АЭС для "чайников" Опции

[alex_bykov]

Ну хорошо. А в чём здесь убыток для компании?

Вот уж не знаю, как объяснить. Поскольку работающий реактор критичен, 1 из каждых 2+ нейтронов, образующихся при делении остаётся в цепной реакции, остальные поглощаются, таки образом вопрос только в том, чем они поглощаются. Тут может быть 2 варианта:
1) паразитное поглощение (конструкционные материалы и тот же бор), не приводящее к появлению делящихся материалов и
2) поглощение на уране-238 без его деления, следствие - появление делящегося материала плутония-239.
Таким образом, "лишний" бор снижает длительность кампании просто за счёт того, что не позволяет нарабатываться делящимся материалам (в нынешних топливных загрузках имеем следующее примерное соотношение: около 30-40% энергии вырабатывается не первичными (уран-235), а именно вторичными (плутоний-239) делящимися материалами). В цифрах примерный баланс таков: исходное обогащение по урану-5 - 4.4%, выгружается топливо с обогащением по урану-5 чуть менее 1%, выгорание топлива на момент выгрузки около 46 кг/т, т.е. 4.6%.

[Dobryak]

Всем спасибо! Более-менее понял. Хорошо, что хоть вопрос был не дурной...

[LAV48]

Это по такой реакции:

10B(n,alfa)7Li

с получением альфа-частиц и бесполезной примеси лития в боре, которая будет только портить его н/ф-качества.

Секундочку, а эта реакция с какой энергией?
P.S. Ну нельзя же просто потерять нейтрон и ничего с этого не получить

[Dobryak]

Секундочку, а эта реакция с какой энергией?
P.S. Ну нельзя же просто потерять нейтрон и ничего с этого не получить

Угу, можно извлечь и пользу.

Если бор-10 засадить в опухоль и облучать пациента нейтронами, то поглощение нейтронов в боре дает идеально локальное энерговыделение 2.8 МэВ на альфу и литий-7 в конце (в 6% захватов), но гораздо чаще, в 94% случаев, получается радиационный захват с излучением гамма с 0.5 МэВ, остальные 2.3 МэВ доднлнны между литием и альфа --- эти гамма сильно размывают облучаемую область.

Так или иначе, такая борная терапия используется.

[AtomInfo.Ru]

Так или иначе, такая борная терапия используется.

Да, но не внутри корпуса реактора

[AtomInfo.Ru]

Секундочку, а эта реакция с какой энергией?
P.S. Ну нельзя же просто потерять нейтрон и ничего с этого не получить

Бор в составе борной кислоты, кислота в теплоносителе => энергия выделится в теплоносителе, но существенно меньшая, чем при делении.

Вопрос абс.законный, факт выделения энергии при захватах нейтронов различными изотопами, как правило, учитывается в расчётах.
Не буду даже говорить про серьёзные программы. Но даже в первом курсовике по расчёту реакторов, который мы делали, по-моему, на IV курсе, было указание при нормировке потока нейтронов учесть захват нейтронов тяжёлыми ядрами.

Но энерговыход таких реакций мал и составляет небольшие проценты от энерговыхода при делении ядра.
Поэтому можно сказать, что при захвате нейтрона его способность высвобождать энергию из ядра используется с очень малым кпд.

[AtomInfo.Ru]

Если бор-10 засадить в опухоль и облучать пациента нейтронами, то поглощение нейтронов в боре дает идеально локальное энерговыделение 2.8 МэВ на альфу и литий-7 в конце (в 6% захватов), но гораздо чаще, в 94% случаев, получается радиационный захват с излучением гамма с 0.5 МэВ, остальные 2.3 МэВ доднлнны между литием и альфа --- эти гамма сильно размывают облучаемую область.

Dobryak,

только при тепловых энергиях наоборот - основной канал это литий и альфа, а не образование 11B.
Если совсем точно, то основной канал - получение возбуждённого 11B, который сразу распадается на литий с альфой.

[AtomInfo.Ru]

Dobryak,

только при тепловых энергиях наоборот - основной канал это литий и альфа, а не образование 11B.
Если совсем точно, то основной канал - получение возбуждённого 11B, который сразу распадается на литий с альфой.

Точнее, так (я сам уже немного подзабыл):


Взято отсюда (стр.6):
http://newton.physics.uiowa.edu/~uakgun/Pu...inst_P08005.pdf

[AtomInfo.Ru]

То есть, поглощение нейтрона с небольшой энергией в 10B происходит именно по реакции (n,alfa), а не по стандартной реакции захвата (n,gamma).

На самом деле, сечение (n,gamma) для 10B даже в мягкой части спектра в файлах оценённых нейтронных данных, используемых в расчётах, было отлично от нуля, но очень мало.

==

Стандартная ошибка неопытных расчётчиков, готовивших микросечения для своих расчётов из файла оценённых нейтронных данных ENDF, была связана как раз с реакцией (n,alfa) на 10B.

Работник, не думая, заказывал программе NJOY подготовить сечения захвата бора-10 из секции 102 файла, где хранится т.н. radiative capture (MT=102, то есть классическая реакция (n,gamma) с образованием изотопа того же элемента с увеличенной на единицу атомной массой).

После чего в нейтронно-физических расчётах с удивлением обнаруживал - "нам всё врали", бор-10 не является поглотителем, и заглушить реактор с помощью борной кислоты можно лишь заменив на H3BO3 едва ли не всю воду

На самом деле, для бора-10 следовало использовать при подготовке микросечений секцию MT=101 (реакция исчезновения, disappearance, сумма нескольких реакций, включая n,alfa), которая использовалась крайне редко и о существовании которой мало кто знал - до тех пор, пока не пытался в первый раз приготовить микросечения бора-10 Я о ней тоже узнал таким же образом - но запомнил на всю жизнь, даже сейчас помню.

[Dobryak]

То есть, поглощение нейтрона с небольшой энергией в 10B происходит именно по реакции (n,alfa), а не по стандартной реакции захвата (n,gamma).

На самом деле, сечение (n,gamma) для 10B даже в мягкой части спектра в файлах оценённых нейтронных данных, используемых в расчётах, было отлично от нуля, но очень мало.

==

Стандартная ошибка неопытных расчётчиков, готовивших микросечения для своих расчётов из файла оценённых нейтронных данных ENDF, была связана как раз с реакцией (n,alfa) на 10B.

Работник, не думая, заказывал программе NJOY подготовить сечения захвата бора-10 из секции 102 файла, где хранится т.н. radiative capture (MT=102, то есть классическая реакция (n,gamma) с образованием изотопа того же элемента с увеличенной на единицу атомной массой).

После чего в нейтронно-физических расчётах с удивлением обнаруживал - "нам всё врали", бор-10 не является поглотителем, и заглушить реактор с помощью борной кислоты можно лишь заменив на H3BO3 едва ли не всю воду

На самом деле, для бора-10 следовало использовать при подготовке микросечений секцию MT=101 (реакция исчезновения, disappearance, сумма нескольких реакций, включая n,alfa), которая использовалась крайне редко и о существовании которой мало кто знал - до тех пор, пока не пытался в первый раз приготовить микросечения бора-10 Я о ней тоже узнал таким же образом - но запомнил на всю жизнь, даже сейчас помню.

Прощу прощения, что был преступно небрежен с термином "радиационный захват", хотя расписывал именно трехчастичное конечное состояние --- было лень говорить, что реакция идет через возбужденное состояния лития-7. Просто в легких ядрах все не так, как в более привычных тяжелых. Кроме нейтроно-борной терапии, как рабочее тело в детекторах нейтронов бор-10 мало чем уступает по сечению захвата гелию-3. Вот только в последнем случае детектировать конечный протон в газовой среде проще простого, а альфу и литий-7, рожденные в твердотельном боре, намного сложнее. Именно поэтому весь гелий-3 в Штатах уходит в производство нейтронных детекторов, которыми ощетинились все пункты въезда в США.

Сообщение отредактировал Dobryak - 9.12.2015, 10:59

[LAV48]

Поэтому можно сказать, что при захвате нейтрона его способность высвобождать энергию из ядра используется с очень малым кпд.

КПД в этом случае не учитывает "экономию топлива"
Я это к чему, если нейтрон "потерян" внутри КР - то он не потерян, а использован. Да, менее рационально, чем при делении топливных ядер, но в данном случае мы это деление и сдерживаем. Такова цена.

[AtomInfo.Ru]

КПД в этом случае не учитывает "экономию топлива"
Я это к чему, если нейтрон "потерян" внутри КР - то он не потерян, а использован. Да, менее рационально, чем при делении топливных ядер, но в данном случае мы это деление и сдерживаем. Такова цена.

К сожалению, не столь всё благостно. Потому что количество нейтронов ограничено. Мы получаем их в реакторе из топлива.

На самом деле, как уже говорил на форуме, некоторые товарищи предлагают сделать вопрос экономии нейтронов главным приоритетом при выборе стратегии развития атомной энергетики.

На сегодняшний день мы используем нейтроны примерно (и очень грубо) так - из 2,5 рождающихся нейтронов 1 уходит на СЦР, 0,5 - на создание нового топлива, оставшийся 1 нейтрон - на всякие "паразитные" реакции (захват в поглотителях, конструкционных материалах, теплоносителе, утечка из активной зоны и т.п.).
Т.е., кпд использования нейтронов - где-то процентов 60, если грубо.

P.S. А вот если притащить к Земле какую-нибудь нейтронную звезду и получить халявный источник нейтронов...

[alex_bykov]

P.S. А вот если притащить к Земле какую-нибудь нейтронную звезду и получить халявный источник нейтронов...

Вот! И тут приходят ребята с ADS...

[Dobryak]

P.S. А вот если притащить к Земле какую-нибудь нейтронную звезду и получить халявный источник нейтронов...

В этой звезде нейтроны связаны намертво так, что они вообще стабильны... и ни одного оттуда в народном хозяйстве не утилизировать... К тому же, нейтронная звезда с массой порядка массы Солнца от нашей Солнечной системы камня на камне не оставила бы, так что не до ADS будет... то ли мы все замерзнем навечно, то ли зажаримся --- впрочем, разница невелика.

Сообщение отредактировал Dobryak - 9.12.2015, 12:38

[AtomInfo.Ru]

В этой звезде нейтроны связаны намертво так, что они вообще стабильны... и ни одного оттуда в народном хозяйстве не утилизировать... К тому же, нейтронная звезда с массой порядка массы Солнца от нашей Солнечной системы камня на камне не оставила бы, так что не до ADS будет... то ли мы все замерзнем навечно, то ли зажаримся --- впрочем, разница невелика.

Ну вот прямо так сразу Может, я хотел пару ФЦП по этой тематике срубить
Шутка.

[Dobryak]

Ну вот прямо так сразу Может, я хотел пару ФЦП по этой тематике срубить
Шутка.

Это надо продать Мишико --- он заглотает как блесну...

[LAV48]

А на постройке нейтронопровода от звёздочки к реактору можно нормально так заработать

[Dobryak]

А на постройке нейтронопровода от звёздочки к реактору можно нормально так заработать

Почти вся "научная" фантастика по сути антинаучна, но что пишете Вы --- это даже на антинаучное не тянет. Гравитационные силы при массе Солнца и радиусе не более 20 км таковы, что внутри нейтронной звезды плотность ядерного вещества в разы превышает плотность внутри привычных нам ядер --- именно поэтому они и нейтронные (опустим занудство с коркой нейтронных звезд).

[pappadeux]

Вот только в последнем случае детектировать конечный протон в газовой среде проще простого, а альфу и литий-7, рожденные в твердотельном боре, намного сложнее. Именно поэтому весь гелий-3 в Штатах уходит в производство нейтронных детекторов, которыми ощетинились все пункты въезда в США.

а газообразные соединения бора не используют?

Хлорид бора? Фторид бора?

[Dobryak]

а газообразные соединения бора не используют?

Хлорид бора? Фторид бора?

Трифторид бора используется, так как в таком газе тоже реализуется газовое усиление --- энергии альфа-частиц достаточно для ионизации, чтобы запустить пропорциональный режим...