Ага! Ртуть.
Ртутью перед войной активно занимались обычные энергетики, считая её перспективным рабочим телом.. Поэтому и быстровики с неё начали. По ней была доступная литература, надеялись, что известных по ней данных достаточно (оказалось, что нет). В отличие от ртути, натрий приходилось осваивать практически с нуля, кидать кусок в речку. Ну не было по нему знаний, кроме простейших.

P.S. Кстати, эксперимент 1951 года с киданием куска в речку делался в интересах парогенераторщиков.

И не уставаю восхищаться, как быстро раньше всё делали!

Только вдумайтесь! В 1951 году познаний ноль, натрий в речку кидают, а в 1958 году (спустя всего 7 лет!!) в Обнинске первый реактор с натрием пускают (БР-5).

Есть загадка:
Из чего провод на миллион ампер будет легче всего при фиксированной длине?

Например, мы строим звездолёт с электрореактивным двигателем, который потребляет постоянный ток в миллион ампер. Считаем напряжение относительно низким (так и есть), поэтому масса изоляции мала, по сравнению с массой провода.

Понятно, что алюминиевый провод будет легче медного.

ну все-таки надо сказать, что до натрия (но после ртути) был калий и эвтектика Na-K

до сих пор волнует вопрос, можно ли сейчас при современном материаловедении вернуться к калию/эвтектике

Не знаю насчет миллиона А, но электролизеры для алюминия на полмиллиона А существуют. Там все как в вашем примере, ничтожное напряжение единицы В и гигантские токи. Так там используются алюминевые шины. Здоровенные, двумя руками не обхватишь.

Там обычно не стоит задача сделать их максимально лёгкими, а стоит задача сделать их максимально дешёвыми, как в изготовлении, так и в эксплуатации. Алюминий обычно вне конкуренции.
Но, если вернуться к гипотетическому звездолёту, ясно, что провода надо делать из натрия. В тонкостенной железной (в условиях Земли - нержавеющей) трубе.
Натрий проводит ток (имеет удельное сопротивление) лишь на треть хуже, чем алюминий, но легче его почти в 3 раза. Поэтому провод одинакового сопротивления из натрия более чем вдвое легче алюминиевого, даже с учётом стальных труб.
При этом, натрий достаточно дёшев, если бы он был массовым продуктом, таким, как алюминий, был бы дешевле его - для электролиза натрия нужно втрое меньше электричества, а попутно получающийся хлор тоже является ценным продуктом. При электролизе натрия не расходуется кокс, но расходуется ресурс сборников хлора.
Натрий сейчас дороже алюминия именно потому, что в металлическом виде мало для чего используется.

Это не свойство времени, а свойство небольших структур, в которых собраны только более-менее компетентные люди, и все они нацелены на скорейший и лучший результат.

В разработке софта есть хорошо известные примеры, когда команда из 2-3 человек разрабатывала очень качественный продукт с дикой скоростью, а пришедшая им на смену команда из почти-сотни не справлялась даже с нормальной поддержкой. ВинАмп, Скайп... Масса примеров, когда ОДИН человек успешно конкурировал с монстрами индустрии в сотни человек (Винрар, Математика).

В общем, такое положение дел нормально. Ненормально нынешнее.

Ну, провода можно делать из пластика с залитым внутрь натрием. Для космоса - было бы просто прекрасно, если бы космос требовал адекватных объёмов этого товара. Бонусом идёт отличная, лучшая, чем у алюминия пластичность натрия и гибкость проводов.

В гипотетическом звездолёте же было бы проще всего использовать какой-то сверхпроводник.

А для авиации пожароопасность уже замучает в любом варианте, что со сталью, что с медью, что с пластиком. Наверняка это уже рассматривали.

Я консультирую одну фирму по всяким вопросам. И у фирмы неожиданно нарисовался заказчик, которому нужно измерять температуру жидкого натрия и обнаруживать течи
Кто может подсказать, где у нас делают датчики для обнаружения течей жидкого натрия, какие они бывают (подозреваю, что бывают и ёмкостные, и кондукционные), и какие марки стали используются для долговременного контакта с жидким натрием при температуре 500 градусов?

"Мир не просто тесен, мир - жмёт!"

Головная организация - это ФЭИ.
https://www.ippe.ru/npf-safety/reactor-core-efficiency

Ироды! Гринписа на вас нет

Гринпис против Лаврентия не проканал бы

+100

Есть такой такой вопрос. Какое обогащение по урану используется в БН? А то тут с соседом поспорили - он сказал про 24% U-235. я так понимаю, что в центре будет намного выше, чем на периферии?

"Мы ожидаем, что в ближайшее время научно-технический совет "Росатома" утвердит рекомендации для принятия решения госкорпорацией "Росатом" по сооружению БН-1200 в качестве 5-го энергоблока Белоярской АЭС", - добавил он (Лихачёв).
https://ria.ru/20210921/energoblok-1751141065.html

Вот большой БАХ. (из ютуба).
https://www.youtube.com/watch?v=HEPGhuUDn28

Обогщение от 17 до 27%. Там в зависимости от расположения ТВС в активной зоне зависит. Есть зона малого обогащения, есть среднего, есть высокого....

А один из подписчиков нашего канала прислал нам воспоминания, как они в детстве в школе натрием унитаз подорвали
Но мы решили пока воздержаться от публикации (а то вдруг школа ещё тех диверсантов ищет)

Обычная бутылка 0.7 с толстым стеклом, к горлышку на веревочке привязали четверть кирпича, заготовили обвязку проводом. Наполовину залита водой, затем запихнули соломки, на соломку карбид кальция, заткнули заранее приготовленной деревяшкой и прихватили концами обвязки. Размахнулись и с обрыва в пруд. Без огненных эффектов, но разок один удивленный пескарик всплыл. А разок бутылка была просто 0.5, размахивались слишком долго с разбегом, чтобы полетело подальше, и рвануло до нырка в воду. Кузнец это увидел, и сварщик нас от карбида отлучил.

Ну, это классика.
https://youtu.be/csRb9ANpqxo?t=250

Я так понимаю, 238 активно в зоне тоже делится и участвует в процессе активного "горения"? А также наработанный плутоний?

Четные изотопы делятся довольно плохо. В ВВЭР вклад урана-238 — несколько %, хотя его в топливе 95%. В основном будет гореть U-235, Pu-239 и P-241. U-238 в БН будет в основном поглощать нейтроны, образуя Pu-239, а тот уже будет гореть.

Поэтому его ставят на периферию, а потом через некоторое время можно и поближе к центру (U-238 с PU-239)?
а что происходит в ВВЭР с U-238? Нарабатывается плутоний ?

Не совсем так. В активной зоне тоже U-238 дофига (обогащение порядка 20%, остальное — 238), так что и в АЗ Pu-239 нарабатывается (и частично тут же на месте выгорает). Но что бы не терять зря нейтроны, которые диффундируют из активной зоны, вокруг ставят бланкет — стержни из обедненного урана, т.е. почти чистого 238, и там нарабатывается плутоний. И кассеты нельзя так просто взять из бланкета и переставить в АЗ, понадобится переработка. То что вы описали, это похоже на концепцию реактора-самоеда. Но это именно концепция, таких нет не то что в железе, нет даже сколько-нибудь проработанных проектов.



В любом реакторе, где есть U-238 (а это все современные промышленные реакторы) нарабатывается плутоний. Разница в том, что в тепловом реакторе коэффициент воспроизводства всегда меньше 1, для ВВЭР где-то порядка 0.4-0.5. Т.е. на два ядра U-235 образуется одно Pu-239. А на БН коэффициент воспроизводства может быть больше 1. Отсюда и идея ЗЯТЦ — жжем топливо, извлекаем из ОЯТ плутоний, причем получаем больше чем сожгли, добавляем в обедненный уран — получаем новое топливо и т.д. Цикл можно повторять, пока не кончится весь обедненный уран, а его не на одну тысячу лет хватит.

Насколько я помню, в БНах достаточно серьёзный процент мощности получается непосредственно из U-238.

"Серьезный" - это порядка ~10% для БН (с учетом спектра в натрии)
"теоретический предел" - ~25% (в спектре деления)

Угу, поддерживаю. Где-то так для БНов.

Есть небольшая публикация http://www.nccp.ru/upload/main/For%20Game%20FSAP/6.pdf
Там на с. 7 таблица, показывающая относительную вероятность деления (захвата) нейтрона при попадании в ядро урана 235 (238).

Да. В БН происходит и реакция деления U-238 и реакция захвата. Последняя, естественно преобладает.

Оффтопично-методологическое: а как надёжно отличить
U238+n->деление
от
U238+n->...->Pu-239+n->деление?

Расчётным путём делается просто. Сечения деления изотопов перемножаются на их концентрации (и на поток нейтронов).

Экспериментально... Отличаются в этих реакциях числа родившихся нейтронов и выход энергии на акт деления. От этого и надо отталкиваться.

Конечно, экспериментально. Просто вдруг задумался, вспомнил смутно забытое про коридоры погрешностей для косвенных измерений, и показалось, что это должны быть ДИКО сложные измерения, учитывая небольшую разницу энергий деления, разнообразность осколков (и их пролётов), вероятностный характер выхода нейтронов и т.п.

Всё это означает необходимость набора большой (реально очень большой) статистики, что автоматически даёт требования к большому интегралу нейтронов за время << распад цепочки урана-239 в плутоний. То есть, всё это будет в большом потоке нейтронов, аццки радиоактивное, а по осколкам восстанавливать - опять же жесть. Потому что там ещё деление того же нептуния, как минимум, остаточного урана-235 и всех побочных цепочек. Плюс захват осколками нейтронов.

Это же полностью жестяная жесть какая-то.
У вас, расчётчиков, вообще есть доверие к своей константной базе? Потому что, если чуть задуматься, так не должно бы быть.

Например, у штатовского файла оценённых нейтронных данных ENDF/B уже восьмая редакция. Не считая подверсий типа VIII.1.

Бенчмарки, многочисленные бенчмарки, в том числе (и в первую очередь) сделанные на основе реальных экспериментов или даже реальных кампаний.
Считаются регулярно, результаты анализируются, в том числе определяются наибольшие вклады в погрешности результатов, и это используется потом как своего рода обратная связь для тех, кто готовит константное обеспечение.

А о ситуации в целом я часто писал на форуме. Проекты, которые существуют в железе, научились считать хорошо и очень хорошо. Шаг в сторону - погрешности начинают расти.
Так было, когда я работал по специальности. Мало что изменилось сейчас, судя по тому, что слышим от действующих расчётчиков. Разве что, благодаря росту компьютерных мощностей, стало возможным делать комплексные расчёты (например, нейтроника+теплофизика, да ещё в нестационаре).

Как вариант: берем кусочек чистого U-238, засовываем в экспериментальный реактор, запускаем реактор на несколько минут. Потом вытаскиваем U-238, ждем пару недель, что бы распался весь U-239 и Np-239. Потом каким-нибудь способом (намример, по гамма-спектрометрии) считаем, сколько там Pu-239 и сколько осколков. Все осколки — от прямого деления U-238 нейтронами, т.к. за 5 минут плутоний накопится не успеет (а если сколько-то и успеет, то его будет ничтожно мало по сравнению с U-238, и его вкладом можно пренебречь). По отношению количества Pu-239 и количества поделившихся ядер U-238 можно определить отношения сечения захвата и деления.

По каждому изотопу имеется АЛЬБОМ его альфа, бэтта, гамма и нейтронных спектров-линий излучения (при наличии такого канала распада, излучения)
например, U238+n -> U239 - имеет 14 бэтта-"линий", из которых одна имеет 69% вероятность и с энергией - средняя 390 кeV, максимальная 1211 кeV.

Справедливо, что Бэтту трудно поймать, тогда ловим гамму, их у U239 - 187 штук, одна из которых имеет вероятность 53%, и энергия 74 keV, эту уже поймать можно . . . + чувствительность и калибровка детекторов . . ., определяем активность образца.
А далее ВСЕ . . . - по известным нейтронным индикаторам определяем поток в месте установки образца, а зная ядерную плотность исследуемого изотопа, определяем интересующее микросечение . . . радиационного захвата
U238+n- .
Не забываем " требования" к точности спектра, в какой области энергий желаем измерить сечение.
Например, если будут нейтроны с энергией резонансов, то при 6,67 eV -сечение на U238 -10000 барн, а при 1 MeV - всего то 1 барн. . . .
Это в ТЕОРИИ, на практике возможны варианты . .
При желании - тоже самое и с Np239 . . .

Чистый уран-238 - вообще бывает? ("сына, а разве сыр бывает? это ж сказка!"(с)) Сколько-то урана-235 там есть? Есть. И сечения деления его велики (особенно, учитывая, что нейтроны у нас в реальности не монохроматичные), и делиться он будет хорошо. Сколько-то урана-239 есть? Есть. И он тоже делится. За пять минут уже будет сколько-то нептуния (десятки процентов от урана-239), но, допустим, им можно пренебречь.

Я понимаю, что первое приближение получить довольно просто: засветили, померили активность (даже без спектрометрии, мы знаем из эксперимента, как падает (примерно) активность осколков после деления, взяли достаточно малое время облучения - получили отклик, построили кривые, нашли параметры экспоненты.
Уверен, что в 1940-х так и делали. Для 1940-х нормально, согласен. И реактор сделать можно.

Но если хочется нормальной точности, хотя бы доли процентов (где уже начинает не-100%-уран-238 в мишени)?

Гамма-спектрометрия - это само по себе гемморой страшный, особенно в каше. Но да, померить можно, без вопросов. Вопрос точности.

Горбы-то осколочные перекрываются. Осколки - почти одни и те же. И горбы осколков зависят от спектра (как бы даже не больше, чем от делящихся атомов). И разница в пропорциях осколков, которую нужно будет ловить, будет доли процентов, то есть - вот как раз сравнимо с шумом.
И состав мишени неидеальный.

Ну +/-50 центов... а с подстраховкой еще больше нам больше не надо, хотя и можно

Сейчас обедненный уран доводят до содержания U-235 0.1%, и это крупнотоннажное производство, тысячи тонн в год. В принципе нет никаких принципиальных ограничений сделать еще более чистый U-238, только затраты возрастут — нужно дольше крутить центрифуги. Делать его тоннами дорого, но для эксперимента не нужны тонны, не нужны даже килограммы, хватит и нескольких грамм. Ну да, такой сверхчистый уран будет на несколько порядков дороже обычного обедненного урана, но наука вообще вещь недешевая, а тем более ядерная физика.


Давайте прикинем. В ВВЭР за топливную кампанию в реакцию вступает около 3% процентов U-238, т.е. 1% в год. При таком же нейтронном потоке как в ВВЭРе, за час вступит в реакцию ~0.0001% U-238. В БН потоки больше, но и сечения меньше, ну пусть будет 0.001%. Поэтому, даже если сечения U/Np/Pu-239 будут на два порядка больше, чем у U-238, это даст погрешность 0.01-0.1%. Если держать не час, а меньше, или нейтронный поток будет меньше — соответственно погрешность еще меньше.

Мне больше интересно, как считают сечения разных плутониев. Ну ладно можно получить чистый Pu-239 (хотя очень сложно получить хотя бы такой же чистый, как U-238 в природном уране, не говоря уж об обедненном). Можно получить чистый Pu-238 из нептуния. Но изотопно чистые Pu-240/241/242 никак не получишь. А сечения как-то меряют.

На позапрошлой неделе на совещании было принято решение до 15 декабря написать дорожную карту по вводу БН-1200 в эксплуатацию.
Асмолов в "Стране Росатом".

Вот что мне нравится в БНах, так это отсутствие отравления (никаких там йодных ям и т.д.). И плюс оперативный запас реактивности на кампанию небольшой (примерно 2% dk/k). И соответственно темп снижения (при работе на номинале)тоже небольшой (в сутки примерно где то 0,01-0,02 dk/k).

Мне йодные ямы никогда особо не мешали

а ксеноновые холмы . . .

наверно, для лабораторного чистого У238 нужно не центрифуги, а что-то вроде калютрона/масс-спектрометра

интересно, остались ли где еще подобные установки?

Есть на форуме кто-то, кто глубоко погружен в "натрий"?

Опытному ВИУРу ничто не мешает

Тут речь о том, что в переходных процессах увеличивается количество перекомпенсаций КС РР. Это не критично, но немного загружает работу оператора. В БН попроще. Там в основном ТЭР является главным. Больше темература теплоносителя, меньше оперативный запас. Тоже есть работа, но поменьше. Как то так...

Есть мем, относительно старый...
https://vk.com/atommem?z=photo-203429517_45...429517_00%2Frev

Руководство госкорпорации "Росатом" после новогодних праздников рассмотрит предложения специалистов атомной отрасли о том, как строить в России пилотный коммерческий энергоблок большой мощности с ядерным реактором на быстрых нейтронах БН-1200, рассказал научный руководитель проектного направления "Прорыв" госкорпорации "Росатом" Евгений Адамов.
Технологически отрасль готова к строительству энергоблока БН-1200, отметил Адамов
<...>
Кроме того, руководству отрасли надо представить дорожную карту, в которой будет прописана продолжительность сооружения блока БН-1200.
<...>
Также речь пойдет о том, сооружать блок БН-1200 к 2030 году или к 2035 году

https://oilru.com/news/564488

+

Самый смак в этой новости, что здравицы БН-1200 поёт Е.О., представляющий конкурирующее направление быстрых.
И, как говорят, до последнего боровшийся и старавшийся проект похоронить. В пользу своего свинцового 1200-го, разумеется.
Корпорация такая корпорация

Так БРЕСТ строится, до БР-1200 ещё далеко, а БН-1200 идеологически унифицирован.
Можно расслабится, не такой уж и конкурент теперь.
А как построят, как раз появится "БН-1200 но лучше"(БР-1200).