Быстрые реакторы, Разнообразные и перспективные Опции

[AtomInfo.Ru]

И новости про TerraPower.

Они по-прежнему очень упорно хотят получить 500 с.н.а.
Экспериментально получить для своих материалов.

При удаче это станет серьёзным прорывом для быстрого направления в целом.

[AtomInfo.Ru]

А что слышшно с бельгийским MYRRHA? Что в нем самое интересное?

Бельгийцы прорабатывают тематику комбинированных систем "ускоритель+подкритический реактор". ADS-системы.

К перспективам внедрения ADS отношение скептическое в обоих отраслях - и у атомщиков, и у ускорительщиков. В принципе при должном финансировании и должных ресурсах тематика может помочь продвинуться вперёд ускорительной части.

[Ultranauth]

Если очень внимательно прочитать интервью Анатолия Кочеткова, имеющего, скажем так, определённое отношение, то можно увидеть, что он всячески избегает (2012 год!) говорить конкретику про MYRRHA.
Так вот, это было неспроста.

Ну, это слишком тонко для меня, особенно учитывая, что он говорит об эксперименте, по которому очень много публиковался. А вот отчет ускорительной команды, где английским по белому написано, что по результатам R&D стало ясно, что надо больше R&D, что бы сделать MYRRHA - у меня есть.

[AtomInfo.Ru]

что он говорит об эксперименте

Да, правильно, тема была сразу резко и жёстко очерчена - только закончившийся эксперимент. Под запись о MYRRHA - ничего конкретного, как максимум, какие-то общие слова.

Большие проблемы с MYRRHA предвиделись ещё тогда.

Вдогонку интересный, но малоизвестный или совершенно неизвестный факт. В базах публикаций по быстрой тематике, собираемых МАГАТЭ, современных или относительно недавних работ по свинцу или свинцу-висмуту едва ли не больше, чем по натрию.
То есть, интерес к ТЖМТ-тематике в мире большой, но справиться и сделать такой реактор до сих пор никто ещё не смог.

[Denis_Hliustin]

Бельгийцы прорабатывают тематику комбинированных систем "ускоритель+подкритический реактор". ADS-системы.

К перспективам внедрения ADS отношение скептическое в обоих отраслях - и у атомщиков, и у ускорительщиков.

Средняя мощность ускоренных протонов уровня мегаватта сейчас имеется в трёх местах в мире: в США, в Евросоюзе и в Японии.
MYRRHA ориентируется на [4 mA x 600 Mev =] 2.4 MW и может рассматриваться как дополнительная мишенная станция одного из этих ускорителей.
А также как дополнительная мишенная станция строящегося ESS, который по проекту 5 MW.

Конечно, ADS в ближайшие десятилетия не станут серийными электростанциями.
Однако в качестве стендов для отработки силовых установок свинцово-висмутовых АПЛ могут оказаться полезными.

Уровень проработки деталей в проекте хороший. В мае месяце на конференции в Дубне докладчик MYRRHA уверенно рассказывал мне, сколько тысяч тонн висмута они собираются купить. Порядок величины сравним с мировым годовым производством этого редкого элемента.

Помимо АПЛ, полезность мегаваттных ADS может иметь место в экспериментальных реакторах, подобных МБИР. Количество запаздывающих нейтронов у многих изотопов плутония и минорных актинидов в разы меньше, чем у урана-235. Благодаря ускорителю экспериментальный реактор может быть подкритичным по мгновенным нейтронам не на 0.5% как при уране-235, и не на 0.15% как на плутонии, а на величину в десятки раз бо'льшую.

Это позволит экспериментаторам США, ЕС и Японии смелее ставить эксперимент при отработке замыкания топливных циклов, а также при тестировании кассет с плотным карбидным, нитридным и возможно даже металлическим топливом.

[barvi7]

. . . Количество запаздывающих нейтронов у многих изотопов плутония и минорных актинидов в разы меньше, чем у урана-235. Благодаря ускорителю экспериментальный реактор может быть подкритичным по мгновенным нейтронам не на 0.5% как при уране-235, и не на 0.15% как на плутонии, а на величину в десятки раз бо'льшую.

Чем больше подкритичность тем меньше коэффициент усиления внешнего источника нейтронов (ускорителя) - закон обратного умножения 1/(1-Кэфф).
Поэтому ADS с подкритическим реактором "имеют смысл" по нейтронной мощности при Кэфф~0,98.

[Ultranauth]

Средняя мощность ускоренных протонов уровня мегаватта сейчас имеется в трёх местах в мире: в США, в Евросоюзе и в Японии.
MYRRHA ориентируется на [4 mA x 600 Mev =] 2.4 MW и может рассматриваться как дополнительная мишенная станция одного из этих ускорителей.
А также как дополнительная мишенная станция строящегося ESS, который по проекту 5 MW.

У линейных ускорителей ESS и MYRRHA слишком разные требования по 1) точности удержания луча 2) средней наработке до останова. Ну и на MYRRHA и даже близко не планируется того разнообразия нейтронных инструментов, что на ESS.

[AtomInfo.Ru]

Поэтому ADS с подкритическим реактором "имеют смысл" по нейтронной мощности при Кэфф~0,98.

С точки зрения ПБЯ вполне достаточно. То есть, это реально подкритичная установка в соответствии со святцами.

А глубже опускать подкритику, наверное, действительно просто и не зачем.

[AtomInfo.Ru]

это какое-то специальное мЫшление...

Тема, которая сейчас у японцев активно обсуждается - вместо Монджу присоседиться к ASTRID. И это как раз позволит "не оказать влияния" и прочая и прочая.

Самое интересное в этом, что Монджу планировалось использовать для проведения экспериментов по тематике ASTRID.
Теперь единственным вариантом в Японии остаётся JOYO. Его в этом году собираются переоценивать по безопасности.

[Denis_Hliustin]

У линейных ускорителей ESS и MYRRHA слишком разные требования по 1) точности удержания луча 2) средней наработке до останова.

Существуют специальные ноу-хау, позволяющие снять ограничение на число сбросов мощности за топливную кампанию.
В частности реакторы ИБР-2 и ИБР-2М работают в импульсном режиме при частоте 5 герц и скважности около 500, то есть мощность в импульсе до 700 MW при средней на уровне 1,3 MW.
Требуются специальные конструкция и материалы для ТВЭЛов и топливных кассет чтобы не происходило выхода продуктов деления в теплоноситель при этом.

Ну и на MYRRHA и даже близко не планируется того разнообразия нейтронных инструментов, что на ESS.

На MYRRHA разнообразия и не требуется. Это может быть просто ещё одна из нескольких станций по приему протонного луча на ESS.
Строить отдельный линейный ускоритель на 600 Мэв и 4 миллиампера для свинцово-висмутового стенда, по нашему опыту, слишком трудоемко: проект MYRRHA осуществится только если "побочно" использовать один из имеющихся ускорителей достаточной мощности.

По времени реализации есть два варианта. Первый: в соответствии со сроками ввода ESS что не так скоро как хотелось бы.
Второй вариант: сейчас в Окридже имеют 1.5 MW и планируют нарастить среднюю мощность до 2.4 MW. Совпадение чисел, надо полагать, случайное.

[Superwad]

Столько новостей сразу,аж дух захватывает.
По свинцу, получается, что работы ведуться во всём мире очень плотно, но до практики мало кто дотягивает. Свинец оказался крайне "твёрдым" орешком. Поэтому китайцы начали наседать на россиян на стенды, расчёты иногда бессильны? Теория теорией, но есть и исключения из правила. Так и свинец - хорош, зараза, да очень уж он капризный. Кто его оседлает, тот получит всё. Мне кажется, работа по свинцовой тематике имеет большие перспективы, особенно для малогабаритных модульных реакторов. Там вообще ЖМТ реакторы - мечта! Особенно, на транспорте.

[Dobryak]

И в Ок-Ридже, и в ESS, когда его собирались строить еще в Юлихе, в Германии, самой страшной проблемой было охлаждение мишени. Если МИРРа собирается жрать 2.4 мегаватта, то пучок должен входить в реактор сильно рассеянным. В отличие от источника нейтронов в ЕSS, который должен быть ближе к точечному, в реакторе это не столь принципиально. В ESS, как он сегодня спроектирован, места для перманентного вывода половины пучка в МИРРА нет, вот только строить МИРРА надо тогда вовсе не в Бельгии, а в Швеции.

Сообщение отредактировал Dobryak - 4.10.2016, 22:38

[Ultranauth]

И в Ок-Ридже, и в ESS, когда его собирались строить еще в Юлихе, в Германии, самой страшной проблемой было охлаждение мишени.

В Окридже на SNS возникли проблемы с кавитацией ртути в точке входа протонного пучка, писал тут http://tnenergy.livejournal.com/41633.html. Вращающееся вольфрамовое колесо ESS мне кажется более изящным решением.

Если МИРРа собирается жрать 2.4 мегаватта, то пучок должен входить в реактор сильно рассеянным. В отличие от источника нейтронов в ЕSS, который должен быть ближе к точечному, в реакторе это не столь принципиально. В ESS, как он сегодня спроектирован, места для перманентного вывода половины пучка в МИРРА нет, вот только строить МИРРА надо тогда вовсе не в Бельгии, а в Швеции.

Мишень у MYRRHA диаметром ~85 мм из жидкого свинца. А в ESS, если мне не изменяет память, что-то вроде 40х100 мм. Ну а идея строить MYRRHA в Упсале или Лунде наверное тоже имеет свою проблематику, типа получения ядерных лицензий, с которой у центра в Моле проблем нет.

[AtomInfo.Ru]

Свинец оказался крайне "твёрдым" орешком.

Очень твёрдым. Подбором конструкционных материалов, в первую очередь (или сверхжёсткими требованиями по контролю качества (примесей) теплоносителя).

[Superwad]

Очень твёрдым. Подбором конструкционных материалов, в первую очередь (или сверхжёсткими требованиями по контролю качества (примесей) теплоносителя).

Читал про работу реакторов в Лирах.
Удивило то, что жидкий свинец очень сильно жрёт металл (коррозия), хотя чему удивляться - горячий раствор щелока (смесь солей хлористого калия и хлористого натрия при температуре в 120 градусов Цельсия) сжирают насос из серого чугуна всего за 6 недель. Полностью. А ведь это химически нейтральная соль!
Вторая проблема, с которй столкнулись на Лирах - это шлаки. Там дорабатывали не один раз систему ловушек для очистки свинца от окислов, которые забивали систему. Вроде бы как смогли побороть эту проблему.
А вооще опыт эксполуатации Лир дал большую пищу для проекта БРЕСТ, для стендовиков, конструкторов, материаловедов.
Когда читал, что отрабатывают для БРЕСТА, с удивлением узнал, что несколько вариантов ГЦН испытывали. Видать не всё так просто с прокачкой жидкого свинца под нагрузкой.
И, самые огромные исследования, как я понял, - это подбор материалов стойких к дикой коррозии свинца.

[Татарин]

И новости про TerraPower.

Они по-прежнему очень упорно хотят получить 500 с.н.а.
Экспериментально получить для своих материалов.

При удаче это станет серьёзным прорывом для быстрого направления в целом.

А это "абстрактные" с.н.а, или материалы (должны быть) совместимы с каким-то конкретным теплоносителем?

[AtomInfo.Ru]

А это "абстрактные" с.н.а, или материалы (должны быть) совместимы с каким-то конкретным теплоносителем?

Для своих материалов для своих проектов.

TerraPower в последние годы ориентировалась на натрий, и канал на БОР-60 они арендовали, скорее всего, под натриевый проект.
Но были и сообщения (в т.ч., на нашем сайте) об их интересе к ЖСР.

То, что они испытывают в России - скорее всего, всё-таки для натриевой тематики. ЖСР - более ноухаустое направление у западников, и они весьма осторожно по нему сотрудничают.

[Татарин]

Очень твёрдым. Подбором конструкционных материалов, в первую очередь (или сверхжёсткими требованиями по контролю качества (примесей) теплоносителя).

Кстати, вот интересный исторический вопрос: если со свинцом всё получается так очень сложно и нетривиально, то, может, с подобными вложениями в материаловедение и ртуть бы "взлетела", рано её кинули?
Ведь и кинули-то её по тем же самым причинам.

[arcanist]

Кстати, вот интересный исторический вопрос: если со свинцом всё получается так очень сложно и нетривиально, то, может, с подобными вложениями в материаловедение и ртуть бы "взлетела", рано её кинули?
Ведь и кинули-то её по тем же самым причинам.

меня кстати этот вопрос тоже всегда интересовал

[AtomInfo.Ru]

А смысл какой?

Свинец по атомному весу тяжелее ртути, что лучше для БР (потери энергии нейтронов при упругом рассеянии обратно пропорциональны A).

Кроме того, в свинце есть дважды магический изотоп.

Так что если уж искать альтернативу натрию, то лучше сначала повозиться со свинцом, чем с чем-то другим.