Нда, вот представьте, что на Фукусиме такое топливо было бы. И в реакторах, в БВ. Например.

Того же мнения.
Проще с жидкосолевым бланкетом, и без гемороя, и экономика, и КВ будет все равно выше нитридного варианта с твердым ТВСным экраном.

Хочу выяснить следующий вопрос:
Использование нитридного топлива для БРЕСТа обусловлено тем, что оксидное легче свинца и плавает, что недопустимо. Плотность нитрида выше.
Может пойти в обратную сторону, не утяжелять топливо, а облегчать теплоноситель? Я имею ввиду сплав свинец-натрий. Здесь уже проскальзывала эта тема, но вскользь и остались непонятки в моем воспаленном разуме.
плюсы
- меньше температура плавления по сравнению с чистым свинцом без использования висмута - нет полония
- плотность позволит использовать оксид - нет геммороя с обогащением азота, отработанная технология фабрикации и обращения
- меньшая горючесть по сравнению с чистым натрием вплоть до полной негорючести (какая концентрация окажется оптимальной пока неясно)
Т.е. получится некий гибрид БНа и БРЕСТа, вероятно сочетающий преимущества обоих.
Какие минусы у данной схемы? ну кроме отсутствия финансирования по данной теме

Работы по натрию-свинцу (именно в таком порядке, т.к. свинца добавлять предлагалось немного, на уровне процентов 10) в Обнинске велись.

Но они были на самом зачаточном уровне. Чтобы появилась возможность хотя бы говорить о чём-то серьёзном, нужно лет 10-20 потратить на НИР (даже не на НИОКР).

Разумеется, я был бы только счастлив, если бы имелась возможность финансировать кучу разных направлений, но к сожалению, сейчас не 50-60-ые годы, и исследования широким фронтом по спектру направлений вряд ли кто-то оплатит.

У натрия есть нейтронно-физическая проблема. В реакторах с натриевым теплоносителем может получаться положительный пустотный коэффициент реактивности в части активной зоны. Грубо говоря, это чернобыльский коэффициент. Чтобы от него избавиться, идут на разного рода конструкторские ухищрения, которые портят физику, экономику и т.п.

Теплоноситель натрий-свинец от этой проблемы не будет свободен. т.к. основу его составляет всё-таки натрий.

Ну чернобыльский коэффициент заключается, насколько я понимаю, в общей "перезамедленности" реактора (поэтому, кажется, спиливали часть графита в кладке в поздних версиях) плюс РБМК все-таки кипящий реактор плюс злополучные вытеснители... что при одновременном вводе большого количества стержней и дало такой "эффект".
Натрий разве кипит в реакторе? Откуда пустоты и почему тогда работают БНы?
Откуда такаю пропорция 90 натрия и 10 свинца? что дает разбавление натрия небольшим количеством свинца. Мне казалось, что должно быть много свинца и немного натрия. Уменьшить плотность, уменьшить Тпл, не получить горючесть и т.д, пустотный коэфф. сюда же.

С кипением дело обстоит хорошо.

Но он может элементарно слиться из активной зоны - например, при разрыве трубопровода первого контура. Разумеется, это тяжёлая авария, а не нормальный режим эксплуатации.



Предупреждён - значит, вооружён

На самом деле, там есть свои тонкости. Я не случайно написал "коэффициент", а не "эффект" (то есть, дифференциальную характеристику, а не интегральную), и "часть" активной зоны, а не "вся зона".

Расчётным путём было получено, что для первых БН есть область активной зоны, которая при уменьшении плотности натрия даёт положительную составляющую в реактивность.
В остальной части активной зоны вклад в реактивность при уменьшении плотности натрия отрицательный, как и положено.
Интегральный (суммарный по зоне) эффект для БН-350 и -600 я, честно говоря, запамятовал. Кажется, он всё-таки отрицательный.

Тем не менее, после Чернобыля к словам "положительный пустотный коэффициент реактивности" относятся очень плохо, вне зависимости от того, по каким физическим причинам он образуется (в БН действительно его природа другая, чем на РБМК).

И еще, не совсем, правда, про БРЕСТ, скорее вообще о жидкометаллических реакторах. (Может лучше к чайникам) Какие типы насосов применяются для жидких металлов - обычные центробежные? Я имею ввиду возможность перекачивания проводящей жидкости путем пропускания через нее тока в магнитном поле. По сути обычный электродвигатель, только роль обмоток ротора выполняет сам теплоноситель. Получается насос без движущихся деталей (подшипников, сальников, смазки, охлаждения...). Прменяются ли такие?

Наверное, оттуда, что Обнинск занимался, в основном, натрием



Мы задавали этот вопрос в ФЭИ. Добавка свинца убирает пожарные опасности. Проще говоря, такие сплавы, в отличие от чистого натрия, не будет бурно реагировать с водой/воздухом. То есть, убирается один из основных недостатков натриевого теплоносителя.

Электромагнитные насосы на БН-350 применялись во вспомогательных натриевых контурах. В целом опыт признан удачным, хотя были случаи повреждения насосов - но, судя по всему, вследствие ошибок при эксплуатации.

Пока в этой теме. Завтра вынесу отдельно.

Вот, кстати.

На БН-350 в 1976 году был инцидент. Городская легенда, которую я слышал ещё студентом гласит, что из Шевченко звонили в Москву и спрашивали: "Что делать?". Москва ответила: "Молитесь!". В Шевченко, правда, справились иными способами.

Так вот, собственно, содержание инцидента - при работе на мощности начался слив натрия из первого контура в бак-компенсатор по газовым трубопроводам. Детально инцидент описан в книге Баклушина, который вполне мог быть очевидцем события. Выводы из инцидента сделали, ошибку устранили и т.п. Тем не менее, это живой пример того, как зона могла быть опустошена от натрия.

Т.е. добавка 10% свинца устраняет одну из проблем БНов, но в серию эти результаты не пошли - должна быть "ложка дегтя".
Электромагнитные насосы признаны удачным опытом и под сукно...
не пойму я вас атомщиков
С отрицательным пустотным коэффициентом понятно - натрий легкий, значит замедлитель. Но положительный коэфф., да еще в части зоны - это фантастика!

Посмотрел сейчас по литературе. Что советская книга (Усынин-Кусмарцев), что переводная (Уолтер-Рейнольдс) сходятся в том, что пустотный эффект становится положительным (и весьма большим!) в БН большой мощности. Например, Усынин даёт положительный эффект для БН-1600, а для реально построенных БНов - отрицательный.

Да, его (положительный эффект) можно убрать, и реально убирают (в БН-800 его декларируют нулевым или даже слегка отрицательным). Но за это приходится платить определённым ухудшением характеристик проекта. Были жаркие споры в прошлом десятилетии про возможность допустить наличие положительного эффекта в БНах, но на регуляторов (и не только на них) слова о положительном эффекте реактивности действуют как красная тряпка. Наверное, правильно действует.

Ну почему под сукно? Интерес к ним был давний. Но пока... Для БН-1200, цитирую: "ГЦН погружного центробежного типа с нижним гидростатическим подшипником".

О проблемах говорил Багдасаров:



На БН-350 они тоже стояли не в первом контуре.

То есть, опыт-то уже есть, но он всё-таки недостаточен для того, чтобы такие насосы ставить в критически важные точки установки.

Можно, конечно, сказать и так, но...

Спектр нейтронов в быстром натриевом реакторе действительно более мягкий (тепловой) по сравнению со спектром нейтронов деления. То есть, замедление происходит. Но он всё-таки не является тепловым.
Там работают при опустошении другие моменты - например, у натрия есть резонанс в сечениях.

Модифицировать свинцовый теплоноситель натрием для понижения плотности не сильно удобно из-за неудачных характеристик эвтектик свинцово-натриеых.
См. http://www.himikatus.ru/art/phase-diagr1/Na-Pb.php

Для состава эвтектики Pb-20%Na температура плавления свинца снижается на 20 градусов, а плотность около 10.24 г/см3 при комнатной температуре и около 10.35 г/см3 при температуре плавления.
Это не лучше свинца с его плотность около 10.53 г/см3 при комнатной температуре и около 10.68 г/см3 при температуре плавления.

Проще модификацию свинца для снижения его плотности осуществлять литием.
См. http://www.himikatus.ru/art/phase-diagr1/Li-Pb.php
Для эвтектики Pb-(15.7-16.5)%Li температура плавления около 233-235°C, плотность 10,22 г/см3 при 25С и 9.60 г/см3 при температуре плавления. Т.е. в таком расплаве топливная МОХ таблетка с плотностью 9.8-10,8 г/см3 (теоретическая плотность UO2 — 10,97 г/см3, PuО2 — 11,46 г/см3 практически не достижима в МОХ) будет надежно тонуть.
Однако для применения эвтектики Pb-(15.7-16.5)%Li в БРЕСТе надо будет обогащенный литий-7 использовать, чтобы трития наработку усечь. Также для применения свинцово-литиевой эвтектики есть проблема во взаимодействии с воздухом. Литий усиленно связывается с азотом давая Li3N, который частично растворяется в расплаве.

Чтобы натрий потерял возможность плавать на поверхности воды со взрывным горением. При пропорция 90 натрия и 10 свинца твердый сплав в воде тонет, с вполне терпимой скорость выделения водорода без его самоподрыва горящим натрием.
Ликвидировать проливы такого сплава ощутимо проще, чем чистого натрия.

Уважаемый VBVB, раз Вы так сказали - на 99% это верно. Между чистым натрием и водой навскидку 0,33 г/см3 при 4 гр. С. Графики изменения плотности с н.у. до рабочей температуры 3-го контура (когда возможна гипотетическая ситуация с ПГ, и контакт с водой), Вы не знаете где посмотреть? Просто там идет пром. перегрев, а это 450-510 гр., неочевидно, что плотность натрия не окажется ниже плотности воды. В химии я всегда путаюсь, в справочниках - найду, но они не всегда "открытые" для всех.

А что, вращающийся ротор насоса имеет большой запас энергии? Сколько там теплоносителя в контуре? Если я ничего не путаю в БН-800 порядка 2000т в двух контурах. Т.е. около 1000т движущегося натрия не имеют запаса энергии? тем более, что ЭМ насос практически не оказывает гидравлического сопротивления в отключенном состоянии.


Ндаа... неожиданно. столько тугоплавких интерметаллидов. Я думал что диаграмма будет похожа на Pb-Sn. За ссылку спасибо. не попадалась.

Скорее рассматривается ситуация когда может быть потеря натриевого теплоносителя из первого контура с его проливом. Тонкость в том, что сплавы Na-10%Pb на воздухе при температурах до 700С не загорается.
http://link.springer.com/article/10.1134%2FS086986431302008X
Ну и плюс при попадании воды на такой сплав взрывного горения не должно быть.

Не думаю, что при рассмотрении вариантов использования свинцово-натриевых сплавов в БНах рассматривали вариант аварии когда натрий с водой в теплообменнике прохудившемся входит в реакцию.

По термофизическим свойствам натрия хорошая ссылка с кучей полиномов и графиков для разных свойств.
http://www.ne.anl.gov/eda/ANL-RE-95-2.pdf
Конкретно температурная зависимость плотности жидкого натрия в широком интервале температур на стр. 129-130.

Что позволяет также отказаться от промежуточного контура.

Троянов В.М. - Нитридное топливо для ЗЯТЦ

Примерно соответствует его никиэтовскому докладу.
Результатов испытаний пока нет. А интересно про них услышать.
Для СВБР, например, первые испытания вышли не слишком удачными.

Спасибо за ссылку.
Занимательная статья.

Судя по диаграмме исследования СНУП-топлива на БОР-60, первый переработанный НИИРом килограмм ОЯТ нитридного имел малое выгорание 1.2% т.а.

Зато обещают во второй половине 2015 изучить облученную 4-х-твэльную ТВС из БН-600 с выгоранием топлива на уровне 5,5 % т.а.

Доклады МНТК. НИКИЭТ, 7-10 октября 2014 г.
+
Доклады Конференции молодых специалистов. НИКИЭТ, 20-21 ноября 2014 г.

Это, подозреваю, будет очень трудно

потому как либо вход/выход теплоносителя за бассейн с некоей вероятностью аварии с потерей теплоносителя, либо генерация пара прямо на месте, что ...

Европейские исследования по сейсмике свинцовых РУ
http://www.siler.eu/ (справа архив докладов).

Сравнительный анализ использования жидких металлов и их сплавов в БР

3-4 апреля 2015 г пройдет научно-практическая конференция проектного направления «Прорыв»
Научно-практическая конференция «Проектное направление «Прорыв»: результаты реализации новой технологической платформы ядерной энергетики» состоится 3-4 апреля в парк-отеле «Яхонты заповедник «Таруса» Калужской области.
клик

http://www.innov-rosatom.ru/events/95/
занятно, что узнать больше о "Прорыве" рекомендуют на РИА Новости и ... на АтомИнфо

"А кому сегодня плакать в городе Тарусе?"

Живы будем, попробуем аккредитоваться.
Красивый город, кстати. Рекомендую.

На страничке конференции три места показались немного необычными:

1. "..обсудить вопросы и перспективы развития проектов проектного направления." - непонятно, однако. Видимо тут какой-то свой набор терминов.
2. Из выступления на прошлогоднем мероприятии т. Кириенко С.В.: "При этом проект, о котором мы сегодня говорим, проект «Прорыв» – это такой абсолютно практический, если хотите, бизнес-проект, результатом которого является создание конкурентоспособного продукта, который должен обеспечить лидерство России в мировой атомной энергетике, да и в целом в энергетической глобальной системе на горизонте ближайших 30, 40, 50 лет". Сказано красиво, как должно быть. Только какое всё это имеет отношение к реальности, если рассмотреть, к примеру, экономику БРЕСТ. Неужели он выигрывает у ВВЭР? В среднесрочной перспективе - нет.
3. Особо понравилась надпись на баннере в самом низу: "Product placement in different regions". При отсутствии готового изделия или технологии, за исключением БН (с некоторыми оговорками), о каком маркетинге может быть обсуждение, решительно непонятно. У кого НИР или НИОКР лучше?

Впрочем, надеюсь, что небольшая критика не помешает уважаемому AtomInfo.Ru рассказать нам о конференции.

Примета сработала в очередной раз. Стоит написать на форуме о своих планах, как они не сбудутся.
"Тенденция, однако" ©

Короче говоря, несмотря на то, что рекомендуют, нас на конференцию... ну, поняли, да?

слишком неприятные вещи будут обсуждать - потому и боятся звать "неконтроллируемую" прессу!
но уверен, бравурные пресс-релизы от ИТЦП "Прорыв" и комментации "экспертов" посыпяться как из рога изобилия...

зато при таком подходе истинно необходимым станет БРЕСТ-2400.

сплюньте... три раза через левое плечо!

Тогда скорее вернутся и к блокам 6-8 ГВт.

Если рассматривать гипотетический БРЕСТ-6000, то его загрузка в пересчете на плутоний будет составлять не менее 12-14 тонн. И ежегодно еще 10-11 тонн плутония потребуется и для топлива подпитки.
Т.е. грубо говоря 4-х блочная АЭС с БРЕСТ-6000 чисто на первичную загрузку потребует 50-55 тонн плутония и еще около 40-45 тонн на каждый последующий годовой срок работы. Реально в наличии в стране столько выделенного энергетического плутония нет и вряд ли до 2030 года наберется при текущей ситуации в области переработки ОЯТ.

Поэтому вновь идем на путь расплава солей.

Кстати, как-то не задумывался.

Оказывается, в БРЕСТЕе сузы прямо в жидкий свинец вводят.

А, что - в БН СУЗы вводят в твердый натрий , Кстати не знаю куда их там вводят

Плотности свинца и натрия сравните.



Хе-хе! Например, АР БН-350 - в "никуда". У него топливо ниже поглотителя. То есть, твэл едет вниз, а на его место приходит поглощающий стержень.

В этой связи интересен материал(ы) СУЗа - плотность, в частности.
Обеспечивается ли "пассивность" АЗ - не "всплывает" ли СУЗ.
А если отказ СУЗ и ОНИ всплывают, то ЧТО ?

Такое решение и в "малых" ВВЭР.
С "сегодняшней высоты" - не очень оптимальное решение и по перекосам и по размерам . . .
А что же в современном БН . . ?

Ёшкин кот, а они, оказывается, именно что всплывают!

http://www.atomic-energy.ru/technology/36000

Оттуда и пришло. БН-350 - он же старенький. И потом, это именно АР.

Я привод видел, но мельком. Сейчас задним числом вспоминаю, удивляюсь. То-то сразу что-то показалось странным. А у них такое решение, оказывается.

За конкретной конструкцией на БН-800 - это не ко мне.

А глобально... Вот буквально прямо сейчас разговаривал с человеком с натриевого реактора. В гильзу они вводят. Гильза стоит в натрии, но внутри пустая. Конкретно есть разные комбинации - где-то двухзвенные, где-то однозвенные и т.п.

Кстати, человек рад за свинцовых. У них всё будет всплывать. В том числе, весь мусор.
В натрии если что-то потеряно, то поиск превращается в целую эпопею. А у свинцовых все потери окажутся наверху.

И ещё кстати, вспомнил историю, которую рассказывал Сальваторес. У них был неприятный случай, когда они увеличили расход и у них поползла вверх температура натрия. Ещё увеличили - ещё поползла. Что случилось? А высокий расход притащил откуда-то из контура мусор, и он стал перекрывать проходные сечения. Соответственно, получилось, что реальный расход уменьшился. А найти этот мусор под толщей натрия... В общем, французы поимели тогда много удовольствия.