Ещё один термояд? Опции

[aprudnev]

Подозреваю, что стоимость взрывного устройства на несколько порядков выше стоимости тепловой энергии, получаемой при взрыве. Просто не пройдёт по экономике.

Гигаваттный энергоблок вырабатывает 10 килотонн тротилового эквивалента тепловой энергии за 4 часа.

Хмм. Интересная мысль. Не задумывался никогда.

Любопытно посчитать. Во что обойдется энергия если ее получать взрывами термоядерных бомб. Ну и скажем при КПД 30% (выше там, с пещерой, навряд ли выйдет).

[Татарин]

Хмм. Интересная мысль. Не задумывался никогда.

Любопытно посчитать. Во что обойдется энергия если ее получать взрывами термоядерных бомб. Ну и скажем при КПД 30% (выше там, с пещерой, навряд ли выйдет).

Считали некоторые.

Поищите "котёл взрывного сгорания".
Полость с ураном и жидким натрием на стенках, постоянные взрывы 1-2кт бомб с дейтерием. Большая доля термоядерности, термоядерные нейтроны нарабатывают плутоний из урана, автоматический конвеер по сборке этих бомб из плутония каждые сколько-то там секунд...
Натрий кипит, пар в турбины, ну дальше всё как обычно.

[aprudnev]

Считали некоторые.

Поищите "котёл взрывного сгорания".
Полость с ураном и жидким натрием на стенках, постоянные взрывы 1-2кт бомб с дейтерием. Большая доля термоядерности, термоядерные нейтроны нарабатывают плутоний из урана, автоматический конвеер по сборке этих бомб из плутония каждые сколько-то там секунд...
Натрий кипит, пар в турбины, ну дальше всё как обычно.

А что, хорошая ведь идея. Пещера формы конса (суженного внизу), по стенкам уран, бомбу кидаем взрываем по стенкам уран превращается в плутоний плавится стекает вниз образует крит массу взрывается на стенках следующая партия превращается стекает и так далее. Мне такие идеи нравятся куда больше чем токамак, с которым по моему уже все ясно, идея жить не будет, такие сложные системы не бываают экономически выгодными в принципе.

Как солнце - простая ведь штука - берем водорода побольше побольше, лепим шарик, дальше все само собой работает. Так и реактор... должен сам собой работать. Ну поместим мы его ан 10 км под землю от греха подальше, и всех делов. А не _магниты ловушки формы хитрые компьютеры кругом...._ не живет такое.

[Ultranauth]

Считали некоторые.

Поищите "котёл взрывного сгорания".
Полость с ураном и жидким натрием на стенках, постоянные взрывы 1-2кт бомб с дейтерием. Большая доля термоядерности, термоядерные нейтроны нарабатывают плутоний из урана, автоматический конвеер по сборке этих бомб из плутония каждые сколько-то там секунд...

При 1-2 кт не получится иметь большую долю энергии, вырабатываемой термоядерной реакцией. Приходится ориентироваться минимум на 5, а лучше на 20 кт. Что автоматически рубит идею - 20 кт раз в полчаса, если правильно помню - 22 гвт средней электрической мощности.

[Татарин]

При 1-2 кт не получится иметь большую долю энергии, вырабатываемой термоядерной реакцией. Приходится ориентироваться минимум на 5, а лучше на 20 кт. Что автоматически рубит идею - 20 кт раз в полчаса, если правильно помню - 22 гвт средней электрической мощности.

Я имел в виде не бОльшая, а большАя. даже 10% термоядерной энергии означает, что нейтронов больше вдвое. Это радикально решает проблему с расширенным воспроизводством горючего.
А торий или там 238-й уран - пусть горят, не особо и жалко.

20ГВт - это минимальная разумная мощность при зарядах в пару кт. Инвестиции (представим, что это не фантастика) огромные. КИУМ нужно максимизировать, а значит паузы между взрывами должны быть как можно меньше.
А на 20кт нужна и полость уже совсем иных размеров, больше натрия, бОльшие вложения.

[Татарин]

А что, хорошая ведь идея. Пещера формы конса (суженного внизу), по стенкам уран, бомбу кидаем взрываем по стенкам уран превращается в плутоний плавится стекает вниз образует крит массу взрывается на стенках следующая партия превращается стекает и так далее. Мне такие идеи нравятся куда больше чем токамак, с которым по моему уже все ясно, идея жить не будет, такие сложные системы не бываают экономически выгодными в принципе.

Как солнце - простая ведь штука - берем водорода побольше побольше, лепим шарик, дальше все само собой работает. Так и реактор... должен сам собой работать. Ну поместим мы его ан 10 км под землю от греха подальше, и всех делов. А не _магниты ловушки формы хитрые компьютеры кругом...._ не живет такое.

Плохая идея... Тот самый случай, когда концептуальная простота выливается в запредельную сложность реализации. "Поместить на 10км под землю" при том что рекордная скважина, которую весь ССР бурил - 12км всего-то... ну, сами понимаете. Если бы мощность единичного взрыва можно было б скинуть хотя бы до тонн эквивалента... Но нет, нельзя - водород не загорится, и весь смысл теряется.

[aprudnev]

Плохая идея... Тот самый случай, когда концептуальная простота выливается в запредельную сложность реализации. "Поместить на 10км под землю" при том что рекордная скважина, которую весь ССР бурил - 12км всего-то... ну, сами понимаете. Если бы мощность единичного взрыва можно было б скинуть хотя бы до тонн эквивалента... Но нет, нельзя - водород не загорится, и весь смысл теряется.

а прошу прощения за невежество, есть какая нибудь табличка, какая глубина нужна для абсолютно безопасных (без шансов что оно вырвется наружу) подземных взрывов, в зависимости от мощности?

[Татарин]

а прошу прощения за невежество, есть какая нибудь табличка, какая глубина нужна для абсолютно безопасных (без шансов что оно вырвется наружу) подземных взрывов, в зависимости от мощности?

Если я правильно понимаю, что Вы хотите, то нет и не может быть.
Графики, которые дают понять, при каких условиях взрыв останется подземным Вас не устроят.

Потому что продукты деления будут неизбежно мигрировать в грунте и выходить на поверхность по трещинам, диффундируя или с водой.
То, что подходит для единичного взрыва, не подойдёт для серии, и тем более - промышленной добычи тепла. Серия ядерных взрывов со временем разрушит любой монолит (по дробящему действию ЯВ лучше любой взрывчатки, то есть, эффект будет даже больше, чем у эквивалента в ТНТ).

Нет, полость для такого развлечения должна быть искусственной, если безопасности хочется хотя бы на бумаге.

[Ultranauth]

Я имел в виде не бОльшая, а большАя. даже 10% термоядерной энергии означает, что нейтронов больше вдвое. Это радикально решает проблему с расширенным воспроизводством горючего.
А торий или там 238-й уран - пусть горят, не особо и жалко.

Не очень понятно, как в этом варианте КВС будет воспроизводится делящиеся материалы, если у нас только 10% энергии - от дейтерида лития. Это надо иметь Кв по плутонию (или U233) - 0,9, причем работать с огромными массами оборотных делящихся материалов (вот нераспространенцы-то обрадуются). Во всех проектах, про которые я читал (а я в свое время пытался написать статью про а-ля КВС) обычно закладывался очень небольшой проценты энергии от деления и соответственно небольшой Кв, стартовый материал (238 или 232) подмешивался в натриевые или FLiBe завесы - во втором случае еще и по тритию замыкалось все.

Итогом правда было, скажем, 40 или 100 тысяч тонн натрия с продуктами деления, ураном, плутонием - т.е. к гигаэлектростанции прилагался еще и гигарадиохимзавод. В общем такой проект, который в 60-х не уходил дальше "Техники Молодежи", а в 80х - салфеток.

[Татарин]

Не очень понятно, как в этом варианте КВС будет воспроизводится делящиеся материалы, если у нас только 10% энергии - от дейтерида лития. Это надо иметь Кв по плутонию (или U233) - 0,9, причем работать с огромными массами оборотных делящихся материалов (вот нераспространенцы-то обрадуются). Во всех проектах, про которые я читал (а я в свое время пытался написать статью про а-ля КВС) обычно закладывался очень небольшой проценты энергии от деления и соответственно небольшой Кв, стартовый материал (238 или 232) подмешивался в натриевые или FLiBe завесы - во втором случае еще и по тритию замыкалось все.

Итогом правда было, скажем, 40 или 100 тысяч тонн натрия с продуктами деления, ураном, плутонием - т.е. к гигаэлектростанции прилагался еще и гигарадиохимзавод. В общем такой проект, который в 60-х не уходил дальше "Техники Молодежи", а в 80х - салфеток.

От дейтерия, не дейтерида лития. Малая мощность бомб + нет требований к компактности, надёжности и прочих чисто военных фишек. Можно взрывать чистый дейтерий, в Союзе пробовали для мирных взрывов даже в 10кт масштабе. И могли, наверное, сделать ещё меньше: минимальная мощность инициатора декларировалась на уровне единиц килотонн-сотен тонн эквивалента.

Дейтерий - это ~10МэВ на нейтрон против 100МэВ/нейтрон у деления + увеличенное воспроизводство нейтронов в первом поколении - ТЯ нейтроны лучше делят. 10% энергии дейтериевого ТЯС означает столько же (скорее, больше) нейтронов, чем от 90% энергии деления.

Ну, в 2000-е энтузиасты целую брошюрку выпустили.
Про то, что это хоть сколь-нить реально, я, кажется, и не заикался.

Наверное, могло бы сканать, если б снизить инициатор ну хоть до тонн-первых десятков тонн эквивалента...
Но, кажется, так оно уже не работает.

Сообщение отредактировал Татарин - 21.7.2016, 17:07

[alex_bykov]

Дейтерий - это ~10МэВ на нейтрон против 100МэВ/нейтрон у деления

М.б. наоборот?

[Татарин]

М.б. наоборот?

Эээ... нет.
~200МэВ и 2 нейтрона на деление 1 ядра. ~100МэВ энергии выделяется на 1 нейтрон.
~10МэВ и 1 нейтрон на цикл синтеза d+d до гелия (ветку с догоранием гелия-3 считаем незначимым). ~10МэВ энергии выделяется на 1 нейтрон.
В среднем, с округлением до целых.

В итоге, если мы имеем распределение по энергии "10% от синтеза и 90% от деления", то синтез поставляет больше нейтронов, чем деление.

Что не так-то?

З.Ы.
А, дошло, в чём непонятка. Нет, я не имел в виду, что нейтрон деления имеет энергию 100МэВ, это, конечно, не так.

Сообщение отредактировал Татарин - 21.7.2016, 20:22

[alex_bykov]

Просто непривычно видеть удельную энергию реакции на нейтрон. При делении она уносится, в основном, осколками, вот и заклинило.

[Dobryak]

Просто непривычно видеть удельную энергию реакции на нейтрон. При делении она уносится, в основном, осколками, вот и заклинило.

После введения в физику реакторов очень хорошая задачка для студентов: какую долю энергии уносят нейтрино? Те, кто не впал в ступор, как один берут энергию бета-распада нейтрона и делят примерно пополам. Потом начинают вычислять время. когда нейтрон был в свободном полете, и делить его на время жизни нейтрона. И офигевать от малости этого параметра. Самые умные по потоку нейтронов начинают оценивать плотность нейтронов и общее их единовременное число в реакторе.

Потом выпадают в осадок , так как после их ответа (до него из группы доходят один-два) препод вмешивается и выдает ответ, и особенно когда он рисует на доске примерный спектр. Тут просыпаются уже давно отчаявшиеся --- откуда такие энергии, ведь в бета-распаде нейтрона..... Далее приходится напомнить, что им только что рассказали, откуда берутся запаздывающие нейтроны, про цепочки бета-распадов, про закон энерговыделение в пятой степени для вероятности бета-распада, и что переход от тыщи секунд для нейтрона к сотым секунды для осколков означает рост энерговыделения уже до десятка Мэв и даже с гаком.

Получить украденную нейтрино энергию на кончике пера не выйдет, конечно, но понимание масштаба явления приходит и эти полчаса потрачены будут не зря.

Сообщение отредактировал Dobryak - 22.7.2016, 12:20

[generalissimus19...]

После введения в физику реакторов очень хорошая задачка для студентов: какую долю энергии уносят нейтрино?

Процентов 10, если ничего не путаю.
Бета-распад протона там вообще не при делах, а вот нейтронно-избыточные осколки - другое дело!

Помнится, считали мы, сколько уносят нейтрино при аннигиляции протона и антипротона, и получили, в разных цепочках, от 45 до 60%

Поэтому я предлагаю делать фотонный звездолёт на позитронии! при аннигиляции электрона и позитрона выделяется практически монохроматичное гамма-излучение. Правда, энергия его великовата, чтобы, как в рентгеновских телескопах, пытаться его отражать, но, всё же, с монохроматичным работать можно.

[Dobryak]

Процентов 10, если ничего не путаю.
Бета-распад протона там вообще не при делах, а вот нейтронно-избыточные осколки - другое дело!

Помнится, считали мы, сколько уносят нейтрино при аннигиляции протона и антипротона, и получили, в разных цепочках, от 45 до 60%

Поэтому я предлагаю делать фотонный звездолёт на позитронии! при аннигиляции электрона и позитрона выделяется практически монохроматичное гамма-излучение. Правда, энергия его великовата, чтобы, как в рентгеновских телескопах, пытаться его отражать, но, всё же, с монохроматичным работать можно.

У Вас описка: внутри реактора бета-распадов протона нет, протоноизбыточные и тем самым бета-плюс-активные осколки пренебрежимо редки.

[generalissimus19...]

У Вас описка: внутри реактора бета-распадов протона нет, протоноизбыточные и тем самым бета-плюс-активные осколки пренебрежимо редки.

да, конечно, бета-распад нейтрона а дальше у меня, вроде, без ошибок написано, про нейтрон-избыточные осколки.
нам же ведь не важно, нейтрино или антинейтрино уносят энергию? важно, что уносят и ничего с этим поделать нельзя.

[alex_bykov]

Процентов 10, если ничего не путаю.

Вот чем отличается инженер от теоретика!
Удивительное рядом, но, поскольку непосредственно в реакторе эта энергия не выделяется, на нейтрино инженер "забивает" со 100% гарантией.

[Dobryak]

да, конечно, бета-распад нейтрона а дальше у меня, вроде, без ошибок написано, про нейтрон-избыточные осколки.
нам же ведь не важно, нейтрино или антинейтрино уносят энергию? важно, что уносят и ничего с этим поделать нельзя.

Так и я про осколки и говорил, так как именно из них берутся запаздывающие нейтроны --- просто студенты циклятся на этих нейтронах, а что первичным был бета-распад, у них промежду ушей не застревает.

[VBVB]

От дейтерия, не дейтерида лития. Малая мощность бомб + нет требований к компактности, надёжности и прочих чисто военных фишек. Можно взрывать чистый дейтерий, в Союзе пробовали для мирных взрывов даже в 10кт масштабе. И могли, наверное, сделать ещё меньше: минимальная мощность инициатора декларировалась на уровне единиц килотонн-сотен тонн эквивалента.

DT-модуль может устойчиво поджигаться с уровня энерговыделения инициатора на ВОУ около 100 тонн т.э, но если не ошибаюсь, наши практически использовали инициатор с трехкратным запасом энерговыделения (около 300 тонн).
Попадалось, что дейтерид лития-6 поджигается вполне надежно с уровня энерговыделения около 200 тонн т.э.
Дейтерий для КВС проще поджигать через промежуточную термоядерную ступень, эффекты какскадной куммуляции энергии рулят.

Ну, в 2000-е энтузиасты целую брошюрку выпустили.

Вполне приличная книжка хорошего объема по этой теме в сети есть (Взрывная дейтериевая энергетика / Г.А. Иванов, Н.П. Волошин, А.С. Танеев, Ф.П. Крупин, С.Ю. Кузьминых, Б.В. Литвинов, А.И. Свалухин, Л.И. Шибаршов. - Снежинск: Изд-во РФЯЦ - ВНИИТФ, 2004. - 288 с, ил.).