Проект ПРОРЫВ Опции

[pappadeux]

А сколько приблизительно за год один к примеру БРЕСТ-300 на урановом нитридном топливе сможет углерода-14 наработать?
Десяток граммов или может сотню?
Были ли оценки такие вообще опубликованы?

это хороший вопрос

также сколько, например, реакторы ЛАЭС имеют С14 в кладке - вероятность последовательного нейтронного захвата конечно очень мала, но 45+ лет работы, 1800т в кладке, ...

[Dozik]

также сколько, например, реакторы ЛАЭС имеют С14 в кладке - вероятность последовательного нейтронного захвата конечно очень мала, но 45+ лет работы, 1800т в кладке, ...

По сравнению с 230 млн.кюри - мизер. В Обнинске измеряли. Характеристики графита по флюэнсу нейтронов - схожие. Так вы его (С-14) еще попробуйте из графита вытащить...

[pappadeux]

В Обнинске измеряли. Характеристики графита по флюэнсу нейтронов - схожие. Так вы его (С-14) еще попробуйте из графита вытащить...

измеряли именно 14й?

И что намерили? Есть хорошая ссылка?

По сравнению с 230 млн.кюри - мизер.

Не совсем верно сравнивать с 230млн кюри. Вот те самые 6кг представляются более правильной базой для сравнения.

Грубо говоря, я вытащил всю кладку, сложил в кучу и поджег. Сколько дополнительных грамм (именно грамм!) С14 поступит в атмосферу?

[Nucon]

По сравнению с 230 млн.кюри - мизер. В Обнинске измеряли. Характеристики графита по флюэнсу нейтронов - схожие. Так вы его (С-14) еще попробуйте из графита вытащить...

По моему, эти рассуждения от большого ума. Расчитать такую цепочку, примерно проблем нет... Но скорее всего другие реакции и другие изотопы будет куда более важными в активности. Вон в Штатах даже Чикагский реактор разобрали, графитовые блоки предложили АНС, на сувениры желающим.

[Dozik]

измеряли именно 14й?
И что намерили? Есть хорошая ссылка?

УДК 543.257.1 "Исследование радиоактивного загрязнения образцов графита из реактора АМ. Бушуев А.В. и др." Атомная энергия, т.101, вып.5, ноябрь 2006.

Грубо говоря, я вытащил всю кладку, сложил в кучу и поджег. Сколько дополнительных грамм (именно грамм!) С14 поступит в атмосферу?

Реакторный графит плохо горит... Мы проверяли в муфельной печи.

[anarxi]

измеряли именно 14й?

И что намерили? Есть хорошая ссылка?

Есть такой документ:

СВОДНЫЙ ИТОГОВЫЙ ОТЧЕТ
по результатам комплексных инженерных и радиационных
обследований энергоблоков №2, 3 Чернобыльской АЭС

.
C-14
Графитовые блоки кладки в активной зоне в пределах зоны плато (1364 шт)через 10 лет выдержки 4,33E+07 Бк/кг (44,9% от общей активности)
через 150 лет 4,26E+07 Бк/кг и уже 86,4% от всей активности.

Графитовые блоки ячеек СУЗ 4,59E+07

Это конечно не ЛАЭС, совсем мало отработали, но все же.

Сообщение отредактировал anarxi - 25.10.2014, 17:09

[Татарин]

Какой С14 в угле или сланце? Откуда?

Тут - да, фигню сказал...

[Didro]

это хороший вопрос

также сколько, например, реакторы ЛАЭС имеют С14 в кладке - вероятность последовательного нейтронного захвата конечно очень мала, но 45+ лет работы, 1800т в кладке, ...

РБМК еще немало производят С14 в охлаждаемом азоте.

[LAV48]

Скажите тупому, 6 кг - циферь откуда?
Наработка на 100 МВт эл. зоне в расчётах? А в серийных блоках уже будет овер 60 (грубая апроксимизация)?

[Dozik]

РБМК еще немало производят С14 в охлаждаемом азоте.

Скажем, не только у РБМК:
Суммарная скорость генерации 14С в реакторе ВВЭР-1000
Скорость генерации 14С в теплоносителе реактора ВВЭР-1000 оценивается в среднем около 1,1х10^9 Бк/сут, из них примеси азота от 10 до 30% в зависимости от водного режима теплоносителя. Скорость генерации 14С в топливе реактора ВВЭР-1000 оценивается примерно в 1,6х10^9 Бк/сут ( на примеси азота – 54%). Суммарная скорость генерации 14С в реакторе ВВЭР-1000 составляет в среднем около 2,7х10^9 Бк/сут.
Годовую наработку 14С в реакторе ВВЭР-1000 можно оценить (без учета скорости генерации в оболочках твэлов), равной 7,9х10^11 Бк (790 ГБк/год), при этом доля радиоуглерода, генерируемого в теплоносителе первого контура, составляет примерно 40%.
Таким образом, 14С генерируется: в теплоносителе - 320 ГБк/год на блок, в топливе - 470 ГБк/год на блок.

В табл.4 сведены результаты расчетов скорости образования 14С в различных технологических средах реактора РБМК-1000.
Расчеты показали (табл. 4), что основная активность 14С (около 90 %) образуется в замедлителе реактора РБМК-1000 и охлаждающем его газе, в топливе - примерно 8 - 10 %, в теплоносителе - около 0,5 %.
В теплоносителе основную роль в производстве 14С (до 97 %) играет реакция 17О(n,)14C. В замедлителе основную роль в производстве 14С играет реакция 14N(n,p)14C, которая дает вклад в его образование до 70 - 75 %. При этом более 50% активности 14С образуется на примеси азота в графите.
В ядерном топливе основная активность 14С (65-80%, в зависимости от примеси азота) образуется по реакции 14N(n,p)14C (без учета его образования на примесях в конструкционных материалах твэлов).

Общая скорость образования 14С в РБМК-1000 (5,1 - 6,9)х10^10 Бк/сут

[Татарин]

Общая скорость образования 14С в РБМК-1000 (5,1 - 6,9)х10^10 Бк/сут

То есть, на каждый гигаватт(э)*год нынешние реакторы нарабатывают 10-100 миллионных долей от всего С14 в обороте. В пересчёте на общий парк - количество С14 уже сейчас увеличивается на десятые-сотые доли процента в год.
Причём, скорость этой наработки определяется в основном наличием в зоне N14.

Если предположить, что N14 в зоне будет не как примесь, а в товарных количествах, то можно ожидать и соотвественного роста наработки.
Каковая за год на большом парке будет уже вполне сравнима с общим количеством С14 в биосфере...

Из-за чего опять возникает вопрос: что с ним делать?

[alex_bykov]

По-моему, вопрос надуманный. Если Вы про нитрид, то он будет в иммобилизованном состоянии в составе первого барьера безопасности (топливной матрицы), т.е. единственное место, где С14 теоретически может стать биологически активным (уйти в атмосферу и т.п.) - процесс переработки ОЯТ. Во всех остальных местах азот или присутствует только в качестве примесей, или удалён от источников нейтронов.

[Dozik]

Если предположить, что N14 в зоне будет не как примесь, а в товарных количествах, то можно ожидать и соотвественного роста наработки.
Каковая за год на большом парке будет уже вполне сравнима с общим количеством С14 в биосфере...

Из-за чего опять возникает вопрос: что с ним делать?

Ну, для сравнимости, нужно набрать миллион реакторо-лет... А это сильно не скоро произойдет.

[LAV48]

По-моему, вопрос надуманный. Если Вы про нитрид, то он будет в иммобилизованном состоянии в составе первого барьера безопасности (топливной матрицы), т.е. единственное место, где С14 теоретически может стать биологически активным (уйти в атмосферу и т.п.) - процесс переработки ОЯТ. Во всех остальных местах азот или присутствует только в качестве примесей, или удалён от источников нейтронов.

Т.е. авария с разрушением первого барьера безопасности исключена в принципе?
Может и технология переработки ОЯТ (а её, как я понимаю из вышесказанного, ещё нет) исключает возможность выхода C14, даже в аварийных ситуациях?
Суть этих риторических вопросов в чём: зачем внедрять грабли с набалдашниками на черенках?

[pappadeux]

Скажите тупому, 6 кг - циферь откуда?

наработка (естественная) С14 в атмосфере за год

[alex_bykov]

Т.е. авария с разрушением первого барьера безопасности исключена в принципе?

Нет, но очень ограничена по масштабам и вероятности. Кроме того, не забывайте, что этих барьеров - четыре, а углерод совсем не инертный газ...

Может и технология переработки ОЯТ (а её, как я понимаю из вышесказанного, ещё нет) исключает возможность выхода C14, даже в аварийных ситуациях?

Вот потому этот вопрос и переносится в основном на переработку ОЯТ с эксплуатации.

Суть этих риторических вопросов в чём: зачем внедрять грабли с набалдашниками на черенках?

Суть проста. Если дополнительные меры безопасности и обоснования, которые понадобятся при внедрении нитрида, не перекрывают плюсы от такого внедрения, то работу стоит делать.

[VBVB]

Вот потому этот вопрос и переносится в основном на переработку ОЯТ с эксплуатации.

Нитридное ОЯТ очевидно собираются перерабатывать пироэлектрохимически в расплавах типа LiCl-Li2O.
Следовательно в ходе процесса анодного растворения топлива наработанный углерод-14 преимущественно уйдет в виде CO2 в газовую фазу с РБГ и иодом.
А вот как его потом улавливать и захоранивать собираются это интересный вопрос.
Оставшаяся часть углерода-14 может на аноде переходить с CCl4 и также будет уходить в газовую фазу.

Принципиально простое пропускание смеси отходящих при пироэлектрохимическом растворении ОЯТ газов из горячей камеры через скрубер с кипящим под давлением высококонцентрированным раствором NaOH способно эффективно связать и углерод-14 из разных его форм и одновременно радиоизотопы иода и селена.
Другое дело как и где это все "..о..но" уловленное захоранивать собираются.

Сообщение отредактировал VBVB - 27.10.2014, 4:13

[LAV48]

наработка (естественная) С14 в атмосфере за год

Спасибо.
Теперь бы данных о наработке в нитриде.

[Dobryak]

В природном азоте 0.365% изотопа N-15. Не грех пофантазировать, что в нитридное топливо мы пустим изотопически чистый азот-15. Ну скильки килотонн этого азота в год нам потребуется? Кот наплакал... Господь Бог распорядился азоту быть газообразным, отличие в массах изотопов аж 7%, что просто гигантское против урана. Ну поработают ребята в Коврове и слепят нужные центрифуги. Ничтоже сумнящеся заключаю, без всяких расчетов, что удорожание нитридного топлива при переходе на изотопически чистый азот будет терпимым. Я не знаю, какова приемлемая степень подавления концентрации азота-14, но если соотношение 99.635 : 0.365 обернуть обогащением в 1: 99, то может уже будет достаточно? Опять же безапелляционно думаю, что производство С-14 на уровне нескольких разов от природного вполне терпимо --- тут специалисты могли бы напомнить о С-14 из испытаний ЯО, было ли это важным фактором или совсем второстепенным? А за вычетом головной боли на утилизацию С-14 мероприятие по переходу на изотопически чистый азот-15 будет попросту прибыльным.

Я бы упал со стула от изумления, если бы это не было разобрано где-то в литературе лет ....дцать тому назад.

Сообщение отредактировал Dobryak - 27.10.2014, 11:35

[Dobryak]

neutron.kth.se/publications/.../N15-Reno.pdf

Безбедной старости на азоте-15 не будет... разумеется, все украдено до меня... В этом материале есть все.

В общем, наберите в Гугле nytrogen-15 for nuclear fuel и будет счастие


N-15 Requirement for 2nd Stratum ADS Nitride Fuels
J. Wallenius
Department of Nuclear and Reactor Physics
Royal Institute of Technology
Stockholm Centre for Physics, Astronomy and Biotechnology
S-106 91 Stockholm
S. Pillon
DEN/DEC
CEA Cadarache Bât 315
F-13108 Saint-Paul-lez-Durance
Abstract
The application of nitride fuels in accelerator driven systems dedicated to waste
transmutation requires use of N-15 enriched nitrogen to suppress C-14 production due to
(n,p) reactions on N-14. With C-14 emission rates of the oxide reprocessing plants as
reference, we find that 99% N-15 enrichment is sufficient when using nitride fuels for minor
actinide transmutation in 2nd stratum accelerator driven systems. Projected cost
estimations make recycling of N-15 in the fabrication stage mandatory, while recovery of
N-15 from reprocessing does not appear to be necessary.


Если пойти на стр. 3 этого текста, то на ней простая картинка с производством С-14. В тексте услужливо написали, что почем и для Росатома:

The cost of fast reactor electricity is less well established. Figures from different studies vary from the 30 000 euro/GWhe for the lead cooled BREST-1200 reactor to 40 000 euro/GWhe for BN-800.

Сообщение отредактировал Dobryak - 27.10.2014, 12:03