Версия для печати темы
Нажмите сюда для просмотра этой темы в обычном формате
Форум AtomInfo.Ru _ Российский атом _ Generation V
Автор: AtomInfo.Ru 6.7.2017, 10:06
Говорят, конечно, что до первых реакторов V поколения ещё лет 50, не меньше.
Говорят также, что однозначно про реакторы V поколения пока что можно определённо сказать только одно - если атомная энергетика выживет, то такие реакторы когда-нибудь будут.
А вот какими они будут?
= = = = = = = = = = = = = = = = =
В начале темы буду суммировать звучащие в теме предложения.
= = = = = = = = = = = = = = = = =
1) Новое управление - робастное и/или возвращающее реактор в исходное состояние при любом нежелательном изменении параметров. Очевидно, что полностью или почти полностью за это должны отвечать свойства реактора, а не внешние системы управления.
2) Повышенная степень автоматизации вплоть до полной (режим батарейки?).
Здесь же рядом вариант с реактором. который проще заменить, чем ремонтировать.
3) Коренное решение проблемы отвода остаточного энерговыделения при тяжёлых авариях (например, подводное размещение АЭС, обеспечивающее бесконечный конечный поглотитель, и отказ от теплоносителя).
4) То же, что п.3, но подход иной - непрерывное удаление осколков из активной зоны с последующим таким обращением с ними, что исключает или минимизирует их выход в окружающую среду при авариях (исходными вариантами технологий здесь могут быть ЖТРы).
5) Дальнейшее развитие ADS-систем с подкритичными реакторами, когда реактору для работы в обязательном порядке требуется внешний источник нейтронов (отключение источника устраняет реактивностную аварию).
Здесь же рядом варианты симбиоза с термоядом.
6) Полная свобода манёвра мощностью.
7) Новые системы преобразования энергии, значительно повышающие к.п.д. (например, прямое преобразование того или иного типа).
8) Температуры. Высокие температуры, очень-очень-очень высокие температуры, намного выше тех, что изучаются для четвёртого поколения.
Интересно, что никто не предложил высокий (10^16-10^17) поток нейтронов. Наверно, для энергетиков он не нужен.
9) Тривиальный вариант - пятое поколение есть улучшенное четвёртое (например, условный БН-1200+). Преимущество такого подхода - пятое поколение при этом может появиться намного раньше, потому что к нему не будут выдвигаться повышенные требования по инновациям. Например, БН с металлом можно попробовать назвать пятым поколением, так как металл способен дать выигрыш в экономике замкнутого цикла.
10) Ториевый цикл в разных его вариантах (например, наработка 233U в бланкетах БН с последующим использованием его в тепловых реакторах V поколения).
11) Малые легководные бассейновые реакторы для теплоснабжения населённых пунктов (работаем в привычной водной технологии, но без давления и больших температур; заодно даём дополнительные шансы для водной технологии сохраниться в энергетике).
12) Многофункциональный ЖСР (см. http://forum.atominfo.ru/index.php?s=&showtopic=1243&view=findpost&p=94842.
Здесь же рядом - исходная многофункциональность проектов.
13) Подземное размещение АЭС.
14) Простота и краткие сроки вывода.
15) Основные черты реакторов V поколения могут зависеть от внешних условий (например, если энергетика будет децентрализованной, то атому придётся разрабатывать малые и сверхмалые батарейки).
16) Проект должен позволять простой переход к технологиям следующего поколения, каким бы оно ни было (например, путём замены некоторых модулей).
17) Возможность применения военный/гражданский (с упором на космос по военному применению).
Автор: AtomInfo.Ru 6.7.2017, 10:06
Первое мнение.
Таким образом, автоматизация на реакторах пятого поколения станет максимальной, а влияние человеческого фактора на безопасность АЭС сведётся, наоборот, к минимуму.
http://atominfo.ru/newsq/x0130.htm
Автор: AtomInfo.Ru 6.7.2017, 10:13
Тузов говорит об отрицательных связях, компенсирующих любое нежелательное отклонение.
В любую сторону.
Пример. В ВВЭР отрицательные температурные эффекты. Топливо нагреется => реактивность упадёт. И это хорошо.
Но это же означает, что топливо остынет => реактивность вырастет. А вот это уже, на самом деле, потенциально плохо.
В реакторе пятого поколения при любом изменении температуры реактивность должна возвращаться к нулю.
Но при этом обратные связи должны существовать, и они не должны быть нулевыми.
Контрпример - реактор с нулевым коэффициентом реактивности по температуре топлива не заметит, что температура топлива у него растёт, и это кончится тем, что топливо расплавится.
Автор: AtomInfo.Ru 6.7.2017, 10:23
Оговорочка про "нежелательные" отклонения - она не на пустом месте, со студенческой скамьи она должна быть известна.
Сделав реактор, который будет сопротивляться любому изменению параметров в любую сторону, мы очень быстро с удивлением поймём, что им невозможно управлять.
Например, он будет отчаянно и успешно сопротивляться попытке вывести его на мощность 
В общем, "умную бомбу не получилось выпихнуть из самолёта". 
Поэтому парировать нужно только те отклонения, которые нам не нужны. А вот те отклонения параметров, которые нам нужны, должны отрабатывать без большого сопротивления.
Автор: Ultranauth 6.7.2017, 20:38
http://atominfo.ru/newsq/x0130.htm
А разве человеческий фактор в оперативном управлении реактором не исключен и сегодня? Люди на БЩУ и вообще на АЭС в целом разве не для гибких и нестандартных подходов (не считая просто дешевизну человеческого труда, что будет меняться с годами)?
Автор: AtomInfo.Ru 6.7.2017, 21:14
Может, они, конечно, по бумагам гибкие и нестандартные, но как посмотришь, сколько комиссии списывают на чел.фактор при инцидентах...
Нет, тут речь шла о полном (или почти полном) удалении человека с АЭС.
Автор: AtomInfo.Ru 6.7.2017, 21:45
Вообще, если подумать, то, прежде чем говорить о полной автоматизации, нужно убрать опасности остаточного энерговыделения (Фукусима).
Причём тогда уже убирать не подставлением новых кастроюлек и тазиков, а как-нибудь радикально.
Совсем радикальным методом была бы возможность резко увеличить периоды полураспадов продуктов, т.е. снизить их активность и выделение энергии в единицу времени. Но такого метода наука не предлагает (пока?).
В рамках того, что не противоречит современным научным познаниям, можно было бы поставить рядом с реактором мощный трансмутатор (скорее всего, ускоритель), чтобы он "пристрелил" топливо при аварии, разрушил изотопы, дающие основной вклад в остаточное энерговыделение.
На ехидный вопрос конструктора "И на чём вы ускоритель запустите, когда света нет?" мы гордо ответим, что у нас пятое поколение, поэтому трансмутатор запускается от никелевой батарейки
Но даже если теоретически необходимую систему ядерных реакций удастся нарисовать, всё равно технически получится такой монстр, что проще будет по старинке, кастрюльками.
Интересные возможности в этом плане дают жидкотопливные реакторы.
Да, про них говорят, что в них топливо исходно пребывает в состоянии ЗПА, ибо расплавлено.
Но в этом утверждении есть лукавство - топливо-то практически свежее, потому что мы поставим фильтры и будем его чистить от осколков в режиме онлайн.
Соответственно, на площадке обрубаются все источники питания, мы спокойно сливаем автоматически топливо в какую-нибудь резервную ёмкость и не паримся, потому что оно мало чем отличается от свежего уранового раствора.
Но есть засада. Удаляемые осколки хранятся явно где-то рядом и продолжают тепловыделять.
В общем, Фукусима из реактора переместится в хранилище удалённых продуктов деления, то есть, никуда не денется.
Тогда было бы логично сделать реактор такой, чтобы он вообще не почувствовал, что теплоноситель более не циркулирует.
Значит, уберём теплоноситель вообще.
Тепло от активной зоны отводится теплопроводностью, в самой зоне ничего не циркулирует.
Но куда оно отводится? В рабочее тело второго контура.
А у нас фукусимская авария, рабочее тело более не циркулирует. Начинает кипеть, и всё такое.
Конечно, второй контур не активный.
Можно мобилизовать местное население, армию и полицию, чтобы они подливали в него водичку из кастрюлек. Опять появляются кастрюльки, а это плохо.
А если сделать второй контур при тяжёлой аварии неограниченным по объёму и заполняемым чем-либо?
Например, водой. Например, морской водой.
Тогда вырисовывается следующая концепция.
Реакторная установка пребывает на дне морском. Тепло от зоны убирается теплопроводностью и далее вторым контуром на турбину.
При аварии распахиваются люки и установка спокойно заливается морской водой. Полностью, кроме собственно зоны.
Активная зона теплопроводностью кипятит мировой океан (флаг ей в руки и барабан на шею!), осколки надёжно изолированы в твёрдой матрице активной зоны.
Наши маленькие зелёные друзья пишут пятьдесят постов в блогосфере про то, что мы все умрём, но этим последствия аварии для населения и ограничиваются.
Потом приходит ремонтное судно, и всё. Либо ремонт, либо утилизация.
Хм-м...
Автор: Syndroma 6.7.2017, 23:06
Мне кажется, то, что вы описали — это какая-то отдельная ветка ядерных технологий. Если такие установки возможны, то зачем мы строим кипятильники на суше?
Интеллектуальные системы управления хороши тем, что обещают качественно иной уровень безопасности при всё тех же базовых принципах и угрозах. Что мы видим при тяжёлых авариях? Потеря общей картины происходящего на длительное время. Операторы/штабы собирают крупицы информации из разрозненных источников, при этом у них часто отсутствует возможность просто сходить и посмотреть на то или иное устройство. Искусственный интеллект должен видеть всё, слышать всё, а если что-то происходит, то должны быть исполнительные механизмы, способные хоть в зону залезть посмотреть, хоть под корпусом проползти и открыть какой-нибудь клапан. Ограничения, накладываемые человеческим телом, делают нас бесполезными в такой ситуации. А адекватную замену себе мы пока так и не предложили.
Автор: AtomInfo.Ru 6.7.2017, 23:46
Угу. Пятое поколение
о котором мы пока вообще ничего не можем сказать определённого.Проекты подводных станций есть и у нас, и у французов.
Ещё вернее сказать, они могут быть у любой страны, умеющей строить АПЛ.
В отводе тепла теплопроводностью тоже ничего нового, такие проекты рассматривались, например, для космоса.
Вообще же про пятое поколение сейчас можно свободно фантазировать, каким оно может быть.
Автор: Дед Мороз 7.7.2017, 0:50
Почитал я вот это всё и сделал вывод: солнце и ветер победят.
Автор: AtomInfo.Ru 7.7.2017, 8:23
У солнца есть шанс на полную победу. Сфера Дайсона
На самом деле, не важно, кто победит, если мы полностью проиграем. А мы точно проиграем, если будем сидеть на месте и жить на старых разработках.
Автор: Syndroma 7.7.2017, 9:01
Это скорее первое поколение какой-то другой энергетики.
Предельно упрощать всё — это, конечно, хорошо, если это возможно. Но есть и другой путь — усложнить всё настолько, что пользоваться этим будет очень просто. Вокруг нас полно таких систем. Прежде всего, сам человек. Пользоваться просто, но если что-то внутри сломается, то часто починить невозможно. То же самое, например, с процессорами.
Не нужно бояться сложности как таковой. Просто нужно её правильно организовывать.
Автор: AtomInfo.Ru 7.7.2017, 9:06
Это да, но есть проблема.
Сломавшийся человек не заставляет население в радиусе 30 км навечно эвакуироваться.
А так, идея дешёвого аппарата, который проще утилизировать и заменить, чем чинить, вполне может быть жизнеспособной.
Но риск, связанный с двумя фундаментальными недостатками ядерных реакторов (запас реактивности и остаточное энерговыделение) всё-таки хотелось бы убрать.
Тогда поломка аппарата будет восприниматься как обычный сбой обычной техники.
Автор: asv363 7.7.2017, 9:35
На самом деле, не важно, кто победит, если мы полностью проиграем. А мы точно проиграем, если будем сидеть на месте и жить на старых разработках.
Вы правы, у Солнца есть шанс на полную победу. Раньше были учебники в которых писалось, что приблизительно через 4-5 млрд. лет Солнце превратится в звезду типа Красного гиганта, расширившись при этом до орбиты Марса.
За это время нам и надо решить вопрос, полагаю. Впрочем, "Жаль только жить в эту пору прекрасную не доведется ни мне ни тебе".
А если говорить серьёзно, то полная автоматизация недостижима.
Автор: Syndroma 7.7.2017, 9:52
Онлайн иммобилизация? С одной стороны в энергоблок загружаем природный уран, с другой вылезает радиоактивное стекло.
Автор: AtomInfo.Ru 7.7.2017, 10:58
ЖТРы к этому варианту могут быть близки.
Отвод продуктов в них предусматривается, как правило.
Соответственно, поставим в контур очистки от продуктов установку по их утилизации тем или иным способом - вот оно и выходит.
Проблема, как я уже говорил - они продолжают греться. Неважно, что они теперь стали твёрдые.
Соответственно, либо фукусимская авария повторяется теперь с расплавлением осколков деления, либо мы складируем их на дно ближайшего (большого) водоёма, либо (если воздушное охлаждение) занимаем большой земельный участок для их хранения до вывоза.
Не очень удачно пока это выглядит.
Причём есть такой нюанс. Основная активность, из-за которой производится эвакуация - она связана как раз с осколками.
Если мы вынимаем осколки из реактора, мы теряем барьеры безопасности и т.д. и т.п., и нам для хранения извлечённых осколков придётся сильно напрячься. Может выйти очень дорого.
Поэтому всё-таки вариант, когда осколки находятся на своём месте внутри активной зоны - он интуитивно лучше.
Автор: Обнинский 7.7.2017, 12:09
ADS.
Автор: Обнинский 7.7.2017, 12:10
Реакторы пятого поколения могут производить не энергию, а энергоносители. Изотопы для ритэгов или батареек.
Автор: AtomInfo.Ru 7.7.2017, 12:20
Ага, а топливо для реакторов будут делать термоядерные установки, тоже неэнергетические (ТИНы).
Не, не прокатит. Всё тепло из реактора будет уходить на обогрев атмосферы. Нехороший вариант.
Вот закладывать изотопные возможности ещё на стадии проекта, чтобы не вписываться в живой проект со своими мишенями, как сейчас - это было бы разумно.
Автор: Syndroma 7.7.2017, 12:49
Напомните, а в бассейне выдержки Фукусимы 4 нашли повреждённое топливо?
Автор: AtomInfo.Ru 7.7.2017, 13:34
Сейчас скажу точно.
Целых три штуки нашли.
http://atominfo.ru/newsg/n0200.htm
Скорее всего, авария была не при чём. Просто отказавшие кассеты, ранее выгруженные.
Автор: AtomInfo.Ru 7.7.2017, 13:38
Напрашивается мысль - при аварии быстро разгрузить реактор в бассейн
Но речь должна идти о часах. С нынешними проектами так быстро не получится. Плюс перегрузоборудование может отказать.
В этом плане ЖТРы хороши. Пропало питание, автоматически открывается клапан и топливо сливается в большой тазик под реактором.
Автор: Syndroma 7.7.2017, 13:54
Мой вопрос был в ответ на эту мысль:
Если мы вынимаем осколки из реактора, мы теряем барьеры безопасности и т.д. и т.п., и нам для хранения извлечённых осколков придётся сильно напрячься. Может выйти очень дорого.
Возможно, бороться с остаточным тепловыделением будет гораздо проще, если не придётся ещё и бороться с избыточной реактивностью. Ну, или эти мероприятия будут пространственно разнесены.
Автор: Superwad 7.7.2017, 14:17
Но речь должна идти о часах. С нынешними проектами так быстро не получится. Плюс перегрузоборудование может отказать.
В этом плане ЖТРы хороши. Пропало питание, автоматически открывается клапан и топливо сливается в большой тазик под реактором.
Как вариант - заставить реактор производить из тепла что-то полезное(например электричество для собственных нужд).
Второй вариант - а можно ли добавить другие изотопы, которые будут поглощать избыточную реактивность, уменьшая при этом тепловыделение до минимума? И да, что-то мне подсказывает, что такие реакторы должны быть ЖСР - но в каком виде - ТВЭЛ или котел - это уже инженерная задача.
Автор: AtomInfo.Ru 7.7.2017, 15:40
Первая часть - да, и так и делается. Например, выгорающие поглотители в ВВЭР.
Вторая часть - нет, тут ничего не сделаешь. Остаточное энерговыделение - это энергия распада осколков деления с большими периодами полураспада. То есть, это та часть энергии на акт деления, которая высвобождается с временной задержкой. Смена топливного изотопа (напр., 239Pu вместо 235U), к сожалению, с этой точки зрения ничего не даёт.
Автор: AtomInfo.Ru 7.7.2017, 16:00
С избытками реактивности бороться как раз не так уж и сложно.
Запас реактивности в реакторе нужен, в частности, для компенсации следующих эффектов (список неполный):
1) отравление реактора осколками деления с аномально большими сечениями захвата;
2) выгорание топлива и накопление осколков деления;
3) вывод реактора на мощность.
Простой переход от теплового реактора к быстрому устраняет эффект №1.
В быстром спектре нейтронов сечения изотопов отличаются несильно (и близки по порядку к поперечному сечению ядра), аномальных поглотителей нет.
Точно также, переход к быстрому реактору даёт возможность конструктору убрать эффект №2.
Создаём активную зону с КВа чуть больше единицы и компенсируем за счёт новообразованного топлива убыль реактивности от выгорания старого топлива и образования осколков.
Справедливости ради, в тепловых реакторах тоже с этим эффектом борются - например, путём введения выгорающих поглотителей в состав топлива или топливной сборки.
Эффект №3 на самом деле сложносоставной. При выходе на мощность изменяются температуры (топлива, теплоносителя и т.д.), а также плотности материалов.
Вода в ВВЭР сильно меняет плотность - вместо 1 г/см3 у неё примерно 0,75 г/см3. Это очень много, если учесть, что именно вода и делает ВВЭР тепловым.
Естественно, изменение плотности воды при выходе на мощность на реактивности сказывается очень сильно.
Но давайте возьмём жидкость, у которой плотность с температурой меняется слабо. Допустим, свинец, у него изменения от температуры как бы не в третьем знаке.
Вот и убрали одну составляющую.
Есть в эффекте №3 ещё и так называемый Допплер-эффект, изменение сечений взаимодействия ядер с нейтронами при изменении температуры.
Он достаточно силён на 238U, а вот для большинства других изотопов он невелик. Соответственно, убираем уран-238 - исчезает Допплер.
Иными словами, эффект №3 будет малым по величине в свинцовом реакторе без урана-238. Вот пожалуйста.
На запас реактивности и его опасность давно обращают внимание. В первую очередь, потому что его опасность серьёзна, чуть не досмотрел и получаешь разгон на мгновенных нейтронах.
Автор: barvi7 7.7.2017, 16:15
Плотность воды от температуры при 160 ата
Т (С) плотность (г/см3)
290 0,747
300 0,727
310 0,706
320 0,681
330 0,652
Автор: AtomInfo.Ru 7.7.2017, 16:19
Т (С) плотность (г/см3)
290 0,747
300 0,727
310 0,706
320 0,681
330 0,652
О! Спасибо! Вот сомневался я насчёт семёрки. Рука так и хотела набрать 0,65, пришлось её пересиливать. Выходит, зря.
Ну так тем более, ещё более сильное изменение плотности воды.
Автор: barvi7 7.7.2017, 16:20
Я "думаю даже уверен"
, что Допплер-эфект только для резонансов, а не просто сечений от температуры.И то только для тепловых реакторов. Резонансы в области гораздо ВЫШЕ - уже не важны для Допплера.
Автор: barvi7 7.7.2017, 16:26
Иными словами, эффект №3 будет малым по величине в свинцовом реакторе без урана-238. Вот пожалуйста.
В свинцовом реакторе Доплера на 238U - нет. В той области энергий резонансов "мало-мало" ~0.
И главное в свинцовом реакторе без 238U делать нечего - это ж сырьевой материал - мы ж с него делаем 239Pu.
Ну в смысле не мы , а нейтроны.
Если история с Th, то у него свои "заморочки"
Автор: AtomInfo.Ru 7.7.2017, 16:33
, что Допплер-эфект только для резонансов, а не просто сечений от температуры.И то только для тепловых реакторов. Резонансы в области гораздо ВЫШЕ - уже не важны для Допплера.
Резонансы - согласен, разумеется.
А вот насчёт второго утверждения...
В БНАБ-78, например, температурная зависимость групповых сечений 238U сохраняется до группы 0,2-0,1 МэВ.
Выше они уже не стали учитывать, а вот до этих энергий учитывали.
Причём это же версия 1978 года, куча полуручной работы для подгрупп. То есть, просто так, для личного удовольствия они бы этого делать не стали, слишком хлопотно.
Для сравнения, в БОР-60 ниже 0,1 МэВ находится примерно 30% нейтронов, только сегодня эту цифру видел.
А с учётом того, что 238U чаще всего более чем дофига, его Допплер остаётся важным и для имеющихся проектов быстрых реакторов - по крайней мере, с натрием.
Но с направлением мысли согласен. То есть, мы сделаем быстрый реактор с очень жёстким спектром, влияние Допплера на 238U в таком аппарате должно резко снизиться.
Автор: AtomInfo.Ru 7.7.2017, 16:34
См. мой предыдущий ответ. Не всё так просто в этом мире.
Автор: barvi7 7.7.2017, 17:02
Цифра, конечно, интересная. . . не знаю, что там в БОРе течет, кроме Na - я ожидал спектр пожестче.
Но тем не менее, резонансы 238U "заканчиваются" до 5 kэВ, даже много раньше - поэтому я надеялся (-юсь), что даже с Na их Допплер - "мал-мал".
Про температурную зависимость - вопросов нет - она важна в любом спектре.
Но, повторюсь, Допплер - это не температурная зависимость, а изменение (уширение) резонанса при увеличении температуры.
Поэтому - если нет резонанса - нет и Допплера.
Автор: barvi7 7.7.2017, 17:05
Кстати - поиск по резонансам урана - дает первую ссылку на Ваш сайт - это очень хорошо
http://atominfo.ru/files/th/U-Th-reso.pdf
Автор: Syndroma 7.7.2017, 17:18
Тем не менее, при запроектной аварии всегда возникает два больших вопроса: "как бы охладить топливо" и "как бы топливо не изменило свою геометрию/состав/местоположение и не вышло на критику".
Было бы неплохо разделить эти вопросы. За пределами реактора нет высокого давления, энергонапряжённости, сильного нейтронного поля — решать задачу по охлаждению осколков гораздо проще. (Пожарной машиной в бассейн выдержки.)
Кто за то, чтобы не накапливать осколки в активной зоне?
И сразу возникают новые вопросы. Могут ли технологии отличные от ЖТР обеспечить это? Как у ЖТР с плотностью, КВ и всем таким? То есть, удовлетворяют ли ЖТР требованиям к 4-му поколению.
Автор: Татарин 7.7.2017, 17:22
Если мы вынимаем осколки из реактора, мы теряем барьеры безопасности и т.д. и т.п., и нам для хранения извлечённых осколков придётся сильно напрячься. Может выйти очень дорого.
Поэтому всё-таки вариант, когда осколки находятся на своём месте внутри активной зоны - он интуитивно лучше.
На самом деле - нет, наоборот.
Следите за руками: откуда у нас берутся вообще проблемы с остаточным эенрговыделением? Из всяких сценариев с потерей функции отвода тепла.
А откуда у нас вообще такие сценарии? А из самой идеи, что тепло в реакторе - суть полезный продукт, мы из него электричество извлекаем.
Соотвественно, у нас тепло нужно концентрировать и повышать его потенциал - раз, и между средой, куда можно тепло рассеять - всякие активные элементы - это два.
Сама суть всего этого реакторного бизнеса такая, что мы НЕ МОЖЕМ обеспечить полностью пассивный теплоотвод, у нас должен быть выбор - то ли мы сюда тепло полезно запихиваем, то ли мы туда тепло аварийно распихиваем. А отсюда всякие активные элементы, системы, трубопроводы, фиговины сложные и т.д.
Ну или как на некоторых малых проектах допускаем, что часть полезного тепла мы всегда разбазариваем пассивно, и допускаем, что при аварии это разбазаривание нас спасёт (ибо поток его упадёт, температура безопасно повысится, и нас это устроит).
___
Теперь смотрите, как элегантно решается вопрос в ЖТР: мы делим тепло на управляемое, концентрированное, в реакторе. И неуправляемое, нелюбимое нами, остаточное, которое мы можем себе позволить рассеивать. Поэтому у нас есть хорошо управляемый реактор, с активными системами, и есть неуправляемый склад осколков, за безопасность которого отвечает Второе Начало термодинамики. Полагаемся же мы на него в сухих хранилищах?
И имеем на то право. На Второе Начало - можно положиться: штука надёжная, проверенная. Если уж оно сломалось, то у нас вообще всё плохо со Вселенной, несите новую.
Автор: AtomInfo.Ru 7.7.2017, 17:26
Натрий... Пожёстче сложно. Не свинец он по весу-то.
Автор: AtomInfo.Ru 7.7.2017, 17:29
Конкретно ЖСР входят в число технологий IV поколения.
Они перечислены здесь, на сайте международного форума Generation IV (мы участвуем в нём).
https://www.gen-4.org/gif/jcms/c_59461/generation-iv-systems
- быстрые газовые
- быстрые свинцовые
- жидкосолевые
- СКД
- быстрые натриевые
- очень высокотемпературные
Автор: AtomInfo.Ru 7.7.2017, 17:34
Кстати, заметка на полях.
В нормальном режиме работы это самое остаточное энерговыделение вкладывается в общее энерговыделение в реакторе.
Если мы его будем выносить на постоянной основе из реактора, то в нормальных режимах эксплуатации мы его просто потеряем.
Автор: barvi7 7.7.2017, 18:34
Да и по вкусу . . . тоже не свинец
Автор: Syndroma 8.7.2017, 11:58
Придумал ещё одно предложение для V поколения — реактор, способный на глубокий манёвр, вплоть до уровня собственных нужд.
Автор: AtomInfo.Ru 8.7.2017, 12:47
Это хоть сейчас
Стержни сбросили, а нужды дизелями покроем
Тогда уж необходимо существенное уточнение. Скорость снижения/набора мощности должна быть большой.
То есть, реактор должен уметь менять мощность в любом направлении в пределах от 100% до условного нуля за какие-то малые времена. Допустим, за минуты
Автор: Ирина Дорохова 8.7.2017, 16:02
= такие АЭС могут обеспечивать только прибрежные территории?
+ два раза в сутки - механическое воздействие отливов и приливов.
+ простите наивный вопрос - а как к сетям подключать?
Автор: Dobryak 8.7.2017, 18:25
+ два раза в сутки - механическое воздействие отливов и приливов.
+ простите наивный вопрос - а как к сетям подключать?
Морская вода электропроводящая... Шучу, конечно. Подводные силовые кабеля уже давно не новость. Придонных приливных течений на больших глубинах не бывает.
Автор: AtomInfo.Ru 8.7.2017, 19:45
+ два раза в сутки - механическое воздействие отливов и приливов.
+ простите наивный вопрос - а как к сетям подключать?
На первый вопрос. Или так, или тянем ЛЭП от мест подключения.
На второй и третий уже ответил Dobryak.
Автор: Syndroma 8.7.2017, 21:12
Э, нет. Зомби-апокалипсис так не переживём, обсуждали где-то же. Надо чтобы ррраз — и в режиме энергетического острова неопределённо долго.
Автор: Ирина Дорохова 8.7.2017, 23:04
Угу. на каких? т.е. либо ставить "далеко от берега" (чтобы глубоко) либо искать обрывы близко к береговой линии? Если так, то возникнут вопросы к геологической стабильности, потому что там могут быть близко границы литосферных плит. И если посмотреть на тектоническую активность, то все побережье Тихого океана по обе стороны ... не спит. Это и действующие вулканы, и землетрясения, и сдвиги коры.
ладно, неважно.
Автор: Denis_Hliustin 9.7.2017, 3:07
Говорят также, что однозначно про реакторы V поколения пока что можно определённо сказать только одно - если атомная энергетика выживет, то такие реакторы когда-нибудь будут.
А вот какими они будут?
Подкритичными.
Имеются в виду бланкеты DT и DD-термоядерного синтеза, а также мишени протонных и дейтронных ускорителей на энергию 1-2 Гэв/нуклон.
Только в случае мощных инноваций, подобных K<1, имеет смысл выделять установки в новый класс.
Автор: Ultranauth 9.7.2017, 15:09
Это неокупаемо в современном понимании инженерии таких устройств.
Автор: Ultranauth 9.7.2017, 15:10
+ два раза в сутки - механическое воздействие отливов и приливов.
+ простите наивный вопрос - а как к сетям подключать?
В море будут стоять реактор 5 поколения, на берегу - 4, а вглубь континента все более уменьшающихся номеров, вплоть до ПУГР....
Автор: anarxi 9.7.2017, 18:31
Тут на сайте тема есть "АЭС на резинке", там куча всяких инноваций.
Касательно фукушимы 1.
Там было все
И море залило реакторы.
И вода из бассейна выдержки попала в помещения вокруг ГО (1 блок) и вода из4-го реактора , который был на ППР , попала в БВ , тем самым спасла мир от катастрофы.
Как то пережили зомбоапокалипсис, помогли немцы с своими бетононасосами, ссср с своими "русланами"(АН124), и спокойствие японцев.
Ну и божественный ветер, камикадзе, унесший почти всю радиоактивную грязь в Тихий Океан.
Автор: AtomInfo.Ru 9.7.2017, 23:33
Тема про пятое поколение.
Четвёртое поколение (которого ещё не построили ни в одном экземпляре) будет жить минимум лет сто.
Пятое должно появиться со смещением относительно четвёртого лет примерно на пятьдесят.
Разумеется, готовиться к нему нужно заблаговременно, а обсуждать в общем виде можно уже сейчас.
Поэтому америциевые рудники на Альфе Центавра в расчёт для пятого поколения брать нельзя, а вот некую коммерциализацию термоядов, ADS и проч. отбрасывать сходу не стоит.
Автор: Syndroma 10.7.2017, 7:33
А какой там америций? 242m?
Автор: Дед Мороз 10.7.2017, 9:05
Четвёртое поколение (которого ещё не построили ни в одном экземпляре) будет жить минимум лет сто.
Пятое должно появиться со смещением относительно четвёртого лет примерно на пятьдесят.
Мощный размах. Особенно с учётом, что атомной энергетике всего 70 лет, а электроэнергетике вообще - немногим более ста
Автор: AtomInfo.Ru 10.7.2017, 9:38
С учётом, что то, что мы сейчас пытаемся сделать четвёртым поколением, классики придумывали и обсуждали в 40-50-60-ых годах - размах нормальный.
Мы, увы, не классики, нам больше времени потребуется
Автор: Татарин 10.7.2017, 11:08
Предложу такую цель-хотелку: пятое поколение - это резкий рост КПД и надёжности за счёт продвинутых принципов преобразования (МГД, внешний фотоэффект, прямая накачка осколками лазерной среды, термоэмиссия, термохимия, радиохимия, чёрная магия и т.п.)
В принципе, ядерная энергия имеет дико высокий ТД-потенциал (равновесная температура топлива при сгорании порядка миллиардов К) и предельный КПД преобразования в земных условиях больше 99.999%. Использовать от этого треть - беспонтово, цинично расточительно и унизительно.
Это страшно бьёт по экономике (рассеять 2 гига тепла - нифига не просто и не дёшево), по экологии, по требуемому пространству, по автоматизации, по сложности обоснования и т.д., и т.п.
"Кипятильники" сложны, огромны, ненадёжны, требуют постоянного квалифицированных спецов и склонны течь и взрываться по независящим от редакции причинам. Большинство т.н. "проблем безопасности" реакторов - это не не ядерные, собссно, проблемы, а проблемы удержания кипятильника в более-менее рабочих рамках. ПО многим параметрам кипятильники уткнулись в асимптотические пределы, и заметного прогресса там не будет никогда, а никогда - это очень долго.
Например, мы, не повышая температурный напор, не можем повысить скорость теплообмена через стенку выше некоторого предела, определяемого характерными энергиями и плотностью.
Мы не можем значительно повысить температуры, потому что с каждым градусом проблемы растут лавиной.
Мы не можем увеличить тепломассообмен с внешней средой, потому что это расходы на собственные нужды.
Мы не можем увеличить КПД, потому что Карно.
И так далее.
Мы обречены жить с огромным потоками масс внутри машины, с коррозией, с вращающейся механикой, клапанами, вентилями, переносом облучённого материала, и выигрыш по одной статье сразу бьёт проигрышем в других.
Это - тупики, когда микроскопические улучшения даёются всё бОльшей и бОльшей ценой.
Мы уходим от ТД-машин позапрошлого века при сжигании топлива в электрохимию.
Почему для более продвинутого ядерного топлива мы привязаны к идеям Джеймса Уатта (или, изредка, Джорджа Брайтона) с вариациями?
...
Кстати, в начальных ветках по Gen4 таки был реактор с МГД-преобразованием. Его сочли слишком футуристичным (малообоснованным, бумажным) и забили на эту ветку большой болт.
Автор: Dobryak 10.7.2017, 17:54
ладно, неважно.
Где она Корея, и где она Япония. Так вот, Корея против Японии и соседнего Китая сейсмически почти дремотная страна, на популярном уровне можно заглянуть сюда
https://sites.google.com/site/koreafreeearthquake/project
Наше Тихоокеанское побережье тоже в сравнительно тихой зоне. Сейсмически активен только юг Сахалина.
Автор: LAV48 10.7.2017, 23:34
Пока не забыл, вброшу пару мыслей:
1) Остаточное тепловыделение не вред, а польза, не допускает словить козла.
2) пятое поколение - есть прогресс поколения 4+
Автор: AtomInfo.Ru 11.7.2017, 10:29
Поправка.
В боковом экране.
Зона всё-таки, слава Богу, жёстче.
Автор: Superwad 11.7.2017, 11:24
В принципе, ядерная энергия имеет дико высокий ТД-потенциал (равновесная температура топлива при сгорании порядка миллиардов К) и предельный КПД преобразования в земных условиях больше 99.999%. Использовать от этого треть - беспонтово, цинично расточительно и унизительно.
Это страшно бьёт по экономике (рассеять 2 гига тепла - нифига не просто и не дёшево), по экологии, по требуемому пространству, по автоматизации, по сложности обоснования и т.д., и т.п.
"Кипятильники" сложны, огромны, ненадёжны, требуют постоянного квалифицированных спецов и склонны течь и взрываться по независящим от редакции причинам. Большинство т.н. "проблем безопасности" реакторов - это не не ядерные, собссно, проблемы, а проблемы удержания кипятильника в более-менее рабочих рамках. ПО многим параметрам кипятильники уткнулись в асимптотические пределы, и заметного прогресса там не будет никогда, а никогда - это очень долго.
Например, мы, не повышая температурный напор, не можем повысить скорость теплообмена через стенку выше некоторого предела, определяемого характерными энергиями и плотностью.
Мы не можем значительно повысить температуры, потому что с каждым градусом проблемы растут лавиной.
Мы не можем увеличить тепломассообмен с внешней средой, потому что это расходы на собственные нужды.
Мы не можем увеличить КПД, потому что Карно.
И так далее.
Мы обречены жить с огромным потоками масс внутри машины, с коррозией, с вращающейся механикой, клапанами, вентилями, переносом облучённого материала, и выигрыш по одной статье сразу бьёт проигрышем в других.
Это - тупики, когда микроскопические улучшения даёются всё бОльшей и бОльшей ценой.
Мы уходим от ТД-машин позапрошлого века при сжигании топлива в электрохимию.
Почему для более продвинутого ядерного топлива мы привязаны к идеям Джеймса Уатта (или, изредка, Джорджа Брайтона) с вариациями?
...
Кстати, в начальных ветках по Gen4 таки был реактор с МГД-преобразованием. Его сочли слишком футуристичным (малообоснованным, бумажным) и забили на эту ветку большой болт.
Как мне говорили некоторые товарищи, МГМД генератор хотели запустить - но не дали команды (был в свое время построен в Воронеже, правда на традиционном топливе).
Если уж раскатывать губу, то:
1) Генератор на сверхпроводимости (хотя бы на жидком азоте)
2) Можно повысить КПД, если сможем повторно использовать низкопотенциальное бросовое тепло для выработки электричества. Один из вариантов - повысить потенциал тепла (т.е. температуру) - обычными тепловыми машинами. Правда размеры и затраты - окупятся ли? Еще тот вопрос.
Автор: aprudnev 12.7.2017, 2:56
Если уж раскатывать губу, то:
1) Генератор на сверхпроводимости (хотя бы на жидком азоте)
2) Можно повысить КПД, если сможем повторно использовать низкопотенциальное бросовое тепло для выработки электричества. Один из вариантов - повысить потенциал тепла (т.е. температуру) - обычными тепловыми машинами. Правда размеры и затраты - окупятся ли? Еще тот вопрос.
А какая максимальная температура вообще возможна? Ну то есть, взяли делящийся материал, засунули в автоклав идеальный (все отражает внутрь и выдерживает любые давления и температуры), при какой температуре ядра реакция остановится невзирая на любую критичность? Есть же там предел по температуре которую реакция способна выдать (как например есть предел по температуре любого горения...).
Тут правильно было сказано - то что сейчас мы делаем, это _сжигаем бензин в топке паровоза_. Ядерная реакция способна выдать тысячи градусов и обеспечить 99.9% КПД по выработке энергии (ну поправку надо взять на энергию которую унесут Нейтрино, ее не поймать, пусть Альфа Центавру нагревают...). А мы кипятим, а температура кипячения ничтожна и соответственно максимальный КПД тоже смешной. А ведь все что осталось за пределами КПД - это тепло которое без толку идет и которое надо рассеивать.
ТО есть - допустим мы греем рабочее тело до 10 тыс градусов. Потом на выходе из генератора (пусть это будет МГД) еще пар нагреем и турбину покрутим. У нас выйдет КПД в 95% то есть надо будет рассеивать только 5% от мощности. А если мы греем до 300 градусов то КПД выйдет 50% (300 / 600) то есть надо будет рассеять половину мощности. Если в режиме самоохлаждения просто получать электричество, и тупо его рассеивать в форме например света (будем светить в космос, если уж тепло не нужно) то чисто тепла надо будет рассеять всего ничего. А если это кипятильник то все что там остаточно вырабатывается придется рассеивать.
Получается, что существующие атомные реакторы крайне неэффективны и неудобны. Вместо того чтобы получить рабочее тело температурой в 10 тыс градусов, преобразовать в электричество, и спокойно отвести оставшиеся процентов 5 тепла, накручиваем кучу труб и теплообменников и выкидываем без толку 50% тепла. а потом с ним мучаемся...
Автор: Syndroma 12.7.2017, 8:33
Температура осколков деления триллион кельвинов, в бомбе температура достигает 100 миллионов кельвинов. Если подержать подольше в идеальном автоклаве, то и миллиард может быть. Но подозреваю, что с конструкционными материалами могут быть проблемы.
Автор: barvi7 12.7.2017, 14:00
Для нейтронов с энергией более 0,1 МэВ (в боковом экране БОР-60 таких нейтронов порядка 70%) совпадение расчётных и экспериментальных данных хорошее - менее 10%. http://atominfo.ru/newsq/x0154.htm
Хорошо бы выяснить, а как в активной зоне ?
"Пожестче" или . . . ?
Автор: Дед Мороз 12.7.2017, 14:03
Ну вот в токамаках температура рабочего тела тоже десятки миллионов градусов. Но крест на термояде пока не ставят - хотя таки да, с конструкционными материалами есть проблемы
Автор: Ultranauth 12.7.2017, 18:22
Даже 500 млн градусов получали на JT-60U и TFTR. Только вот не забываем про плотность - она где-то 10^20 частиц на кубометр, на 8 порядков меньше, чем в кубометре урана. Кроме того, есть очень серьезная проблема связанная с высокой температурой полной ионизации урана - пока мы будем добираться до этой температуры, уран будет с дикой мощностью сливать энергию в виде излучения (т.н. "радиационный барьер"), поэтому стенкам камеры придется на себя принимать довольно таки запредельные потоки излучения.
Автор: Дед Мороз 12.7.2017, 19:45
...однако, вышесказанное не означает невозможность.
Автор: armadillo 12.7.2017, 23:26
и тут плавно подходим к вопросу зачем при такой счастье уран
Автор: Syndroma 13.7.2017, 7:20
На самом деле, даже тысяча градусов была бы уже большим шагом вперёд.
Автор: Татарин 13.7.2017, 15:40
Или... уходить от равновесной термодинамики и классических ТД-машин.
Автор: Syndroma 13.7.2017, 17:30
Я больше о производстве водорода думаю.
Автор: Татарин 13.7.2017, 17:51
В контексте интересна любая, но очень желательно неравновесная (радио-)химия.
Схема с любыми равновесными реакциями приводит всё к тому же самому ограничению имени Карно.
Хотя это и всё равно прогрессивно, ибо позволяет (принципиально) избежать нескольких границ теплообмена, каждая из которых дорога и теряет эксергию.
Но.
Выигрыш возможен куда бОльший... Вот как с радиолизом воды.
ТД нам говорит, что для разложения воды нужно равновесно иметь 800-1000С. А наличие высокоэнергетичных частиц с эксергией как у плазмы на много миллиардов С делает это возможным даже при комнатной температуре.
Мы выкидываем бОльшую часть тортика просто потому, что едим его неподходящим инструментом. А потом ещё и дорого и сложно мучаемся с утилизацией того, что повыкидывали.
Автор: Syndroma 13.7.2017, 17:59
А вот интересно, как у растворных реакторов дело обстоит с выходом водорода?
Автор: pappadeux 13.7.2017, 18:01
есть такая постоянная - которая не совсем постоянная, а просто пересчет единиц энергии из градусов в джоули/эВ/калории - постоянная Больцмана
kB = 8,617 3303(50)·10−5 эВ/К
Соответственно, плазме с температурой в 100млн К соответствует средняя энергия носителя в 8.6кэВ
ну и в обратную сторону - если средняя энергия продуктов реакции ХХХ эВ, то соответствующая температура ХХХ/kB
Автор: Татарин 13.7.2017, 20:10
К сожалению, недостаточно хорошо, чтобы проблема решалась в лоб... Несколько процентов (2-3, до 9, ЕМНИП с катализаторами).
Автор: AtomInfo.Ru 13.7.2017, 20:53
Жёстче должно быть.
Отражатель сейчас у них стальной, а топливо - http://atominfo.ru/newsq/x0152.htm
Автор: asv363 13.7.2017, 21:10
Мы, увы, не классики, нам больше времени потребуется
Учитывая "классическую" карртиннку про "поколения" реактоных технодогий (от МАГАТЭ), сделанные высказывания на FR17, четвеёртого поколения современная наука м технмка достигла. Иначе будеи бегать за надувным шариком.
Автор: AtomInfo.Ru 14.7.2017, 8:18
Небольшой промежуточный итог.
Прежде всего, стоит вспомнить, что такое четвёртое поколение. Требования к нему выработаны международным форумом разработчиков, который так и называется «Generation IV International Forum” – см. https://www.gen-4.org/gif/jcms/c_9502/generation-iv-goals Этот же форум отобрал технологии, которые имеют шансы стать технологиями IV поколения.
Легко увидеть, что требования эти достаточно расплывчатые. Технологии IV поколения должны:
- обеспечивать в мировом масштабе устойчивое производство электроэнергии без парниковых выбросов и эффективно используя топливо;
- минимизировать отходы - в частности, значительно снизить объёмы их долгоживущей части;
- иметь преимущество по экономике (для всего жизненного цикла) перед другими энергоисточниками;
- повысить безопасность, значительно снизить риски повреждения активной зоны, устранить необходимость реагирования вне площадки на аварию (читай - не должно быть эвакуации при аварии);
- повысить защищённость от распространения (иначе не выполнится п.1 с точки зрения мирового масштаба).
Это могут быть как практические воплощения старых идей, выдвинутых отцами-основателями и отвергнутых/отложенных в виду их сложности, так и какие-то новые варианты.
По срокам появления V поколения можно сказать только неопределённо.
Реакторы IV поколения будут жить минимум 50-100 лет, иначе в них нет смысла. Пятое поколение не может сменить их одномоментно - точно так же, как нецелесообразно с практической точки зрения закрыть сейчас все LWRы и броситься строить по всему миру БНы. По всей видимости, тоже будет какой-то (длительный) двухкомпонентный период сосуществования поколений IV и V.
Из этого резонно предположить, что, самое позднее, лет через 50 реакторы V поколения должны быть готовы к полномасштабной демонстрации. ОКРы для них должны начаться раньше, НИРы - намного раньше, а ещё ранее отрасль должна определиться с тем, что она хочет получить от V поколения (и сделать это серьёзно, а не по-рекламному шутовски).
Автор: AtomInfo.Ru 14.7.2017, 9:21
Понятно, что у нас здесь не НТС Росатома, но всё равно какие-то итоги разговора подвести интересно. По крайней мере, мне самому интересно, что уже достаточный аргумент
Что может быть характерно для реакторов V поколения?
1) Новое управление - робастное и/или возвращающее реактор в исходное состояние при любом нежелательном изменении параметров. Очевидно, что полностью или почти полностью за это должны отвечать свойства реактора, а не внешние системы управления.
2) Повышенная степень автоматизации вплоть до полной (режим батарейки?).
Здесь же рядом вариант с реактором. который проще заменить, чем ремонтировать.
3) Коренное решение проблемы отвода остаточного энерговыделения при тяжёлых авариях (например, подводное размещение АЭС, обеспечивающее бесконечный конечный поглотитель, и отказ от теплоносителя).
4) То же, что п.3, но подход иной - непрерывное удаление осколков из активной зоны с последующим таким обращением с ними, что исключает или минимизирует их выход в окружающую среду при авариях (исходными вариантами технологий здесь могут быть ЖТРы).
5) Дальнейшее развитие ADS-систем с подкритичными реакторами, когда реактору для работы в обязательном порядке требуется внешний источник нейтронов (отключение источника устраняет реактивностную аварию).
Здесь же рядом варианты симбиоза с термоядом.
6) Полная свобода манёвра мощностью.
7) Новые системы преобразования энергии, значительно повышающие к.п.д. (например, прямое преобразование того или иного типа).
8) Температуры. Высокие температуры, очень-очень-очень высокие температуры, намного выше тех, что изучаются для четвёртого поколения.
Интересно, что никто не предложил высокий (10^16-10^17) поток нейтронов. Наверно, для энергетиков он не нужен.
9) Наконец, тривиальный вариант - пятое поколение есть улучшенное четвёртое (например, условный БН-1200+). Преимущество такого подхода - пятое поколение при этом может появиться намного раньше, потому что к нему не будут выдвигаться повышенные требования по инновациям. Например, БН с металлом можно попробовать назвать пятым поколением, так как металл способен дать выигрыш в экономике замкнутого цикла.
= = =
Пункты условные, в чём-то взаимно противоречивые.
Есть у них нюансы. Например, по п.3 - подводный реактор можно сделать (собственно, а что такое АПЛ?), отказаться от теплоносителя и снимать тепло теплопроводностью можно (были и, возможно, есть проекты), но в этом случае атомная энергетика рискует превратиться в энергетику прибрежных районов. Хотя и здесь возможны варианты.
Автор: AtomInfo.Ru 14.7.2017, 9:45
Вообще, полёт фантазии - это хорошо и полезно.
Но наиболее острая проблема у современных реакторов (III поколение) всё-таки связана с безопасностью, а точнее, с её стоимостью.
Мы напуганы экономическими (и не только!) последствиями двух семёрок и тащим в проекты всё новые и новые меры защиты. Та же защита от падения самолёта, о требовании по необходимости которой очень плохо отзываются многие конструктора в частных разговорах.
На МНТК в этом году был очень характерный диалог после пленарного доклада техподдержки надзора.
Доклад начинался с риторического вопроса "Что же мешает развиваться атомной энергетике?" и продолжился перечислением пожеланий по повышению безопасности.
Докладчик получил едкий комментарий (не скажу от кого, ему и так уже по-дружески советуют аккуратнее высказываться в присутствии чужих): "Вот ты и мешаешь". Не дословно, но смысл в этом. Реализация всё новых и новых хотелок по повышению безопасности в существующей технологии, в конце концов, приведёт к тому, что заказчики откажутся её покупать, так как цена станет непомерной.
Поэтому, как мне представляется, что четвёртое, что последующие поколения реакторных технологий должны начать выходить и в конце концов выйти из этого заколдованного круга.
Повышение безопасности для них не должно приводить к повышению стоимости.
И лучше всего добиваться этого путём устранения опасностей, а не путём введения систем их нейтрализации.
Поэтому различные идеи по устранению опасности остаточного энерговыделения (читай - устранению аварий фукусимского типа) мне кажутся более важными для обсуждения. На мой взгляд.
Промежуточное выступление модератора (модератора обсуждения на круглом столе, а не модератора в интернет-смысле) закончено, можно продолжать обсуждение.
Автор: LAV48 14.7.2017, 11:37
Тут вот какое дело. Если бы реакторы не содержали опасностей - их бы не надо было защищать, следовательно экономика была бы конкурентна с другими источниками, но увы. Если, положим, сделать эту защиту пассивной, то III+ превращается в IV. Опасности убрать сейчас мы не можем, значит или убираем реакторы туда где нет людей или "убить всех человеков - они представляют опасность". Вот такая заковыка, на пути к V поколению. Выходит не будет прогресса, без эволюции (хотя правильнее будет революции) общественных укладов. Сначала надо победить капитализм зависть, а потом уже строить "пятёрки".
Автор: AtomInfo.Ru 14.7.2017, 11:54
Это вполне обсуждаемая тема, её часто поднимают. Реализуемость её в обозримом будущем, к сожалению...
Вариант вытащить производство энергии, например, в пустыню Сахара (или в эквивалентные местности) не решает проблему опасностей тяжёлой аварии, т.к. в атмосфере всё разносится по всему шарику.
К тому же, концентрация блоков в одной местности создаёт риск одновременной аварии даже не на четырёх блоках, как на Фукусиме. а на десятках/сотнях.
Радикальное (и часто обсуждаемое) решение - вынос станций на Луну. Оно красивое, хорошее,
Автор: LAV48 14.7.2017, 12:35
Если не можем предохранить от выхода в ОС - надо адаптироваться к жизни в среде с..
Может быть человечество эволюционирует так, что сможет переживать смертельные ныне дозы.. вот и решение проблемы! И ядерные батарейки в карманах станут привычными
Автор: AtomInfo.Ru 14.7.2017, 13:15
Может быть человечество эволюционирует так, что сможет переживать смертельные ныне дозы.. вот и решение проблемы! И ядерные батарейки в карманах станут привычными
Атомный век ещё в будущем, единственной радиоактивностью на этой планете является природный фон.
Проверка не заняла много времени.
Я – создание будущего, обитатель Галактики, со средой жёсткой радиации.
Моё тело в два раза радиоактивнее фона, замеренного в комнате, в два раза радиоактивнее тел моих приятелей по выпивке.
Да, когда-нибудь генетики найдут способы укрепить наши составляющие, и наши отдалённые потомки будут смеяться над отсталыми предками, которые - подумать только! - боялись приятной и полезной для здоровья радиации.
Но всё это будет потом и увы, не в этой теме.
Автор: Татарин 14.7.2017, 14:06
МГД на обычном топливе требует очень высоких температур. Ионизация в АЗ рабочего реактора достигается неравновесно, в чём и прелесть. Хоть шерсти клок, а с этой овцы урвать.
Не заработал он толком.
Никаких проблем нет. Но при чём тут АЭС? Рано или поздно все мощные генераторы будут СП, КМК.
Не окупится принципиально же, уже теория не даст. Физика же.
В замкнутой системе эксергия не прибывает.
Автор: AtomInfo.Ru 14.7.2017, 14:21
В замкнутой системе эксергия не прибывает.
А внешний подогреватель если поставить?
Автор: Татарин 14.7.2017, 15:25
А смысл?
Количество извлекаемой механической энергии всё равно определяется мощностью и качеством (температурой) источников, перемещая и тасуя тепло от них как угодно, количество извлекаемой энергии увеличить нельзя.
Уменьшить - можно (и в абсолютном большинстве реальных устройств так и будет).
Это же Второе Начало, жестокое и непоборимое.
Разве что техникоэкономически ставить один преобразователь лучше/дешевле, чем два раздельных.
Но теория выигрыша по КПД тут не разрешает.
Автор: Татарин 14.7.2017, 15:30
Внезапно подумалось, что проблемы атомной энергетики забавным образом отражают проблемы ВИЭ.
Главная беда ВИЭ в том, что там очень дорого пытаются собрать рассеянную энергию и гарантировать равномерность её поступлений.
Атом очень дорого пытается рассеять концентрированное низкопотенциальное тепло. И - да - гарантировать то, что оно ТОЧНО и ВСЕГДА будет надёжно рассеяно строго запланированным способом.
Автор: anarxi 14.7.2017, 21:34
Да, когда-нибудь генетики найдут способы укрепить наши составляющие, и наши отдалённые потомки будут смеяться над отсталыми предками, которые - подумать только! - боялись приятной и полезной для здоровья радиации.
Но всё это будет потом и увы, не в этой теме.
не знаю есть ли такая научная теория, но
нутром чувствую , что "рождение человека" переход от обезьян, именно из-за радиоактивности около мио лет назад.
впрочем , если "солнце не потухнет" - мы всего лишь звено.
вирусы то наступают.
Автор: aprudnev 15.7.2017, 6:03
Схема с любыми равновесными реакциями приводит всё к тому же самому ограничению имени Карно.
Хотя это и всё равно прогрессивно, ибо позволяет (принципиально) избежать нескольких границ теплообмена, каждая из которых дорога и теряет эксергию.
Но.
Выигрыш возможен куда бОльший... Вот как с радиолизом воды.
ТД нам говорит, что для разложения воды нужно равновесно иметь 800-1000С. А наличие высокоэнергетичных частиц с эксергией как у плазмы на много миллиардов С делает это возможным даже при комнатной температуре.
Мы выкидываем бОльшую часть тортика просто потому, что едим его неподходящим инструментом. А потом ещё и дорого и сложно мучаемся с утилизацией того, что повыкидывали.
А при чем тут радиохимия? МГД - генерим поток плазмы температурой в десяток тысяч градусов, и преобразуем в электроэнергию с КПД близким к 100 процентам (подозреваю что при использовании сверхпроводимости это более чем возможно). Ну а на выходе уже водогрейку используем... А то глупости - там миллионы кельвинов а мы все в 800 градусов превращаем, вместо того чтобы дать им возможность порезвиться... (По пути, кстати, а эти быстрые осколки деления сами не способны что нибудь полезно поделить? Почему собственно в делении только нейтроны учавствуют? Там же толстые осколки, их и замедлять по идее не нужно, они же и так за счет размеров своих должны качественно соседей раздеталировать?)
С разложением воды кстати тоже ведь идея - этот самый неполезный для здоровья водород - а если его получать специально и сделать полезным для здоровья, тогда ведь наши _запредельные аварии_ становятся нормальным режимом работы, все что нужно это сразу разделить водород и кислород, и дальше хочешь закачивай куда то хочешь разнести подальше две трубы и выпускай в атмосферу хочешь сжигай в виде факела (факел заодно и кучу энергии унесет, не будет проблемы как охлаждать...). А уж водички заливать всегда можно найти неподалеку, главное - эффект _водичка становится гремучим газом_ мы из побочного и вредного сделаем главным и полезным...
Автор: Syndroma 15.7.2017, 9:54
В осколках есть протоны, они не дают близко приближаться к другим ядрам с протонами. Собственно, энергия в ядерном делении получается за счёт того, что когда ядерные силы перестают связывать два осколка, протоны со страшной силой растаскивают их в противоположные стороны. А ядерные силы ослабевают из-за того, что прибытие ещё одного нейтрона делает ядро слишком большим и неспособным бороться со взаимной антипатией протонов.
Автор: Обнинский 15.7.2017, 10:45
Торий. Ториевый цикл. Бланкеты БН могут нарабатывать уран-3 для тепловых. Не новая идея, но назовем тепловые на уране-третьем поколением V.
Автор: Обнинский 15.7.2017, 10:53
Если мы пойдем также как сейчас, с блоками большой мощности (мегапроектами), то будет пункт 9. Слишком большая инерционность, нет интереса или желания экспериментировать с новыми концепциями. Научимся стабильно сдавать по блоку-два в год, считая с зарубежными, поменяем один какой-то элемент системы. Топливо поменяем с МОКСа на нитрид, вот и следующее поколение готово. Тогда увидим и шестое поколение, и седьмое.
Если у нас появится воля к новому, то начинать надо с малых реакторов. В их экономику слабо верится, много их не нужно, но как опытные реакторы они могут поработать в закрытых территорий и где-нибудь на севере. Можно что-то делать на паях с китайцами. Главное, испытать несколько концепций и лучшие из них включить в список перспективных для пятого поколения.
Автор: Обнинский 15.7.2017, 10:56
Еще один пункт. Малые реакторы теплоснабжения. Водные бассейновые. Такие как РУТА. Нет давления, не нужна температура выше кипения, строить можно в городской черте. Заодно сохраним водную технологию от полного вымирания. В СКД верится слабо, а воду лучше бы оставить на всякий случай как запасной вариант.
Автор: AtomInfo.Ru 15.7.2017, 12:10
Да, это вполне возможно. В смысле, что для следующего поколения могут предложить ториевый цикл.
Автор: AtomInfo.Ru 15.7.2017, 12:14
Текущую версию списка прозвучавших в ветке идей добавил в http://forum.atominfo.ru/index.php?s=&showtopic=1243&view=findpost&p=94567 темы.
Автор: AtomInfo.Ru 15.7.2017, 12:15
Хороший вариант.
Автор: AtomInfo.Ru 15.7.2017, 12:19
А вот согласен. Как минимум, в качестве запасного варианта вода должна оставаться на тот случай, если у-нас-не-получится.
Только, думаю, что она и так сохранится. Как минимум, всевозможные судовые/лодочные реакторы ещё очень долго останутся водяными. Не свинец же туда тащить!
Автор: AtomInfo.Ru 15.7.2017, 12:31
Правильно ли я понял, что предлагается ещё до определения целей пятого поколения провести масштабную программу обкатки различных представляющихся перспективными концепций в железе?
Собственно, когда-то в старые добрые времена так и поступали, вспомните, какой зоопарк достался некоторым центрам от XX века.
Проблемы вижу, собственно, две.
1. Банальная - деньги. Мало кто сейчас способен повторять подвиги романтического периода отрасли, слишком дорого встанет.
2. Ещё до начала такой программы нужны освободиться от атавизмов нулевых годов в мышлении. То есть, нужно перенастроиться на результат, а не на процесс достижения результата. Иначе подобная программа может вылиться в гигантскую кормушку без практического выхлопа (будут "изучать", "исследовать", "оптимизировать" и т.д. без железа).
На самом деле, в международном варианте такая программа, может, и имела бы смысл.
Страны берут по 1-2-3 концепции, строят для них исследовательские реакторы и обеспечивают условно полный (в разумных пределах, конечно) доступ к этим проектам со стороны прочих участников совместной программы. Соответственно, и сами тоже имеют доступ на аналогичных условиях к проектам партнёров.
Однако список кандидатов на участие в такой программе невелик, а условия в мире для неё не совсем подходящие сегодня.
Автор: Обнинский 15.7.2017, 17:53
Угу. Именно цикл, а не отдельные реакторы.
Автор: LAV48 15.7.2017, 18:34
А не стоит ли пятому поколению приписать в обязанности замкнутый топливный цикл? Может даже внутренне-замкнутый, т.е. эти реакторы должны быть на топливном самообеспечении.
Автор: Syndroma 15.7.2017, 18:35
Одной отдельной стране будет тяжело обкатать больше одной концепции. Было бы очень хорошо, если бы остальные тоже что-то делали. Китайцы, вроде, не забрасывают ВТГР, ещё бы американцы ЖСР построили. Ну или хотя бы металлическое топливо куда-нибудь поставили.
В России определены приоритеты — натрий и свинец. Кидаться в газ или жидкие реакторы было бы сейчас глупо, а посмотреть на них вживую всё равно хочется.
Автор: Dobryak 15.7.2017, 18:55
нутром чувствую , что "рождение человека" переход от обезьян, именно из-за радиоактивности около мио лет назад.
впрочем , если "солнце не потухнет" - мы всего лишь звено.
вирусы то наступают.
Отвечайте точнее: оно состоялось миллиард 800 миллионов лет тому назад вокруг Окло.
Автор: Татарин 15.7.2017, 19:26
В России определены приоритеты — натрий и свинец. Кидаться в газ или жидкие реакторы было бы сейчас глупо, а посмотреть на них вживую всё равно хочется.
А задам крамольный вопрос: а вот зачем?
Что нужно от атомной энергетики России? Нужно, чтобы:
а) собственная технология обеспечивала все запросы экономики России к ней (ну, то есть - по обеспеченности топливом, по безопасности, по стоимости и т.п.);
б) собственная технология была бы лучшей в мире.
Свинец + пиропереработка - это обеспечивают (ну или обещают обеспечивать).
И вот зачем России чужой ЖСР, тем более такой, чтоб лучше русского свинца?
И тем более зачем России чужой ЖСР, если он хуже своей собственной свинцовой технологии?
...
Наличие всего спектра ядерных технологий - не нужно Человечеству в целом, нужна какая-то одна, более-менее годная. А раз так, то это игра с нулевой суммой, и все баллы в этой игре - относительные. Чем меньше у них, тем больше у нас. И наоборот.
Автор: AtomInfo.Ru 15.7.2017, 19:31
Эффективное использование топлива и минимизация отходов (особенно в долгоживущей части) - это требования уже к IV поколению.
Можно, конечно, разные концепции под это дело набросать, но всё-таки естественнее всего подходит именно замыкание.
Так что, если всё пойдёт как надо, то в замкнутом цикле будут работать реакторы уже IV поколения.
А вот далее... Допустим, удастся-таки сделать самоеды, работающие по сотне лет без перегрузки и сжигающие загружаемый в них на старте природный/отвальный уран на 50%.
Для таких реакторов переработка ОЯТ и замыкание цикла станут бессмысленным с практической точки зрения делом, вот их действительно будет проще захоранивать.
Автор: AtomInfo.Ru 15.7.2017, 19:44
Вот именно, что обещают. А обещать - не значит и далее по тексту.
Поэтому в Прорыве всё-таки есть ещё и натрий.
А Курчатник в своём проекте стратегии вообще предлагает целый зоопарк.
кликабельно
http://atominfo.ru/newsf/m0640_1.jpg
Ставка на одну и только одну технологию - слишком большой риск.
С другой стороны, пытаться самостоятельно освоить целую пачку технологий - гарантированно надорваться.
Поэтому появляются разговоры о сотрудничестве, у которого тоже есть две стороны, и нужно находить правильный баланс между тем, что отдаёшь и что получаешь.
Но, собственно, это совершенно нормально и так отрасль всегда и поступала, и до сих пор это оправдывало ожидания.
Автор: Syndroma 15.7.2017, 20:18
Помимо озвученной подстраховки, ещё никогда нельзя исключать вероятность качественного скачка технологий. Иметь чужой гигагерцовый процессор лучше, чем всем миром пользоваться отличными отечественным килогерцовыми. Ну, то есть, локально конечно денег было бы больше, но качество жизни всё равно было бы ниже.
Если почитать обещалки западных бумажных реакторов, то там уже полдень, XXII век. Понятно, что на фоне такой рекламы FOAK будет полным провалом. Но тут как раз можно будет подсмотреть реальный потенциал технологии и решить, нужно ли это нам.
Человечеству не помешала бы энергия "too cheap to meter". Это создало бы совершенно новый виток технологического развития.
Автор: VBVB 17.7.2017, 2:46
Частное мнение о возможном представителе семейства атомных энергетических реакторов V поколения.
Мне кажется, что это промышленный энергетический ЖСР с производством как электроэнергии, тепла, так и жидкого синтетического моторного топлива впридачу с топливными изотопами для АЭ (плутоний-239 и уран-233).
Должен обладать особенностями:
1) быстрый или промежуточный нейтронный спектр
2) максимальная экономия нейтронов деления
3) расширенный режим воспроизводства топлива (должен нарабатывать топливо и для себя и для "ВВЭРов" на соседних станциях)
4) конструкция и теплогидравлика должна обеспечивать аналог режима естественной циркуляции теплоносителя, т.е. добиться перемещения масс топливного теплоносителя даже без насосов за счет гравитации и изменений плотности топлива с температурой
5) использование модуля термовольтаики для прямого преобразования тепла делящейся жидкотопливной смеси в электричество
6) наличие жидкотопливных бланкетов, позволяющих производить выжигание некондиционного низкокачественного плутония или америция/кюрия.
При этом мощность такого многоцелевого реактора может быть менее традиционного окологигаватного энергоуровня. Для широкого использования таких ЯЭУ в перерабатывающей промышленности и топливно-энергетическом комплексе вполне может быть достаточен уровень тепловой мощности 500-1000 МВт(тепл).
Автор: AtomInfo.Ru 17.7.2017, 8:15
Добавил в список идей.
Автор: AtomInfo.Ru 17.7.2017, 8:29
К слову, не в первый раз уже слышу, что по мощности пора отступать вниз, ставка на сверхмощные блоки в погоне за (руб.,$)/кВт себя не оправдывает.
Правда, говорят в основном о средних мощностях, что-то порядка 600 МВт(э) как оптимум.
Автор: anarxi 17.7.2017, 10:10
В атомной энергетике есть несколько особенностей.
Много бетона (основа под реактор, ГО, и прочее), охрана делящихся материалов, их хранение, их утилизация.
И общая сумма таких затрат практически одинакова , как для реактора в 0.6, так и для 1.2 гига.
Автор: asv363 17.7.2017, 10:11
Зачем годать, 2 дня осталось.
Автор: Syndroma 17.7.2017, 10:24
А я бы наоборот предложил для V поколения сверхмощные блоки 2-5 ГВт мощностью. Скажем, БН-ВТ на 2,5 ГВт. Через 100 лет России нужно будет штук 100 таких блоков. Если по 4 блока на станции, то получается 25 станций по 10 ГВт. К тому времени уважаемый Татарин понастроит сверхпроводящих сетей, и с утилизацией и резервированием такой мощности проблем не будет.
Автор: AtomInfo.Ru 17.7.2017, 10:31
Много бетона (основа под реактор, ГО, и прочее), охрана делящихся материалов, их хранение, их утилизация.
И общая сумма таких затрат практически одинакова , как для реактора в 0.6, так и для 1.2 гига.
Это как раз и есть обоснование для теоретической кривой, в соответствии с которой стоимость установленного киловатта с ростом мощности блока падает.
Интуитивно эта кривая понятна, объективно обоснована.
То есть, если рассуждать как в каком-нибудь компьютерном симуляторе, то ответ однозначен - строй блоки как можно большей мощности.
А если добавить ещё кривую обучения, то результат будет таким - строй АЭС с как можно большим числом блоков как можно большей мощности.
Французы в Индии хотят построить такого монстра, 6*1650. Эта дура способна покрывать потребности приличной страны, миллионов на 10 населения. Апофеоз теории двух кривых.
Но блоки, к сожалению, строятся не в симуляторах, а на земле.
И пошли такие разговоры, пока очень осторожные, что всё-таки сложности проектирования, сооружения и т.п. сверхмощных блоков могут перекрывать выигрыши от кривой по стоимости киловатта.
И что не являются ли более оптимальным выбором блоки средней мощности.
Разговоры пока очень осторожные, я даже не буду выносить в список идей для пятого поколения
У нас, скорее всего, практической проверкой станет Кольская станция, где когда-нибудь средний блок построят. По итогам станет ясно, кто прав.
А пока что тенденция к увеличению мощности блока сохраняется в мировом масштабе. У нас тоже ведь есть мысли про ВВЭР-1800.
Автор: AtomInfo.Ru 17.7.2017, 10:35
С другой стороны, БН-1600 у нас изменили на БН-1200. Тоже ведь неспроста было сделано.
Автор: AtomInfo.Ru 17.7.2017, 10:49
Вообще, подход иметь линейку мощности наверняка сохранится даже в пятом поколении.
Допустим, сделают сети с нулевыми потерями (а точнее, с потерями о-малое от расстояния), но эти сети будут не везде.
Значит, условия будут разные на разных площадках. Соответственно, иметь один только проект по мощности глупо.
Вопрос, до какой верхней мощности будет доходить линейка.
Думаю, что угадать это сейчас невозможно от слова совсем, если принять, что пятое поколение должно быть готовым лет через 50.
Такие параметры всё-таки надо определять уже ближе к внедрению. Сначала нужно бы определиться с фундаментальными требованиями к технологии, а её масштабы - это один из последних по времени пунктов выбора.
Автор: Syndroma 17.7.2017, 10:58
Разумеется, сейчас 10-гигаваттные монстры не нужны. Но ведь мы говорим о горизонтах в 100 лет. Сети явно будут развиваться, даже если и не сверхпроводниковые. Сети, потребители, резервная генерация — всё это будет расти так или иначе.
Одна из сильных сторон ядерной энергетики — концентрированность энергии. Не нужно от такого преимущества отказываться так сразу. Блоки малой мощности — это хорошо и полезно, но они неизбежно будут вынуждены конкурировать с дизелями или даже ветряками. Но вот чтобы локально обеспечить 10-20 гигаватт базовой мощности, это титаническая задача для ветряков.
Автор: AtomInfo.Ru 17.7.2017, 11:04
С другой стороны, снижение мощности блока не равно уменьшению степени концентрированности.
Условно, кто мешает поставить на одной площадке 2*600 вместо одного 1200 (если окажется, что в конечном итоге 2*600 проще/дешевле 1*1200).
Вот она и концентрированность сохранилась.
Автор: AtomInfo.Ru 17.7.2017, 11:07
Вот малые - это другой вопрос.
Идея собирать гигаватт из модулей по 10 МВт... да пусть даже по 100 МВт... она действительно как-то вызывает отторжение на подсознательном уровне. И у них действительно должна быть своя отдельная ниша.
Но средняя мощность - она на самом деле весьма не маленькая.
Автор: Syndroma 17.7.2017, 11:11
Это конечно да, если модульность окажется более выгодной экономически, то в малой мощности отдельного модуля ничего плохого нет.
Только ведь это ещё не доказано, что модульность в ядерной энергетике приводит к удешевлению. Все малые/модульные проекты натыкаются на разного рода сложности, сильно задирающие ценник.
Автор: Syndroma 17.7.2017, 11:17
Если для каждого отдельного модуля нужно городить все те же системы безопасности, что и для гигаваттника, то смысла в таком модуле немного.
А вообще, у нас же сейчас есть яркий пример модульности: парогенераторы БН-600 и БН-800. И проектировщики с гордостью заявляют, что в БН-1200 им удалость избавиться от модульности.
Автор: Ultranauth 17.7.2017, 11:19
Идея собирать гигаватт из модулей по 10 МВт... да пусть даже по 100 МВт... она действительно как-то вызывает отторжение на подсознательном уровне. И у них действительно должна быть своя отдельная ниша.
Но средняя мощность - она на самом деле весьма не маленькая.
Вообще гигаватные солнечные электростанции сегодня набираются модулями по 300 ватт. Этот подход имеет свои значительные преимущества - возможность широкого распараллеливания стройки. Думаю, если бы АЭС можно было бы набирать из транспортабельных "атомных блоков" по 100 МВт, пусть они бы даже были в 2 раза дороже гигаваттников - это было бы интересно.
Другое дело, что у АЭС есть ядерная инфраструктура, выпадающая из серийности - например обращения с ОЯТ...
Автор: AtomInfo.Ru 17.7.2017, 12:07
Не доказано, да. Поэтому обсуждения часто ведутся на уровне "верю/не верю" или вообще "нутром чую". Это плохо.
Автор: AtomInfo.Ru 17.7.2017, 12:15
Вот сразу - минус ловушка.
Для средних блоков даже ярые сторонники ловушки соглашаются с тем, что она не нужна.
Соотв., убираем расходы на её проект, изготовление, логистику/монтаж, а также, о чём часто забывают, освобождаем занимаемый ею объём в гермозоне (а он тоже кой-каких денег стоит).
И вообще, уменьшив мощность, мы сможем больше полагаться на ест.циркуляцию, а это немного развязывает руки конструкторам.
Нет, конечно, сделать золотым или платиновым можно любой проект, долго ли умеючи. Но всё-таки меньшая мощность упрощает задачу, а не усложняет.
Автор: Обнинский 17.7.2017, 12:20
Еще могут сказать убирайтесь под землю. Подземное расположение.
Автор: Обнинский 17.7.2017, 12:23
Второе. Есть смысл подумать как сделать блоки быстровыводимыми. Площадка, отобранная для АЭС, стоит денег. Плохо, что она простаивает после закрытия много десятилетий. Остановили блок, быстро разобрали, увезли и можно строить новый на том же месте.
Автор: Обнинский 17.7.2017, 12:25
Ага! Почему-то считается, что она в параллельном мире стоит, а не в реальных кубометрах.
Автор: AtomInfo.Ru 17.7.2017, 12:42
Могут. Это вполне могут.
Я сам не фанат этого дела, но сторонников у подземных АЭС достаточно.
Так что в список надо включить, да.
Автор: AtomInfo.Ru 17.7.2017, 12:43
Это как раз всяческие модульности должны бы обеспечить.
Сформулирую в более общем варианте и добавлю в список.
Автор: asv363 17.7.2017, 13:06
Другое дело, что у АЭС есть ядерная инфраструктура, выпадающая из серийности - например обращения с ОЯТ...
В принципе я против сравнений на тему мощности на данном форуме генерации разных типов. Тем не менеее, вынужден попросить ув. Ultranauth немного проверить свои данные - сотни ватт и Гигаватты слегка бросаются в глаза. Ежели кто захочет разъяснить мне, что там написано - не возражраю.
Автор: ArS 17.7.2017, 13:35
Хотелось бы подчеркнуть тему масштаба и модульности:
то, что вопрос возможности или невозможности создания _сверхмалого_ автономного модульного реактора ("батарейки") может быть не какой-то дополнительной плюшкой,
а определять возможность существования АЭ _вообще_ в мире "плоской" энергетики.
Автор: Syndroma 17.7.2017, 13:48
А может случиться и так, что мода на "плоскую" энергетику пройдёт через 10-20 лет, когда закончатся субсидии.
Автор: AtomInfo.Ru 17.7.2017, 13:54
а определять возможность существования АЭ _вообще_ в мире "плоской" энергетики.
Это не от нас зависит, а от внешних условий.
Если действительно вся энергетика пойдёт по пути децентрализации, то нам деваться будет некуда. Тогда все разговоры побоку, и главной задачей станет миниАЭС.
Но история технологий - это спираль, а не монотонная функция. То есть, даже в этом случае в какой-то момент идея централизованных больших станций обязательно возродится.
Автор: AtomInfo.Ru 17.7.2017, 13:55
Угу, вполне может.
Автор: ArS 17.7.2017, 14:05
"Мода" через 10-20 лет если и пройдет, то уже оставит изменения с которыми придется считаться.
Автор: AtomInfo.Ru 17.7.2017, 14:10
И это тоже верно.
Автор: Обнинский 17.7.2017, 15:47
Подумалось, откуда 50 лет взялись?
Автор: AtomInfo.Ru 17.7.2017, 16:15
Да ниоткуда особенно. Блиц-опрос провели наших и ненаших. Вариантов ответа было два: "Что пристали?" и "Лет через 50".
Первый для целей ветки не подходит, поэтому выбрали второй вариант.IV поколение должно в идеале прожить где-то лет сто, иначе зачем мы вообще корячимся в этом мире.
Одномоментно его заменить на некое непроверенное V поколение нельзя, значит, пятое должно появиться раньше.
Демонстрация => головной => начало серии - всё это занимает время, десятилетия.
Соответственно, для простоты анализа поделим 100 пополам, то есть, предположим, что к демонстрации пятое должно подойти лет через 50 после старта четвёртого.
На самом деле, это всё очень условно, точность такой прикидки - плюс-минус десятилетия. Точнее мы пока и не скажем, да и не надо.
К тому же, нельзя исключать и вариант, что пятое станет улучшенным четвёртым.
То есть, мы что-то поменяем в технологии и радостно назовём её пятым поколением.
Потом снова поменяем и назовём шестым, и так далее.
В этом случае поколения полетят с такой же скоростью, как... не знаю, с чем сравнить... как версии Windows, например
А почти всё, что здесь сказано, переедет в ветку "Поколение ...цать".
Автор: anarxi 17.7.2017, 20:13
нет конечно.
и ветряки и водяные мельницы - 500 лет.
какашки коровьи и свинячие - несколько тысяч лет ( чтобы получить энергию человеку - нужна ему еда, еду выращивают благодаря навозу- какашкам растет европейская полба или капуста для щей или картошка и много чего еще, тоже благодаря солнцу).
угольной газовой и уж тем более атомной энергетике не более пары сотен лет.
и кто более плоский?
Автор: AtomInfo.Ru 17.7.2017, 21:22
и кто более плоский?
Not even wrong.
С эпохой до исторического материализма сравнивать некорректно.
Автор: aprudnev 17.7.2017, 23:28
Правда, говорят в основном о средних мощностях, что-то порядка 600 МВт(э) как оптимум.
Меня вот как просто _инженера_ очень озадачивает концентрация на _супер мощностях_. По моему, куда удобнее построить 2 блока по 600 мегаватт но с возможностью кросс питания турбогенераторов (или точнее, с общим машинным залом) чем 1 по 1200. Так как если все делать правильно, то и при любом отказе не придется выводить сразу 1200 мощности, и можно будет при отказе ТГ на одном блоке и исправном на другом продолжать работать, и размеры и конструкция проще выходят. Еще бы лучше конечно какие то модульные парогенераторы, мегаватт на 100 каждый, и потом просто их заменять по мере выработки ресурса на новое поколение... Берем 10 модулей получаем ВВЭР 1000, берем 12 получаем ВВЭР 1200, берем 6 получаем ВВЭР 600... появилось новое поколение, начали заменять, по 1 модулю за раз... сохряняя машинные залы и обвязку...
И еще - а возможно ли, на уровне физики, если загрузить в сильные нейтронные потоки современный твэл, додержать его до такого состояния, что все что может поделиться - там поделится, и останутся только безобидные и стабильные изотопы? Почему бы, вместо той концепции что нужно все время удалять выработанные твэлы а потом долго мучаться выделяя там что-то полезное, просто (чисто концептуально) не держать их в потоках нейтронов до тех пор, пока они все там не нивелируют в самое стабильное состояние? Равновесие же когда-то наступит, так вот - какой собственно равновесный состав изотопов будет?
(Альтернативная идея, тоже неплохая, тут проскакивала - жидкое топливо и постоянное удаление из него продуктов распада, так что в зоне всегда чистое топливо. Чем хорошо с жидким топливом - если что, слил его нафиг куда нибудь под реактор, растащил подальше чтобы не получилось критмассы, и спокойно себе охлаждай да хоть жидким азотом хоть водой.... Но я так понял, что удаление продуктов распада на ходу и при их малой концентрации - крайне тяжелая задача?)
Автор: AtomInfo.Ru 17.7.2017, 23:44
Многократно поминаемый Билли Гейтс, то есть, компания "TerraPower" чем-то таким и занимается, в том числе, в Димитровграде на БОР-60.
Естественно, не они это придумали, эта идея идёт ещё от основателей отрасли.
Первая проблема - конструкционные материалы.
Ни один конструкционный материал не выдержит такой флюенс (интеграл от плотности потока нейтронов по времени).
Можно надеяться только на значительное повышение глубины выгорания, но так чтобы поделить весь уран в ноль - нет.
Попутно ещё моменты.
Многие из осколков деления - это газы. И они активны, и есть с большими периодами. То есть, безобидным и стабильным экс-уран не будет.
Автор: AtomInfo.Ru 17.7.2017, 23:50
Инженерная и химическая.
Фильтры. Надо подбирать наборы фильтров, которые будут извлекать из жидкого топлива осколки.
А далее нужна какая-то система обращения с отобранным.
Например, можно оставлять осколки в фильтрах, а потом просто менять фильтры целиком или только их картриджи.
Но тогда придётся фильтры как-то охлаждать, потому что из-за осколков они будут греться.
Задача не то, чтобы тяжёлая. Она может оказаться дорогостоящей, потому что всерьёз направление жидкотопливных реакторов не развивали.
Точнее, пытались сделать это очень давно, и большинство наработок, скорее всего, просто утеряны, и придётся решать её с нуля.
Автор: LAV48 18.7.2017, 2:03
По поводу выжигать топливо до исчерпания делящихся - оно просто нереализуемо, т.к. осколки трансмутируют, а следовательно являются поглатителями нейтрончиков, коих мы не напасёмся... И тут ЖТР реакторы с онлайн переработкой располагают... Попадаем в очень принципиальный "водораздел": или сверх высокие выгорания (батарейки/самоеды), или сверх малые (ЗТЦ). Оставлять ли шанс "обычным" выгораниям в поколении V или оно будет отвергнуто при переходе от IV/IV+? Вполне себе так критерий.
AtomInfo.Ru
Пора дробить список на разделы: технологии топлива, системы управления и защиты, системы преобразования энергии и теплоотвод (три для начала).
Общие слова отделить, чтобы после конкретизации куда-то сформировались.
Автор: AtomInfo.Ru 18.7.2017, 8:05
Общие слова отделить, чтобы после конкретизации куда-то сформировались.
Нечто подобное собираюсь сделать, но попозже. Ещё немного выжду.
Дни и даже недели дела не решают, торопиться некуда, до пятого поколения ещё 50 лет
Автор: Syndroma 18.7.2017, 8:23
Тут основной вопрос — где взять эти сильные нейтронные потоки? У нас есть три способа получать нейтроны в товарных количествах: при делении ядер в реакторах, в ускорителях и при термоядерном синтезе. При этом технически и экономически доступным является только первый способ, в ядерных реакторах.
Мне понравилась мысль, которую я почерпнул на этом форуме, что основной ценностью ядерной энергетики являются нейтроны. Когда мы сожжём весь уран-235 на планете, мы останемся без дешёвого источника нейтронов. И от нас зависит, как мы потратим данное нам богатство. Если просто растеряем нейтроны в тепловых реакторах, то ядерная энергетика довольно быстро сама собой закончится. Если же используем их для приумножения делящегося материала, то урана и тория хватит на тысячи лет.
Поэтому просто так облучать твэлы, в которых накопилось большое количество осколков-поглотителей, наверное, не очень хорошо. Ну и, как уже сказали, оболочка твэла от долгого пребывания в нейтронном потоке вся растрескается, да ещё и распухающее от осколков-газов топливо изнутри её порвёт.
Автор: AtomInfo.Ru 18.7.2017, 8:38
Как предполагается решать проблему миноров и осколков в замкнутом цикле?
Один из вариантов - отделять миноры с частью осколков (долгоживущих) и дожечь их либо в специализированном реакторе, либо ускорителем.
Формально никто не может запретить поставить задачу конструкторам организовать это в рамках одного аппарата (без перегрузок, то есть, той же батарейки).
Оставим в покое вопросы экономики, они скользкие ("Сколько это будет стоить?" "Введут штраф/налог за накопление нептуния, и будет уже неважно, сколько будет стоить его выжигание, его просто придётся выжигать").
С технической точки зрения сдерживающий фактор у всех таких концепций - как я уже сказал, конструкционные материалы.
У нас нет материалов, способных обеспечивать герметичность твэлов при таких выгораниях и дозах в таких условиях (температура, контакт с теплоносителем, позже ещё и контакт с топливом, в котором скапливаются газы).
Я всем всегда советую обратить внимание на то, что практически все западники сейчас очень плотно занимаются именно материалами.
Реакторы они не строят, а вот материалы конструируют. В какой-то из моментов это может сыграть в их пользу.
А отказ от оболочек неминуемо приведёт нас к ЖТР. Ну или, например, к реакторам без теплоносителя (отдача теплопроводностью, конвекцией и т.п.).
Не случайно "TerraPower", начинавшая с концепции долгоиграющего самоеда, "внезапно" заинтересовалась тематикой быстрых ЖСР.
Но жидкотопливные реакторы начнут сильно тормозить по пункту "нераспространение".
Действительно, при таком реакторе есть целая фабрика по выделению осколков из первого контура и обращению с ним.
Поставь дополнительный фильтр - и выделяй плутоний, легко и просто.
Допустим, мы скажем, что нам как ядерной державе это неважно. Допустим, это даже так (на самом деле не так, сильно возрастут наши расходы на физзащиту во всех её проявлениях).
Но есть ещё экспорт, который сразу же существенно осложнится и может даже сойти к нулю.
Значит, придётся содержать ещё какую-то экспортную технологию, у которой будут свой цикл с его предприятиями и т.д.
В общем, не так всё просто в этом мире. О самоедах говорили ещё на первых женевских конференциях по мирному атому, а это ведь 50-ые годы! И до сих пор эта концепция остаётся даже не бумажной - так, повод для разговора за чашкой кофе в курилке из серии "Как бы было бы здорово, если бы мы умели".
Автор: AtomInfo.Ru 18.7.2017, 8:41
Вот здесь внимание!
По большому счёту, нужны не потоки (точнее, плотности потока, н/см2/с), а флюенсы, то есть, интегралы от потоков по времени.
Соответственно, если потока недостаточно, то можно увеличить время работы.
Автор: AtomInfo.Ru 18.7.2017, 8:49
Это действительно так, но мы живём не в вакууме, а в обществе. В разных странах по-разному, но в целом общество (население) нервничает насчёт радиоактивности.
Поэтому вопросы дожигания ненужного (миноры, осколки) будут вставать. Их можно оттягивать, но они будут.
Автор: Syndroma 18.7.2017, 9:07
Там же вроде есть неактивные, но сильно прожорливые по нейтронам осколки?
Автор: AtomInfo.Ru 18.7.2017, 9:21
Насчёт сильных потоков. Не всё так страшно.
Изменение концентрации урана-238 в реакторе, если откинуть экзотические реакции, есть экспонента:
Ro8(t) = exp(-x)
x = sigma8*Ф*t
sigma8, см2 - усреднённое по реактору и по энергиям сечение поглощения нейтронов в уране-238 (в реальности это функция от энергии и, строго говоря, пространственной координаты).
На этот параметр мы можем влиять, изменяя спектр нейтронов - то есть, например, материальным составом реактора.
Ф, н/(см2c) - усреднённая плотность потока нейтронов.
Влиять можем мощностью.
t, с - время.
По хорошему, sigma8 - величина не справочная, а расчётная (потому что усреднённая).
Но если начать брать какие-то характерные для быстрых реакторов величины, то можно убедиться, что в пределах 100 лет (или даже ранее) есть возможность сжечь уран-8 если не полностью, то в значительной степени.
То есть, с точки зрения физики реакторов это возможно, а вот современные материалы такое издевательство запретят.
Автор: AtomInfo.Ru 18.7.2017, 9:27
Если мы говорим о быстрых реакторах, то там аномальных поглотителей среди осколков уже нет.
Прожорливость проявляется в резонансной области сечений (или в тепловой, если у сечения есть резонанс при отрицательной энергии нейтрона).
Если мы уходим по спектру в область быстрых энергий, там резонансы заканчиваются и сечения будут того же порядка, что и площадь поперечного сечения ядра.
Для ориентира, цифры по БНАБ-78 (файл).
В быстрой области у урана-235 сечение деления 1 барн (чуть больше на самом деле, но это для грубой оценки) и сечение захвата 0,1 барн.
А у усреднённого осколка деления сечение захвата 0,1 барн.
Автор: AtomInfo.Ru 18.7.2017, 9:31
Вообще, конечно, дожигать все осколки - это нереально.
Обычно говорят, что надо выделить некоторые из осколков с большим периодом и их каким-то способом трансмутировать.
А остальные - в хранилище или закапывать.
Автор: Syndroma 18.7.2017, 9:47
Две трети осколков вообще стабильные же. Редкоземельные элементы и прочие.
Автор: AtomInfo.Ru 18.7.2017, 9:54
Совсем строго говоря, надо осколки разбирать и направлять в народное хозяйство, кому надо. Включая, кстати, и некоторые активные изотопы.
Наверно, в конце концов так и будет.
Автор: LAV48 18.7.2017, 13:18
Кто/что мешает накапливать миноры в склад, для будущих проектов, технологий?
Всё выделяемое тепло надо пускать в дело, т.е. хранилища материалов нужно обустраивать в замкнутые экосистемы, сильно горячее - производство ЭЭ, тёпленькое - на циркуляцию теплоносителя пусть работает, самое низкотемпературное - греть воду, для теплиц и прочих хозяйств (представим себе отапливаемую бухту в северных широтах
). Давайте вот будем немножко о себе думать, "снаружи" нам только санкции пока "импортируют". Если мы у себя замыкаем цикл и строим V, то это не значит, что кому-то мы тоже будем строить V. Думается такими темпами на экспорт будут идти только "батарейки", за то их можно поставлять много и дорого (они же всё так же будут в кредит).
Автор: Syndroma 18.7.2017, 13:34
Плохо, что у тяжёлых металлов много активных изотопов. А у палладия ещё и долгоживущий есть. Двумерно бы их разделять.
Автор: generalissimus1966 18.7.2017, 13:38
когда родий стоил дороже 4000 долларов за унцию, всерьёз обсуждались способы добычи его из ОЯТ, сейчас, после кризиса, цена на него так и не восстановилась, и он стоит дешевле 1000 долларов за унцию, и это неперспективно...
Автор: AtomInfo.Ru 18.7.2017, 15:14
А мы о себе и думаем.
Экспорт в 90-ые оказался той штукой, из-за которой наша российская отрасль, в общем-то, и спаслась, выжила.
Причём, как видно, у нас сейчас, мягко говоря, непросто, но у других-то стран в отрасли вообще корова сдыхает.
(Гео)политика (гео)политикой, но иметь запасной фронт работ на всякий случай оказалось полезно.
И отрубать его напрочь сильно нежелательно.
Автор: LAV48 18.7.2017, 15:28
Повторение 90х не допустимо. Если уж мы говорим о высоком в атомной отрасли, то и "политику" надо поднимать на высоту.
Собственно это всё будет возможно лишь если победит здравый смысл, а предпосылок (в виде нормального образования) не видно, увы
Автор: aprudnev 18.7.2017, 21:15
Мне понравилась мысль, которую я почерпнул на этом форуме, что основной ценностью ядерной энергетики являются нейтроны. Когда мы сожжём весь уран-235 на планете, мы останемся без дешёвого источника нейтронов. И от нас зависит, как мы потратим данное нам богатство. Если просто растеряем нейтроны в тепловых реакторах, то ядерная энергетика довольно быстро сама собой закончится. Если же используем их для приумножения делящегося материала, то урана и тория хватит на тысячи лет.
Поэтому просто так облучать твэлы, в которых накопилось большое количество осколков-поглотителей, наверное, не очень хорошо. Ну и, как уже сказали, оболочка твэла от долгого пребывания в нейтронном потоке вся растрескается, да ещё и распухающее от осколков-газов топливо изнутри её порвёт.
А что остается в пещере от исходного уранового ядра, при термоядерном подземном взрыве? Там то нейтронов выше крыши! наверняка ведь все меряли и весьма дотошно...
(Кстати, всегда будет старый добрый способ термояда - пещера поглубже, взрываем термояд мегатонны так на 2, используем тепло, как кончилось, взрываем следующую бомбу... Идею мне еще отец рассказывал в старые добрые 60-е, не просто так...
- не знаю откуда он ее взял, может из какой нибудь Техники-Молодежи или из Знания - Сила ?)Автор: anarxi 18.7.2017, 22:14
Собственно это всё будет возможно лишь если победит здравый смысл, а предпосылок (в виде нормального образования) не видно, увы
спасет только мощное извержение вулкана, которое опустит и солнце и какашки... иначе никак.
у России только 2 преимущества в ядерной энергетике- винтажной области - старая школа и огромная территория , где можно захоронить радиоактивную грязь.
природу ведь не обманешь, раз заложен полураспад на 24000 оборотов вокруг звезды ничего не сделаешь.
Автор: arcanist 18.7.2017, 22:49
ну и опыт промышленной работы с быстрыми реакторами в течении 50 с гаком лет. Но это так, мелочи
Автор: asv363 19.7.2017, 2:05
Вы, anarxi, гражданин РФ? Или всемирный эксперт-эколог в области атомной энергетики?
Автор: Обнинский 19.7.2017, 9:02
В этом есть здравое зерно. Но так стоит поступать только если поколения близки по технологиям. Хотя была и другая идея: поставить на Нововоронеже СВБРы в здания ВВЭР с тем же машзалом.
Автор: AtomInfo.Ru 19.7.2017, 9:24
Упрощённая смена поколений? Да, в этом что-то есть. Добавлю.
Автор: ArS 19.7.2017, 11:00
Ну и еще аспект (раз уж мы говорим о 50-100 годах): разнообразие возможностей использования реактора - это еще и возможность применения военный / гражданский.
А военный в этой перспективе, какие бы соглашения не писались, и как бы к этому ни относиться, будет означать "космический".
Со всеми вытекающими для потребления, безопасности, ремонтопригодности и т.д. и т.п.
Автор: AtomInfo.Ru 19.7.2017, 11:59
А военный в этой перспективе, какие бы соглашения не писались, и как бы к этому ни относиться, будет означать "космический".
Со всеми вытекающими для потребления, безопасности, ремонтопригодности и т.д. и т.п.
Добавил в список идей, но здесь, на мой взгляд, возможна некоторая развилка.
Технологии могут идти рядом, а могут и разойтись.
Если имеем гражданский реактор, у которого есть военный близкий родственник, то плюсы этого понятны.
Но возможен и вариант своего рода развода, при котором военные проекты выберут свой путь и полностью уйдут в тень.
Сейчас они ещё немного отсвечивают в мирной, условно открытой части.
Развод имеет смысл с точки зрения экспорта. При разводе экспорт никак не будет связан с военными ноу-хау.
Минусы тоже понятны - например, придётся поддерживать две разных технологии.
В общем, здесь предсказывать сложно.
Но иметь (хотя бы) про запас некие технологии исключительно для военных смысл есть.
Автор: Татарин 19.7.2017, 22:01
Тут был уже интересный вопрос насчет комплексирования - развязки разных компонтент. Практически во всех отраслях промышленности исторически, сам собой победил именно этот подход: не паровая машина при станке, а электростанция-сети-электродвигатель станка. Не предприятие, делающее гайки из руды, а отдельно ГОК, отдельно сталеплавильное, и отдельно - гайкоделы. Изолированные на некой ступени передела от дальнейшей цепочки и взаимозаменяемые.
Мы переходим на электродвижение даже на кораблях (вместе дизеля с винтом - дизель-генератор-мотор-винт) и на тепловозах.
Что у нас есть (в привычной нам АЭС)? Есть ядерная грелка, дающая полезное горячее тепло. Есть системы безопасноти и управления. И есть преобразователь тепла в электричество. У каждой системы есть свой наиболее выгодный масштаб и наиболее выгодная серийность.
Так можно спросить: а кто нам записал в скрижали, что на одну грелку размерности Р мы должны иметь одну систему безопасности, одну систему управления и одну тепло-механически-электрическую часть?
Пусть у нас ядерные грелки удобной для безопасности размерности стоЯт в удобных по размеру зданиях и работают на несколько машинных отделений. Пусть их будет n по удобной размерности P и пусть у нас будет к привычной размерности турбин. Пусть у нас на всю АЭС будет столько систем управления (каждая способна управлять комплексом при надобности) и безопасности, сколько надо.
Вопросы КИУМ, безопасных ремонтов, перезагрузки, маневренности, технически удобных размеров и экономически удобной серийности при этом решаются сами по себе.
Не, ну вправду: почему отказ ГЦН первого блока вызывает тотальный фейл, если ГЦН второго, третьего и четвертого - исправны?
Умно ли мы поступаем, придерживаясь исторической традиции "делать собственные незаменимые гайки на каждом автозаводе"?
Может быть, пятое - это в том числе отказ от традиции жестко проектировать генератор под источник тепла, а источник тепла - под генератор? Договорились же мы как-то раз о том, что все утюги России работают от 220В, и неважно, от какого топлива эта энергия? Договорились же мы не делать двигатели под каждое месторождение нефти, а производить некий бензин с оговоренным октановым числом 95? (...а также 92 и 98).
Почему мы не можем развязать (в смысле, совсем, хорошо так развязать) ядерную часть от термодинамическо-электричской?
И оставить себе все радости жкономики и поэтапных апгрейдов.
...пусть это - фантазия в некоем абстрактно-мировом масштабе, но внутри одной головы и одного предприятия достичь консенсуса-то можем?
Автор: AtomInfo.Ru 19.7.2017, 22:18
Хм...
БН-350 работал с общим машзалом с ТЭЦ.
Турбины были всё-таки у каждого свои, а вот водный цикл, например, был общий.
Плюсы от совмещения были. Но были и минусы - например, проблема с водой затрагивала сразу и ТЭЦ, и АЭС.
Автор: VBVB 26.7.2017, 1:12
Эти же мысли плотно сидели в головах инженеров, разработавщих в свое время реакторы-наработчики. В большинстве этих реакторов экономия нейтронов ставилась во главу угла, поскольку целью была наработка наибольших масс пригодного для ЯО плутония с максимизированной долей плутония-239. Позднее при промнаработке трития вопрос экономии нейтронов тоже вставал плотно.
Но в гражданских ЯЭУ экономия нейтронов никогда не ставилась во главу угла, за исключением может только некоторых ледокольных реакторов первого/второго поколения. Но эти реакторы скорее не гражданские.
В энергетических промышленных ЯЭУ кучи разных нейтронных поглотителей специально в топливо и теплоноситель вводят для управляемости и сглаживания скачков реактивности. Об экономии нейтронов в промышленной энергетике никто задумываться не хочет, ибо экономия эта приводит к усложению управления ЯЭУ и потенциальному снижению безопасности.
Вообще, есть мнение, что при расмотрении новых проектов перспективных ЯЭУ вопрос эффективной утилизации нейтронов деления должен быть одним из приоритетов. Иначе это было бы равносильно ситуации если бы газ на теплооэлектроцентралях отказались бы сжигать в парогазовых установках с КПД 60%, а волюнтаристски сжигали бы в примитивных газотурбиных установках с КПД около 25%.
А в тех же ВВЭРах сейчас имеем, что вместо потенциального коэффицинта воспроизводства ядерных делящихся изотопов под 80% имеем КВ на уровне менее 40%. А при переходе к обогащению топлива более 5% и увеличению выгорания КВ таких ВВЭР будет стремиться к величине 0.3 с учетом пропадания плутония-241 во время хранения в ОЯТ.
На тех же древних ПУГРах типа АДЭ-2 с выработкой промышленного тепла и электроэнергии КВ составлял около 0.67-0.7. Но они же прародители РБМК...
Автор: VBVB 26.7.2017, 1:19
Кто/что мешает накапливать миноры в склад, для будущих проектов, технологий?
Нежелание смотреть вперед и проявлять заботу о потомках.
Если бы СССР не оставил бы РФ кучу ВОУ, то чтобы мы делали с топливом для АПЛ/ледоколов и энергетических ЯЭУ?
Если бы СССР не оставил бы РФ кучу оружейного и выделенного топливного плутония, то о каких проектах БНов/БРЕСТов можно было бы заикаться?
А что сейчас значимого делается для потомков в области ЯТЦ?
Автор: VBVB 26.7.2017, 1:32
И оставить себе все радости экономики и поэтапных апгрейдов.
Логично.
Для промышленных ЯЭУ средней и малой мощности вполне напрашивается подход перехода на комплекс ЯППУ+турбогенерирующий комплексный агрегат.
Вполне можно использовать модульный принцип в компоновке АЭС в противовес продвигаемому конверсионнному интегральному подходу в интегральной компоновке малых/средних ЯЭУ.
Тогда можно и АЭС малые/средние осмысленно строить с возможностями относительно быстрой замены центральной ЯППУ(как на ледоколах) в ходе жизненного цикла или с возможностями быстрых переходов на турбомашинерию новых поколений.
Стоял бы, например, на такой АЭС какой-нибудь ВВЭР-С/300, а потом его бы заменили на СВБР-300.
Автор: asv363 26.7.2017, 2:11
Вполне можно использовать модульный принцип в компоновке АЭС в противовес продвигаемому конверсионнному интегральному подходу в интегральной компоновке малых/средних ЯЭУ.
К сожалению, энергетическая эффективность подобного сочетания сомнительна. Из-за двух ТГ и остальногого хозяйства.
Стоял бы, например, на такой АЭС какой-нибудь ВВЭР-С/300, а потом его бы заменили на СВБР-300.
Конечно СМР - занятие увлекательное, но убыточное изначально. Хотя, конечно СВБР-100 был привлекательным проектом.
Автор: Syndroma 26.7.2017, 7:45
Разделали первую сборку ВВЭР-1000.
Автор: Дед Мороз 26.7.2017, 10:15
Если бы СССР не оставил бы РФ кучу ВОУ, то чтобы мы делали с топливом для АПЛ/ледоколов и энергетических ЯЭУ?
Если бы СССР не оставил бы РФ кучу оружейного и выделенного топливного плутония, то о каких проектах БНов/БРЕСТов можно было бы заикаться?
А что сейчас значимого делается для потомков в области ЯТЦ?
Справедливости ради, СССР старался вовсе не для потомков. Куча ВОУ и плутония оказались "лишними" вследствие политики разоружения горячо любимого многими Горбачёва. Так что, благодарить нужно Михаила Сергеевича.
Автор: generalissimus1966 26.7.2017, 12:33
А как же РБМК? Откуда там взялись графитовые секции на органах регулирования?
Правильно. Задача экономии нейтронов в тепловых реакторах почти всегда входит в противоречие с управляемостью и безопасностью. Выше вы сами про это же и писали.
Автор: generalissimus1966 26.7.2017, 12:39
Отнюдь. Термоядерный синтез aka "Котёл взрывного сгорания" технически и экономически доступен уже сейчас. Недоступен политически, это правда. Но, если бы прижало, использовать его, как наработчик, больших проблем бы не составило.
КВС на дейтерии достаточно дёшев. Среди разработок промышленных ЯВУ были ТЯ устройства на сжатом дейтерии. Конечно, там требовалась инициация. Но это обходимая проблема.
К тому же, сжечь "весь" уран-235 крайне затруднительно. Даже при содержании его в хвостах 0,1% всегда можно попытаться их докрутить. Понятно, что, чем дальше, тем это будет дороже, но, по мере совершенствования центрифуг, вполне осуществимо технически.
Автор: Татарин 26.7.2017, 14:16
КВС на дейтерии достаточно дёшев.
Нет, недостаточно. ЯВУ - слишком дорогое устройство в пересчёте на кВт*ч. Грубо, 1кВт*ч ~= 1кг ТНТ. 1кт ~= 1ГВт*ч(т) ~= 0.6М рублей по отпускным ценам АЭС в предположении неслабого для КВС КПД в 33%.
То есть, 20кт - около 600 000 р. Сомнительно, что дейтериевое ЯВУ из "грязного" фонящего материала можно собрать за такую сумму (ЯВУ гораздо сложнее ядерного топлива для реакторов, а "чистое" ЯВУ - ещё сложнее), я бы накинул 1.5-2 порядка сразу.
И это - только топливо.
А учитывая монструозность установки и сложность обслуживания самого КВС, явно, что топливная составляющая в его энергии не будет доминировать...
Нет, это будет ну очень дорогое удовольствие.
Автор: generalissimus1966 26.7.2017, 14:47
А вот инженеры, обосновывавшие экономику котла взрывного сгорания, считают, что он может быть дешевле энергоблоков поколения 3+
То есть, 20кт - около 600 000 р.
Естественно, оптимальная по деньгам мощность единичного заряда составила 150-180 кт, и сделать ТЯ устройство с меньшим энерговыходом - значит, заранее закладываться на неоптимальность.
И это - только топливо.
Дейтериевое, причём, очень чистое ЯВУ (92% энерговыхода - синтез) мощностью около 150 кт было испытано в программе т.н. "мирных ядерных взрывов". Основная проблема - разработчики отказались гарантировать долговременную прочность конструкции под давлением несколько сот атмосфер (вроде бы 330, но эти данные получены из недостоверного источника), и его пришлось накачивать на месте. Расход плутония на первичный узел был около 2,5 кг - можно было бы чуть меньше, но тогда инициирующий узел получался дороже. Насчёт грязного энергетического плутония ничего сказать не могу - такой задачи не ставилось.
А вот задача выжигания долгоживущих изотопов, но в мишенях внутри котла, а не в самом ЯВУ, ставилась.
Наоборот, затраты на капиталку сильно меньше, чем у традиционных энергоблоков. Правда, не везде можно КВС устраивать - нужны скальные породы с определённым составом и т.д. И затраты на текущее обслуживание получаются несколько меньше.
Монструозность нынешних традиционных энергоблоков почему-то привычно недооценивается, а, ведь, она уже зашкалила за любые разумные пределы. БН-1200 можно построить за 10 лет, если напрячься. КВС можно построить существенно быстрее.
Вообще-то, я ни разу не апологет КВС, просто, на случай "скончания" урана-235 это видится вполне возможным вариантом для восстановления нейтронного баланса.
Автор: Syndroma 26.7.2017, 14:54
А вот, кстати, насколько может быть дёшев и эффективен термоядерный нейтронный генератор? Если условия энергопрофицита термоядерной реакции не стоит.
Автор: Татарин 26.7.2017, 14:58
180кт - это уже совсем иные размеры этого КВС с нереальной оптимальной (оптимальной для осмысленного КИУМ) УМ. Для 15кт ЯВУ средняя мощность была, НЯП, 20ГВт(э), 60ГВт(т) - 40 взрывов в час. Страшно представить, что требуется под 180кт. А ведь проблемы системы растут с мощностью единичного ЯВУ, а не падают (хотя коэффициент термоядерности и растёт - тут да).
Утилизация делящихся (и, ессно, очень грязных и фонящих) материалов из КВС - необходимость, потому что "расход" определяется не выгоранием. Бомбе нужно несколько кг плутония даже если при взрыве выгорит менее 100г.
Просто представь себе радости сбора материала из КВС и последующей радиохимии...
Ну и всё равно, уложить даже в 100000$ 180кт ЯВУ с дейтерием высокого давления и высокофоновым плутонием - это, всё-таки, нужно суметь. А ведь это - лишь нижняя граница стоимости, при которой вся цена энергии равна строго цене топлива.
При нулевой стоимости всех капитальных сооружений, обслуживания и вообще всех прочих OPEX.
Не. Очень это дорого. Ну на самом деле - ну очень.
В реальном мире всему этому есть куда более дешёвые альтернативы (причём, простые, надёжные, не грязные и не опасные и т.п.).
Автор: arcanist 26.7.2017, 14:59
при текущих технических возможностях - астрономически дорог. Высокоэнергетические нейтроны жгут всё подряд в токомаках, на инерционном синтезе пока не удается добиться альфа зажигания. по поводу мю-катализа - не могу сказать
Автор: Ultranauth 26.7.2017, 16:04
Сложно сказать, особенно в связи с тем, что должен же быть и потребитель нейтронов - какой конструкции он будет?
Теоретически тут довольно интересно смотрятся схемы на открытых ловушках и FRC, но есть ощущение, что все равно адски сложно получится, например катушки соленоида под потоком нейтронов 10^14 н*cм^-2*с-1 - как их сделать?
Автор: Syndroma 26.7.2017, 16:23
А всякие дырявые устройства типа фьюзоров и поливеллов?
Автор: Syndroma 26.7.2017, 16:30
Википедия пишет:
Автор: arcanist 26.7.2017, 16:39
с моей точки зрения, самым перспективным источником нейтронов является всё таки инерционный синтез, поскольку сложная техника и повреждающий поток нейтронов пространственно разделены. кпд лазеров растёт, и то, что раньше казалось нереальным при ламповой накачке, становится обыденностью для полупроводниковых лазеров. Опять таки, в случае непрямого зажигания задача гибридного синтеза/деления становится обыденностью - изготавливаем хохлаум из урана/тория/ма
Автор: Ultranauth 26.7.2017, 17:02
Не знаю, что вам там перспективным кажется: Q (тоже немаловажный параметр даже для нейтронного источника) в районе десятитысячных долей, принципиальная импульсность, дорогое топливо.
Полупроводниковые лазеры - это замечательно, но пока очень, очень далеко по мощности от лазеров на неодимовом стекле. Волоконные лазеры с светодиодной накачкой выглядят лучше, но это тоже другой класс пока. Тупик.
Автор: Ultranauth 26.7.2017, 17:08
Не разу не встречал коммерческих фузоров, вообще у них кондуктивные потери очень высоки - кажется небольшой линак принципиально лучше, раз он по сути везде используется. Просто фузор - сам себе газовая мишень с рекуперацией энергии ионов.
Что касается поливэллов, то мне кажется, что это очередной кружок фанатов, как по многим термоядерным концепциям. История EM2 намекает - как только navy устал их кормить, так сразу они заговорили о потрясающих результатов, хотя за 15 лет до этого не сумели сдвинуться с места...
Не зря все же, профессионалы из всяких ВНИИА и LANL сосредоточились либо на dense plasma focus'ах, либо на минилинаках (доведя последние до 10^13 н/с), не смотря на умозрительные преимущества реактора с конфайментом.
Автор: arcanist 26.7.2017, 17:22
Полупроводниковые лазеры - это замечательно, но пока очень, очень далеко по мощности от лазеров на неодимовом стекле. Волоконные лазеры с светодиодной накачкой выглядят лучше, но это тоже другой класс пока. Тупик.
я наверное неправильно выразился. Они мне кажутся более перспективными чем тот же самый токомак. В конце концов, КПД лазеров пока растёт так что есть какая то надежда - особенно если сравнивать такую систему с адски сложным вакуумным токомаком размером с футбольное поле, набитым высокосложной техникой при температуре в пару кельвинов - ещё и с рециркуляцией трития/литиевыми бланкетами/нейтронной светимостью как пара БН
Про Z машину вот тоже чё то давно не слышно - не к добру это. Думается мне, амеры что то замышляют
Автор: Татарин 26.7.2017, 17:25
Теоретически тут довольно интересно смотрятся схемы на открытых ловушках и FRC, но есть ощущение, что все равно адски сложно получится, например катушки соленоида под потоком нейтронов 10^14 н*cм^-2*с-1 - как их сделать?
Ну, строго говоря, поток нейтронов "на катушки" в "чистом" ТЯ на порядок больше (и с почти на порядок бОльшей энергией), чем в гибриде.
Урановый бланкет с отражателем качественно не так уж отличается от чисто-поглотительного литиевого. Отличия только количественные, и они скорее в пользу гибрида: при том же съёме с бланкета меньше требуется ТЯ-нейтронов (на порядок-полтора), соотвественно - меньшие требования к плазме, соответственно - к полю, соотвественно - к катушкам.
Тут, скорее, беда в том, что "термоядерные" сложность и стоимость "гибрида" сочетается со всеми известными минусами и термояда, и АЭС. Ну, кроме ядерной аварии с разгоном... да и то - с оговорками.
То есть, платим и по части термояда, и по части АЭС - почти столько же, а на выходе получаем систему, которая не сильно лучше чистой АЭС и не сильно дешевле чистой ТЯЭС...
Разве что, можно надеяться, что ТЯ-часть настолько упростится, что гибрид будет дешевле, чем БР.
Автор: Татарин 26.7.2017, 17:32
Про Z машину вот тоже чё то давно не слышно - не к добру это. Думается мне, амеры что то замышляют
Беда в том, что для инерциального ТЯ нужны импульсные лазеры с малым временем импульса.
Это принципиальная разница: для короткого импульса всю его энергию нужно запасти в возбуждениях активной среды лазера. Причём, в короткоживущих возбуждениях (коэффициенты Эйнштейна, всё такое).
А из этого следуют сразу две вещи: плотность запасания энергии очень маленькая (то есть, нужно много дорогостоящей АС на каждый джоуль), и закачивать её нужно быстро (то есть, малый КПД сам по себе, и нужно ещё одну ступень менее быстродействующих "запасателей" дикой мощности и ёмкости).
Вот и получается вместо "сложного вакуумного токамака" - моструозный NIF, набитый тоннами хайтечного неодимового стекла с нанометровой точностью.
Традиционный выбор десерта из корнеплодов с невысоким содержанием сахаров.
Автор: Татарин 26.7.2017, 17:37
DPF - можно рассматривать одним из видом инерциального удержания. Фузоры нынче тоже с катушками лепят (ну, те, кто хоть на сколь-нить вменяемой основе ими занимается, даже со всеми оговорками насчёт вменяемости).
Автор: arcanist 26.7.2017, 17:47
а Z machine чем плоха при таких раскладах?
Автор: Syndroma 26.7.2017, 17:53
Позвольте несколько тезисов вбросить:
Устройство, бесперспективное в плане настоящего термояда, вполне может оказаться интересным как источник нейтронов.
Нам не нужно много нейтронов. Если термоядерный источник сможет выдавать на уровне запаздывающих нейтронов, то ему уже найдётся применение. Например, для ЖТР, у которых с запаздывающими туго.
Автор: aprudnev 27.7.2017, 0:42
Утилизация делящихся (и, ессно, очень грязных и фонящих) материалов из КВС - необходимость, потому что "расход" определяется не выгоранием. Бомбе нужно несколько кг плутония даже если при взрыве выгорит менее 100г.
Просто представь себе радости сбора материала из КВС и последующей радиохимии...
Ну и всё равно, уложить даже в 100000$ 180кт ЯВУ с дейтерием высокого давления и высокофоновым плутонием - это, всё-таки, нужно суметь. А ведь это - лишь нижняя граница стоимости, при которой вся цена энергии равна строго цене топлива.
При нулевой стоимости всех капитальных сооружений, обслуживания и вообще всех прочих OPEX.
Не. Очень это дорого. Ну на самом деле - ну очень.
В реальном мире всему этому есть куда более дешёвые альтернативы (причём, простые, надёжные, не грязные и не опасные и т.п.).
все таки, а какие там сложности то? Скважина на пару километров, там пещера в скале. Взрываем, тепло используем, взрываем еще раз... все что там лишнего осталось - будет дальше нейтронами добиваться, до состояния когда уже делиться некуда. 2 км под землей ну или 1. Никаких систем аварийного расхолаживания и прочей чуши не требуется, отказывать нечему, при том ТВЭЛы по совместительству являются заодно и ядерными боеголовками... и военные довольны и гражданские
Автор: arcanist 27.7.2017, 1:55
ну вроде бы всё ответили - бомбы дорогие, тепло из этой ямы непонятно как утилизировать, радиация попрёт оттуда, неясно как возвращать в систему неподелившийся плутоний (мы же хотим синтезом основную энергию получать).
Автор: Ultranauth 27.7.2017, 10:16
Z-machine всем хороша, кроме далеких от Q=1 показателей. Посмотрим, в этом году должна быть вторая серия экспериментов MagLIF на ней, возможно, что и получится каменный цветок, 3 года назад были довольно обнадеживающие результаты.
Автор: Ultranauth 27.7.2017, 10:21
Смотря как гибрид выглядит. Если катушки снаружи бланкета - то нет, не больше, а наверное и там и там одинаково (т.е. будет защита). Это, скажем Демо-ТИН. А вот если катушки внутри реактора получаются, как в проекте Аржанникова и Томского политеха, то все, баста.
То есть, платим и по части термояда, и по части АЭС - почти столько же, а на выходе получаем систему, которая не сильно лучше чистой АЭС и не сильно дешевле чистой ТЯЭС...
Разве что, можно надеяться, что ТЯ-часть настолько упростится, что гибрид будет дешевле, чем БР.
Тут полностью согласен.
Автор: Татарин 27.7.2017, 11:30
ПП-лазеры - это принципиально иной класс устройств с похожим названием, но совсем иными характеристиками.
Качество их излучения в целом очень низкое - и по качеству луча, и по времени когерентности. Плотность накачки у них прекрасная, ограниченная размерами перехода, но это же и минус, потому что из всего объёма прибора работает только переход, то есть, опять возникает некое подобие "инженерной плотности мощности", и она тут мала.
(К слову "светодиодная" накачка в более-менее мощных волоконных лазерах - обычно ПП-лазеры или сверхлюминесцентные СД (ну, по сути, тоже лазеры, но "недоделанные", без качественного резонатора и потому дешевле, чем "честные"). Так выходит дешевле (выше КПД и меньше проблем)).
И волоконные лазеры не катят для лазерного термояда опять же принципиально: в силу своей природы они не могут работать с широким спектром, а резкий фронт (привет, Фурье!) - это именно широкий спектр. Волоконные лазеры хороши чугуний распиливать, но у лазерного ТЯР сейчас - ну очень жёсткие требования по пространственной и временной плотности энергии
Автор: AtomInfo.Ru 27.7.2017, 11:44
То, что не успели в СССР.
БН-1200 как равноправный (по затратам) участник энергетики.
MOX в проммасштабах.
(именно делается, а не сделано).
А также понимание процессов, происходящих в нитридном топливе при параметрах, характерных для большой энергетики.
Автор: Татарин 27.7.2017, 11:44
Ну, хотя бы с тем, что она не работает, как задумано. Как недостаток покатит?
Там обнаружились какие-то новые плазменные проблемы - какие-то неустойчивости, перетяжки: энергию вкачивают нормально, теория обещает приличный бах, а на выходе - пшик. Токамаки доросли с настольной игрушки до ИТЭР именно в борьбе с подобными проблемами, так что вряд ли от этого можно отмахнуться как от временных технических трудностей. Может быть, и временные... а может быть - и нет.
Ну и, КМК, слишком много в Z-машине рекордного, и слишком много одноразового, при небольшой ожидаемой энергии импульса, чтобы считать это хорошим прототипом для реальной электростанции будущего. Скажем, замена мишени занимает часы (и это без радиоактивности в камере, просто замороки с контактами на мегаамперы), а заменяемые части - многие килограммы. А для 1МВт(э)/3МВт(т) станции нужно менять по 3 мегаджоульных мишени в секунду.
Если бы вдруг она начала хорошо стрелять, инженеры бы встали в ту ещё раскоряку.
...и, КМК, опыт всей ядерной техники говорит, что "То, что начинается хорошо и просто, заканчивается плохо. То, что начинается плохо, заканчивается ещё хуже"(с). То есть, надеяться, что та же проблема со сменой мишеней как-то сама рассосётся - неправильно.
Автор: Татарин 27.7.2017, 11:46
Ну, катушки всё равно надо защищать. Нейтроны деления (в меньшем количестве) с этой точки зрения интереснее, чем ТЯ-нейтроны (в бОльшем количестве).
Автор: Татарин 27.7.2017, 11:52
На таком уровне просто закопаные на 500м под землю завод МОКС + 2 блока БН с промежуточным теплоотводом в грунт выглядят ещё оптимистичнее.
Автор: AtomInfo.Ru 30.7.2017, 20:56
Если рассматривать с этой точки зрения, то к этому критерию приближается БРЕСТ, где выбран довольно спокойный к нейтронам теплоноситель, а за счёт КВа устранён запас на выгорание.
Строго формально, мы должны бы получить это в IV поколении, а не в пятом. Если, разумеется, не будем тормозить.
Автор: AtomInfo.Ru 12.8.2017, 11:04
Проект реактора V поколения от будущего специалиста 11 лет от роду
В меньшей интенсивно бегают заряженные частицы (андронный коллайдер).
В большей - вода, которая одновременно охлаждает коллайдер и нагревается сама.
А потом крутит турбину и далее, как обычно.
А чтобы частицы слишком сильно не нагревались, им, если слишком быстро бегать будут, ставят заслонку (и тогда они "мордой апстену").
А потом убирают - и побежали дальше.
Автор: Дед Мороз 12.8.2017, 11:56
Для 11-летнего - вполне годно. У нас многие взрослые куда более примитивно мыслят 😀
Автор: AtomInfo.Ru 12.8.2017, 13:05
Идею внешнего теплоносителя (теплоноситель во втором контуре, а не в первом) будущий специалист
схватывает.Осталось понять, от чего частицы в первом контуре нагреваются
Автор: Syndroma 12.8.2017, 13:10
Термояд же. Заслонка — дивертор.
Автор: LAV48 12.8.2017, 13:53
В первом предложении чувствуется "методическая погрешность", ну не оперируют школьники словом "диаметр".
Автор: AtomInfo.Ru 21.8.2017, 15:16
Пока Тяньвань молчит, заметка на полях.
Конечно же, не у нас на форуме это придумано.
Но я как-то раньше не задумывался, насколько стар этот тезис.
Оказывается, первым документом в нашей стране, в котором был поднят вопрос о ценности нейтронов, можно считать письмо Курчатова Сталину (1951 год!).
Письмо, как мне сказали, несколько лет назад было где-то опубликовано.
Курчатов в письме поставил вопрос ребром - нам нужны нейтроны для производства горючего из сырья.
Добывать нейтроны он предлагал не из реакторов, а из ТИНов, и именно способность термояда производить нейтроны он посчитал его главным преимуществом.
Автор: vkadomski 15.9.2023, 9:30
Тем временем Немецко-Канадско-Руандский Dual-Fluid называет свой реактор 5ым поколением https://dual-fluid.com/wp-content/uploads/2022/03/Dual-Fluid_Whitepaper_EN_screen.pdf
Так что дело за малым, ждем реактор в 2026-28 и серийное сооружение в 2033 https://www.theglobeandmail.com/business/article-rwanda-signs-deal-with-canadian-startup-to-build-nuclear-reactor/
Автор: AtomInfo.Ru 15.9.2023, 9:32
Ну так он же двухжидкостной
Автор: nuc 15.9.2023, 13:08
Так что дело за малым, ждем реактор в 2026-28 и серийное сооружение в 2033
https://www.theglobeandmail.com/business/article-rwanda-signs-deal-with-canadian-startup-to-build-nuclear-reactor/Вольно им... языком-то молоть
Автор: Татарин 15.9.2023, 20:05
Так что дело за малым, ждем реактор в 2026-28 и серийное сооружение в 2033
https://www.theglobeandmail.com/business/article-rwanda-signs-deal-with-canadian-startup-to-build-nuclear-reactor/Это поколение 2 + поколение 3, наверное. В сумме 5, примерно, получаться и должно.
Автор: nuc 16.9.2023, 15:35
По такой схеме разве не МОЛТЕКС проектирует. Я это видел и рассматривал у себя пару лет назад.
Автор: Дед Мороз 18.9.2023, 12:41
Вот Вы смеётесь, а мне когда-то сын, придя из школы, так и заявил. Я, говорит, пять принёс: три по русскому и два по истории.
Автор: Superwad 18.9.2023, 15:32
+++++++++++++++++++++++++++++++++++ молодец - за сообразительность !!!!!
Автор: pappadeux 18.9.2023, 21:09
MoltexFLEX
Автор: nuc 19.9.2023, 1:01
+++++++++++++++++++++++++++++++++++ молодец - за сообразительность !!!!!+
Автор: Archi 20.9.2023, 6:49
Ну, он совершенно прав, он же не сказал, что одной оценкой. Возможно политиком станет.
Русская версия Invision Power Board (http://www.invisionboard.com)
© Invision Power Services (http://www.invisionpower.com)