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
> Толерантное топливо, Вынос из Российских ТВС
AtomInfo.Ru
сообщение 28.2.2019, 23:53
Сообщение #101


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 21 860
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(LAV48 @ 28.2.2019, 23:42) *
Или в быстрых спектрах разница на столько не велика, что их не учитывают?


Общее правило для прикидок на пальцах - в быстром спектре сечения взаимодействия становятся соизмеримыми с поперечными сечениями ядер.
То есть, близкими друг к другу.

Go to the top of the page
 
+Quote Post
barvi7
сообщение 28.2.2019, 23:59
Сообщение #102


Эксперт
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 200
Регистрация: 22.3.2010
Пользователь №: 4 323



QUOTE(LAV48 @ 28.2.2019, 23:42) *
Мне эти рассуждения по цирконий vs кремний вот что подкинули: а каковы они в быстром спектре? Ведь нейтроны прежде чем замедлиться должны преодолеть оболочку, а следовательно, если на быстром спектре поглощение будет заметно отличаться, то и количество нейтронов в медленном спектре будет просто ниже. Или в быстрых спектрах разница на столько не велика, что их не учитывают?

Для изотопов без сильных "особенностей", как например для 238U (резонанс(ы) 6,67eV (10000 барн , . . .), то изменение сечения - это "закон 1/Е", т.е с энергией сечения падают, что и видно на графиках, которые привел AtomInfo.Ru.
Т.о., сечения с энергией - "сильно падают" , а поток быстрых нейтронов примерно такой же как и тепловых (это условно) - поэтому для реактора на тепловых нейтронах, основная "потеря нейтронов" - в тепловой области.

Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 1.3.2019, 0:03
Сообщение #103


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 21 860
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(AtomInfo.Ru @ 28.2.2019, 23:53) *
То есть, близкими друг к другу.


Близкими - в том смысле, что нет диких разбросов на многие порядки в сечениях.

А так, я посмотрел БНАБ-78, группа 1,4-2,5 МэВ (сюда попадает средняя энергия деления).
Сечение захвата циркония - 0,0053 бн
Сечение захвата кремния - 0,0007 бн

Относительная разница на порядок, но сами сечения малы.
И на этих ядрах пойдёт другая реакция - упругое рассеяние нейтронов. Её сечения:
Zr - 4,11 бн.
Si - 2,9583 бн.

Сравните с данными по захвату.
Вероятность того, что быстрый нейтрон, попав в ядро циркония или кремния, поглотится в нём - доли процента.

И по замедлению тоже скажу. Вероятность того, что нейтрон попадёт в ядро кремния и сбросит часть энергии, ниже, чем для циркония. Но на кремнии нейтрон будет терять больше энергии в соударении, потому что кремний легче циркония.

Так что в быстрой части спектра чудес от замены циркония на кремний вроде бы не ожидается.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Dobryak
сообщение 1.3.2019, 10:55
Сообщение #104


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 674
Регистрация: 8.5.2013
Из: Подмосковье
Пользователь №: 33 796



QUOTE(AtomInfo.Ru @ 28.2.2019, 23:53) *
Общее правило для прикидок на пальцах - в быстром спектре сечения взаимодействия становятся соизмеримыми с поперечными сечениями ядер.
То есть, близкими друг к другу.

Это называется теоремой Бора-Пайерлса-Плачека --- она из фольклора, так как никогда в виде статьи опубликована не была. Именно понимание этого обстоятельства и позволило Пайерлсу и Фришу в своем знаменитом меморандуме дать правильную (хотя и заниженную в разы --- поглощение еще не означает деления) критмассу урановой бомбы. До того, как этим меморандумом англичане не поделились с американцами, последние думали о критмассе в тонны, и американская атомная программа только после этого набрала полные обороты.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Татарин
сообщение 1.3.2019, 20:42
Сообщение #105


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 854
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



Цитата(AtomInfo.Ru @ 28.2.2019, 20:21) *
Точнее, старый кадр, помимо комментариев, что он бы в Окридже в 1960 году сделал бы твэл с хромовым покрытием за пару месяцев и с привлечением всего лишь одного парня по имени Джо из мастерских, предложил вспомнить, что у хрома можно выкинуть один из изотопов, и поглощение на хроме в тепловой области сразу резко просядет.
Он грешил на 50-ый.
На самом деле, 53-ий тоже не фонтан.
И реально он далее интересовался, сколько всего потребуется хрома для хромирования (а толщина слоя у французов была не более 10 мкм, то есть, реально хрома на одну загрузку нужно не так уж и много), и сколько будет стоить хром, обогащённый по 52-ому.

Плотность хрома - порядка 7т/м3, откуда 10мкм покрытия - это порядка 70г/м2.
На одну трубку ТВЭЛа диаметром (допустим) 1см и длиной (допустим) 3.8м приходится где-то около 0.1м2 площади, то есть, 7г.

Порядка 300 ТВЭЛов на АЗ, то есть, около 2.1кг на всю АЗ.

На центрифугах хром обогащать будет довольно дорого - ведь нужно "выкусить" середину по массе, требуется два цикла с высокими разделениями. И газообразные соединения хрома, НЯЗ, довольно неудобные - температура испарения/сублимации высокая.

Навскидку кажется, что ЕРР с обогащением хрома будет потрачено меньше, чем с вариантом дообогащения урана... но халявной халявы тоже не кажется.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 1.3.2019, 21:12
Сообщение #106


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 21 860
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Татарин @ 1.3.2019, 20:42) *
Порядка 300 ТВЭЛов на АЗ, то есть, около 2.1кг на всю АЗ.


Старый кадр из Окриджа тоже поминал один килограмм.

Но всё-таки нет. Почему 300 твэлов?

В одной кассете PWR 17*17 - 250 твэлов (на самом деле, больше, но берём 250 для круглого счёта).
Допустим, 200 кассет в активной зоне (на самом деле, меньше, но см. выше).
Получим, увы, 50 тысяч твэлов и 350 кг хрома для них при покрытии 10 мкм.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 1.3.2019, 21:16
Сообщение #107


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 21 860
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Татарин @ 1.3.2019, 20:42) *
Навскидку кажется, что ЕРР с обогащением хрома будет потрачено меньше, чем с вариантом дообогащения урана... но халявной халявы тоже не кажется.


Вопрос в данном случае будет не о деньгах, а о приоритете.
Что нам важнее - нейтроны или деньги?

Нейтроны, кстати - это тоже деньги.
Дополнительное паразитное поглощение нейтронов, образующееся вследствие введения доп.конструкционного материала, потребует от нас либо увеличить обогащение, либо уменьшить глубину выгорания. Это тоже вычисляется в деньгах.

Товарищ из Окриджа не столько ратовал за обогащённый хром, сколько просто хотел услышать - был ли выполнен сравнительный анализ двух вариантов (природного и обогащённого хромов)?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 1.3.2019, 23:22
Сообщение #108


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 21 860
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Татарин @ 1.3.2019, 20:42) *
На центрифугах хром обогащать будет довольно дорого - ведь нужно "выкусить" середину по массе, требуется два цикла с высокими разделениями. И газообразные соединения хрома, НЯЗ, довольно неудобные - температура испарения/сублимации высокая.


Изотопы хрома у нас делают. И скорее всего, именно центрифугами. СХК имеет их в номенклатуре продукции. У других комбинатов они тоже могут быть, я посмотрел только Северск, по остальным не искал.

А вообще, тема центрифужного обогащения хрома очень старая.
Быстрый поиск дал, например, ссылку на абстракт статьи 1989 года.
https://www.researchgate.net/publication/25..._centrifugation

Выкусить достаточно хвост (53, и с ним довеском 54).
Посмотрите последнюю колонку по ссылке (доля в поглощении), видно, что основной враг - 53-ий изотоп.
http://forum.atominfo.ru/index.php?s=&...st&p=105231
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 1.3.2019, 23:28
Сообщение #109


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 21 860
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Газ у нас для него - CrO2F2 (по закупкам можно его сразу увидеть).

Пикантный вопрос, конечно, в каких объёмах возможно производить обогащённый хром.
Но это мы сейчас совсем в фантастику ударимся smile.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Татарин
сообщение 1.3.2019, 23:46
Сообщение #110


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 854
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



Цитата(AtomInfo.Ru @ 1.3.2019, 23:22) *
Выкусить достаточно хвост (53, и с ним довеском 54).
Посмотрите последнюю колонку по ссылке (доля в поглощении), видно, что основной враг - 53-ий изотоп.
http://forum.atominfo.ru/index.php?s=&...st&p=105231

53-й изотоп главный враг, только пока обогащать по лёгким не начали.
Если мы центрифужно разделяем, то у нас со старшими уходит приличная часть 52-го хрома, а 50-й остаётся в продукте весь, сильно увеличиваясь в процентах (насколько сильно - это зависит от того, с каким остаточным количеством 53-го мы миримся).

Запросто может выйти так, что после удаления всего 53 и 54, доля 50-го вырастет так, что разница с природным хромом будет в считанные (первые) разы, а то как бы и хуже не стало. А хотелось бы разницы в меньшую сторону на десятичный порядок-полтора. Так что придётся удалять и 50-й.

С оценкой ТВЭЛов в 300 штук - я накосячил, не домножив на количество сборок. Если речь уже идёт на сотни кило, то становится совсем неприятно. Тут уже и электромагнитные методы не помогут, только центрифуги, а центрифуги - они такие...

...если ударяться в фантастику, то хром - конечно, очень подходящий для лазерного обогащения изотоп: оптические переходы очень удобные, фотохимия богатая. Но сложно себе представить, что кто-то будет вбухивать деньги в технологию лазерного обогащения с такой узкой нишей у целевого продукта.

Сообщение отредактировал Татарин - 1.3.2019, 23:48
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 2.3.2019, 9:46
Сообщение #111


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 21 860
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Пока речь идёт о хроме как материале для покрытия оболочек - согласен, все разговоры об обогащении суть упражнения для ума, не более того.
Думаю, что и товарищ из Окриджа на самом деле всего-навсего подкалывал юных манагеров smile.gif

Но если, допустим, взять наш 42ХНМ, который призван полностью заменить материал оболочки, то дело внезапно станет серьёзным.
При такой замене, как я уже писал, нам придётся либо значительно поднять обогащение, либо сильно утонить оболочку.

Утонение барьера безопасности - красная тряпка для надзора.

А повышение обогащения чревато большими затратами, т.к. мы перейдём при этом границу 5%.
Как минимум, последует перелицензирование всего-всего, что есть в топливном цикле, включая контейнеры.
А там, где работают с растворами, возможна и переделка оборудования.
Всё это сделать можно, чай не бином Ньютона, но будет стоить денег. И топливо тоже само по себе неслабо подорожает.

И в этом случае вариант с обогащённым хромом, как минимум, будет смысл рассмотреть. Вдруг в нём найдётся практический смысл?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Обнинский
сообщение 2.3.2019, 11:27
Сообщение #112


Опытный
**

Группа: Haunters
Сообщений: 243
Регистрация: 12.10.2010
Пользователь №: 32 047



Цитата(AtomInfo.Ru @ 2.3.2019, 9:46) *
А повышение обогащения чревато большими затратами, т.к. мы перейдём при этом границу 5%.

Это все равно придется сделать когда-нибудь. Давно говорят про 5 процентов.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Обнинский
сообщение 2.3.2019, 11:30
Сообщение #113


Опытный
**

Группа: Haunters
Сообщений: 243
Регистрация: 12.10.2010
Пользователь №: 32 047



Сократить выход водорода при аварии сама по себе идея стоящая. Спокойнее станет на душе.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 2.3.2019, 11:52
Сообщение #114


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 21 860
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Обнинский @ 2.3.2019, 11:27) *
Это все равно придется сделать когда-нибудь. Давно говорят про 5 процентов.


Говорят, да. А про что-нибудь железное на эту тему слышали, кроме разговоров?
Я вот как-то в затруднении.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 2.3.2019, 11:57
Сообщение #115


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 21 860
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



А вообще, мне идея ещё покрутить центрифуги не слишком по душе.
Хотя бы из-за этого - ну какую науку, какие новые свойства мы получим, если будем обогащать не до 5%, а скажем, до 10%?
И добро бы, мы в принципе не умели бы это делать. Но, как говорится, простите, всё это уже давно пройденный этап.
А пересчитывать бак с раствором на критичность при повышенном обогащении (не 5, а чуть больше) - это работа для техника, даже не для инженера.

Топливо надо всё-таки делать плотное. Повышать разными путями его плотность в сторону теоретической.
Тут могут быть интересные результаты найдены по дороге.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 2.3.2019, 12:02
Сообщение #116


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 21 860
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Обнинский @ 2.3.2019, 11:30) *
Сократить выход водорода при аварии сама по себе идея стоящая. Спокойнее станет на душе.


Спокойнее - станет.

Но вот американцы, когда у них ATF программа пошла, взяли и посмотрели - что изменилось бы, если на Фукусиме было бы ATF?
Ответ, который они получили - с точки зрения масштаба аварии, не изменилось бы ничего.

Так что, главное в этом деле - самих себя чрезмерно не успокаивать. biggrin.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 2.3.2019, 12:04
Сообщение #117


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 21 860
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(AtomInfo.Ru @ 2.3.2019, 11:57) *
А вообще, мне идея ещё покрутить центрифуги не слишком по душе.


На всякий случай. Несмотря на всё вышенаписанное, я думаю, что за 5% всё-таки перейдут.
Слишком большой спрос, и слишком много в этот предел упёрлось.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Syndroma
сообщение 2.3.2019, 12:32
Сообщение #118


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 063
Регистрация: 23.12.2014
Пользователь №: 34 075



А какая должна быть вообще конечная цель по топливу для легководников?


--------------------
Всё это мелкая рябь на волнах экономических циклов, незаметных на приливах эпох.
Накапливать ОЯТ абсурдно для здорового человека.
Если мечтать — то ни в чём себе не отказывать.
8956
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 2.3.2019, 17:00
Сообщение #119


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 21 860
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Syndroma @ 2.3.2019, 12:32) *
А какая должна быть вообще конечная цель по топливу для легководников?


Хм... А может ещё о смысле жизни поговорим? laugh.gif

Вопрос даже не глобальный, а суперглобальный.

В Стратегии-2018 в главке про топливо единственное конкретное утверждение касается топлива для быстрых реакторов: "Для РБН рассматривается в качестве перспективы нитридное топливо".
Тепловые в стратегии в этой части обойдены.
А также сказано вот так хитровы... то есть, аккуратно:
QUOTE
топливо является заменяемым элементом конструкции реакторной установки, и путем усовершенствования топлива могут быть осуществлены оперативные (достаточно быстро реализуемые) действия по улучшению эксплуатационных и ресурсных характеристик установки.


По ВВЭР-С, напомню, есть требование сэкономить 50% природного урана по сравнению с ТОИ. То есть, грубо говоря, половину времени он должен работать на своём плутонии.
Сразу в голову приходит MOX. Да, оксид, хорошо изученный, но со своими недостатками.

И тут работы по толерантному топливу в принципе могут, наверно, помочь. Если мы оставим в покое оболочки и посмотрим на ту часть работ, что касается таблетки, то увидим, что уже сейчас говорится о плотном топливе для ВВЭР.
Это, скорее всего, то самое уран-молибденовое топливо, которое у нас есть для неэнергетических реакторов.

А вот далее на горизонте появляется интересный поворот.
Если посмотрите статьи Савченко из Девятки, который много пишет по тематике ATF, то найдёте у него предложение по... нитридному топливу для ВВЭР.
Вот круг и замыкается smile.gif Нитрид для быстрых может оказаться востребованным и для тепловых, и мы сможем сблизить топливные циклы двух реакторов, теплового и быстрого.

Конечно, у нитрида для тепловых будут свои особенности. Например, придётся использовать обогащённый азот по соображениям нейтроники. У него плохие отношения с водой в плане коррозии, понадобится легирование и т.д.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 2.3.2019, 17:20
Сообщение #120


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 21 860
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Но это всё на довольно далёкую перспективу.
Реально нам долго ещё оставаться с оксидом.

Как расчётчик (ну хорошо, как бывший расчётчик) я могу и буду говорить: "Хочу, чтобы топливо было плотным!".
На что люди, занимающиеся материалами, имеют полное право ответить: "Ну и хоти!"
"И что?" "И всё!" biggrin.gif

Поэтому с этой точки зрения ATF хорошо тем, что расшевелило материаловедов и конструкторов, заставило их всерьёз заняться новыми вариантами (а манагеров заставило выделить на это деньги). И это очень хорошо.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

9 страниц V  « < 4 5 6 7 8 > » 
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 



Текстовая версия Сейчас: 13.11.2019, 11:19