IPB

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )


Нет регистрации на форуме? Вам сюда.
4 страниц V   1 2 3 > »   
Reply to this topicStart new topic
> Разделение изотопов, потребности, кроме урана
Татарин
сообщение 19.2.2015, 1:45
Сообщение #1


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 766
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



Какие ещё изотопно-чистые материалы нужны промышленности (видимо, атомной) в значимом количестве?

Насколько эластичен спрос?
(Допустим, завтра некто Вася Пупкин говорит, что готов поставлять тяжёлую воду по цене 3$ за литр (цена, как и имя условны smile.gif), насколько выросло бы потребление тяжёлой воды? Или поставки всё равно были бы в тех же количествах по той же (возможно, чуть меньшей цене)?)

Про потребности в боре-10 в микроколичествах известно.
А насколько востребован литий-6?

Какие изотопы ещё в макроколичествах нужны индустрии?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Denis_Hliustin
сообщение 19.2.2015, 4:43
Сообщение #2


Опытный
**

Группа: Haunters
Сообщений: 120
Регистрация: 31.10.2012
Из: Moscow
Пользователь №: 33 701



QUOTE(Татарин @ 19.2.2015, 2:45) *
Какие ещё изотопно-чистые материалы нужны промышленности (видимо, атомной) в значимом количестве?

Из 92 химических элементов таблицы Менделеева до урана 21 элемент моноизотопен, 9 отсутствуют в природе в весомых количествах. Остаются 62 из которых 39 мультиизотопы и 23 би-изотопные смеси.

Из стабильных изотопов в разделенном виде применяются 6: водород, гелий, литий, бор, азот (N15 для нитридного топлива), уран. Все эти 6 относятся к числу 23-х би-изотопных смесей, поскольку их проще всего разделять. Часто в смеси основная масса сорного изотопа и небольшой довесок ценного.

В случае 39 мульти-изотопов выделение химическим обменом или центрифугированием неэффективно, т.к. отделять от целевого изотопа надо и более тяжелые и более легкие. Для мульти-изотопных смесей нужна технология лазерного разделения, позволяющая настраиваться на отдельный изотоп.

Разделять оставшиеся 17 (=23-6) би-изотопов пока нету большого смысла по разным причинам. Например, тантала-180 присутствует 0,012% что при мировом производстве природного 840 тонн/год соответствует 6 литрам в год тантала-180. Который в будущем может быть полезен в регулирующие стержни ЯРД: отличный поглотитель и температура плавления 3000 градусов.

QUOTE(Татарин @ 19.2.2015, 2:45) *
А насколько востребован литий-6?

Мировое годовое производство лития - десятки тысяч тонн, он не является лимитирующей стадией производственной цепочки военной техники для развитых стран на которых не наложены санкции (при свободном доступе к мировому рынку соответствующих материалов). Ради интереса мы смотрели однажды литий в аккумуляторах мобильников разных производителей - оказался природный. 6-й изотоп не был оттуда заранее выделен, хотя в масштабах сверхдержавы для этого достаточно пропускать весь объём добываемого природного лития через один небольшой химзавод.

QUOTE(Татарин @ 19.2.2015, 2:45) *
Какие изотопы ещё в макроколичествах нужны индустрии?

Нет сомнений, в перспективе перечень промышленых стабильных моно-изотопов будет увеличиваться: сначала на оставшиеся 17 би-изотопных смесей, затем на все 34 мульти-изотопных с чётным зарядом ядра атома (39 = 34 плюс кислород, неон, аргон, криптон, ксенон).
Это давно проанализировано. Кое-что мы не можем обсуждать поскольку нужно для АПЛ, кое-что лежит на поверхности. К примеру, мульти-изотоп молибден использовался для легирования урана при попытках создать металлическое топливо для БН. Природная смесь поглощением нейтронов снижает КВ на 0,1 и больше, при избирательном использовании изотопов молибдена КВ не будет снижаться.

Изотопы, имеющие короткопериодические продукты нейтронного захвата, будут актуальны в замкнутом топливном цикле для малоактивируемых материалов.
На данный момент, когда в мировой ядерной энергетике десятилетия затишья, ограничены возможности широко применять не то что разделенные изотопы, а даже отдельные химические элементы. К примеру, много говорилось про реакторы СВБР с эвтектикой 45% свинец и 55% висмут. Между тем, мировое годовое производство висмута на 1993 год оценивалось 3000 тоннами в год при плотности 10 тонн на кубометр. Соответственно, даже сверхдержава обеспечить висмутом в состоянии вовсе не серийные мощные реакторы (если бы таковые были созданы), а в лучшем случае ограниченную серию АПЛ.

Go to the top of the page
 
+Quote Post
VBVB
сообщение 2.4.2015, 20:02
Сообщение #3


Постоянный участник
******

Группа: Patrons
Сообщений: 3 133
Регистрация: 16.3.2011
Из: Россия, Краснодар
Пользователь №: 32 291



Пишут, что использование радиогенного изотопа 208Pb в отражателе быстрых реакторах может заметно улучшить безопасность быстрых реакторов.
http://www.nikiet.ru/index.php?option=com_...8&Itemid=82

Однако не понятно, каким образом получать массово изотоп 208Pb. Он по сути конечный продукт распада 232Th, но у нас в стране почти нет значимых ториевых месторождений.
Кроме того, торию всегда уран сопутствует, а это значит в радиогенном свинце от распада из уран-ториевых месторождений всегда будет мешанина из изотопов 206Pb (продукт распада урана-238), 207Pb (продукт распада урана-235) и 208Pb.
Т.е. получается что свинец радиогенный для выделения обогащенногго 208Pb для быстровиков надо обеднять легкими изотопами. А сколько это стоить будет никто толком и не знает.


--------------------
"чтобы задать правильный вопрос, надо знать большую часть ответа" - Роберт Шекли
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Татарин
сообщение 6.4.2015, 18:02
Сообщение #4


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 766
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



Цитата(VBVB @ 2.4.2015, 20:02) *
Однако не понятно, каким образом получать массово изотоп 208Pb.

А существуют ли газообразные соединения свинца?
Чтобы задействовать центрифужное обогащение?

Лазерные технологии для свинца значительно сложнее в силу структуры его переходов...
Калютрон для требуемых количеств - запредельно дорого.

Что остаётся?
А остаётся только то, что сейчас принято считать экзотикой. И да, плазменным технологиям снова пламенный привет...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
armadillo
сообщение 6.4.2015, 20:24
Сообщение #5


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 195
Регистрация: 17.3.2011
Из: Russia, Moscow
Пользователь №: 32 515



Цитата
но у нас в стране почти нет значимых ториевых месторождений.

ну это в любом случае надо исправлять.
Цитата
Кроме того, торию всегда уран сопутствует, а это значит в радиогенном свинце от распада из уран-ториевых месторождений всегда будет мешанина из изотопов 206Pb (продукт распада урана-238), 207Pb (продукт распада урана-235) и 208Pb.

это как? в ториевый бридер будем пихать природные минералы без очистки и разделения хотя бы по элементам?


--------------------
Спор - это когда обе стороны пытаются сказать последнее слово первыми
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Татарин
сообщение 7.4.2015, 0:12
Сообщение #6


Ветеран форума
*****

Группа: Patrons
Сообщений: 1 766
Регистрация: 16.3.2011
Пользователь №: 32 318



Цитата(armadillo @ 6.4.2015, 20:24) *
это как? в ториевый бридер будем пихать природные минералы без очистки и разделения хотя бы по элементам?

Имелось в виду, что месторождения свинца будут содержать смесь его изотопов.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
VBVB
сообщение 7.4.2015, 17:52
Сообщение #7


Постоянный участник
******

Группа: Patrons
Сообщений: 3 133
Регистрация: 16.3.2011
Из: Россия, Краснодар
Пользователь №: 32 291



QUOTE(Татарин @ 6.4.2015, 19:02) *
А существуют ли газообразные соединения свинца?
Чтобы задействовать центрифужное обогащение?

Есть газооборазный плюмбан PbH4, но он очень нестойкий при работе с ним и самовозгорающийся при контакте с кислородом. Вряд ли он подходит для центрифужного обогатительного пр-ва.
В принципе, в качестве сырья для центрифуг можно использовать тетраметилсвинец у которого температура кипения около 110С.
QUOTE(Татарин @ 6.4.2015, 19:02) *
Что остаётся?
А остаётся только то, что сейчас принято считать экзотикой. И да, плазменным технологиям снова пламенный привет...

Возможно плазменная сепарация действительно наиболее реальная технология для промышленного выделения свинца-208.
Вероятно, для промышленного производства свинца-208 для БНов надо усиленно искать по миру коренные месторождения тория и свинец пытаться оттуда добывать. Но по затратам это космос...


--------------------
"чтобы задать правильный вопрос, надо знать большую часть ответа" - Роберт Шекли
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Обнинский
сообщение 28.6.2015, 17:04
Сообщение #8


Опытный
**

Группа: Haunters
Сообщений: 222
Регистрация: 12.10.2010
Пользователь №: 32 047



Кто знает, сколько ступеней было на газодиффузионных заводах?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 28.6.2015, 17:57
Сообщение #9


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 19 901
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Обнинский @ 28.6.2015, 17:04) *
Кто знает, сколько ступеней было на газодиффузионных заводах?


1000-1500 ступеней для получения урана реакторного обогащения.

Несколько тысяч ступеней для получения высокообогащённого урана.

Ист.: Г.Кесслер "Ядерная энергетика".
Go to the top of the page
 
+Quote Post
или
сообщение 29.6.2015, 16:24
Сообщение #10


Новичок
*

Группа: Novices
Сообщений: 36
Регистрация: 13.5.2013
Пользователь №: 33 799



Потребность разделения изотопов кроме урана есть.Если разделить изотопы железа никеля и хрома то будет можно сделать нержавейку с 0.006 барн активации а не 2.7 барн как у теперешней нержавейки. Кончится дефицит циркония. Корпус реактора из изотопной нержавейки можно будет гарантировать на 300 лет. Если разделить изотопы кадмия то получится три изотопа сильней природного поглащающие нейтроны. И найдутся два изотопа совсем не поглощающие нейтроны.И тогда
нужнобудет выделить самый лёгкий изотоп олова. Тогда можно будет сделать теплоноситель из кадмия олова свинца и висмута с температурой плавления 75 градусов. Очень упростятся процессы включения и выключения лодочных реакторов. А если разделить изотопы вольфрама молибдена платины и паладия то получится корпусной матерьял для высоко температурных реакторов. 3050 градусов хотя карбид урана держит 2700.Монетарные платину и палладий не обязательно
можно поискать в продуктах деления.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 29.6.2015, 23:22
Сообщение #11


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 19 901
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(или @ 29.6.2015, 16:24) *
Если разделить изотопы железа


А что будем чистить у железа? В сечениях стабильных изотопов железа больших отличий не нахожу в тепловой области энергий.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 29.6.2015, 23:23
Сообщение #12


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 19 901
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4







Go to the top of the page
 
+Quote Post
или
сообщение 30.6.2015, 7:46
Сообщение #13


Новичок
*

Группа: Novices
Сообщений: 36
Регистрация: 13.5.2013
Пользователь №: 33 799



Из приведённых вами спекторов видно что у железа56 резонансы пожиже.И цифра в правом верхнем углу на порядок меньше.Ясно что если карбонил железа гонять по центрифугам то смысла в изотопной нержавейке не будет.Мои предложения основаны на более дешовом способе разделения изотопов.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 30.6.2015, 9:00
Сообщение #14


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 19 901
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(или @ 30.6.2015, 7:46) *
Из приведённых вами спекторов видно что у железа56 резонансы пожиже.


Пожиже. Но это кэвная или околокэвная область, если говорим о ВВЭР, то её важность не так велика.

Один из примеров упоминается в ветке - свинец. Если получить чистый дважды магический изотоп свинца, то у него сечения захвата близки к нулю, а в виду его большой массы это практически идеальный теплоноситель. Такая идея периодически рассматривается. Просто свинцового реактора ещё нет - соответственно, и практической потребности в разделении изотопов свинца тоже.

Могу сказать, что чистые стабильные изотопы нужны и на стороне. У нас в городе одно время был банк изотопов - кто-то их покупал, то есть, кому-то это надо было. Раз есть потребности, пусть и вне отрасли - значит, можно было бы и заниматься разделением.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 30.6.2015, 9:03
Сообщение #15


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 19 901
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(или @ 29.6.2015, 16:24) *
Кончится дефицит циркония.


Чистить центрифугами его от гафния? Возможно, наверное... Но вроде бы сейчас обычными химическими методами цирконий очищают очень и очень неплохо. Может выйти так, что центрифугами будет просто неоправданно экономически.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 30.6.2015, 9:12
Сообщение #16


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 19 901
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



Самое смешное - Иран сейчас будет разделять своими центрифугами именно неурановые изотопы. У них это получится в принудительном порядке - будет ограничено число центрифуг, работающих с ураном, а остальные придётся как-то по-иному использовать.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
или
сообщение 30.6.2015, 9:34
Сообщение #17


Новичок
*

Группа: Novices
Сообщений: 36
Регистрация: 13.5.2013
Пользователь №: 33 799



У вас не понятно предложение для спроса,или спрос для предложения.По моему в начале должен быть свинец 208 и тогда появится свинцовый реактор.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 30.6.2015, 9:49
Сообщение #18


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 19 901
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(или @ 30.6.2015, 9:34) *
По моему в начале должен быть свинец 208 и тогда появится свинцовый реактор.


См. тему про Прорыв. Отсутствие изотопночистого свинца не главный сдерживающий фактор. Более того, и на обычном свинце сделать реактор можно.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
или
сообщение 30.6.2015, 10:10
Сообщение #19


Новичок
*

Группа: Novices
Сообщений: 36
Регистрация: 13.5.2013
Пользователь №: 33 799



Проблема лишних центрифуг скоро будет и в Росатоме. Появится новый способ обогощения урана.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 30.6.2015, 10:11
Сообщение #20


Модератор
********

Группа: Clubmen
Сообщений: 19 901
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(или @ 30.6.2015, 10:10) *
Проблема лишних центрифуг скоро будет и в Росатоме. Появится новый способ обогощения урана.


Лазер? Он не новый.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

4 страниц V   1 2 3 > » 
Reply to this topicStart new topic
2 чел. читают эту тему (гостей: 2, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 



Текстовая версия Сейчас: 19.10.2018, 17:12
Rambler's Top100