Реактор Holos для армии США http://atominfo.ru/newsy/z0317.htm
Температурный коэффициент реактивности, как и следовало ожидать, отрицательный и равен -0,0000338±0,000005 Δk/k.
Размерность ТКР : 1/(град) или %/(град) или бэтта/град . . .
можно и Δk/К (Δk/С), но не Δk/k

Угу, ещё при вёрстке подсознательно чувствовал, что где-то напутал с единицами.
Конечно же, 1 на градус.
P.S. В бетах не посчитаешь, потому что авторы бету не дали. А брать бету по принципу "ну возьмём табличную для урана-пятого" неправильно выйдет при той точности, на которую авторы исходной статьи претендуют.

Я вообще такую точность вижу впервые . . . Откуда "Она" . . . "МЫ" даже константы знаем на порядки хуже, а они (константы) и будут определять точность в т.ч.

А я - нет.



Я скажу, откуда она. Такая точность получается у людей, впервые в жизни дорвавшихся до MCNP

P.S. Сам по себе, этот раздел в исходной статье явно учебного характера и не вызывал бы интереса, если б не пара моментов.
1) Странное нештатное обогащение 10% (хотя авторы и оговаривают, что это они его выбрали для целей статьи; но при этом они знают данные из фирменного проекта - например, геометрию, которая в статье намеренно опущена, но в расчётах использована).
2) Даже для 10% получается немаленький запас реактивности (k почти 1,1 для холодного состояния), то есть игрушка может стать весьма опасной в неумелых руках.

Я бы посмотрел, конечно, два крайних варианта обогащения - штатное HALEU (19,75) и коммерческое (около 5%).
Самостоятельно повторить расчёты, увы, нельзя - см. выше, геометрические данные из статьи исключены.

Даже MCNP польззуется "библиотеками", оцененные сечения в которых получены на основании экспериментальных данных, отличающихся на %-ты, а в некоторых диапазонах по энергии и на десяток % !

Barvi7,

это познание приходит к человеку чуть позже, не на первых расчётах

Ну конечно же, они просто тупо взяли цифирь из выдачи, не подумав, что означает рассчитанная программой погрешность k.

В статье говорится о ТВС, которые состоят изтопливных каналов и каналов циркуляции нелия (в роли теплоносителя). Правильно ли я понимая, что топливный канал - это по сути ТВЭЛ, с засыпанныпанными внутрь его оболочки шариками типа ТRISO?

Вопрос: Зачем вместо нормальных таблеток внутрь оболочки ТВЭЛ засыпать шарики, учитывая что авторы статьи произвели и расчёт длины кампании, результаты которого показывают, что перегрузки в ближайшие лет 10 после пуска не требуется? Или, иными словами, зачем применять именно шарики вместо таблеток (которые можно произвести с аналогичными слоями покрытия)?

Потому что это военные, и для них больший упор на защищённость от расплавления.
И разработчики из всех вариантов топлива рекомендовали для военного варианта такой:

Так как это военный вариант, то вместо плутония должен быть уран.

подозреваю, статистическая ощибка, одна сигма, то, что Монте-Карло выдает, то и скопировали



а это систематическая ошибка, мы ее печатать не будем

увеличение площади поверхности теплообмена?

99,99999(9)%, что так и было.
Я ж написал: "Такая точность получается у людей, впервые в жизни дорвавшихся до MCNP"

Без вариантов. Они выбрали TRISO, потому что melt-resistant.

Военные в принципе не могут допустить расплавление при аварии, потому что, в отличие от гражданских, они не смогут подставить ловушку и эвакуироваться, и им придётся на этой кучке дерьма сидеть неопределённое время.
Поэтому защищённость от расплавления - это для них принципиальный пункт.
Поэтому и возникает TRISO, где каждая капля урана упакована в двойную оболочку.

Если не перепев от военных делать, а посмотреть напрямую разработчиков, то у "Holos"'а цель - при LOCA охлаждаться за счёт атмосферного воздуха.
Соотв., под это подгонялся проект и под это предпочтительным топливом было выбрано TRISO.
У них получается так. TRISO уверенно удерживает в себе всю гадость до температур минимум 1600 C, а в Holos при LOCA максимальная температура чуть более 1100 C при таком топливе.
То есть, комбинация их конструкции и TRISO гарантированно не допускает расплавления.
А если топливо не расплавилось, значит, весь аппарат можно утащить для ремонта или выгрузки.

В гражданском исполнении топливо может быть и другим, зависит от назначения и т.п.

Кстати говоря.
Если внимательно посмотрим на табличку (кликабельно)

то увидим, что везде, где есть military, американцы уходят от воды, от легководников.
Это ведь причина того же характера - не допускать расплавления, кроме каких-нибудь совсем невероятных случаев типа полного разрушения реактора
И TRISO тоже пользуется популярностью как раз в этих диапазонах мощности.

Уважаемый pappadeux, в статье в четвёртом абзаце написано чётко:

"Каждая ТВС состоит из массива топливных каналов и каналов теплоносителя, окружённого стальной оболочкой. Топливо - шаровое, TRISO, плотность упаковки 0,4. Обогащение урана для целей статьи было выбрано равным 10%".

Получается, что топливо напрямую с гелием не контактирует, а шарики запаяны в ТВЭЛ. Теплообмен возможен только через защитный барьер - металлическую оболочку ТВЭЛ. Как при таком раскладе увеличивается теплообмен?

P.S. Оригинального текста от авторов статьи я не видел, однако ошибок при переводе за уважаемым AtomInfo.Ru практически не замечал.

В диаметр шарика менее 1 см я поверю, в диаметр менее 1 мм - никогда. Разве это не ваша статья:

Американские патенты на ВТГР - топливо TRISO и призматические зоны
http://www.atominfo.ru/news/air8329.htm

Менее 1 мм - собственно топливо (уран, плутоний, да хоть америций-м242м или калифорний-251/252).

мое понимание, что твэлы тоже заполнены гелием, он в твэлах не прокачивается, но обеспечивает теплообмен

Не-а! Категорически нет!

Holos - нейтральный к топливу проект.
В военном варианте выбран самый простой вариант, потому что там не нужны фантазии, а вообще Holos может работать на разных типах топлива и с разными теплоносителями.
Более того, он может это делать одновременно.

Одновременность работы обеспечивается, в том числе, тем, что зона собирается из независимых картриджей, которые представляют собой по сути подкритические модули.
А нейтральность к топливу - физическим (пространственным) разделением топлива и теплоносителя (см. выше по ветке фотографию с их макета - топливо (микросферы по 1 мм) засыпаны в большой канал, а теплоноситель (гелий) проходит по трубам, они видны в верхней части снимка).

Топливо и теплоноситель связаны по теплу через кладку (матрицу). Хвататься за сердце здесь не надо Зона не напряжённая.
Я вот ждал, что Barvi7 вскинется: "Каким образом удалось получить в расчётах 35-40 лет кампанию?!", а он меня разочаровал, вместо этого пристал к MCNP
Зона не напряжённая. И всплеск реактивности в первый год - он тоже об этом свидетельствует.

Матрица, в том макете, что был сделан - графитовая. Военным тоже рекомендуют её. Для гражданских возможно больше вариантов, в зависимости от топлива и т.д.

Теперь какой вариант предлагается для военных.
Берут графитовую матрицу, берут гелий (вот здесь, кстати. надо было авторов военной статьи ткнуть носом - посмотрите на их соотношение сечений топливных и гелиевых каналов! правильно, MCNP теплофизику-то не считает, и они своего бреда не увидели; на самом деле, по суммарным площадям эти каналы должны быть близки друг к другу).
Итак, графит с нарезанными дырками, гелий... а далее они берут микросферы на ~1 мм и не покрывают их графитовой сферой, а просто засыпают в топливные каналы.
Зачем так? А зачем добавлять лишний графит, если он есть в кладке, через который каналы просверлены?

Holos - весьма интересный проект. Первый за последние годы, который меня смог удивить.
Но для большой энергетики он вряд ли пригоден, появятся свои проблемы.
А вот в ограниченном применении для армии... 100 реакторов по 10 МВт(э) это всего лишь один блок-тысячник. Так что размах проблем с отработавшим топливом и т.п. будет невелик.

Чтобы лучше представить себе картину, шариков этих в военном варианте Holos будет в общей сложности несколько миллионов в активной зоне.

Кстати говоря, перейдя от больших ВТГР-овских шаров к использованию микросфер напрямую, они потеряли такой механизм управления реактивностью как клаки. Шарики с поглотителем малого диаметра, которые в случае больших проблем могут быть засыпаны в шаровую засыпку.
Представить себе клак размером много меньше микротвэла малореально. Поэтому, скажем, на стержни СУЗ в центральном канале здесь выпадает большая ответственность.

Наверное Вы правы, ибо внутри ТВЭЛ не вакуум. Можно закачать тот же самый гелий просто исходя из стремления выравнять давление по обе стороны оболочки. Насколько сильно это улучшит теплообмен сказать сложно.

М-да, придётся, видимо, взять где-нибудь этот шарик и обснять его в разрезе...

Диаметр микротвэла конкретно в варианте этой ветки - 0,94 мм. Миллиметра.

Внутри шарика находятся:
- ядрышко из оксида урана диаметром 0,5 мм,
- слой пористого карбида, окружающий ядрышко для выхода осколков деления (буфер),
- слой плотного карбида, предотвращающий дальнейший выход осколков,
- оболочка.

На три последних слоя у нас приходится геометрически 0,44 мм толщины.
Запихивать туда ещё что-то (гелий, свинец, натрий и проч.) просто некуда. Да и не нужно.

О чем спор? Это микротвэлы для ВВЭР.

Сердечник. Ядрышко больно просторечно. И под оболочкой есть микронный пористый слой для компенсации расширений и размеров.
Пономарев-Степной и компания, Атомная энергия, прошлый век.

Тоненький слишком. Лучше бы взяли побольше раза в два. Но это их дело.

Мечта диверсификаторов?

Идея с картриджами напоминает немного идею с независимыми петлями, не находите?

Ну да. В ВВЭР тоже большие шары оказались невыгодными. Там тоже микротвэлы предлагаются, и примерно такие же.



Хорошо что не позапрошлый

Никник предлагал, да? В принципе понятно, почему.

М-м-м, не знаю, не знаю. Если только очень сильно доработанная.
У них же вообще вся зона собирается из полностью независимых модулей.
Например, из четырёх. То есть, имеется четыре подкритических модуля со своими топливом, теплоносителем и замедлителем, ты их ставишь вместе и получаешь критический реактор.

Вообще игрушка очень прикольная. Напоминает некоторые старые разработки некоторыми аспектами.
Но они не дотягивают до идеала. У них всё ещё остаётся в активной зоне теплоноситель

Кстати с подобной ересью полётом научной мысли даже работа с КМС-2009 попалась. Но там перфорация 1,2 мм и мини-ТВЭЛ диаметром менее 1 мм в высокой долей вероятности попробует через ПГВ-1000 прорваться к ГЦН и воодрузить знамя победы над здравым сыслом РУ.

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ГИДРОДИНАМИКИ И ТЕПЛООБМЕНА В ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕЙ СБОРКЕ С МИКРОТВЭЛАМИ
А.Т. Комов, Е.В. Бочарова, Ю.Н. Токарев; Московский Энергетический институт (технический университет) кафедра ОФ и ЯС
http://www.gidropress.podolsk.ru/files/pro.../kms2009-26.pdf

А пробовали они напечатать матрицу на 3D принтере?

Лучший вопрос ветки! Поздравляю
Не, они только нанонадписи наночернилами на микросферах делают. Для наноридеров

Какая разница-то? Тебе даётся место для установки картриджа, ты выбираешь топливо, матрицу, рабочее тело.
Если у тебя такая матрица, что её можно напечатать и она не развалится - да и пожалуйста.
Это к проекту реактора не имеет отношения. Это проект конкретного картриджа, а не реактора в целом.

Такими вещами (3D-печать) китайцы сейчас увлекаются, но на результаты наши пока смотрят со здоровым скептицизмом.

<удивившись>

но какой-то газ там между сферами есть?
ведь не ваккум же там?

плотность упаковки не такая уж и высокая

Во! А вот это хороший вопрос! Сам хочу узнать ответ.
С плотностью военные в своей статье, естественно, ляпнулись, она на самом деле выше. Но она, конечно, не 100%.
А вот чем заполнены пустоты - разработчики пока говорят просто о void fraction. То есть, формально ответ - между твэлами вакуум. Но думаю, что они пока просто не определились.

Топливные каналы все запечатываются на заводе и что-то внутри каналов должно быть, какой-то газ. Но это не теплоноситель. Этот заводский газ всю кампанию просидит в том же месте, что и топливо.

Насчёт газа в топливном канале. Мы тут прикидывали немного.
Канал запечатывается наглухо на заводе и работает 10-20 лет. Доступа к нему в это время, естественно, нет. Подкачать в топливный канал газ возможности тоже нет.
Какой газ взять? Гелий за это время найдёт дырочку. Азот?

Хоть газа в канале на самом деле немного, но всё равно он влияет как-то на все параметры. Если он начнёт уходить по ходу кампании, то может быть не очень здорово.

Так что, может быть, действительно вакуум?

В твэлах ВВЭР тоже гелий . . .ТВС хранятся уже более 40 лет, и пока не слышно, что все они "потекли", или хотя бы их (твэлов) значительная часть.
В корзинах хранения ОТВС-ОЯТ тоже гелий . . . Производители дают "гарантию" на ~ 100 лет - значит тоже не все "утечет" . . .
Хотя сколько там (в твэле и в корзине) гелия остается по годам - данных не видел . . ..

К представленной публикации вопросов МНОГО !
Но то что удалось найти по HOLOS . . . дает простор фантазии от . . . и до . . . .
Кроме того, что уже описано на ветке эти HOLOS - бывают еще и в разных спектрах, в том числе и в быстром.
Полагаю !, то что нарисовано в статье на сайте - как раз быстрый вариант - замедлителя то там нет . . .!
В графите оболочки замедления до "тепловой энергии" не получить !
Правда не понятно, что в быстром реакторе делает бериллий -отражатель. Как по мне он там только "пожжет" периферийные ТВС.
Но это не первый раз, когда в быстром реакторе приходится видеть мощный замедлитель, которого там быть не должно, потому, что см. выше.
Так вот - в быстром спектре получить в расчетах кампании 35-40 лет - ЛЕГКО !

Более того (пока без расчетов - интуиция ) топливные шарики TRISO (~1 мм) с развитой поверхностью - позволяют решать задачу не только теплоотвода,
но и задачу поддержания Кэф.
В быстром спектре это достигается "легко" ! КК (КВ) ~1.
А если HOLOS - тепловой то . . . .
В начале кампании за счет малого значения вероятности избежать резонансного захвата - компенсируется избыточная реактивность,
и из за резонансного захвата же - нарабатываем Pu, причем развитая поверхность и резонансный захват обеспечат КВ=1.
Практически отсутствует пространственная экранировка и спектральная экранировка в твэле, которой добиваются в стандартных тепловых реакторах с малым обогащением .

Они ещё и с жидким топливом могут быть.

Собственно, может и гелий.

Думаю, что разработчики до этого момента ещё просто не дошли.

В общем, в кои-то веки интересный проект появился в открытом доступе. После Гипериона первый, наверно, такой нестандартный.

Будем за ним вполглаза приглядывать.

10% обогащения и k=1,1 свежий холодный?
Вообще цифирь, конечно, интересная. Это ведь действительно ближе к быстрым.

Из АЗ должны выходить провода

Странно мне такое читать про т.н. "void fraction". Встречал я этот термин в англоязычных статьях про их гигантские вертикальные ПГ тысячи раз, и значил он отнюдь не вакуум, а пар.

В идеале именно так, без шуток.

И, КМК, это реально.

Энергоблок на "новых физических принципах", о которых никому не известно?

Достаточно хорошо известной термоэмиссии. См "Топаз", "Енисей" и "Геркулес".

Всё давно хорошо известно.
Но для отрасли, где сейчас новый тип промежуточного теплоносителя - многомиллиардные НИОКР, ррр-р-революция и потрясание основ... нереально.

Обычно это означает пористость, т.е., долю объема, не занятую конструкционным материалом (железом) или чем-то твердотельным, и эти "поры" могут быть забиты чем угодно.

Валентин, см. http://forum.atominfo.ru/index.php?showtop...st&p=105445

Скажем так. Когда все АЭПы решили собрать под крылом НИАЭП, мне идея не понравилась. Но тогда я хотя бы приводил обоснование в виде выдержек из открытой отчётности по РСБУ, которое можно было оспорить. Жду обоснования от Вас.

Согласен, похожие термины применяют. В частности встретил в аннотации к англоязычному докладу с 8-го международного семинара по горизонтальным парогенераторам:

Моделирование гидродинамики в парогенераторе реактора ВВЭР-440 с помощью модели пористых сред
Рама Т. Топпила Т. Паттикангас Т. Ниеми Дж. Хови В.



Однако, прямой аналогии нет. Длинное разъяснение более осмысленно.

Это именно пустота.
За "что угодно" в нейтронике могут и премии лишить, потому что даже немного "что угодно с водородом" может сильно смягчить спектр.
Поэтому сейчас у них в канале между шарами пусто, т.е. вакуум.
А далее будет зависеть от конкретного исполнения, когда (и если) они дойдут до первого аппарата.