IPB

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )


Нет регистрации на форуме? Вам сюда.
9 страниц V  « < 4 5 6 7 8 > »   
Reply to this topicStart new topic
> Воспроизводство в быстрых реакторах, Отчёт о НИР - 1974
AtomInfo.Ru
сообщение 28.4.2017, 17:48
Сообщение #101


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 002
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Обнинский @ 28.4.2017, 14:32) *
Тантал?


Тантал.

"Тантал рассматривается как резервный вариант поглощающего материала в быстрых реакторах в первую очередь благодаря его лучшей стойкости к радиационному распуханию по сравнению с B4C.
Это связано с тем, что в реакции поглощения 181Ta(n,gamma) не образуется гелий.

При температуре 530C происходит не распухание, а некоторое уплотнение материала.
Причина этого - образование при бета-распаде 182Ta атомов 182W, которые меньше по размеру первоначальных атомов.

В то же время тантал, как и другие металлы, в определённой степени подвержен распуханию за счёт образования пор...

Дополнительными преимуществами тантала являются его доступность (сравнительно низкая стоимость), лёгкость обработки, сравнительно высокое сечение поглощения быстрых нейтронов.

Дочерние продукты реакции (n,gamma) также являются хорошими поглотителями.

Принципиальным недостатком является образование gamma-активных нуклидов 182Ta в 182W, испытывающих бета-распад с периодом полураспада 115 суток.
В связи с этим возникает проблема остаточного тепловыделения.

Кроме того, тантал растворим в натрии, поэтому требования к надёжности оболочки повышаются".
Go to the top of the page
 
+Quote Post
generalissimus19...
сообщение 28.4.2017, 17:58
Сообщение #102


Частый гость
***

Группа: Haunters
Сообщений: 303
Регистрация: 4.7.2014
Из: Moscow
Пользователь №: 34 011



QUOTE(AtomInfo.Ru @ 28.4.2017, 18:48) *
Дополнительными преимуществами тантала являются его доступность (сравнительно низкая стоимость),


Это меня убило некоторым образом smile.gif тантал стоит, примерно, как серебро...
Что же тогда дорого? Изотопно чистый бор?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 28.4.2017, 18:35
Сообщение #103


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 002
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(generalissimus1966 @ 28.4.2017, 17:58) *
Это меня убило некоторым образом smile.gif тантал стоит, примерно, как серебро...


А в 1981 году, когда вышла монография, также обстояло дело?
Я не знаю, я спрашиваю.

QUOTE(generalissimus1966 @ 28.4.2017, 17:58) *
Что же тогда дорого? Изотопно чистый бор?


Ряд у них соответствующий, да.
Обогащённый бор, тантал и европий.
Видимо, на тот момент тантал в этом ряду характеризовался "сравнительно низкой" стоимостью.

= =
P.S. И к тому же, это всё-таки всего лишь поглотитель, а не, скажем, топливо. Его не так много требуется для активной зоны.

Ранее в ветке была ссылка на статью Рисованого, вот оттуда про потребности в боре:
Пускай для реактора БН-600 ежегодно требуется 10–15 кг В4С (80%10В).
Там же, кстати, рассуждения про обогащённый бор - в том смысле, что в виду узкого спроса на него цена обогащённого бора может назначаться волюнтаристски.

Так что. тантал может и действительно быть самым дешёвым в ряде поглотителей для РБН.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
LAV48
сообщение 28.4.2017, 23:59
Сообщение #104


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 470
Регистрация: 14.3.2011
Из: 34
Пользователь №: 32 154



У тантала ещё преимущество есть - теплопроводность. Стоит он сейчас дорого, но промышленно освоен достаточно давно и в хороших объёмах.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 29.4.2017, 0:07
Сообщение #105


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 002
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(LAV48 @ 28.4.2017, 23:59) *
У тантала ещё преимущество есть - теплопроводность.


Уолтер/Рейнольдс отмечают этот плюс тантала косвенно, когда пишут про европий:
"низкая теплопроводность и необходимость в связи с этим изготовления тонких пэлов".

Так что, да, этим тантал у европия выигрывает.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 29.4.2017, 11:12
Сообщение #106


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 002
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Следующий фрагмент отчёта посвящён тем представлениям, которые у нас имелись на тот момент (1974) о КВ в западных бридерах.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 29.4.2017, 11:18
Сообщение #107


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 002
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



"КВ ДЛЯ ЗАРУБЕЖНЫХ БЫСТРЫХ РЕАКТОРОВ.

Если LMFBR мощностью 1500 МВт(э) будет иметь в соответствии с имеющимися описаниями зарубежных реакторов следующие данные:

- объёмная доля топлива - 0,35-0,36
- dэб = 20 см
- dэт = 40 см
- система КП - борные стержни,

то по сравнению с БН (0,45; 50, 50; КП топливные) этот реактор будет обладать существенно меньшим КВ.

- БН: 1,45 - примерная величина КВ, который сейчас получается по существующим константам и для хорошей конструкции БН-1500.

- LMFBR: КВ = 1,45 * 1,38/1,48 (состав акт.зоны) * 1,33/1,38 (толщина экранов) * (0,90...0,95) (СУЗ) = 1,17...1,23

Примерно такие значения КВ называются сейчас для коммерческих быстрых реакторов LMFBR, где в первую очередь оптимизация делается для получения минимальной стоимости электроэнергии.

В последних публикациях на международных конференциях приводятся следующие данные по величинам КВ...

- Phenix - 1,12
- SuperPhenix - 1,24
- Demo - 1,23 (начальный)
- Monju - 1,20 (начальный), 1,17 (равновесный)".

= =
В примечании авторы отчёта напоминают, что изотопный состав плутония в разных проектах различный, и это тоже даёт некоторую разницу в КВ.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 29.4.2017, 11:44
Сообщение #108


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 002
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



По Phenix'у в французской монографии, посвящённой опыту его эксплуатации, есть такая фраза - количество нарабатываемого плутония сильно зависело от конкретной конфигурации экранов. Это понятно и физически, и организационно - всё же Phenix был, в первую очередь, экспериментальным реактором.

С другой стороны, там же есть нейтронный баланс, по которому из активной зоны вылетало всего порядка 40 с небольшим нейтронов на каждую тысячу рождённых.
Это максимум для возможной наработки плутония в экранах (там ведь тоже есть свои потери).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 29.4.2017, 11:49
Сообщение #109


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 002
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



"Исходя только из экономических соображений понятна и по своему логична конструкция LMFBR с низким КВ:

1. Получение высокой объёмной доли топлива требует более высокого подогрева.
Высокий подогрев при обычной тепловой схеме приводит к необходимости снижения параметров пара (давление, перегрев, температура питательной воды) и, соответственно, к снижению КПД и экономичности АЭС.

2. Толстый экран - это удорожание изготовления и химпереработки экранных пакетов. увеличение гидравлического сопротивления, приводящее снова к росту подогрева.
Об этом говорилось выше.
Сокращение толщины экрана - это и уменьшение зоны обслуживания реактора внутренними механизмами и даже какая-то (хотя и небольшая) экономия в габаритах корпуса.

3. Применение топливных КП дороже, чем борных.
Топливные КП конструктивно сложнее.
Надо заботиться о поддержании в соответствии расхода и тепловыделения.
Топливные КП сложнее компонуются в реакторе, т.к. суммарная длина рабочего органа, состоящая из сырьевой и активной частей, вдвое больше, чем длина борного стержня".
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 29.4.2017, 11:53
Сообщение #110


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 002
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Пункт (3) - некоторый ответ к предыдущему разговору о том, почему исчезли топливные стержни СУЗ.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 29.4.2017, 12:03
Сообщение #111


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 002
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



"Надо, однако, отметить, что хотя каждое из отмеченных отличий LMFBR от БН даёт некоторые экономические выигрыши, эти выигрыши невелики по сравнению с общей стоимостью электроэнергии.

Так, например, экономическая оптимизация толщины экрана... позволяет обнаружить минимум стоимости при толщине 30 см, но размеры экономии при переходе к тонкому экрану незначительны.

Топливная составляющая расчётных затрат при разной толщине экранов меняется следующим образом:

d, см (б.э. и т.э.) --- ТСРЗ, %
===================
50 --- 102,3
40 --- 100
30 --- 98,7
20 --- 102,3

При подобных сравнениях необходимо также иметь в виду ограниченность обычно используемого подхода к экономическим оценкам, основанного на "сегодняшней" экономической конъюнктуре.

Более общий (и более правильный) системный подход к экономическим оценкам в атомной энергетике, взятой в течение длительного промежутка времени, приводит, как известно, к значительному повышению роли плутония в балансе затрат на электроэнергию.

При таком подходе дополнительные затраты, указанные выше, с избытком окупаются выигрышем в воспроизводстве плутония в реакторах БН.

Как показали сравнения, приведенные выше, нет ничего удивительного в различиях величин КВ, называемых для реакторов БН и LMFBR разных стран.
Эти различия объясняются, прежде всего, разным подходом к конструированию.
Использование одинаковых принципов конструкции реактора приводит к согласующимся результатам".

Go to the top of the page
 
+Quote Post
generalissimus19...
сообщение 29.4.2017, 17:38
Сообщение #112


Частый гость
***

Группа: Haunters
Сообщений: 303
Регистрация: 4.7.2014
Из: Moscow
Пользователь №: 34 011



QUOTE(AtomInfo.Ru @ 28.4.2017, 19:35) *
А в 1981 году, когда вышла монография, также обстояло дело?
Я не знаю, я спрашиваю.

В 1981 тантал стоил дороже, чем серебро, но цены в долларах были значительно ниже, чем сейчас.
Когда радиопром начал выпуск конденсаторов ЭТО-2 (электролитические танталовые объёмнопористые) для потребностей эээ... мнэээ... ВПК, скажем, хотя его тогда ещё не существовало, да, так вот,
тогда в этих конденсаторах содержалось примерно по 1,6-1,9 грамм серебра и 6-7,5 грамм тантала (в каждом!), стоимость этого серебра на итоговую цену детали почти и не влияла.

Go to the top of the page
 
+Quote Post
VBVB
сообщение 29.4.2017, 19:19
Сообщение #113


Постоянный участник
******

Группа: Patrons
Сообщений: 3 090
Регистрация: 16.3.2011
Из: Россия, Краснодар
Пользователь №: 32 291



QUOTE(LAV48 @ 29.4.2017, 0:59) *
У тантала ещё преимущество есть - теплопроводность. Стоит он сейчас дорого, но промышленно освоен достаточно давно и в хороших объёмах.

В нынешнее время цена тантала втрое дороже серебра.

Мы из покупной фольги танталовой недавно мишени для магнетрона делали и лодочки для испарителей.
Тантал высокой чистоты (уровня около 99,9%) стоит около 1200-1300 долларов за 1 кг, а тантал сверхвысокой чистоты (уровня около 99,99%) цену имеет около 4400-4700 долларов за 1 кг.

Сообщение отредактировал VBVB - 29.4.2017, 19:22


--------------------
"чтобы задать правильный вопрос, надо знать большую часть ответа" - Роберт Шекли
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 29.4.2017, 20:40
Сообщение #114


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 002
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(VBVB @ 29.4.2017, 19:19) *
Тантал высокой чистоты (уровня около 99,9%) стоит около 1200-1300 долларов за 1 кг, а тантал сверхвысокой чистоты (уровня около 99,99%) цену имеет около 4400-4700 долларов за 1 кг.


Хм, интересно - а какие у него примеси?
Может, для поглотителя его и не надо так чистить unsure.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 29.4.2017, 23:29
Сообщение #115


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 002
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Кстати, оказывается, для БН-350 танталовые стержни были изготовлены, но не были использованы.
http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCol...72/27072854.pdf
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 29.4.2017, 23:43
Сообщение #116


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 002
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



И по той же ссылке в фэёвском докладе есть про топливные компенсаторы.

Основным их недостатком назван малый вес.
Малый вес не позволяет обеспечивать экономически целесообразную микрокампанию.
Поэтому сейчас от них всё-таки отказались.

= =
Предлагались варианты использовать металлическое топливо или состав без 238U в топливной части компенсатора.
То есть, идея увеличить положительный вклад в реактивность топливной части, тем самым увеличить изменение реактивности при замене топливной части на сырьевую.

Проблема компенсатора с топливной частью без 238U - топливная часть выгорает быстрее, так как в отсутствие 238U нет и наработки плутония (экзотику типа 235U (захваты, (n,2n) и распады) 238U опускаем за малостью вероятности).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Обнинский
сообщение 30.4.2017, 10:48
Сообщение #117


Опытный
**

Группа: Haunters
Сообщений: 193
Регистрация: 12.10.2010
Пользователь №: 32 047



В порядке наброса. Что, если авторы LMFBR были правы? И борьба за высокий КВ была ненужной? По итогу, остались реакторы с небольшими КВ.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 30.4.2017, 11:40
Сообщение #118


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 002
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Обнинский @ 30.4.2017, 10:48) *
В порядке наброса. Что, если авторы LMFBR были правы? И борьба за высокий КВ была ненужной? По итогу, остались реакторы с небольшими КВ.


Хм... Если оглянуться назад, то, наверно, всё-таки не так. Смысл был.

Давайте вспомним исходную постановку задачи. Есть одни только тепловые реакторы, которые мало того, что могут использовать только менее процента природного урана, так ещё и своё же топливо до конца не утилизирующие (у тогдашних LWR уран в ОЯТ оставался обогащённым).
Строить блоки нужно ударными темпами - десятками и сотнями. Следовательно, доступный уран скоро кончится, и жизненно необходимы быстрые реакторы.

Если нам нужно было бы просто заместить существующие тепловые реакторы быстрыми, то КВ достаточно иметь всего лишь немногим большим единицы.
Но есть ещё и требование по росту парка!

Возьмём модельный пример (цифры абсолютно с потолка и взяты для удобства счёта!).
Если у БР загрузка топлива 10 тонн и КВ=1,1, это совершенно не означает, что мы к концу кампании получим 11 тонн топлива.
Это означает, что у него за кампанию сгорит 1 тонна и образуется 1,1 тонны; то есть, физически мы будем иметь 10,1 тонн.
И чтобы пустить второй БР в условиях отсутствия урана нам потребуется 100 кампаний первого БР.
А вот если бы КВ был 1,4, то 100 кампаний превратились бы в 25, что существенно.
Ещё раз, на всякий случай - цифры абстрактные, взятые только для удобства счёта.

Таким образом, стремиться к достижению как можно более высоких КВ на тот момент было разумно с нашей стороны.

Теперь западники. Фактически они разбивали тот путь, что мы хотели пройти за один шаг, на два шага. Объясняли это экономическими причинами. Почему так?

Особенно это заметно у американцев. У них со времён Эйзенхауэра система работает таким образом, что государство проверяет идею и отдаёт её частнику, причём частник должен подключаться на самом раннем этапе, фактически уже на демонстраторе, даже не прототипе.
Это ошибка, на мой взгляд.
Что такое частник, хорошо наблюдать в МАГАТЭ. Если немного утрировать, то это человек, которому и так хорошо, и который все новые предложения рассматривает как покушение на его карман.
У частника есть LWR, он приносит ему прибыль, и ему глубоко плевать на то, что когда-то может кончиться уран. Он разорит военный склад, купит уран у заирских контрабандистов, в конце концов, просто закроет АЭС и побежит строить станции на кизяках. Он не государство, чтобы у него болела голова о сбалансированности энергобаланса.

Итак, частника надо было заманить в быстрое направление и убедить вложить деньги в демонстраторы. Так как частник не горит желанием этого делать, то требуется снизить стоимость демонстраторов как можно больше. А от экономики сразу пострадал КВ.

А теперь сравним, что дали на выходе два подхода - наш и западный.
Мы, поборовшись за КВ, спокойно отступили к менее напряжённым проектам, сохранив полученные познания и получив два действующих БН (БН-350 увы sad.gif )для демонстрации технологий и набора опыта работы с натрием.
Янки так и не сумели договориться с частниками и застряли даже не на Demo, а на FFTF.
Занимавшие промежуточное положение французы дошли до Феникса, но сломались на Суперфениксе.

Так что стратегически мы всё-таки были более правы, чем западники, как мне кажется.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
arcanist
сообщение 30.4.2017, 15:20
Сообщение #119


Опытный
**

Группа: Haunters
Сообщений: 105
Регистрация: 28.7.2014
Пользователь №: 34 017



вы рассматриваете этот вопрос так, как будто ЗЯТЦ и быстрые реакторы - это самоценное достижение. Я вот в этом не уверен. Вполне может так оказаться, что экономически более эффективно было позволить СССР/РФ набить шишки и войти в эту игру с быстрыми реакторами позже, имея в виду успешный опыт другой страны. Думается мне, проектировать, зная, что тот или иной подход оправдался, куда проще, чем ведя поисковые исследования. В конце концов, выяснилось, что урана на земле много, и нефти тоже, и газа, и угля - так что оправданность инвестиций в БНы еще предстоит доказать
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 30.4.2017, 15:49
Сообщение #120


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 18 002
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(arcanist @ 30.4.2017, 15:20) *
Вполне может так оказаться, что экономически более эффективно было позволить СССР/РФ набить шишки и войти в эту игру с быстрыми реакторами позже, имея в виду успешный опыт другой страны.


Но мы и вошли позже. Возможности быстрых реакторов открыли не мы, а США.
Да и совпадение основных путей, по которым пошли, тоже о чём-то говорит.
Мы ж не стали, например, пытаться делать бридер на воде/паре, хотя он возможен.

QUOTE(arcanist @ 30.4.2017, 15:20) *
Думается мне, проектировать, зная, что тот или иной подход оправдался, куда проще, чем ведя поисковые исследования.


Строго говоря, наверно, никто бы не отказался так поступать.
Но сейчас проблема в том, что других кандидатов в лидеры нет, кроме нас.
Китайцы не в счёт, китайцы сами висят на БН-800 чуть не половиной своей разведки. Они в лидеры не пойдут, вот им как раз и выгоднее посмотреть, что у нас будет получаться.

Это если сейчас. А если тогда... Насколько можно судить по документам, то, собственно, так и поступали - очень внимательно приглядывали за тем, что и как делается за рубежом.

QUOTE(arcanist @ 30.4.2017, 15:20) *
В конце концов, выяснилось, что урана на земле много


При нынешнем уровне развития атомной энергетики. И нынешней готовности строить новые мощности, не такой большой, на самом деле.
А потом?
Go to the top of the page
 
+Quote Post

9 страниц V  « < 4 5 6 7 8 > » 
Reply to this topicStart new topic
2 чел. читают эту тему (гостей: 2, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 



Текстовая версия Сейчас: 24.11.2017, 16:10
Rambler's Top100