Расхолаживание ЯЭУ предполагается за 72 дня и смена топлива за 7 (??) дней.
Как то невероятно быстро предполагается заменить выгоревшее топливо? Или будут менять блоками с графитом и застывшей топливной смесью?

4. Предполагаемое выгорание топлива на уровне 256 ГВт*сутки/тонну.
Какие то на редкость оптимистичные цифры по достижимому выгоранию. Это какие же характеристики радиотоксичности у отработанной топливной смеси будут? И куда ее девать с такой радиотоксичностью?

5. Предполагаемый срок монтажа блока на месте при модульной сборке 6 месяцев.
Однако же сколько времени один модуль у производителя строится будет, если в год производитель собирается строить по 4 модуля общей мощностью 1 ГВт?

Сообщение отредактировал VBVB - 26.3.2017, 17:38

[Syndroma]

Там в каждом модуле два реактора. Один выстаивается, второй работает. Раз в 4 года происходит ротация. Выстоявшийся реактор увозят, вместо него ставят новый и включают. Предыдущий рабочий глушат и оставляют на 4 года. Всё просто.

[VBVB]

Там в каждом модуле два реактора. Один выстаивается, второй работает. Раз в 4 года происходит ротация. Выстоявшийся реактор увозят, вместо него ставят новый и включают. Предыдущий рабочий глушат и оставляют на 4 года. Всё просто.

Спасибо за разъяснение.
Какая чудная схема организации работы энергоблока.