Термояд от Локхида Опции

[Didro]

Я вот нифига не спец, но объясните мне, как в горячую плазму с нейтронным потоком, выводящем энергию (всю ту которую потом хотят использовать), можно поместить сверхпроводники?
Если плазму можно держать полем, то как нейтроны не пустить в сверхпроводник?
P.S. Может просто действительно я не спец, и потому не знаю, как можно экранировать/отражать нейтронное поле и при этом не сдерживая магнитное, весьма тонким слоем оболочки камеры сверхпроводника?

Часть нейтронов попадает в материал магнитов, что для сверхпроводников самая большая проблема как по нагреву, так и ресурсу и изменению свойств.
По нашим расчетам конца 80х, пришли к отказу от сверхпроводимости в пользу криопроводимости, обмотки из меди, с ресурсом 5-6 месяцев.

[asv363]

я бы сказал, что скорее сферомак/дайномак/сферотокамак

В отличие от классических токамаков, это и есть дизайн для компактных машин, реактор в трейлере/контейнере, кяп

В отношении последнего пункта, есть у меня сомнения иного характера. В любезно приведенном уважаемым AtomInfo.Ru материале есть абзац (точнее, их несколько):

По оценкам Lockheed, менее 25 кг термоядерного топлива будет достаточно для одного года работы реактора. Недостатка в топливе тоже нет. Дейтерий добывается из морской воды, поэтому его запасы считаются неограниченными, а тритий можно вырабатывать из лития путем обработки нейтронами от ядерных реакторов. "У нас уже добыто достаточно лития, чтобы обеспечить парк реакторов по всему миру, так что недостатка в тритии тоже не будет - говорит Мак­Гвайр. -Требуется не так много, чтобы обеспечить топливом реактор, который в миллион раз мощнее химического".

Ровно на этом месте возникнут повизгивания нераспространенцев различного сорта. Кроме того, насколько я понимаю, стоимость дейтерия не слишком высока (условно примем $1000/л), то с тритием проблемы. Относительно недавно (лет 5 тому назад), приводились оценки около 50 млн. долл./кг (облучение специальных стржней TPBAR) на Уоттс Бар-1, без учета косвенных затрат. Недавно, уважаемый VBVB привел цену в 160-180 млн. долларов за кг.

Конечно, само по себе "ведро" дейтерия или трития,особой опасности не представляет, однако вопросы к физзащите при транспортировке и совместном хранении возникнут. Да и цена пока не слишком гуманная при абсолютно неясной конструкции.

Посмотрел на Вашу предыдущую ссылку на того же товарища (№114, "Атом в США"), не очень впечатляет, мнения участников, высказанные в октябре 2014 года весьма полезны. Также кое-что в наличии начиная с сообщения №49 темы про "Ещё один термояд".

На всякий случай, общий индекс сайта по тритию в США. Если я правильно понял, с военными потребностями (по разным оценкам от 1,7 до 3 кг в год не справляются).

P.S. Готова ли Локхид Мартин поставлять (в случае успеха конструкции) свои установки в такие демократические страны, как Ливия и Ирак, вместе с топливом, естественно?

[Didro]

Касательно трития, я тут поднимал вопрос о комбинации на одном объекте с реактором деления, где теплоноситель из лития-7, который составляет основу исходного.
Его сейчас полно, запуск можно делать на нем, либо повысив обогащение на натрии, с последующей добавкой природного лития и по мере повышения доли лития, снижать обогащение при перегрузке.
Тритий связывается теплоносителей литием/натрием, и выводится в холодных ловушках.
Себестоимость снижается до уровня менее 1 к$/кг.

[asv363]

Касательно трития, я тут поднимал вопрос о комбинации на одном объекте с реактором деления, где теплоноситель из лития-7, который составляет основу исходного.
Его сейчас полно, запуск можно делать на нем, либо повысив обогащение на натрии, с последующей добавкой природного лития и по мере повышения доли лития, снижать обогащение при перегрузке.
Тритий связывается теплоносителей литием/натрием, и выводится в холодных ловушках.
Себестоимость снижается до уровня менее 1 к$/кг.

Наверное, тут, если не ошибаюсь. Было и ранее о том же самом. Вопрос цены, тем не менее, озвучен не был.

[Татарин]

Я вот нифига не спец, но объясните мне, как в горячую плазму с нейтронным потоком, выводящем энергию (всю ту которую потом хотят использовать), можно поместить сверхпроводники?
Если плазму можно держать полем, то как нейтроны не пустить в сверхпроводник?
P.S. Может просто действительно я не спец, и потому не знаю, как можно экранировать/отражать нейтронное поле и при этом не сдерживая магнитное, весьма тонким слоем оболочки камеры сверхпроводника?

По идее, с нейтронами в критичном количестве должна справляться т.н. "первая стенка" (обычно подразумевается, с литиевым бланкетом). Первая стенка должна термализовать нейтроны, снимать тепло и поглощать тепловые нейтроны. По-другому даже охладить их не выйдет.

СП уже сильно снаружи камеры и уж точно никак не соприкасается с её объёмом.
СП достаются лишь крохи (что неприятно, учитывая их состав, чувствительность к дефектам и дороговизну, но не критично). Проблема существует (скажем, для ВТСП обсуждалось), но по значимости и по сложности решения она где-то сильно на периферии ("да, ужас, но не ужас-ужас-ужас"). Гораздо больше вопросов к плазме, к материалам самой первой стенки ну и дальше по списку...

[Татарин]

Ровно на этом месте возникнут повизгивания нераспространенцев различного сорта. Кроме того, насколько я понимаю, стоимость дейтерия не слишком высока (условно примем $1000/л), то с тритием проблемы.

Нормально работающая ТЯ-установка должна обеспечивать себя тритием полностью.

Из лития-6 при каждом захвате нейтрона получается тритий и из лития-7 (реакция пороговая) получается тритий + ещё один годный нейтрон уходит налево.

d+T даёт нейтрон, T+T даёт два нейтрона, так что с практической точки зрения на каждый потраченый тритий мы имеем один тритий вновь наработаный.
Плюс, на каждую реакцию d+d (они идут в "тритиевой плазме", просто их куда меньше) выходит по нейтрону (в половине случаев он выскочит сразу, в половине - чуть позже, через вновь образованый тритий).

"Коэффициент размножения" по тритию для тритиевых установок предполагается чуть выше единицы. Так что (почти как с быстрыми реакторами и плутонием ) существует только реальная проблема "пускового топлива" и скорости ввода новых мощностей.
На гигаватт(т) нужно от четверти грамма до полутора грамм стартового топлива (зависит от скорости оборота бланкета и специфики радиохимического производства).

Но поскольку самые-самые оптимисты считают что мы до 2030-го года введём этак гигаватта полтора, а одни только канадцы с "Канду" готовы отгружать тритий десятками грамм в год, проблем нет вообще. Собссно, поэтому даже радиохимия на первых этапах считается опциональной (типа, фига ли нам, чистым теоретикам в этой грязи руки пачкать?).

___
Нераспространенцы начнут по-настоящему визжать, когда всё это станет более менее реальным...
Как только до кое-кого дойдут цифири плотности нейтронных потоков (а нейтронов всё-таки некоторый избыток имеется) и следующие из этого скорость и качество наработки плутония, визгу будет ИМХО, НЕМЕРЯНО.
На 1ГВт тепла ТЯ даёт в 5-30 раз больше "лишних" нейтронов, причём поток высочайшего качества, а в реактор ДОЛЖНА быть встроена система замена первой стенки/бланкета (ну, мы же нарабатываем там тритий ). С системой теплоотвода по-взрослому, с имеющейся инфраструктурой для пристанционной работы с "горячим" материалом...
То есть, к наработке плутония технически всё готово. Ну, если и не всё, то не меньше, чем даже на канальном тяжеловоднике.

Сообщение отредактировал Татарин - 8.1.2015, 13:27

[Didro]

Наверное, тут, если не ошибаюсь. Было и ранее о том же самом. Вопрос цены, тем не менее, озвучен не был.

Вопрос цены тут складывается как считать.
Если энергию по аналогии с БН, то стоимость сводится лишь к небольшим капитальным затратам на электролизер (в расплав лития добавляется материал из ловушек) и расходу самого лития и энергии на функционирование электролизера.
Иначе, если энергию брать по тарифу БН, тритий вообще копеечный.

[Didro]

Нормально работающая ТЯ-установка должна обеспечивать себя тритием полностью.

Из лития-6 при каждом захвате нейтрона получается тритий и из лития-7 (реакция пороговая) получается тритий + ещё один годный нейтрон уходит налево.

Не получится, в чисто термоядных установках предусматривали размножение нейтронов на свинце (n, 2-3n), либо как вариант на обедненном уране (те же, плюс некоторое деление)

[VBVB]

Касательно трития, я тут поднимал вопрос о комбинации на одном объекте с реактором деления, где теплоноситель из лития-7, который составляет основу исходного.
Его сейчас полно, запуск можно делать на нем, либо повысив обогащение на натрии, с последующей добавкой природного лития и по мере повышения доли лития, снижать обогащение при перегрузке.
Тритий связывается теплоносителей литием/натрием, и выводится в холодных ловушках.
Себестоимость снижается до уровня менее 1 к$/кг.

Попадались цифры, что цена обогащенного до 95.6% 6LiAlO2 составляет около 28-30 тысяч долларов за кг. Высокобогащенный фторид лития-6 для жидкосолевого бланкета имеет близкую стоимость, чуть в большую сторону в районе 38-40 тысяч долларов за кг
Исходя ихз этого, есть ощущение, что даже при использовании промышленного энергетического БНа большой мощности с жидкосолевым бланкетом цена вырабатываемого в бланкете трития будет явно больше стоимости используемого литиевого сырья. Т.е. кажется достижимой минимальная цена промышленного производства трития в многоцелевых БНах на уровне порядка 45-50 тысяч $/кг, но не менее.
В итоге, производимое D-T топливо для снабжения всяких термоядерных ЭУ будет не дешевле уранового топлива или МОКСа.

[17th Guest]

Так может американцам/локхидам очень понадобился тритий для военных целях и для этого начата рекламная компания по якобы ближайшему светлому будущему с компактным мирным термоядом?
Ну а что, уже сейчас только для одной самой мирной американской компании косвенно заявлена потребность ~12кг/год на ближайшие 10 лет...

[LAV48]

По идее, с нейтронами в критичном количестве должна справляться т.н. "первая стенка"

Есть же эскиз:

Где "первая стенка" и где магниты (обозначены на схеме). Речь о конкретной конструктивной задумке.
Либо картинка совсем не о том, либо конструкция совсем о другом.

[17th Guest]

НОУ для американского трития
http://atominfo.ru/newsj/q0573.htm
очень в тему статья

[Didro]

Попадались цифры, что цена обогащенного до 95.6% 6LiAlO2 составляет около 28-30 тысяч долларов за кг. Высокобогащенный фторид лития-6 для жидкосолевого бланкета имеет близкую стоимость, чуть в большую сторону в районе 38-40 тысяч долларов за кг
Исходя ихз этого, есть ощущение, что даже при использовании промышленного энергетического БНа большой мощности с жидкосолевым бланкетом цена вырабатываемого в бланкете трития будет явно больше стоимости используемого литиевого сырья. Т.е. кажется достижимой минимальная цена промышленного производства трития в многоцелевых БНах на уровне порядка 45-50 тысяч $/кг, но не менее.
В итоге, производимое D-T топливо для снабжения всяких термоядерных ЭУ будет не дешевле уранового топлива или МОКСа.

Вариант реактора деления не требует разделения изотопов лития.
Более того, от атомных программ накоплено огромное количество лития-7, который тут и предполагали использовать, можно чисто на нем работать.

[Didro]

НОУ для американского трития
http://atominfo.ru/newsj/q0573.htm
очень в тему статья

Ну так наши на БАЭС вполне могут трития производить в объемах, которых хватит и нашим военным, и на перспективу для термоядов.

[17th Guest]

Так наш тритий то нельзя для военных нужд других стран использовать, а кому-то очень хочется и нужно...

[Didro]

Учитывая нынешние проблемы с натрием, вполне можно начать наработку трития на БАЭС.
Как вариант, материал с холодных ловушек по мере накопления отправлять для переработки на СХК.

[VBVB]

Вариант реактора деления не требует разделения изотопов лития.
Более того, от атомных программ накоплено огромное количество лития-7, который тут и предполагали использовать, можно чисто на нем работать.

Так вроде американцы недавно сами писали/утверждали, что имеется определенная нехватка соединений лития-7 по причине их массового использования для регулирования ВХР PWRов.

Ну так наши на БАЭС вполне могут трития производить в объемах, которых хватит и нашим военным, и на перспективу для термоядов.

Попадались цифры, что БН-600 может производить ежегодно от 1,2 до 1,6 кг трития. По-видимому тот же БН-800 может до 2 кг трития в год в бланкетной зоне нарабатывать из сыревого алюмината/титаната лития-6.

Опять таки потребности в тритии гигаватного термоядерного токамака почти два десятка килограмм трития в год.

Вот недавняшняя статья (Fusion Engineering and Design, 2013, 88, P. 2422–2426) по вопросу наработки трития для термоядерных дел.
Стоимость производства трития (оценочная по разным источникам):
ускорительное производство трития - на уровне 150000-162000 $/грамм
производство в коммерческих легководниках - от 90000 до 130000 $/грамм
производство в коммерческих тяжеловодниках CANDU - от 30000 до 40000 $/грамм
производство в ADS путем облучения мишени PbLi и теплоносителя такого же состава - от 40000 до 80000 $/грамм

Т.е. пока предположительная стоимость производства трития исчисляется десятками миллионов долларов за килограмм.

Причем на сегодняшний день ежегодное выделение трития в мире не превышает 5,8-6,5 кг.
Да было время когда американцы на Саваннских реакторах до 27 кг трития пиково в год производили, но это в очень далеком прошлом.

Китайцы прикинули, чтобы им термоядерный гигаватный реактор с загрузкой 18,1 кг трития запустить, им со своей пары тяжеловодников на Qinshan Nuclear Power Plant тритий более тридцати лет надо собирать, при этом большая часть его пораспадется.

Сообщение отредактировал VBVB - 14.1.2015, 19:43

[Didro]

~1,5 кг трития от БН, в случае бланкета, к тому же там литий-6.
Как теплоноситель - производство из основного лития-7, и уже сотни кг.

[Татарин]

Китайцы прикинули, чтобы им термоядерный гигаватный реактор с загрузкой 18,1 кг трития запустить, им со своей пары тяжеловодников на Qinshan Nuclear Power Plant тритий более тридцати лет надо собирать, при этом большая часть его пораспадется.

А это всё зависит от равновесного количества трития в системе ТЯ - то есть, от размеров, скорости оборота бланкета и производительности радиохимии.

Для ИТЭР когда считали, равновесное количество вообще принималось за граммы (а именно - полтора, ЕМНИП).
Граммы по сусекам наскрести можно. Точно можно. А дальше - самовоспроизводство на месте: у ТЯР свои нейтроны, свой бланкет, своя радиохимия ин ситу.

[17th Guest]

А может ли быть громкое заявление Локхид одним из факторов, чтобы просадить цены на нефть?
Что-то закрадывается такая мысля...