Так ведь и не на голом месте такой реактор будет - это уже будет эволюционная установка на новом этапе. Только модернизированный референтный вариант.
Революционным будет чисто интегральная компоновка и чистый свинец.

http://atominfo.ru/newso/v0516.htm

https://ria.ru/atomtec/20170405/1491593190.html

Такой вопрос. В процессе работы свинцового теплоносителя - во что трансмутирует свинец - в висмут?
А то пишут, что висмута мало, и на ректоры его не хватит.
С другой стороны, если это так, то получается что температура кипения теплоносителя будет падать?

И в висмут тоже.

Статья про активацию свинцового теплоносителя:
http://www.ippe.ru/podr/cjd/vant/01-1/3-01.pdf



У изотопов свинца малые сечения захвата. С точки зрения активности теплоносителя их учитывать нужно (см. ссылку выше), а с точки зрения теплофизики - не имеет великого смысла.

Для сравнения: лёгкая вода в ВВЭР не превращается ведь к концу кампании в тяжёлую

Тогда еще вопрос - в чем тога самая большая сложность - в температуре? Температура кипения СВЭ получается ниже чем у чистого свинца и поэтому разная стойкость у ТВЭЛОВ из за этого?

Хватит, не беспокойтесь. Это, конечно не алюминий, но присутствует в достаточном количесте как попутный элемент в некоторых месторождениях свинца, меди и т.п. Есть сами по себе месторождения висмута, но в Южной Америке.

Если заполнить (исключительно для юмора) первый контур РУ ВВЭР В-320 чистым висмутом, то Вам его потребуется около 3700 тонн, но, поскокольку речь идёт о свинце-висмуте, то его потребуется раз в 10 меньше - 370 тонн, что составит менее 5% годовой добычи.

В каком смысле сложность? Разница между свинцовым и свинцово-висмутовым теплоносителями действительно, в первую очередь, за счёт температуры плавления. Свинцовый контур приходится держать гораздо более нагретым, чем свинцово-висмутовый.

Дефицит висмута (для крупномасштабной энергетики) и удорожание теплоносителя с переходом на эвтектику назывались при сравнении свинца и свинца-висмута как аргументы против последнего (ещё один аргумент против - образование полония).
Но такие аргументы - они в определённой степени лукавые.

Фактически же (это не предположение, а знание), две близких ТЖМТ технологии развели по разным нишам, чтобы избежать конкуренции между ними. Свинец стал претендентом на большую энергетику, свинец-висмут - на региональную.

На сколько я понимаю у свинца и свинца-висмута заметно отличаются коррозионные свойства и соответственно требуются другие материалы.

Что там, что там нужно держать в заданных пределах кислород в теплоносителе - тогда коррозии почти не будет.

Свинцовые разработчики часто ссылаются как раз на опыт свинцово-висмутовых лодок как своё обоснование. Так что теплоносители не сильно отличаются.

А почему тогда из кислорода в свинце сделали такую проблему?
А для лодок или СВБР вопрос коррозии как-то особо и не поднимали? Причем, лодки-то -
реально плавали...

Диапазон значений параметра невелик, прямо скажем.

Плюс были проблемы с коррозией при повышении температуры. Причём у свинца, естественно, запас по температуре был меньше, чем у свинца-висмута.



Плавали.
Но в глубинах форума есть фотка, которую с относительно недавних пор стало возможным показывать - что становилось с трубами.

А можно на нее ссылочку? Или где искать?

Пётр Мартынов о технологии ТЖМТ
http://atominfo.ru/newsf/m0647.htm

4) чем выше КПД, тем меньше тепла сбрасывать наружу, тем легче дизайн систе, охлаждения и менее заметными становятся лодки, например

FYI, для авианосца Gerald Ford предусмотрено два реактора типа A1B, 300МВт(э) каждый

я не предствляю себе, что они собираются с этой мощностью делать. из рельсотронов пулять? но тогда зачем авианосец

Ну, во-первых, именно из рельсотронов самолётами: катапульта-то электромагнитная. Во-вторых, он больше предыдущих. В-третьих там нефиговые скорости и ускорения, для такой-то махины.

Вот, очень кстати сейчас подвернулась фотка.

(кликабельно)


Нержавейка после работы 4000 часов в свинце при 420C.

Фотка не российская, поэтому копирую сюда свободно

нет, примерно такие же - 100,000т водоизмещения, схожие размеры

За фотки и за статью спасибо. Оказывается, повышенное содержание кислорода в свинце плохо и его отсутствие в свинце тоже плохо. Единственное преимущество СВ эвтектики - это температура плавления в 120, а не 200 как в чистом. Видимо, для запуска подводных реакторов с внешним контуром это было критично, а, я так понимаю, для интегральной компоновки, эту уже не так критично.
ЗЫ. а вообще свинец сжирает нержавеку очень сильно - вот почему еще нет рабочих реакторов

Нужны другие материалы. В принципе, они сейчас есть.

Для СВБР, например, есть данные по стойкости оболочек на базе 60 тысяч часов.

EMALS имеет высокую пиковую мощность (90 МВт, если не ошибаюсь), но берется она с маховиков-генераторов, а их "зарядка" происходит мощностью в 4 мегаватта, емпни. Так что 600 мегаватт на борту авианосца выглядят какой-то чушью. На 300 я бы согласился.

Презентация книги - в эту пятницу.

Блин, в пятницу я в Москве. Где её купить можно?..

Обязательно напишу здесь, как только скажут.

Презентация в Обнинске?

Да, в Обнинске.

Естественно, мы постараемся получить информацию о том, как и где книгу можно приобрести, и я её тут напишу в ветке.

Книга толстая, порядка 600 страниц.

Так как среди читателей будут не только росатомовские, но и гчписты, то она в эдаком американском стиле сделана (если кто помнит книжку Джермейна по ЕС ЭВМ IBM 360, то там разговор начинался с того, что такое байт).
Но свинцово-висмутовый кусок достаточно увесистый.

А как вообще такие книжки в плане открытости информации? Практический опыт свинцово-висмутового теплоносителя довольно редок в мире.

Я её ещё не видел, поэтому не могу ответить.

Но естественно, такие книги самодеятельно не выпускаются.
Эту конкретно, например, ещё в виде рукописи прочитал Лев Дмитриевич Рябев. И не только он.

Я подозреваю, что выпустили неспроста. Видимо готовят мировой рынок на приход свинцовых реакторов, и СВБР первая ласточка. Я полагаю, в первую очередь эти реакторы пойдут на транспорт (в первую очередь на Северный морской путь), а потом и в энергетику.

Что-то типа "Наши свинцовые реакторы бороздят просторы космома!". Уважаемый Superwad, опыт использования лодочных РУ с теплоносителем свинец-висмут не является референтным для теплоносителя свинец, из-за разных физико-химических свойств и параметров. Кроме того, ничего неизвестно о работе где-либо РУ на свинцовом теплоносителе - а это значит, что "первопроходцы" столкнутся с трудностями (с большой долей вероятности).

Вопросов по работе свинцово-висмутовой эвтектики - это огромный набор данных. Если это работало пусть и на лодочном режиме, предоставление информации по режимам работы, которые использовались существенно снижает объем работ по строительству экспериментального энергетического реактора, так как первый всегда собирает больше шишек. А так уже есть ориентир куда двигаться и какие бяки ожидать.

В 2002 году, первым изданием вышла книга Ахиезер А.И., Померанчук И.Я. Введение в теорию нейтронных мультиплицирующих систем (реакторов), написанная в 1947. История её создания простая:

Когда пришла пора строить промышленный реактор для наработки плутония ("Аннушка"), то И.Гуревич пошел к Курчатову: "Так работать невозможно! В 9 в Особом отделе получил материалы, они совершенно неорганизованы, на обед пошел --- сдать, в 5 вечера сдай. Нужен учебник по теории реакторов." А.И. Ахиезер и И.Я. Померанчук получили задание и к 47-му первый в СССР учебник "Теория мультиплицирующих гетерогенных систем" был готов. Ясен пень, что слова "реактор" не только в заглавии, но и в тексте не было.

Ахиезера после этого отправили завтеоротделом в ХФТИ, и вдруг его вызвали в Москву, в Институт Лебедева, на беседу с генералом от Берии при этом институте (такие генералы сидели тогда во всех институтах, замешанных в Атомном проекте). Сидевшие при генерале искусствоведы в штатском приступили к допросу:

--- Что такое этот треугольник в этой формуле?
--- Это уравнение диффузии, и это лапласиан.
--- А что описывает уравнение диффузии?
--- Временную зависимость распределения нейтронов в реакторе.
--- А где тогда время t в вашем уравнении? И что такое это тау?
--- Это тау и есть время. Понимаете, очень удобно пользоваться безразмерным временем.
--- А от чего зависит диффузия?
--- От коэффициента диффузии.
--- Но в вашем уравнении никакого коэффициента диффузии нет!
--- Да понимаете, удобно пользоваться безразмерными единицами, и коэффициент диффузии ушел в определение безразмерных координат.

И еще много чего, после чего Ахиезера отправили в гостиницу с часовым у входа. Наутро его привезли обратно, вручили билет на поезд и сказали: "Можете ехать домой."

Уже потом Курчатов рассказал, что рукопись поступила на рецензию в отдел Судоплатова (ядерный шпионаж) и там в ужасе схватились за голову: все формулы Ахиезера и Померанчука один в один совпадали с формулами из сверхсекретных донесений из США. Вдруг утечка из их отдела --- откуда иначе такие совпадения?

Курчатову стоило больших трудов убедить этих искусствоведов, что таблица умножения одна на всю Вселенную. Что любой теоретик в любой жопе мира непременно перейдет к безразмерным единицам и непременно время t после этого переобозначит тау. И так во всем.

Тем не менее, отдел Судоплатова остался в обмороке и издавать книгу запретили. Ее на пишмашинке размножили в 6 экземплярах, которые выдавали из Особого (Первого) отдела. Через 55 лет один самый недырявый экземпляр обработали и книга таки увидела свет: А.И. Ахиезер, И.Я. Померанчук. Введение в теорию мультиплицирующих систем (реакторов). — М: ИздАТ, 2002.

Но тот же неугомонный Гуревич опять пошел к Курчатову: "Пусть они выкинут все о реакторах, останется на хороший учебник ядерной физики. Ну нет же в стране хорошего учебника!". Курчатов дал добро, Гуревич с хорошей новостью пошел к Померанчуку, кто сокрушенно сказал: "Ну и как мы её теперь назовем?". Гуревич подсказал: "А помнишь, в начале 30-х была статья Сталина "Некоторые вопросы марксизма-ленинизма"?"

Сказано - сделано: в 1948 вышла в свет книга А.И. Ахиезер, И.Я. Померанчук. Некоторые вопросы теории ядра. М., Л.: ОГИЗ, Государственное издательство технико-теоретической литературы, 7000 экз., подписано к печати 24 ноября 1948. Эти 7000 экз разошлись мгновенно и тут же в 1950 книга была переиздана еще бОльшим тиражом. Именно по ней сдавали экзамен теорминимума Ландау по ядерной физике. В простонародии книга эта называлась просто "АхПомер".

Это была совершенно блестящая книга, но никакой не учебник для начинающих из-за немыслимо странного подбора материала: в ней каждый вопрос выскакивал как черт из табакерки, и каждый был изложен просто мастерски, если у читающего был уже определенный уровень. Так, $1 называется "Рассеяние медленных нейтронов протонами".

А это откуда цитата? Где-то я уже историю читал...

"Рассеяние медленных нейтронов протонами, связанными с более тяжёлыми атомами химическими связями."
В связи с чем вспоминается названия фильма "История Аси Клячиной". В количестве трёх, отличавшихся длиной, и, соответственно, подробностью.

Оказывается, я забыл сказать про книгу Тошинского. Исправляюсь.

Сейчас, увы, выпущен минимальный тираж, который сразу разобрали по предприятиям.
Если получится, то до конца года будет допечатка, а вот её уже можно будет приобретать.

К сожалению ссылка мертвая уже

Как можно оценить порядок массы теплоносителя первого контура СВБР? Поспорили недавно на эту тему. Оценки разошлись на порядок - я предполагаю что в первом контуре примерно 750 тонн, оппонент же считает что менее 100

Статьи фэёвского ВАНТа перенесли на новый поддомен.
Видимо, эту статью я тогда имел в виду.
https://vant.ippe.ru/images/pdf/2001/1-14.pdf

Спасибо, очень интересная статья
Попутно нашел и объем теплоностителя первого контура - 18 м³

Прочитал всю тему, так и не понял, а в чем преимущество свинца-висмута перед классическими БН с натрием? Только в том, что свинец не горит и с водой не взрывается? Зато свинец растворяет сталь, что гораздо хуже (контакт натрия с водой и воздухом возможен только при аварии, а от контакта свинца со сталью никуда не деться). Теплофизические параметры тоже хуже, теплопроводность и теплоемкость хуже в разы, вязкость больше опять же в разы, температура плавления выше. С активацией свинца-висмута тоже все очень плохо (у натрия-24 период полураспада всего 15 часов, а у полония-210 140 суток, а есть еще такая гадость как висмуты 207 и 208, с очень высокой энергией гамма-кванта и очень долгоживущие, особенно Bi-208 — 300 тыс. лет). Цена на висмут тоже кусается, а понадобится его сотни тонн.
Короче, получается единственный плюс, что "в случае чего" реактор можно просто забросить, свинец застынет и вся дрянь окажется надежно закупоренной. Причем хранить после аварии (а также и планового вывода из эксплуатации) придется вечно.

Классический БН, к сожалению, не совсем быстрый реактор. Правильнее утверждать, что он быстрый по сравнению с ВВЭР.
Всё же натрий - это лёгкий изотоп, и он весьма эффективно смягчает спектр нейтронов, сдвигая его от спектра деления в сторону тепловой области.
Да, конечно, БН далеко не ВВЭР, и спектр нейтронов в БН на фоне легководников смотрится великолепно, но в полной мере преимущества быстрых нейтронов в плане воспроизводства топлива он не реализует.
Поэтому поиски концепций быстрых реакторов с более тяжёлыми элементами велись чуть ли не с самого начала отрасли.

С точки зрения нейтроники, идеальным быстрым реактором был бы реактор на расплавленном уране. Только уран, и ничего другого. Ну или расплавленный плутоний, что ещё лучше. Но за такую концепцию нейтронщики получат по шее от всех подряд, начиная от теплофизиков и вплоть до технологов.
Соотв., появляется идея активной зоны из твёрдого топлива, жидким теплоносителем в которой будет элемент из хвоста таблицы Менделеева. Первым выбором была ртуть, потом взгляды сместились на свинец. Так как свинец требует высоких температур, то перешли к эвтектике, на которой сделали лодочные реакторы (они получились тоже не совсем быстрыми, но по другим причинам, не из-за атомного веса теплоносителя).
Теперь пробуют БРЕСТ, но не в формате бридера, а в формате реактора, восполняющего топливо по ходу работы (КВа=1, что трудно реализовать для БН).
Как-то так.

И ещё конкретно по свинцу-висмуту. Ему всё же отводят региональную нишу (как хотели у нас) или рассматривают его как первый этап развития ТЖМТ-реакторов (как сейчас поступают в Китае). Крупномасштабная энергетика на тяжеломтеллическом теплоносителе - это всё же свинец. Соотв., проблем, связанных с висмутом (активация, цена), у неё не будет.

Т.е. у свинцового реактора будет коэффициент воспроизводства больше, чем у БН? И намного?

Вопрос нетривиальный.

Посмотрим на табличку, которую я сейчас сделал для урана-235.
В столбцах - энергия налетающего на ядро нейтрона, выход нейтронов на акт деления, сечения деления и захвата, эфф.выход нейтронов на акт деления (учитывает, что часть нейтронов мы в обязательном порядке потеряем за счёт захвата в 235U и образования паразитного 236U).

Средняя энергия спектра деления - 2 МэВ.
Видим, что при таких энергиях у нас в результате деления на 235U образуется примерно 2,5 нейтрона. Один нейтрон мы обязаны отдать на поддержание реакции деления, оставшиеся 1,5 нейтрона в той или иной степени (в зависимости от конструкции) могут пойти на воспроизводство топлива.

Спектр смягчается, число свободных для целей воспроизводства нейтронов снижается. Видно, что смягчившись до области "Начало сотен кэВ" мы потеряем примерно 0,5 нейтрона по сравнению со спектром деления.

Это всё очень утрированно и приземлённо, по-хорошему надо считать по программам, а не прикидывать на пальцах, но примерную выгоду от приближения спектра нейтронов в реакторе к спектру нейтронов деления мы можем себе представить. Есть за что бороться.

Но это были соображения с точки зрения нейтроники (нейтронно-физических расчётов). А далее начинается. Первыми выступят теплофизики, которым нужно уметь снимать тепло с топлива, и они выставят свои требования, сколько должно быть натрия в активной зоне, а сколько свинца, и т.д. Далее вопросы материалов, и т.д.
Поэтому натрий - это компромиссный вариант, но он был очень удачным компромиссным вариантом, устроившим все направления (исходя из имевшейся на тот момент научной базы).

И по поводу воспроизводства.
В свинцовом БРЕСТе поставлена другая задача - повышать не КВ, а КВа (коэффициент воспроизводства в активной зоне). Это позволит убрать запас реактивности на выгорание, который у БН имеется. Соотв., если в зоне нет лишней реактивности, которая так или иначе компенсируется на начало кампании, то она и не высвободится в результате аварии.
В СВБР-100 такого требования нет (и вообще, конкретный урановый проект СВБР-100 имеет КВ меньше единицы, так получилось в его проекте, который был выполнен консервативным образом, чтобы постараться ускорить его внедрение).

Просто, везде пишут, что у БРЕСТа КВ ~ 1. А у БН разве КВ меньше единицы? Я всегда думал, что больше.

Правильно пишут. Только надо уточнять, что это КВа, коэффициент воспроизводства в активной зоне.



Больше единицы, больше Но с бланкетами! Если бланкеты убрать, то БН перестаёт быть бридером.