Торий Опции

[AtomInfo.Ru]

Продолжая тему. У меня вполне устойчивое мнение, что такие вещи, как облучение сверхвысокоэнергетическими частицами, скорее внедрят военные, чем мирные энергетики. Собственно, всякие разные протонные пушки - нередкий атрибут фантастических романов.

Что до нас, мирных граждан... У любой ADS-системы (не только в том варианте, что предлагает Острецов), предназначенной для выработки энергии, есть слабое место - собственно ускоритель.

Спрашиваем мы разных людей на эту тему регулярно. К сожалению, в ответ слышим примерно одно и то же - малореально в обозримом будущем получить установку, дающую поток частиц с высокими энергиями, относительно недорогую и компактную и работающую стабильно и надёжно на протяжении многих месяцев без перерыва.
Энергетики не порадуются, если, например, у них раз в час из сети будет исчезать 1000 МВт.

А вот облучать бланкеты для наработки делящихся изотопов из сырьевых (e.g., облучать торий для наработки 233U) - более перспективно в этом плане. Если мы снимем с ADS-системы задачу производить энергию для выдачи в систему - то есть, вернёмся к идеологии классических промышленных реакторов - то требования по надёжности и стабильности работы ускорителя существенно снизятся. Останется, например, экономика вопроса. И я не сторонник сравнивать бумажные цифры с реальными, экономика должна быть подтверждена на живой установке.

Направление с использованием ускорителей или термояда в качестве источников нейтронов (в том числе, именно в плане наработки), насколько я знаю, поддерживают в Курчатнике. Больших подробностей я не знаю, но так, в кулуарах, иногда можно слышать новости на сей счёт.

[alex_bykov]

Я так понимаю, что из свинцовой мишени выделили что-то более тяжёлое (висмут или полоний?), только толку от таких результатов. Нужно ж испытывать не мишень, а супер-пупер компактный ускоритель. А потом посмотреть, как в качестве мишени в таком ускорителе работает ОЯТ, например. И что-то мне подсказывает, что с ускорительных энергий из ОЯТ в качестве мишени ничего значительного, в плане энергетики, выжать не получится, нужен куда более плотный поток.

Я где-то с год назад был на семинаре по ADS у Зарицкого в Курчатнике. Понимаете,то, от чего отталкивается Острейцов (ускоритель на обратной волне по схеме Богомолова) - вещь вполне реальная, его и планируют использовать при переходе к опытной установке, пока просто используют те ускорители, что есть в Дубне, если мне мой склероз не изменяет. Но выигрыш в размерах она даёт ровно в 2 раза, т.е. это всё равно маленький стадион. В отличие от Острейцова, мужики рассматривают всё-таки подкритичную размножающую среду, облучаемую ионами дейтерия с энергией порядка 10 ГэВ (они экспериментально показали, что это эффективнее), но там нерешённых инженерных проблем выше крыши.

[Татарин]

Энергетики не порадуются, если, например, у них раз в час из сети будет исчезать 1000 МВт.

Это не такая проблема, как Вам кажется, если сразу принять, что система обладает большой тепловой инерцией и сама по себе + её можно увеличивать искусственно (расплав солей, как делают с солнцем).
С солнцем получилось (на практике) запасать порядка сотен МВт*ч-единиц ГВт*ч на единицы часов без сколь-нить значимых потерь (это нужно чтоб перенести максимум полуденной выработки термальной СЭС на вечерний пик).
Систему это не удешевляет, но если припрёт (вот как с солнцем - иначе никак), экономически выходит вполне приемлимо.

[AtomInfo.Ru]

Это не такая проблема, как Вам кажется, если сразу принять, что система обладает большой тепловой инерцией и сама по себе + её можно увеличивать искусственно (расплав солей, как делают с солнцем).

Даже не стану спорить. Конечно, как-то можно решить проблему, но надо её решать.

По ADS-системам работают во многих странах, то есть это вполне живое направление. И в комбинации с торием проекты есть.
Бельгийцы делают демонстрационную установку MYRRHA с приличной мощностью - но, насколько знаю, они застряли. То есть, на бумаге красиво, а на практике ещё полно технических острых углов.

[LAV48]

Я так понял, Острецов не предлагает реактор на свинце, а предлагает ускоритель и применить отвальный уран, которого достаточно. Но мне не понятно, каких мощностей при этом можно достигать с таким вот компактным ускорителем, и как эффективно будут сшибаться нейтроны с осколков, чтобы можно было говорить о экономичности и экологичности.

[AtomInfo.Ru]

Я так понял, Острецов не предлагает реактор на свинце,

Реактор на свинце - была его идея некоторое время назад.

Если теперь он предлагает облучать отвальный уран, это уже ближе к практике. Но всё равно заданные вопросы остаются - скажем, по ускорителю, его надёжности и т.п.

Вариант, при котором ускоритель используется для наработки делящихся веществ (облучает бланкет с отвальным ураном или торием), а не для выработки энергии, мне представляется более перспективным для разработки. Другое дело, что я совершенно не оптимист в плане сроков - всё-таки, это вещь на будущее.

P.S. Собственно, и по термояду давно появились схожие идеи - ребята, давайте перестанем париться и мучиться с попытками создать термоядерный реактор. Используем термояд просто как источник нейтронов (ТИН) для чего-либо - например, для того же облучения бланкетов.

[AtomInfo.Ru]

Но мне не понятно, каких мощностей при этом можно достигать

Зависит от того, какие энергии будут у получающихся нейтронов. Причём сильно зависит. Тут уже не ролик нужен, а статьи нужно смотреть с таблицами и графиками.

Чтобы не быть голословным, сделал очень (!!!!) грубые прикидки kэфф в среде из чистого урана-238 для двух диапазонов энергий нейтронов:
1) 6,5-10,5 МэВ
2) 1,4-2,5 МэВ (в этот диапазон попадает средняя энергия нейтронов деления урана)

Имеем результаты.

1) K = 0.9533039
2) K = 0.4596093

Грубый вывод. Если в первом случае имеем подкритику, достаточную с точки зрения безопасности, и не столь страшную для компенсации за счёт внешнего ускорителя, то во втором случае нам придётся вливать в систему за счёт ускорителя примерно половину нейтронов (читай - половину мощности). Конечно, во втором случае встанет очень неприятный вопрос - ну и как мы за счёт ускорителя создадим мощность, например, половину от 1000 МВт?

Расчёт был такой (данные по микросечениям из БНАБ-78):

CODE

Real nu,sf,sc,sn
Real k1

nu=3.5
sf=0.9423
sc=0.0056
sn=0.0363+0.0952+0.3821+0.6298+0.7304+0.4169+0.1553+0.0498+0.0146+0.0013
k1=nu*sf/(sf+sc+sn)
put k1

nu=2.6345
sf=0.4650
sc=0.0491
sn=0.5906+0.9097+0.4221+0.1577+0.0538+0.0134+0.004
k1=nu*sf/(sf+sc+sn)
put k1

Stop

[Татарин]

Даже не стану спорить. Конечно, как-то можно решить проблему, но надо её решать.

Надо, но на фоне остальных проблем эта - малозначимая.
В конце-то концов у всех токамаков (уж если вспомнили термояд) та же самая проблема. Токамак - машина импульсная по самому принципу действия (тороидальный ток в плазме - это вторичная обмотка трансформатора, а поле не может расти бесконечно). 10 секунд, 60 или там 600 секунд (сколько там для ИТЕР длительность импульса заложена)... всё равно это импульс.

И да, это никого не беспокоит ни в малейшей степени. Хотя для плазмы куда важнее хотя бы с тех соображений, что потом же новую порцию плазмы заново греть.

По ADS-системам работают во многих странах, то есть это вполне живое направление. И в комбинации с торием проекты есть.
Бельгийцы делают демонстрационную установку MYRRHA с приличной мощностью - но, насколько знаю, они застряли. То есть, на бумаге красиво, а на практике ещё полно технических острых углов.

Я не брался защищать именно эту идею по расфигариванию на составные части свинца.

Просто заметил, что если некая машина с ускорительной подсветкой нарисуется, и остальные проблемы решатся, то импульность действия никто даже не заметит.

[AtomInfo.Ru]

И да, это никого не беспокоит ни в малейшей степени.

Всё это, конечно, радует, но термоядерного реактора (именно реактора, т.е. энергообъекта) так до сих пор и нет.

[AtomInfo.Ru]

Я не брался защищать именно эту идею по расфигариванию на составные части свинца.

ADS-системы - это не только и не столько "расфигаривание свинца"
В общем виде, это системы, в которых внешний ускоритель обеспечивает некоторую часть нейтронов. И это направление живое, хотя пока без практического внедрения.
Дают выигрыш в безопасности по сравнению с классическими реакторами (практически исключена реактивностная авария).

[AtomInfo.Ru]

то импульность действия никто даже не заметит.

Не про импульсность я говорил, а про безотказность. Ускоритель должен уметь работать без остановок многие месяцы. И при этом быть дешёвым, компактным, выдающим нужные нам потоки и т.д. Что, якобы, и вызывает сомнения на данном этапе.

[Dobryak]

ADS-системы - это не только и не столько "расфигаривание свинца"
В общем виде, это системы, в которых внешний ускоритель обеспечивает некоторую часть нейтронов. И это направление живое, хотя пока без практического внедрения.
Дают выигрыш в безопасности по сравнению с классическими реакторами (практически исключена реактивностная авария).

Опыта непрерывной в течение полутора лет между перезагрузками работы ускорителя на около 0.5 ГэВ (а еще лучше 1 ГэВ), что самое эффективное по числу нейтронов на вложенную энергию, сегодня попросту нет. Надо просто посмотреть, насколько непрерывно работает SNS (Spallation Neutron Source) в Ок-Ридже

http://status.sns.ornl.gov/CacheReader?ima...ower_energy.png

Сообщение отредактировал Dobryak - 9.3.2015, 15:49

[Татарин]

Не про импульсность я говорил, а про безотказность. Ускоритель должен уметь работать без остановок многие месяцы. И при этом быть дешёвым, компактным, выдающим нужные нам потоки и т.д. Что, якобы, и вызывает сомнения на данном этапе.

Если взять подкритичную АЗ, которой требуется лишь 0.5-1% нейтронов подсветки (остальное - нейтроны деления самой АЗ), то требования к мощности ускорителя резко падают.
И это (10МВт ускоритель на 1-2ГэВ) выглядит реальным.
И можно пережигать всякие кюрии (как американцы хотят).

Если ставить требованием "теоретическая невозможность реактивностной аварии", то да, конечно, сразу требуется иметь 10% мощности реактора в ускорителе.
А зачем?

[AtomInfo.Ru]

А зачем?

Встречный вопрос - а зачем первый вариант? 0,5-1% - это ни то, ни сё. Уж тогда давайте обеспечивать подкритичность по нормативам - 2%, лучше 5%. А это плавно движется в сторону второго варианта.

Касаемо кюрия - проще тогда уж его просто расстрелять в ускорителе, не городя ADS-систему из первого варианта.

[Didro]

Обычно подкритичность таких систем мерят количеством запаздывающих, вернее его удвоенным значением.

[AtomInfo.Ru]

Если ставить требованием "теоретическая невозможность реактивностной аварии", то да, конечно, сразу требуется иметь 10% мощности реактора в ускорителе.
А зачем?

Затем, что мы по лезвию ножа всё-таки ходим. Изменим реактивность всего на +0,007, и аппарат потеряет управление. Причём запасы реактивности в свежих зонах больше этого значения. Мы компенсируем запасы, но потенциально в уме должны быть готовы к худшему.
От того, что мы научились ходить по лезвию, сам факт хождения не исчезает.

Если АЭ остаётся в своей сегодняшней нише - сколько-то процентов баланса в небольшом количестве стран, то можно оставлять всё как есть, уповая на опыт эксплуатации и конструкторов.
Но если появляется желание перейти к крупномасштабной АЭ (а это может случиться, в т.ч., благодаря Китаю, Индии и т.д.), то было бы очень даже неплохо убрать хотя бы часть внутренне присущих нынешним реакторам рисков. Хотя бы из тех соображений, что 4000 реакторов это не 400 реакторов, и вероятность ошибок при большом парке АЭС будет большей и большой.

[AtomInfo.Ru]

Обычно подкритичность таких систем мерят количеством запаздывающих, вернее его удвоенным значением.

Естественно, там Kэфф, строго говоря, и не ввести математически, потому что он вводится для задачи без источника. Рассуждаю в терминах kэфф как более привычных, чтобы не загромождать тему излишней математикой.

[AtomInfo.Ru]

Опыта непрерывной в течение полутора лет между перезагрузками работы ускорителя на около 0.5 ГэВ (а еще лучше 1 ГэВ), что самое эффективное по числу нейтронов на вложенную энергию, сегодня попросту нет.

Спасибо!

Поэтому и появляются мысли - а что, если ускоритель использовать для наработки топлива, а не как элемент системы, производящей энергию? В последнем случае мы работаем в том графике, который удобен нам, а не диспетчеру, останавливаемся тогда, когда нам надо и т.п. То есть, продукция - не киловатт-часы, а плутоний, уран-233 и т.п., которые далее уходят в обычный реактор.

[Татарин]

Касаемо кюрия - проще тогда уж его просто расстрелять в ускорителе, не городя ADS-систему из первого варианта.

Так это и есть вариант фрика из видео. Только вместо хорошего стабильного свинца - плохой, негодный кюрий.
Лупим по мишени из ускорителя, получаем энергию + осколки (правда, ещё большой вопрос, что осколки так уж полезнее здя здоровья, чем исходный кюрий).

А, ну да, конечно, пережигателю МА много меньшая мощность нужна - МА не так и много...
Можно и парой сотен кВт обойтись. "Топлива" - десятки кг в год, КПД не волнует (значит, можно обойтись низкими температурами в мишени/"топливе")...

Тоже вариант: чистый пережигатель. Если уж о "радиационном эквиваленте" беспокоиться...
И пусть хоть 100% на собственные нужды тратит.

[AtomInfo.Ru]

А, ну да, конечно, пережигателю МА много меньшая мощность нужна - МА не так и много...

Вот ключевой момент. Для того же кюрия, всего его объёма, понадобится, по сути, один... ну два каких-нибудь аппарата.
Кюрий на сегодняшний день не самая главная головная боль "отцов русской демократии"