СВБР Опции

[arcanist]

вообще-то для достижение приемлемой по затратам топливной составляющей называлось (и неоднократно) выгорание 100 МВт*сут/т, что примерно соответствует 15% та

это, кяп, даже в соответствующие программы записано

ну пока что достигли выгорания в 8%.

[eninav]

Да, я правда не учел, что у БН кпд существенно выше (примерно на треть), так что даже при равном выгорании энергии они дадут больше.

[pappadeux]

ну пока что достигли выгорания в 8%.

ну да

100/15 является целью для бн-1200

емнип (сходу не могу найти) на бн-800 задача стоял/стоит достичь ~ 90/14

[eninav]

почему? чем плохо добавление LiD в ТВЭЛ "для улучшения спектра", кроме того, что это реализовывать надо?

А зачем? При обычных температурах он там реагировать не будет.

[arcanist]

почему? чем плохо добавление LiD в ТВЭЛ "для улучшения спектра", кроме того, что это реализовывать надо?

гидрид лития термически нестабилен - при 600 градусах будет разлагаться
поглощая нейтроны он будет давать тритий - тоже газ, очень неприятный к тому же.
малейшее попадание воды - и мы получаем сильно экзотермическую реакцию с выделением водорода и щелочи

Сообщение отредактировал arcanist - 13.4.2021, 10:42

[armadillo]

так тритий тоже использовать надобно))

[Superwad]

А такой вопрос на засыпку.
Распухание твёрдого топлива очень плохо при высоких выгораниях из-за того, что разорвёт оболочку.
А что отрицательного в том, чтобы использовать жидкое (ЖСР) топливо в ТВЭЛах кроме вопросов меньшего содержания топлива и необходимости подбора материалов? Ведь ЖСР топливо не должно распухать...

[Lerm]

А что отрицательного в том, чтобы использовать жидкое (ЖСР) топливо в ТВЭЛах кроме вопросов меньшего содержания топлива и необходимости подбора материалов? Ведь ЖСР топливо не должно распухать...

Как минимум - отказ от одного из барьеров (топливной матрицы). В этом случае, отказ твэла автоматически означает выход ВСЕЙ его радиоактивности в первый контур.

[eninav]

С точки зрения нейтроники, идеальным быстрым реактором был бы реактор на расплавленном уране. Только уран, и ничего другого. Ну или расплавленный плутоний, что ещё лучше. Но за такую концепцию нейтронщики получат по шее от всех подряд, начиная от теплофизиков и вплоть до технологов.

А интересно, рассматривал ли кто-нибудь концепцию "быстрый газовый реактор"? Я читал про газовые реакторы (Магнокс, AGR) — они все графито-газовые. А тут просто твэлы и газ. Из-за низкой плотности газа замедление будет минимальным, даже на гелии.

[pappadeux]

А интересно, рассматривал ли кто-нибудь концепцию "быстрый газовый реактор"? Я читал про газовые реакторы (Магнокс, AGR) — они все графито-газовые. А тут просто твэлы и газ. Из-за низкой плотности газа замедление будет минимальным, даже на гелии.

Вообще-то, один из 6 рассматриваемых Gen-IV реакторов и был Gas-Cooled Fast Reactor (GFR), https://www.gen-4.org/gif/jcms/c_42148/gas-...ast-reactor-gfr

[Татарин]

А интересно, рассматривал ли кто-нибудь концепцию "быстрый газовый реактор"? Я читал про газовые реакторы (Магнокс, AGR) — они все графито-газовые. А тут просто твэлы и газ. Из-за низкой плотности газа замедление будет минимальным, даже на гелии.

Так и теплоотвод тоже.

У газовых проблемы с удельной мощностью зоны (кроме концептов со сверхкритической углекислотой под бешеным давлением, но они уже не быстрые).

[eninav]

Вообще-то, один из 6 рассматриваемых Gen-IV реакторов и был Gas-Cooled Fast Reactor (GFR), https://www.gen-4.org/gif/jcms/c_42148/gas-...ast-reactor-gfr

Спасибо за ссылку!

[eninav]

Так и теплоотвод тоже.

У газовых проблемы с удельной мощностью зоны (кроме концептов со сверхкритической углекислотой под бешеным давлением, но они уже не быстрые).

У гелиевых реакторов удельная мощность будет повыше чем у углекислотных, теплопроводность гелия на порядок больше.

[Татарин]

У гелиевых реакторов удельная мощность будет повыше чем у углекислотных, теплопроводность гелия на порядок больше.

Не будет, и на практике это наполовину доказали. "Наполовину" - в смысле, доказали, что у гелий-охлаждаемых реакторов малая удельная мощность (на литр зоны). Но ещё не факт, что с этим всё будет так уж замечательно у сверхкритического СО2 (на бумаге у корейцев получалось хорошо, но то всё же бумага).

Гелий, конечно, отведёт тепло от ТВЭЛ... но что с этим теплом будет потом? Его нужно вывести из зоны, и вот тут уже нужен значительный массоперенос и либо тяжёлый газ, либо гелий под каким-то совсем уж бешеным давлением, либо ураганные скорости прокачки (с потерями на насосах и гидродинамике).

[eninav]

Не будет, и на практике это наполовину доказали. "Наполовину" - в смысле, доказали, что у гелий-охлаждаемых реакторов малая удельная мощность (на литр зоны). Но ещё не факт, что с этим всё будет так уж замечательно у сверхкритического СО2 (на бумаге у корейцев получалось хорошо, но то всё же бумага).

Гелий, конечно, отведёт тепло от ТВЭЛ... но что с этим теплом будет потом? Его нужно вывести из зоны, и вот тут уже нужен значительный массоперенос и либо тяжёлый газ, либо гелий под каким-то совсем уж бешеным давлением, либо ураганные скорости прокачки (с потерями на насосах и гидродинамике).

Не совсем так. Теплоемкость газов обратно пропорциональна молярной массе, поэтому у гелия теплоемкость тоже больше. С другой стороны, у него и плотность меньше (тоже пропорционально молярной массе). Поэтому нет разницы, легкий газ или тяжелый, объемная теплоемкость у всех примерно одинаковая (примерно, потму что еще есть коэффицинет, зависящий от количества атомов в молекуле, поэтому у одноатомного гелия теплоемкость все-таки похуже, чем у трехатомного СО2, но не сильно).

Конечно, гелевый реактор все равно не сравнится по компактности с ВВЭР. Но, возможно приблизится хотя бы к РБМК.

[Татарин]

Не совсем так. Теплоемкость газов обратно пропорциональна молярной массе, поэтому у гелия теплоемкость тоже больше. С другой стороны, у него и плотность меньше (тоже пропорционально молярной массе). Поэтому нет разницы, легкий газ или тяжелый, объемная теплоемкость у всех примерно одинаковая (примерно, потму что еще есть коэффицинет, зависящий от количества атомов в молекуле, поэтому у одноатомного гелия теплоемкость все-таки похуже, чем у трехатомного СО2, но не сильно).

Конечно, гелевый реактор все равно не сравнится по компактности с ВВЭР. Но, возможно приблизится хотя бы к РБМК.

А насколько "не сильно"?
Для одноатомных газов Cp=5R/2M, это выводится даже строго и довольно просто. То есть 5кДж/К*кг для гелия.
Для СО2 теплоёмкость при 1200К порядка 1.3кДж/К*кг (почему так по физике - понятно: у СО2 есть ротативные степени свободы, есть колебательные, а кТ приходится на каждую степень свободы; вот просто вынь да положь).

Только вот при равном давлении СО2 в 10 раз тяжелее гелия. То есть, для той же объёмной теплоёмкости гелий должен быть под давлением в 2.5 раза больше, чем даже СО2.

Сообщение отредактировал Татарин - 18.4.2021, 1:56

[Татарин]

Это, кстати, ставит ребром вопросы безопасности: гелий при таком давлении (и значимом, в килограммах присутствии в зоне) будет давать значительное смягчение спектра. Он хоть и не водород, но второй после него замедлитель по качеству. Его утечка даёт положительный ввод реактивности за счёт ужесточения спектра. Одновременно со снижением теплоотвода.

КМК, это стрёмная конструкция. А заливать жидкой водой (даже при полной совместимости материалов с ней) нельзя - можно добиться слишком хорошего замедления и разгона на мгновенных нейтронах, но уже в тепловом спектре.

[Ultranauth]

А такой вопрос на засыпку.
Распухание твёрдого топлива очень плохо при высоких выгораниях из-за того, что разорвёт оболочку.
А что отрицательного в том, чтобы использовать жидкое (ЖСР) топливо в ТВЭЛах кроме вопросов меньшего содержания топлива и необходимости подбора материалов? Ведь ЖСР топливо не должно распухать...

Ну а как насчет коррозии оболочек твэл, полного выхода газовой фазы, сепарации плутония и продуктов деления по столбу? Это только то, что я, дилетант, знаю.

[eninav]

Это, кстати, ставит ребром вопросы безопасности: гелий при таком давлении (и значимом, в килограммах присутствии в зоне) будет давать значительное смягчение спектра. Он хоть и не водород, но второй после него замедлитель по качеству. Его утечка даёт положительный ввод реактивности за счёт ужесточения спектра. Одновременно со снижением теплоотвода.

По идее наоборот, ужесточение спектра дает уменьшение реактивности. У тепловых нейтронов сечения выше.
И еще, гелий — это единственное ядро во всей таблице Менделеева, у которого сечения захвата нейтронов строго равно нулю (изотоп He-5 в принципе существует, но он крайне короткоживущий, и распадается обратно на He-4 и нейтрон). Поэтому замена гелия любым другим газом тут же внесет отрицательную реактивность.

[nuc]

Как минимум - отказ от одного из барьеров (топливной матрицы). В этом случае, отказ твэла автоматически означает выход ВСЕЙ его радиоактивности в первый контур.

Можно иметь двухконтурную схему. Жидкое топливо в трубах и жидкий теплоноситель вокруг.