А вот и Штаты вытащили свои разработки по космическим реакторам.
http://www.world-nuclear-news.org/C-Kilopo...on-1112147.html

Опытный человек посмотрел одним глазом и сказал, что это старьё. Но сам факт интересен.

И на Земле было много дейтерия, но его активно добывала предыдущая цивилизация.
Добыли и... улетели.
Негодяи!

Космические ушельцы.

На поверхности земли

может быть, ядро земли есть чистый металлический дейтерий

Коллега подсказал, что для малому относительному содержанию дейтерия по отношению к протия на Земле есть объяснение - мощная магнитосфера Земли.
Типа протоны солнечного ветра захватываются магнитосферой, потом в ионосфере в гидроксоформы всякие переходят и виде легкой воды в атмосферу входят. Таким образом, предполагается, что этот механизм за годы существования устойчивой магнитосферы и атмосферы Земли помог увеличить долю протия в атмосфере и океанах в пять с лишним раз от первоначальной.

Может быть на раннем этапе развития земли было очень много природных ядерных реакторов, в которых имеющийся уран-235 выгорал (есть оценки, что на ранней Земле содержание урана-235 в десятки раз большим было нынешнего), попутно паля сопутствующий уран-238 и торий-232. Имеющийся в природной воде дейтерий в виде HDO проходя через зону ядерного деления таких реакторов в результате фотоядерного процесса (gamma,n) в протий переходил. Такие реакторы могли немало рентген-излучающих изотопов (продуктов деления и облучения матриц пород) нагенерить за десятки тысяч лет своей работы. Подобных Окловскому реакторов многие тысячи могли быть на поверхности ранней Земли, а скорости водообмена в глинистых породах, характерных для природных ядерных реакторов огромные. Дейтерия в этих зонах ядерного горения могло быть очень много переконвертировано в протий за многие миллионы лет.

Доказательства в виде долгоживущих изотопов ОЯТ есть?

Напомню о природном реакторе Окло. Но он на отношение дейтерия к протию повлиять не мог.

Первичный дейтерий во Вселенной весь образовался за первые три минуты после Большого Взрыва и его концентрация вычисляется теоретиками с высокой точностью, и в согласии с наблюдательными данными по спектрам самых удаленных квазаров, у кого красное смещение сильное.

В Солнце дейтерий весь выгорел давно: ушел в гелий-3 радиационным захватом протона, и о первичном дейтерии в веществе, из которого образовалось Солнце, мы можем судить по гелии-3.

Похоже, что весь сыр-бор в догме, что все планеты и астероиды образовались пяток миллиардов лет тому назад из одного протооблака, из ядра которого Солнце, а планеты сложились на сотни миллионов лет позже. Аргумент в пользу этого: Солнечная система почти плоская и все планеты вращаются вокруг Солнца в одну сторону.

Изменение концентрации 235U-238U на ЗЕМЛЕ за время ЕЁ существования можно "прикинуть", предполагая, что их постоянные распада не менялись и соответственно равны ~0,71 и 4,51 млрд лет, то на "предполагаемый" момент образования ЗЕМЛИ 4,5 млрд лет назад концентрация 235U в смеси с 238U составляла более 22 %, т.е. больше нынешней в ~ 30 раз.

А если пойти еще немного "дальше" и предположить,что механизм образования "тяжелых" элементов при взрыве "сверхновых" Звезд одинаков, а также, что массы 235U-238U практически одинаковы и соответственно их количества после взрыва должно быть "примерно" равны, то можно оценить и время взрыва НАШЕЙ СВЕРХНОВОЙ, из "которой" мы и состоим - это было примерно 6 млрд. лет назад - по памяти. . .

Barvi7,

это одна из первых задач, которые мы решали в институте на курсе по специальности

Ага, принимаешь концентрации 235 и 238 в T=0 равными и вычисляешь время, прошедшее с момента сотворения мира

Dobryak напомнил про Окло.

Окло случился 2 млрд лет назад. Поэтому увы, они все умерли. Распались.

Огромные толпа теоретиков занята проблемой нуклеосинтеза при взрывах сверхновых. Их расчеты, основанные частично на измеренных ядерных сечениях, частично на теории ядерной материи, которая для четно-четных, четно-нечетных и нечетно-нечетных ядер весьма неодинакова, воспроизводят экспериментально известные распространенности элементов во Вселенной
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/comm...mAbundances.png

с разумной точностью --- расхождения перестали превышать порядок, в самых худших случаях полтора порядка.

Для одинаковой распространенности 235-го и 238-го уранов после взрывов сверхновых нет в теории ядра никаких оснований, скорее наоборот. Примерно также, как нет оснований для одинаковости радиогенных изотопов свинца.

Что касается нашей Солнечной системы, то по распространенному, точнее, оному из распространенных мнений ее заселили до десятка взрывов разных сверхновых в самые разные времена. Одна из причин такого мнения именно гуляющие изотопные составы разных планет и метеоритов.

Учитывая вышеприведенные цифры и тот факт, что Земля в первые полмиллиарда лет охлаждалась и усиленно набирала воду за счет кометных бомбардировок, то предполагая основную роль гидрохимических процессов в концентрировании урана на поверхности Земли можно сделать вывод, что в первый-второй миллиард лет с момента образования Земли работавших природных ядерных реакторов на поверхности Земли было множество. Только до нас они не дошли из-за разрушений пород горных и выноса/разноса химических элементов. Реактор в Окло в этом отношении редкое исключение.

Возможно, что развитие жизни на Земле шло столь продуктивно не в последнюю очередь из-за движущей силы мутаций живых организмов по причине работы природных ядерных реакторов на поверхности Земли.
Наверняка такие же природные реакторы были и в первые миллиарды лет на поверхности Марса и первые полмиллиарда лет на поверхности Венеры пока вода не была этими планетами потеряна.

Статья о проблемах с энергетическими установками для отечественных ДЭПЛ.

А ведь комбинированный мощный РИТЭГ-конвертер (позволяющий производить термориформинг дизтоплива до водорода) мог бы заметно помочь в решении проблемы имеющейся.

РИТЭГ на стронции-90 тепловой мощностью 400-500 кВт может иметь с учетом современных разработок кпд электропреобразования на уровне 10-12%, что позволит его в течении 14-16 лет его эксплуатировать на ДЭПЛ для выработки электроэнергии для обеспечения кислородом экипажа и энергией для бортовых систем и вырабатывать водород из дизтоплива для конвертации его в электроэнергию в топливном элементе.

Мощности такой вспомогательной энергосистемы для ДЭПЛ ориентировочно хватит для увеличения срока погружения
практически вдвое и для увеличения запаса подводного хода процентов на 30-40%.

РИТЭГ такой мощности гораздо проще в эксплуатации реактора ядерного будет и по стоимости ориентировочно близко.

Интересная ситуация с будущим индийских РИТЭГов.

Представители РФ почему то кинули индусов на поставки ядерного материала для РИТЭГА.
А теперь индусы сами будут пытаться выделять нептуниевую фракцию из ОЯТ и облучать ее в тяжеловодниках, чтобы необходимое количество плутония-238 наработать.

Нафига им именно плутоний-238 для лунохода? Именно альфа-излучатель с малой толщиной защитного контейнера нужен?
Есть же другие альтернативы менее геморные и чуть более дешевые типа радионуклидов Pm-147 или Ce-144 для лунного РИТЭГа. Они вполне дудут возможность пару-тройку месяцев проработать.
У индусов в ОЯТ имеющемся от BWRов столько америция имеется, что его хватило бы на несколько РИТЭГов. Даже из имеющегося запаса военного плутония они могут выделить америция-241 несколько килограммов и конвертировать его в кюрий-242, который по времени полураспада и энергетике позволяет осуществить двух-трехмесячную миссию лунохода.

Или индусы думают, что у них на Луне электроника лунохода несколько лет проживет?

Вообще интересно имеющееся отечественное отношение к РИТЭГам в космосе.

А что господина Ярыгина так дико удивляло?
А если бы вместо 13 кг плутония-238 в РИТЭГе лежало бы 20 кг стронция-90 или 2 кг полония-210 он не так бы возмущался?

13 кг, дающие всего 150 Вт.

Он-то сам из команды, делавшей реакторы для космоса. Там совершенно другие диапазоны мощностей.

P.S. И не удивляло Возмущало.

Понятно теперь...

РИТЭГ плутониевый способен эти самые 150 Вт надежно выдавать 25-30 лет, а вот реактор космический способный хотя бы полтора-два года проработать на полной мощности вроде как и не сделали.
Толку для исследований в среднем/дальнем космосе от реактора который будет 50 кВт выдавать пару-тройку месяцев, а потом остановится выработав активную зону.

Странные какие то цифры для плутониевого РИТЭГа типа специалист вообще озвучил.
РИТЭГ на КА "Новые Горизонты" имеет меньше плутония и заметно большую мощность

Сами буржуи пишут, что в прототипе этого РИТЭГа было 10.9 кг диоксида плутония-238 и в момент выхода на орбиту Земли он должен был давать 290 Вт, а по прибытию к Плутону около 231 Вт.
В реале же плутоний для РИТЭГа "Новые Горизонты" был смешанным из более нового российского плутония и старого запаса плутония с миссий Улисс и Кассини. Поэтому в момент выхода на орбиту Земли он выдал электрическую мощность около 246 Вт, а по приходу к Плутону прогнозировалась остаточная электрическая мощность на уровне не менее 155 Вт.

Возможно специалист закладывался в КПД отечественных термопреобразователей (у "буржуев" КПД выше, а надёжность?).

Возможно, человек сказал не точное значение, а "масштаб"

С точки зрения реакторов, что 150 Вт, что 300 Вт мало отличаются.

В пределах погрешности

Да, но если у АЭС КПД с тепловой мощности в электрическую близок к 50%, то у РИТЭГов к 10%. Это да, это "масштаб".

Это вина ТЭГ, а не РИ.
Если ТЭГ к реактору присобачить, КПД будет такой же, если не меньший.

оффтоп:

"благотворная роль радиации на мутации" есть бред сивой кобылы.
жаль, что у атомщиков он все еще крякает.

мутации (темп/скорость мутаций) живых организмов в природе происходят по многим причинам. у организмов есть механизм регуляции темпа в зависимости от разных внешних условий. как правило он оптимален, так как отбор по дарвину действует - популяции/виды с неоптимальным темпом не выдерживают отбора.
т.е. и без радиации вообще и с более высокой радиацией темп мутаций приводился бы к тому же.
воздействие же радиации от локальных источников есть всегда чистый негатив и ухудшение генофонда популяции

Вероятно меньше, т.к. биозащита должна быть "толще". А ещё у реактора есть органы управления которые могут иметь СН...

Насчет Ce-144 - как-то сомнительно. У него гамма-линия 133 кэв есть, с выходом 11%, плюс у дочернего Pr-144 есть более жесткие гамма-линии с выходом порядка 2%. Вобщем, светить будет сильно.

Я бы сказал, что к 20% он ближе чем к 50%.

У БН-800 обещают 42%. У ВВЭР, конечно, поменьше...
Но и у РИТЭГов он вовсе не 20%
Если взять всем известный "Бук", даже пресловутый, не побоюсь этого слова, у него при тепловой мощности 100 кВт электрическая всего 5 кВт. Конечно, можно больше, за счёт увеличения массы радиаторов, но невыгодно получается.

Можно взять этот церий и обернуть в плутоний.
У плутония огромный Z и большая плотность, как защита от гаммы он прекрасен.
Фиг там что на 133кэВ пробьётся через 2-3см плутония.

Экономим как минимум на стоимости плутония.
Но главное - можем взять более энергоёмкий изотоп почти без оглядки на излучение его цепочки.
Или более подходящий по сроку службы.

Довольно интересное предложение использовать композитное составное ядро в тепловыделяющем элементе РИТЭГа.
Можно тогда использовать различные комбинации радиоизотопов, позволяющие создать тепловыделяющий элемент с желаемыми характеристиками радиационнного фона, удельного тепловыделения и срока службы.

Одно "но", при создании подобных "слоек" необходимо учитывать теплопроводность, например, у предлагаемого церия в металлическом виде она в 2,5 раза выше, чем у плутония, а значит "ядро" может заметно нагреваться и тут есть риск образования сплава, а церий в таком случае способен вызвать химический взрыв. "Весёленький" РИТЭГ.

Металлы не годятся для этого случая.

В конкретном примере необходимо использовать диоксид церия CeO2 внутри и оболочку из диоксида плутония PuO2 снаружи. Для этих керамик должны быть близкие величины коэффициента термического расширения.
Увеличить теплопередачу от внутреннего ядра с CeO2 можно путем использования металлокерамики, т.е. просто использовать смесь CeO2 с мелкодисперсным порошком меди или серебра. Контакт между двумя типами керамик (CeO2-PuO2) можно осуществлять путем использования низкотемпературного сплава галлий-индий.

Вот не нужно туда сплавы галлий-индий сувать, они совсем не хорошие по химии. Да и зачем жидкий металл для разделения "керамик"? И ещё, на сколько я понимаю, из диоксида церия керамику спечь тяжеловато, тугоплавкий он весьма.

В общем идея слоёных тепловыделяющих изотопных конструкций понятна и наверняка уже прорабатывалась, оставим её конструкторам данных источников.

Эээ... но теплопроводность-то тут при чем?
При равном энерговыделении на границе с плутонием будет ровно та же температура. Просто при другой температуре будет другой градиент внутри самого церия (если теплопроводность выше, то перепад температур будет меньше, чем был бы в плутонии).

Вот если энерговыделение выше - то да. Однако, вряд ли это проблема: в ТЭГах вообще очень низкие (в сравнению с достижимым максимумом) температуры.

Если считаем РИТЭГ для условий не крайнего севера, а космического аппарата, то температуры там будут сотни градусов Цельсия на радиаторе, а внутрях могут достигать температур плавления многих металлов. При этом, температурный градиент на плутониевом одеяле экране будет много выше, чем в ядре из церия, а тот относительно легкоплавок (если считать чистый металл).

Ограничивает-то максимальная температура, а не средняя.

Ниже теплопроводность - высокий градиент - значит, при некой максимально допустимой в центре у нас на краях значительно ниже.
Выше теплопроводность - малый градиент и перепад - значит, при той же допустимой в центре у нас температура на краях выше.

Или, если отталкиваемся от заданной температуры на краях, при высокой теплопроводности в центре у нас температура ниже. При малой теплопроводности - выше.

Повышение теплопроводности и снижение градиентов всегда - чистый плюс.
Плохой пример - это замена плутониевой керамики в центре на материал с меньшей теплопроводностью.
Вы не с того конца подошли.

Да забудьте вы про церий: у дочерннего - выход жесткого гамма-излучения на пару процентов. С учетом нескольких кг того церия - надоесть защиту ставить.
Плутоний-238 и стронций-90 - вот главная дорога... Несмотря на то, что последний чистый бета-излучатель (вместе с дочерним иттрием) - но светит тормозным рентгеном от такого РИТЭГа прилично.

Можно и стронций. Он дешёвый, распадается быстро и довольно энергоёмкий: ~7МэВ/ядро вместе с иттрием. Против ~5МэВ у плутония. Но стронций в 2.5 раза легче на ядро и в 2.5 раза активнее, так что выигрыш по плотности энергии неплохой получается. Если, конечно, стронций в титанат закатывать, то не так здорово...

Но в общем, плутониевая защита - вполне себе выход для мощных космических РИТЭГов. И цена более романтичная, и по энергии выигрыш.

Господа, а вот еще какой вопрос давно мучает про Плутоний-238.

В свое время я искал всякие документы по восстановлению производства Pu238 в США, и там в расчетах баланса необходимого Pu238 для Конгресса регулярно попадался расход на "национальные нужды". Т.е. скорее всего какое-то военное или околовоенное применение. Более того, идею того, что такое применение есть поддерживает тот факт, что и в США и в СССР (в НИИАР) были созданы линии по производству Pu238 в количествах не менее пары килограмм в год. А линии эти, как мне кажется - не такое и простое дело, учитывая с чем приходится возится. Значит была какая-то нужда, и вряд ли это НАСАвские РИТЭГи, и уж точно в СССР это не потребности условных "Луноходов".

Так что вот вопрос в том, что же это за "национальные нужды" могут быть у плутония-238.

То есть, не оружие (ядерное и неядерное), не военные спутники и не ракетные системы.

А дальше, кто ж его знает...
Но non-defense national security application - это, скорее всего, имеет отношение к разведке/контрразведке, а не к армии.

Ну и был в Штатах один чувачок, который в своё время объяснял это так (в интернете находится):



То есть, это некие миссии, которые выполняются на Земле. И скорее всего, имеют длительность годы и более, иначе нет смысла конкретно в плутонии. То есть, это не полёты Predator'ов, а скорее, некие стационарные точки.

Или нестационарные...

А дальше, наверное, копать ненадобно. Потому как можно совершенно случайно раскрыть какую-нибудь особо тайную операцию ЦРУ. А потом на форуме начнутся всякие шевеления с американских IP, а мне по ночам начнут названивать с радостной новостью о том, что я выиграл в лотерею бесплатный отпуск в заповеднике Орегона и мне нужно срочно туда приехать, всё оплачено. А я хочу спать по ночам, а не ругаться со странными людьми английским матом

Но про себя, не вслух, можно в принципе сконструировать варианты, когда ЦРУ может понадобиться источник на плутонии-238.

У стронция не очень удачные химические свойства по весовой энергоэффективности для РИТЭГов.
Материал или в виде титанатной, алюминатной или фторидной керамики должен быть, что сильно снижает весовую долю стронция и удельный энергозапас.

В этом отношении Pu-238 и Cm-244 с их высокоплотными оксидами явно рулят.

Может в элементах питания датчиков противолодочной системы SOSUS?

Несколько раз обращал внимание на упоминания, что РИТЭГи с лантаноидными радионуклидами ранее усиленно использовались подразделением глубоководных исследований ВМС США. Типа глубоководные скафандры для водолазов ими обогреваются и в батискафах флотских они также имеются/имелись.

non-defense

Скорее, это ЦРУ и проч., а не армия.

Может все проще и имеется в виду использование в качестве 238Pu-Be нейтронного источника для обнаружения всяких нездоровых вещей (делящиеся материалы, радионуклиды и ВВ) в системах безопасности на американских таможнях/аэропортах/портах?

А не дороговато ли?

Плюс ко всему, это расползание плутония по стране. С учётом регулярных сообщений об утере/краже источников в промышленности и медицине, делать упор на плутоний рискованно (пусть даже физзащита на пунктах пропуска поставлена лучше, чем в гражданском секторе).

Так количества плутония-238 небольшие будут тратиться на эти цели. Его то на источник среднемощный совсем немного надо - субграммы/грамм.
Да и кому в голову придет воровать нейтронный источник из системы физической защиты таможни/порта? Из малого количества этого радионуклида грязную бомбу не сделать.

Америций-241 вон в датчиках дыма до сих пор используется, хотя та еще радионуклидная отрава.

Скорее, не воровать. Его могут.... м-м, потерять флотским способом, например. Реальной угрозы никакой, но вони от местных активистов будет много.

Украсть тоже могут. Не для терроризма, а ради металлолома.

В добавок, портовые детекторы в Штатах - тема чувствительная, но не чрезмерно засекреченная.

А по плутонию нагоняют страстей.

Кстати, как конспирологический вариант - вообще ничего с ним не делают, спокойно хранят на складах, а пишут про national security чтобы сбить остальные страны с толку и направить на тупиковый технологический путь. Такое тоже бывает (см. в другой ветке про топливо от Лайтбридж).

Плюс просто как источники альфа-излучения и нейтронов в различных лабораториях и институтах?