![]() |
Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )
![]() ![]() |
![]() |
![]()
Сообщение
#1
|
|
Постоянный участник ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 ![]() |
На самом деле, очень странно, что продукты деления не рассматриваются как источник относительно высокопотенциального тепла большой мощности.
Порядка 1-3% от общей энергии деления сидят в долгоживущих осколках и доступны для использования. Скажем, для русской ядерной энергетики это порядка 1.5-2ГВт тепловой мощности, которые БОЛЕЕ чем реально использовать для выработки электроэнергии или на АТЭЦ. Только "А" тут будет означать "атом без деления". И если уж в Нижнем хотели строить АТЭЦ на реакторе деления, то что мешает построить котельную на стронции-90+цезии-137? Поскольку для отопления нужно тепло низкого потенциала, в ТВЭЛах можно использовать уже остеклованые ПД. Это "реактор", который НИКОГДА не взорвётся. Его ядерная безопасность - абсолютна. Легколетучих и газообразных изотопов в нём нет (нам не обязательно включать в эти ТВЭЛы проблемный йод и т.п.). Расплавление зоны легко можно сделать невозможным - оборотная сторона низкого удельного энерговыделения. Такой "реактор" занимал бы значительный объём и - да - требовал бы транспортировки опасных материалов, но - блин! это серьёзная заявка на решение кучи проблем с отходами. Бассейн выдержки, ядерный могильник, который ЗАРАБАТЫВАЕТ деньги (в том числе - на свою охрану) и производит абсолютно чистую ядерную энергию (точнее, "очищает" среду при своей работе). С точки зрения устойчивости (в том числе к терроризму) такой могильник на три головы выше любой АЭС. Если таких иметь 2-5 на страну (в городах, где есть проблемы с топливом и отоплением), то безопасность хранения повышается. При вполне очевидной коммерческой выгоде: 1кг ПД с отрицательной стоимостью заменяет 1000 тонн нефти или угля с значительно положительной стоимостью - при реализации тепла это эквивалент 200-500 тысяч долларов). Почему об этом не было смысла думать в 60-х - вполне очевидно: не было наработано достаточно осколков, не о чем говорить. Но почему об этом не поговорить сейчас? ![]() |
|
|
![]()
Сообщение
#2
|
|
![]() Эксперт ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Уровень доступа - 2 Сообщений: 3 885 Регистрация: 9.6.2007 Из: Обнинск-Москва Пользователь №: 89 ![]() |
Ой. Представил себе обывателя, которому я объясняю, что жизнь его будет в шоколаде, и понял, что с задачей не справлюсь.
-------------------- С уважением
Александр Быков |
|
|
![]()
Сообщение
#3
|
|
![]() Модератор ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Clubmen Сообщений: 24 894 Регистрация: 16.1.2007 Из: Обнинск Пользователь №: 4 ![]() |
Конференция по утилизации осколков деления, Нью-Йорк, 1952 год.
![]() Можно ещё поискать вот эту серию штатовских отчётов начала 50-ых. Пример: http://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=mdp....;view=1up;seq=1 |
|
|
![]()
Сообщение
#4
|
|
Постоянный участник ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 ![]() |
|
|
|
![]()
Сообщение
#5
|
|
![]() Модератор ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Clubmen Сообщений: 24 894 Регистрация: 16.1.2007 Из: Обнинск Пользователь №: 4 ![]() |
Татарин,
смотрите. Есть, например, такой патент. Утилизация тепла от РАО. 1974 год. Вот эта статья вообще в тему. В США этой проблемой занималась армия, что неудивительно. И они сделали концептуальный проект на отверждённых РАО. К сожалению, по ссылке только заголовок с аннотацией, сама статья в бумажной книге, изданной в 1976 году. Вряд ли эта книга есть в России. QUOTE The Army is investigating the use of solidified fission product wastes as a heat source for thermal utility systems on military installations. A boiler system has been conceptually designed, thermal and radiological requirements are still being investigated. The application of nuclear waste as a heat source affects the entire scope of nuclear waste management offering both benefits and problems which must be examined thoroughly before final conclusions can be drawn В старом номере "Nuclear Technology" (1978) есть статья про Nuclear Waste Boiler. Доступ платный, 30 баксов. QUOTE The concept of utilizing processed fission product wastes as a heat source to produce low-pressure steam in a nuclear waste boiler (NWB) has been analyzed. The conceptual NWB design utilizes solidified wastes from spent fuel reprocessing plants in a natural circulation boiler that is sectionalized to permit continuous operation during refueling. Any one of several proposed commercial solidification processes provides wastes in a containerized form suitable, without modification, to be used in this concept. The NWB is analyzed in terms of its fuel cycle, design, safety, and economic potential. It is competitive with fossil plants of similar capacity in limited applications when substantial quantities of waste are available. Я бы всё-таки как-то достал бы хотя бы одно описание проекта "кипятильника на РАО". Тогда можно было бы обсудить тему конкретнее. |
|
|
![]()
Сообщение
#6
|
|
![]() Модератор ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Clubmen Сообщений: 24 894 Регистрация: 16.1.2007 Из: Обнинск Пользователь №: 4 ![]() |
Вот ещё один дядька с крайне подозрительной фамилией G.Safonov.
Текста тоже нет, установка тоже военная. https://inis.iaea.org/search/search.aspx?orig_q=RN:9363641 Но есть уже кой-какие детали. QUOTE A feasibility study was conducted on the design of a military 5-MW plant which would produce 350F saturated steam from canisters of solidified radioactive waste. Such a 5-MW plant could be built for a cost of approximately $1.8 M and would save approximately 1.5 million gallons of fuel oil per year Чтобы сориентироваться в ценах, доклад был сделан в 1975 году. |
|
|
![]()
Сообщение
#7
|
|
![]() Модератор ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Clubmen Сообщений: 24 894 Регистрация: 16.1.2007 Из: Обнинск Пользователь №: 4 ![]() |
Сафоноффф и Witzig/Foster упоминаются в обзорной книге 1982 года.
Их концепции называются районным отоплением в течение 50 лет, говорится, что такие станции могут помочь изменить отношение населения к РАО, т.к. из отходов РАО превратится в энергоисточник. Но "cost-risk-benefit analysis does not reveal a great attractivness". Почему-то не привлекло. Осталось выяснить, почему. Что тогда не понравилось? |
|
|
![]()
Сообщение
#8
|
|
Постоянный участник ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 ![]() |
Я бы всё-таки как-то достал бы хотя бы одно описание проекта "кипятильника на РАО". Тогда можно было бы обсудить тему конкретнее. То, что встречается в сети - подразумевает малую мощность. И компактные источники тепла/энергии. Энергонапряжённые конструкции с большим отношением периметр/объём (соотвественно - большой массой и тяжестью биозащиты и прочим сопутствующим герммороем). А требуемое высокое удельное энерговыделение сразу гарантирует КУЧУ проблем с обращением с таким "топливом" и источником в сборе - энерговыделение же полностью неуправляемо. Более того - какие-то ещё попытки снять тепло высокого потенциала и использовать его для серьёзной выработки ЭЭ. С малой мощностью (единицы МВт), из которой автоматически следует большое число и плохая охрана каждого - да, риски высоки (при терроризме - даже очень высоки). А бенефиты сразу сомнительны. Я предлагаю посмотреть несколько иной концепт - сразу ОЧЕНЬ большое хранилище (в котором "топливо" могло бы вылёживаться сотнями лет). При средней мощности 20-50кВт/куб (при начальной удельной мощи около 100кВт/куб исчезают все проблемы с пассивным охлаждением) и объёмом хранилища в тысячи кубов, полной мощности 100-300МВт. Задача - отопление и ГВС относительно большого города. Продукт - чуть перегретая вода при температуре ~100С. Бассейн, ЕЦ, второй контур - сразу потребитель, сухая градирня на естественной тяге для сброса излишков. Бассейн сразу с запасом, минимум обращения со старым "топливом", удаление его только после многосотлетней выдержки (и удаление - в новопостроенный бассейн рядом же). Размещение - полуподземное, в капонире, вспомогательных устройств минимум - теплообменник да насосы. "Топливо" подвозится понемногу, по мере переработки ОЯТ и стеклования "правильных" ПД. "Топливо" с относительно небольшим энерговыделением, поэтому ТУК спокойно охлаждается с периметра при любых нештатных ситуациях при перевозке-перегрузке. Почти весь персонал - физическая защита да пара техников для обслуживания насосов и примитивной автоматики. Сообщение отредактировал Татарин - 1.10.2015, 15:11 |
|
|
![]()
Сообщение
#9
|
|
![]() Модератор ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Clubmen Сообщений: 24 894 Регистрация: 16.1.2007 Из: Обнинск Пользователь №: 4 ![]() |
Я предлагаю посмотреть несколько иной концепт - сразу ОЧЕНЬ большое хранилище (в котором "топливо" могло бы вылёживаться сотнями лет). Ну, то есть сложить всё в кучу и спокойно потреблять тепло. Вообще, тема утилизации тепла от РАО... в общем, ей как минимум занимались. Три публикации и патент нашлись практически сразу. Штатовские, но у нас вполне мог изучать тему Радиевый институт. И некоторые штатовские доведены минимум до концептуального проекта, а это уже не пикейножилетство. Концептуальный проект - это пухленький документ, в котором грубыми мазками очерчены все основные области будущего проекта. Пикейный жилет такой документ не сделает - то есть, темой занимались профессионалы и, возможно, даже целые организации. Конечно, хотелось бы всё-таки сначала посмотреть на эти проекты. По поводу большой кучи. Однозначно может быть проблема с потребителем. Большая куча для большого города, а в большом городе обязательно найдутся оригиналы, которые поднимут шумиху на тему "Нам под боком вырыли радиоактивную помойку". Ну и вопрос отходов от отходов будет стоять. Пройдёт сотня-другая лет (точнее надо смотреть графики спада активности F.P.), партия РАО охладится, будет невыгодно её использовать - значит, её нужно будет отправлять на окончательное захоронение. Оставлять рядом с потребителем нехорошо, потребитель поймёт, что ему всё-таки и вправду сделали под боком радиоактивную помойку. То есть, в итоге будут постоянные перевозки - туда горячие РАО, обратно холодные. И всё равно будет вопрос о хранилище РАО для холодных РАО. Так что нам придётся построить два объекта - и станцию на горячих РАО, и хранилище для холодных. А если мы РАО сразу захораниваем, то объект будет только один - хранилище. |
|
|
![]()
Сообщение
#10
|
|
![]() Модератор ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Clubmen Сообщений: 24 894 Регистрация: 16.1.2007 Из: Обнинск Пользователь №: 4 ![]() |
Кстати, имейте в виду.
В осколках деления будут обязательно присутствовать делящиеся материалы - т.н. потери при переработке, т.е. неизвлечённые материалы. Их мало. Но! Но при хранении РАО, например, учитывают опасность возникновения критичности из-за этих "потерь". При определённых условиях ураны-плутонии-нептунии в РАО могут сползтись в кучку и бахнуть. |
|
|
![]()
Сообщение
#11
|
|
Ветеран форума ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Patrons Сообщений: 1 722 Регистрация: 14.3.2011 Из: 34 Пользователь №: 32 154 ![]() |
Хорошая тема, особенно в осеннюю прохладу.
В осколках деления будут обязательно присутствовать делящиеся материалы - т.н. потери при переработке, т.е. неизвлечённые материалы. Их мало. Но! Но при хранении РАО, например, учитывают опасность возникновения критичности из-за этих "потерь". При определённых условиях ураны-плутонии-нептунии в РАО могут сползтись в кучку и бахнуть. Так им же "ножки" в ![]() По поводу "остывших", их можно снова перерабатывать в принципе, но тогда стеклить нельзя. В общем тема |
|
|
![]()
Сообщение
#12
|
|
Постоянный участник ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 ![]() |
Конечно, хотелось бы всё-таки сначала посмотреть на эти проекты. Да, конечно. "Если на тротуаре лежат деньги, это галлюцинация, потому что если б они были б реальны, их бы кто-нибудь уже давно подобрал"(С) Но всё-таки, странности иногда случаются. По поводу большой кучи. Однозначно может быть проблема с потребителем. Большая куча для большого города, а в большом городе обязательно найдутся оригиналы, которые поднимут шумиху на тему "Нам под боком вырыли радиоактивную помойку". С такими бороться достаточно просто: это АЭС. Но. Это "безопасная АЭС на новых принципах, не производящая отходов, использующая чистую энергию бета-распада, не способная взорваться, без плутония, не содержит глютена". Ну и вопрос отходов от отходов будет стоять. Пройдёт сотня-другая лет (точнее надо смотреть графики спада активности F.P.), Ну, если с практической точки зрения, то когда "пройдёт сотня-другая лет", то все уже давно к станции привыкнут и отношение к ней будет совсем иное. Благо авария на таком объекте и вправду крайне маловероятна, а город от неё греется и налоги получает. Тариф на тепло можно поставить вполне божеский, и всё равно быть сверхрентабельным. В таких случаях наезд на местное производство -30 к харизме и +5 по морде любому политику-горлопану. Что касается остывшего топлива, лежать оно может там же. Если мы закладываемся на более-менее контролируемый состав топлива (скажем, только все цезии+стронций), то ему не требуется "геологическое" хранилище: уже через 1000 лет его активность упадёт в миллиард раз, и нужда в контролируемом хранении просто исчезнет. То есть, мы можем сразу при строительстве закладываться на то, что это и есть "окончательное захоронение" в некотором смысле. Вывезем мы оттуда уже безопасное холодное стекло. С подвозом свежего горячего топлива, конечно, ничего не сделать. Это самое уязвимое место... скорее всего, именно этот этап и бьёт по экономике и безопасности прожекта. Цитата будет невыгодно её использовать Только в том случае, если "использование" подразумевает по-настоящему технически сложные системы, требующие дорогого обслуживания в пересчёте на кубометр топлива (привет компактным источникам!). Просто прикидочно: если у нас объект имеет изначальный бассейн ёмкостью в сто тысяч кубов (100х100х10), мы можем себе позволить снизить среднее энерговыделение до киловатта на куб. Если начальное - 100кВт/куб, то 99% такого бассейна может быть забито уже "холодным" топливом, и всё равно свои 100МВт мы получим. Но, конечно, лучше всего добыть бы где-нибудь существовавшие серьёзные прикидки... |
|
|
![]()
Сообщение
#13
|
|
Постоянный участник ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 ![]() |
Кстати, имейте в виду. В осколках деления будут обязательно присутствовать делящиеся материалы - т.н. потери при переработке, т.е. неизвлечённые материалы. Их мало. Но! Но при хранении РАО, например, учитывают опасность возникновения критичности из-за этих "потерь". При определённых условиях ураны-плутонии-нептунии в РАО могут сползтись в кучку и бахнуть. Под такое дело задумаем продвинутый техпроцесс с минимизацией остатков. Всё равно из осколков нам годится не всё. А можно в стекло литий с бором добавлять. А можно и то, и то. Конечно, ядерно-опасным объектом это быть не должно, это подкоп под концепцию... заметный нейтронный фон тоже абсолютно неприемлим. |
|
|
![]()
Сообщение
#14
|
|
Постоянный участник ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Patrons Сообщений: 3 147 Регистрация: 16.3.2011 Из: Россия, Краснодар Пользователь №: 32 291 ![]() |
Почему об этом не было смысла думать в 60-х - вполне очевидно: не было наработано достаточно осколков, не о чем говорить. Но почему об этом не поговорить сейчас? ![]() Удельное тепловыделение стронция-90 в виде титанатной керамики около 0.96 Ватт/грамм при удельной активности около 148 Кюри/Ватт. Удельное тепловыделение цезия-137 в виде борфторидной керамики 0.25 Ватт/грамм при удельной активности около 560 Кюри/Ватт и очень много гаммы. Цезий-137 более опасен стронция-90 в эксплуатации из-за высокой гидрохимической активности и высокой радиотоксичности. Писалось, что в ОЯТ 5-летней выдержки из всех цезиев цезия-137 только 28%, а из всех стронциев стронция-90 только 23%. Допустим в РФ ежегодно образуется около 710 тонн ОЯТ (6 реакторов ВВЭР-440 - 87 тонн, 11 реакторов ВВЭР-1000 - 230 тонн, 11 РБМК-1000 - 390 тонн) Перерабатывается пока масштабно лишь ОЯТ ВВЭР-440, в котором ориентировочно после 10 лет выдержки около 1.3 кг цезия-137 и около 0.85 кг стронция-90 на тонну ОЯТ. Т.е. годовой приток в РФ из ОЯТ ВВЭР-440 составляет 113.1 кг цезия-137 и 74.0 кг стронция-90. Эти изотопы из годового притока ОЯТ ВВЭР-400 в таком количестве способны дать при изготовлении тепловыделяющей керамики 44,9 кВт/ч и 129,2 кВт/ч. Т.е. годовое производство этих изотопов в ОЯТ ВВЭР-440 дает мизер в варианте тепловыделения. В сильновыгоревшем ОЯТ ВВЭР-1000 после 10 лет выдержки ориентировочное содержание около 1.6 кг цезия-137 и около 1.05 кг стронция-90 на тонну ОЯТ. Т.е. годовой приток в РФ из ОЯТ ВВЭР-1000 составляет 368 кг цезия-137 и 241.5 кг стронция-90. Эти изотопы из годового притока ОЯТ ВВЭР-1000 в таком количестве способны дать при изготовлении тепловыделяющей керамики 145,9 кВт/ч и 421,6 кВт/ч. В сумме имеем менее 570 кВт/ч от всего годового притока цезия-137 и стронция-90 от российских ВВЭР-1000. Это количество изотопов пригодно лишь для использовании в одной ДЭПЛ в виде конвертирующего термоэлемента для термолиза дизтоплива. И что можно обогреть такими количествами энергии? При этом по американским данным стоимость цезия-137 из ОЯТ в варианте выделения как целевого компонента около $6700/кг, а для стронция-90 около около $20000/кг. Сообщение отредактировал VBVB - 3.10.2015, 0:26 -------------------- "чтобы задать правильный вопрос, надо знать большую часть ответа" - Роберт Шекли
|
|
|
![]()
Сообщение
#15
|
|
![]() Модератор ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Clubmen Сообщений: 24 894 Регистрация: 16.1.2007 Из: Обнинск Пользователь №: 4 ![]() |
VBVB,
идея, насколько понимаю, не выделять какие-либо осколки, а использовать как источник тепла весь набор осколков. |
|
|
![]()
Сообщение
#16
|
|
![]() Модератор ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Clubmen Сообщений: 24 894 Регистрация: 16.1.2007 Из: Обнинск Пользователь №: 4 ![]() |
Картинка в тему.
![]() |
|
|
![]()
Сообщение
#17
|
|
![]() Модератор ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Clubmen Сообщений: 24 894 Регистрация: 16.1.2007 Из: Обнинск Пользователь №: 4 ![]() |
|
|
|
![]()
Сообщение
#18
|
|
![]() Модератор ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Clubmen Сообщений: 24 894 Регистрация: 16.1.2007 Из: Обнинск Пользователь №: 4 ![]() |
Но как же тогда у америкоса Сафоноффффа получился проект на 5 МВт?
|
|
|
![]()
Сообщение
#19
|
|
Постоянный участник ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Patrons Сообщений: 3 147 Регистрация: 16.3.2011 Из: Россия, Краснодар Пользователь №: 32 291 ![]() |
VBVB, идея, насколько понимаю, не выделять какие-либо осколки, а использовать как источник тепла весь набор осколков. Так, а кто же в здравом уме согласиться использовать весь набор осколоков деления из ОЯТ для отопления ТЭЦ? Америций с кюрием однозначно должны отделяться как делящиеся материалы, поскольку сверхвысокорадиотоксичны и представляют определенный интерес как специфичные делящиеся материалы. Из какртинки вышеприведенной видно, что ниаибольшие тепловыделители в ОЯТ коротко- и среднеживущие цезии и стронций-90 и в меньшей степени лантаноидные осколки деления. Нормально отработана лищь технология выделения цезиев и стронциев из ОЯТ. Америций и кюрий идут в смеси с лантаноидами (Sm и Eu), и отделить лантаноиды дорого. Не вижу возможностей извлекать из ОЯТ мифических гагаватов теплоты. Большая часть тепловыделения от осколков деления еще в реакторе происходит, а потом при хранении в БВ. А пока ОЯТ из реактора добирается до переработки, его тепловыделяющие характеристики в разы уменьшаются. Вот если бы из ЖСРа непрерывно отводить осколки деления непрерывно и остекловывать для элементов промышленных теплонагревателей, то идея обсуждаемая была бы более реализуемой. Однако, таких ЖСРов должны быть сотни гигаватт. Но все равно по стоимости такое радионуклидное отопление выйдет лютый ужас. Проще в будущем будет торфом или кизяками согреваться... -------------------- "чтобы задать правильный вопрос, надо знать большую часть ответа" - Роберт Шекли
|
|
|
![]()
Сообщение
#20
|
|
Постоянный участник ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Группа: Patrons Сообщений: 3 147 Регистрация: 16.3.2011 Из: Россия, Краснодар Пользователь №: 32 291 ![]() |
Но как же тогда у америкоса Сафоноффффа получился проект на 5 МВт? Ну у американцев легководников в эксплуатации на порядок больше, чем в РФ. Вот и получается, что если промышленно перерабатывать все их ОЯТ, то можно делать каждый год по одному 5 МВтному радиоизотопному реактору для военных Арктических и исследовательских Антарктических баз. Сообщение отредактировал VBVB - 3.10.2015, 0:57 -------------------- "чтобы задать правильный вопрос, надо знать большую часть ответа" - Роберт Шекли
|
|
|
![]() ![]() |
Текстовая версия | Сейчас: 27.4.2024, 15:41 |