Помощь · Поиск · Пользователи · Календарь
Полная версия этой страницы: РИТЭГи
Форум AtomInfo.Ru > Атом > Разные стороны атома
Страницы: 1, 2, 3, 4
ДяДя ФеДоР
Уважаемая редакция!

Спасибо за статью Опыт военных гидрографов РФ может ускорить очистку Севпорпути от РИТЭГов!
Очень уж Вы интересный (и, как я понимаю, болезненный для всей атомной отрасли России) вопрос затронули!
Да и еще и появление на форуме товарищей из Эстонии подогрело у меня интерес к данной теме! smile.gif

В общем, если позволите, вопрос к читателям и специалистам -

а как вообще сейчас обстоят дела с производством РИТЭГов?
мы окончательно утратили технологию / производственные цепочки / специалистов?
либо - какие ключевые элементы производственных цепочек утрачены?
есть ли какие-нить "стратегические инициативы" по восстановлению этого сегмента (в контексте возрождения СевМорПути / наращивания сил ВМФ / освоения шельфов и т.д.)?
armadillo
у меня другие вопросы. допустим мы их производим.
- как охранять? вешать на него дроидов?
Smith
кое-что по теме:

К основным задачам, стоящим в настоящее время перед специалистами ОАО «НИИТФА», следует отнести:
- сохранение научно - технического потенциала и технологических процессов изготовления РИТЭГ с целью изготовления этих РИТЭГ в случае поступления заказов на их поставку (с) http://www.vniitfa.ru/index.php?option=com...44&Itemid=1

насколько я понимаю, это "частная" инициатива Института, а не стратегическая задача, спущенная сверху.
п.с. презентация, приложенная к докладу, весит аж 30 МБ и не содержит ничего, кроме фоток.
ДяДя ФеДоР
Уважаемый Smith,

Спасибо! интересный доклад и познавательные фотографии в презентации.

2all -
То есть, сейчас РИТЭГи никому не нужны - ни в России, ни на экспорт?
Минприроды и военные что - собираются все маяки и навигационные точки на севере перевести на ветряки и солнечные батареи?
А изотопы для РИТов - нарабатываются? или также забыли про это?
Татарин
Цитата(ДяДя ФеДоР @ 18.1.2012, 14:41) *
Да и еще и появление на форуме товарищей из Эстонии подогрело у меня интерес к данной теме! smile.gif

А как связана Эстония с РИТЭГами? smile.gif
Я вижу только одну связь: когда-то 20 лет назад в Нарве был завод "Балтиец", который собирал оные. Но того завода уж нет давно, а все местные РИТЭГи с маяков давно сняты и утилизированы.
Татарин
Цитата(ДяДя ФеДоР @ 20.1.2012, 9:00) *
А изотопы для РИТов - нарабатываются? или также забыли про это?

Pu-238? или Sr-90?
А есть способ их НЕ нарабатывать? smile.gif
ДяДя ФеДоР
QUOTE(Татарин @ 26.4.2012, 17:45) *
А как связана Эстония с РИТЭГами? smile.gif
Я вижу только одну связь: когда-то 20 лет назад в Нарве был завод "Балтиец", который собирал оные. Но того завода уж нет давно, а все местные РИТЭГи с маяков давно сняты и утилизированы.


именно эта логическая цепочка, Вы правы - увидев эстонских товарищей, я вспомнил про Нарву!
а то, что нет ничего - так я понимаю... просто, навеяло! sad.gif
ДяДя ФеДоР
QUOTE(Татарин @ 26.4.2012, 17:47) *
Pu-238? или Sr-90?
А есть способ их НЕ нарабатывать? smile.gif


я имел в виду, что нарабываются = выделяются / используются для конкретных нужд! smile.gif
какой Вы, однако, тов. Татарин, въедливый! smile.gif
VBVB
QUOTE(ДяДя ФеДоР @ 20.1.2012, 10:00) *
То есть, сейчас РИТЭГи никому не нужны - ни в России, ни на экспорт?

В принципе есть интересный вариант применения РИТЭГов на основе стронция-90 для для нужд неатомного подплава отечественного ВМФ.
Изотоп стронция-90 наиболее дешев, может производится из ОЯТ тоннами, имеет энерговыделение 0.21 кВт/кг в виде керамики SrTiO3.
Проскакивали сведения, что на этом изотопе принципиально возможно на уровне имеющихся технологий создание РИТЭГ динамического типа с кпд около 23-25% (Stirling Radioisotope Generator, SRG). Т.е. возможно создание капсульного типа необслуживаемого радиоизотопного устройства, генерирующего 150-200 кВт электроэнергии размером грубо 1х1х2.5 м и весом в 25-30 тонн. Две-три такие капсулы в удаленной кормовой части корпуса способны обеспечить современную ДЭПЛ электричеством для заряда батарей и регенерации воздуха, что позволит в несколько раз увеличить ее подводную автономность. Кроме того, выдачи 450-600 кВт от таких РИТЭГ хватит чтобы перемещать лодку на скоростях 5-6 узлов при патрулировании. Замена таких купсул каждые 7-8 лет во время ремонтов с докованием.
IMHO, описанная штука менее геморойная в эксплуатации, чем водородные ЭХГ (над созданием которых отечественный флот сколько времени бьется blink.gif ).

armadillo
а совмещать стирлинги и "обычную" термоэлектрику не пробовали?
VBVB
QUOTE(armadillo @ 6.11.2012, 15:10) *
а совмещать стирлинги и "обычную" термоэлектрику не пробовали?

Данных по таким вариантам пока особо не видел. Тема ведь специфичная. cool.gif Да и тепломеханика таких устройств в смысле оптимизации соотношения тепловых потоков будет не простая.
Стирлинги на основе ядра РИТЭГАа могут иметь кпд до 40% по разным оценкам. На плутонии-238 НАСА выходит на уровень кпд динамического РИТЭГа под 38%.
http://science.compulenta.ru/658593/
На стронции-90 из-за меньшего удельного тепловыделения кпд такого РИИЭГа будет ниже. Насколько ниже х.з.
В Курчатнике разрабатывался термовольтовый монокристаллический молибденовый монокпреобразователь с предположительным кпд преобразования тепловой мощности в электроэнергию порядка 33%, но для высокотемпературной газовой смеси. РИТЭГ на стронции-90 не даст таких высоких температур.
Ну допустим если с динамическим РИТЭГА на стронции-90 со стирлингом снимается электроэнергии 26-28% от тепловой мощности, то в принципе еще 6-7% еще вдобавок можно было бы снять за счет недорогого тонкопленочного термовольвотового модуля с износоустойчивым материалом. В итоге можно под уровень кпд 32-35% подобраться.
Но уж очень непростое в техническом плане устройство такого комбинированного РИТЭГа получится. В лаборатории может прототип отечественные товарищи и соорудят, но вряд ли наша имеющаяся промышленность этот вариант потянет.
Татарин
Цитата(armadillo @ 6.11.2012, 14:10) *
а совмещать стирлинги и "обычную" термоэлектрику не пробовали?

Смысла нет.
ТЭГ - отсутствие механики, надёжность, необслуживаемость, низкий КПД.
Стирлинг - высший КПД, полное использование температурного перепада, проблемы с движущимися частями.

Совмещение убьёт потенциально высокий КПД стирлинга и потенциальную надёжность ТЭГ. А по всем остальным качествам - будет нечто среднее. И нафига?
VBVB
QUOTE(Татарин @ 11.11.2012, 23:28) *
Совмещение убьёт потенциально высокий КПД стирлинга и потенциальную надёжность ТЭГ. А по всем остальным качествам - будет нечто среднее. И нафига?

Логично.
В итоге объединения методов утилизации радиоизотопного тепла получится электрогенерирующая штука с посредственными характеристиками по всему массиву эксплуатационных характеристик. Увеличению числа ключевых элементов снижает надежность технического устройства.
Проще уж один РИТЭГ-стирлинг, но с оптимизированными характеристиками под конкретную задачу вспомогательной ЭУ для электродвижения НАПЛ.
Татарин
Цитата(VBVB @ 11.11.2012, 23:40) *
Проще уж один РИТЭГ-стирлинг, но с оптимизированными характеристиками под конкретную задачу вспомогательной ЭУ для электродвижения НАПЛ.

Есть ещё одна идея, вполне реализуемая при нынешних технологиях и куда перспективнее стирлингов и ТЭГ, на мой взгляд: РИФЭГи

Фотоэлектрическое преобразование света с радиационно-накачиваемого люминофора.
Примерная конструкция такая: матрица, скажем, сульфида стронция-90 легируется каким-нить хорошим излучателем. Скажем, церием. Всё это добро начинает неимоверно светиться (с КПД около 30% энергия быстрых электронов улетает в свет). Свет выводится через зеркала световодом за защиту на обычную фотовольтаику с шириной запрещённой зоны, оптимизированой под тот же церий (арсенид галлия вполне пойдёт) и преобразуется с КПД 50-70%.
Мы рулим спектром излучения, поэтому 50-70% - это вовсе не запредельный хай-тек, как в случае с солнцем, просто хорошая трёхпереходная фотовольтаика на арсениде-нитриде галия-алюминия.

Получаем надёжность как у ТЭГ, а КПД как у стирлинга. Ну, почти.

Низкопотенциальное тепло от излучателя (100-200С) утилизируем преобразователем по вкусу (стилинг или там ТЭГ, не суть).
VBVB
QUOTE(Татарин @ 12.11.2012, 4:41) *
Есть ещё одна идея, вполне реализуемая при нынешних технологиях и куда перспективнее стирлингов и ТЭГ, на мой взгляд: РИФЭГи

Фотоэлектрическое преобразование света с радиационно-накачиваемого люминофора.
Примерная конструкция такая: матрица, скажем, сульфида стронция-90 легируется каким-нить хорошим излучателем. Скажем, церием. Всё это добро начинает неимоверно светиться (с КПД около 30% энергия быстрых электронов улетает в свет). Свет выводится через зеркала световодом за защиту на обычную фотовольтаику с шириной запрещённой зоны, оптимизированой под тот же церий (арсенид галлия вполне пойдёт) и преобразуется с КПД 50-70%.
Мы рулим спектром излучения, поэтому 50-70% - это вовсе не запредельный хай-тек, как в случае с солнцем, просто хорошая трёхпереходная фотовольтаика на арсениде-нитриде галия-алюминия.
Получаем надёжность как у ТЭГ, а КПД как у стирлинга. Ну, почти.
изкопотенциальное тепло от излучателя (100-200С) утилизируем преобразователем по вкусу (стилинг или там ТЭГ, не суть).

Интересная конструкция по вашему предложению может получится.
Только я бы предложил использовать сферическую матрицу 90SrF2 c пресованной керамической оболочкой на основе (Er-Eu-Dy)F3. Ну а далее через интерференционный отражательный фильтр выход на граненной формы оптимизированную фотовольтаику. За счет грубо трехдиапазанного съема излучения 90Sr можно суммарное кпд преобразования энергии излучения радиоизотопа в электроэнергию на уровне до 50% получить.
Т.е. по грубой оценке описанный девайс с ядром 60 см диаметра весом 470 кг с фототермовольтовой оболочкой весом еще в 800-850 кг с капсульной оболочкой биозащиты весом около 4500 кг способен до 200 кВт электроэнергии генерировать. Тогда удельная энергомощность сего радиоизотопного энергогенерирующего устройства будет на уровне 34-30 Вт/кг в течении пары-тройки лет. Девайс менять раз в 8-10 лет с регенерацией 90Sr.
По моей грубой прикидке, лодка проекта 677 «Лада» на таком радиоизотопном электорогенераторе способна выдавать крейсерскую скорость 8.5-9 узлов.
И не надо никаких подзарядок и потребления топлива. wink.gif
VBVB
http://www.bbc.co.uk/russian/science/2013/...ves_solar.shtml
QUOTE
Американский космический зонд "Вояджер-1" (Voyager-1) стал первым аппаратом земного происхождения, покинувшим Солнечную систему.
Он вышел за пределы гелиосферы и теперь находится в межзвездном пространстве.
"Вояджер", запущенный в 1977 году с целью изучения внешних планет нашей системы, успешно выполнил свою задачу к 1989 году и продолжил свой путь. Сейчас он находится на расстоянии почти 19 млрд км от Земли.
Ожидается, что изотопный электрогенератор на основе плутония, установленный на "Вояджере", будет снабжать его теплом и энергией еще в течение 10 лет, после чего его научные инструменты и передатчик мощностью 20 ватт перестанут действовать.

Все таки РИТЭГи, особенно на плутонии-238, прекрасная штука в качестве надежного автономного энерговыделителя в условиях глубокого космоса.
РИТЭГ "Вояджера" уже более 35 лет работает и никаких проблем с генерацией тепла и электроэнергии для бортовых систем космического аппарата. Плюс еще 10 лет работы на приемлемом уровне энергообеспечения КА ожидается.
IMHO, РИТЭГи одни из лучших энергогенерирующих устройств, придуманных людьми. Работа их не зависит практически не от чего (освещение, гравитация, отсутствие атмосферы, внешняя радиация, потоки высокоэнергетичных частиц и т.п.).
3www
Интересная статейка на схожую тему (заранее извиняюсь, если я что-то перепутал):

http://www.popmech.ru/article/11620-nezamenimyie-batareyki/
http://www.citylabs.net/index.php?option=c...r&Itemid=20

Описывается маленький элемент питания на ... тритии! Работает в 20 лет (что и понятно - период полураспада трития 12,3 года), выдавая ток от 50 (в конце срока службы) до 350 наноампер, при напряжении до 2,4 вольт. Канадцы (или, возможно, это американцы) утверждают, что смогут доработать своё устройство и сделать элемент питания с мощностью в десятки микроватт. Самое интересное, что это чудо техники можно купить, хотя стоит дороговато - $1000.
Татарин
Цитата(3www @ 19.12.2013, 18:02) *
Описывается маленький элемент питания на ... тритии! Работает в 20 лет (что и понятно - период полураспада трития 12,3 года), выдавая ток от 50 (в конце срока службы) до 350 наноампер, при напряжении до 2,4 вольт. Канадцы (или, возможно, это американцы) утверждают, что смогут доработать своё устройство и сделать элемент питания с мощностью в десятки микроватт. Самое интересное, что это чудо техники можно купить, хотя стоит дороговато - $1000.

Но это же ужасно...

Нагрузка не должа превышать минимально выдаваемой мощности, значит, считаем по ней.
50нА * 2.4В = 120нВт.
Умножаем на 20 лет (175200 часов), получаем ёмкость батарейки в 21мВт*ч.

Обычная литиевая батарейка с низким саморазрядом спокойно отработает 20 лет и отдаст энергию и поболее.

И без всякой возни с буферами - в любой момент мощность может быть не 120нВт, а десятки мВт запросто.
И стоить она будет вовсе не 1000$, а примерно долларов 20, если в военно-медицинско-космическом исполнении (и где-то доллар, если в китайско-потребительском в крупной серии).
И без всякой возни с радиоактивностью.

И спрашивается: вот НАФИГА? smile.gif
Чисто для понта, что ли?
Dozik
QUOTE(Татарин @ 19.12.2013, 21:07) *
Но это же ужасно...

У нас как-то лет 20-25 назад были аварийные указатели выхода - в каждом, под 20 кюри трития... Стекло, однако.
Потом все ликвидировали.
3www
Цитата(Татарин @ 19.12.2013, 20:07) *
И спрашивается: вот НАФИГА? smile.gif
Чисто для понта, что ли?


laugh.gif Кто знает, может в у них там своё Сколково?... Среди заказчиков и партнёров НАСА и Локхид Мартин упоминаются.
Если можно создать литиевую батарейку с нулевым саморазрядом (да даже просто с малым) - это действительно бредовая затея.
Я за что купил - за то и продаю. С чисто физической точки зрения это ведь тоже маленький РИТЕГ.
Татарин
Цитата(Dozik @ 19.12.2013, 20:55) *
У нас как-то лет 20-25 назад были аварийные указатели выхода - в каждом, под 20 кюри трития... Стекло, однако.
Потом все ликвидировали.

Так 2 полураспада. Оно ж не вечное.

А вот датчики дыма плутониевые/америциевые без резона везде поснимали...
armadillo
ну как без резона.
пацаном я их на свалках находил,
Татарин
Цитата(3www @ 19.12.2013, 21:32) *
laugh.gif Кто знает, может в у них там своё Сколково?... Среди заказчиков и партнёров НАСА и Локхид Мартин упоминаются.
Если можно создать литиевую батарейку с нулевым саморазрядом (да даже просто с малым) - это действительно бредовая затея.
Я за что купил - за то и продаю. С чисто физической точки зрения это ведь тоже маленький РИТЕГ.

Ну, не с нулевым. 1-2% в год типичное значение саморазряда для лития.
Можно меньше. Отдаваемый ток тогда падает... но всё же не до 50нА. smile.gif

Не, это не ТЭГ. Хотя и РИ. smile.gif
VBVB
Недавние события с проблемами в эпохальной миссии зонда "Фила" на комете Чурюмова — Герасименко показали, что без РИТЭГов практическое изучение ядер комет и астероидов крайне проблематично. Зонд сел в незапланированную теневую и теперь сидит там без питания от своих солнечных батарей.

Европейское Космическое Агентство (ЕКА) упорно рассказывает, что миссия эта специально планировалась без использования спускаемым зондом РИТЭГа для того, чтобы типа надежно померить уровень нейтронных полей на поверхности кометы. Однако эксперты ЕКА говорят проще, у европы нет технологий создания длительно работающих РИТЭГов на плутонии-238. Американцы им в свое время отказали из-за собственной нехватки Pu-238, а россиян просить гордые европейцы не захотели.

Вопрос про РИТЭГ один из популярнейших вопросов которые сейчас задают руководителям миссии "Розетта". Один из них (Stephan Ulamec) так ответил: "Технологии создания и использования РИТЭГов в Европе не развиты, в основном по политическим причинам".

Однако, известным фактом является, что и в Европе и в Штатах ранее рассматривались варианты создания долгоживущих РИТЭГов нам основе америция-241, который в тепловыработке уступает плутонию-238 лишь в пять раз и относительно легко доступен для европейцев. Тем более, что энергетические потребности почти 110 кг зонда не превышают 20 Вт.

Прискорбная ситуация...
Татарин
Цитата(VBVB @ 20.11.2014, 1:45) *
Прискорбная ситуация...

У американцев не сильно лучше:
http://www.wired.com/2013/09/plutonium-238-problem/all/

Я так понимаю, свое производство они так и не запустили, русские не продают, запасы исчерпаны.

ИМХО, космосу нужно переходить на что-нить попроще, пусть даже чуть более злобное, типа стронция-90.
Добывать легче (то есть - много дешевле), запасы - практически неорганичены, плотность энергии сравнима (на самом деле выше), и вообще - сплошные радости.

В минусах только некоторые неудобства для персонала от высокого фона на поверхности. Ну так конструкцию можно оформить так, чтоб ТВЭЛ (или целиком энергосборка) туда в самый последний момент загружался.
VBVB
QUOTE(Татарин @ 21.11.2014, 16:07) *
У американцев не сильно лучше:
http://www.wired.com/2013/09/plutonium-238-problem/all/

Я так понимаю, свое производство они так и не запустили, русские не продают, запасы исчерпаны.

Удивительно как сверхдержава имевшая мощные разработки в области наработки и выделения радиоизотопов и успешный опыт создания и использования РИТЭГов для изучения планет и дальнего космоса практически сама развалила это направление.

Интересно, что лет шесть-пять назад смотрел европейские презентации разные немцев и французов, в которых писалось, что к 2016 году (!!) ЕС создаст РИТЭГ уровнем 50 Вт(эл) на основе америция-241. Ждемс..
QUOTE(Татарин @ 21.11.2014, 16:07) *
ИМХО, космосу нужно переходить на что-нить попроще, пусть даже чуть более злобное, типа стронция-90.
Добывать легче (то есть - много дешевле), запасы - практически неорганичены, плотность энергии сравнима (на самом деле выше), и вообще - сплошные радости.

Для дальних миссий в космосе стронций-90 не очень подходит.
Удельное тепловыделение стронция-90 в виде титанатной керамики (0.22 Ватт/грамм) почти в два раза ниже чем у 238PuO2 (0.39 Ватт/грамм). Удельная активность у стронциевого элемента РИТЭГа почти в пять раз выше плутониевого (148 Кюри/Ватт против 30 Кюри/Ватт).
И наибольшая проблема стронция-90 для применения в космических РИТЭГах - жесткое гамма-излучение, наличие которого приводит к необходимой толщине защитного экрана для стронциевого элемента почти в 60 раз (!!) толще защитной оболочки для тепловыделяющего элемента на основе 238PuO2.
AtomInfo.Ru
Интересно, что он имел в виду?

Смущает вот это: "С оружейным плутонием...".

http://atominfo.ru/newsj/q0655.htm
Dobryak
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 27.11.2014, 17:43) *
Интересно, что он имел в виду?

Смущает вот это: "С оружейным плутонием...".

http://atominfo.ru/newsj/q0655.htm

Интересно, что через "Последние новости" выхода на это нет?

Наверняка "грамотные" журналисты слышали слово "оружейный" и прилепили его...


Вдогонку P.S.

Опаньки! Машина Времени работает на 5 баллов: пока писал что выше, и в "Последних новостях появилось!"

А о китайце читаем здесь

http://rareearth.ru/ru/pub/20140416/00589.html

Плутоний-238 черным по белому.
AtomInfo.Ru
QUOTE(Dobryak @ 27.11.2014, 17:53) *
Интересно, что через "Последние новости" выхода на это нет?


Отвечал уже не раз smile.gif
У информагентств есть общедоступная часть новостей и подписная. В подписных лентах есть новости, не идущие в открытый доступ.
Мы подписаны на энергетическую ленту ИТАР-ТАСС с правом републикации. Новость про плутоний - именно с ленты.
AtomInfo.Ru
QUOTE(Dobryak @ 27.11.2014, 17:53) *
Плутоний-238 черным по белому.


Китайцы - без вопросов.
Но он упоминает оружейный в контексте будущих полётов.
Вполне возможно, что это какая-то оговорка, или журналист не понял смысла сказанного.
VBVB
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 27.11.2014, 19:09) *
Но он упоминает оружейный в контексте будущих полётов.
Вполне возможно, что это какая-то оговорка, или журналист не понял смысла сказанного.

Это Зеленый когда говорил наверняка про аналог проекта лунной базы типа "Звезда" говорил и про "лунные поезда" вспомнил.
QUOTE
«Лунный поезд» конструкции КБ Бармина предназначался для строительства временного городка, а по его завершении — для научных вояжей по окрестностям. В него входили: тягач, жилой вагончик, изотопная энергоустановка мощностью 10 кВт и буровая установка. Ходовая часть у всех этих машин была, как у луноходов: каждое колесо имело свой электромотор, благодаря чему отказ одного или даже нескольких из 22 моторов не парализует общий ход.

Реанимируют не доведенные до конца идеи середины 6о-х.
Очевидно же что луноходу для длительной годовой работы без плутониевого РИТЭГа никак.
AtomInfo.Ru
QUOTE(VBVB @ 27.11.2014, 21:35) *
Это Зеленый наверняка про аналог проекта лунной базы типа "Звезда" говорил и про "лунные поезда".

Реанимируют не доведенные до конца идеи середины 6о-х.


Но почему оружейный плутоний? Для РИТЭГов он явно хуже 238.

Может, журналист спутал генераторы и реакторы?
VBVB
Проблемному в получении плутонию-238 есть вполне реальная альтернатива.

Как известно, чистый плутоний-238 имеет удельное тепловыделение 560 Ватт/кг. Практически свежий плутониевый-238 оксид для РИТЭГа имеет тепловыделение ниже 390 Ватт/кг.
Кюриевый оксидный концентрат из ОЯТ высокого выгорания легководников 5-летней выдержки имеет тепловыделение на уровне 1700 Ватт/кг.
Т.е. ядро РИТЭГа весом 1 кг на основе оксида кюрия (из ОЯТ высокого выгорания ВВЭР-1000 после пятилетней выдержки) будет в момент запуска аппарата выдавать около 1700 Ватт, что при эффективности термоэлектрическойй конверсии в 7% позволит иметь 119 Ватт электроэнергии на борту аппарата.
Через 10-летний срок полета это килограммовое кюриевое ядро РИТТЭга будет давать 1210 Ватт или соответственно 84.8 Ватта электроэнергии. К концу 15-летнего срока миссии кюриевое ядро РИТТЭга будет все еще давать киловатт тепла или соответственно 70 Ватт электроэнергии.
Однако видно, что оксид кюрий из ОЯТ ВВЭР-1000 будет иметь тепловыделение в 4 раза большее, чем для 238PuO2.
Т.е. по финансовым затратам кюрий вполне приемлем в качестве топлива для космических РИТЭГов для миссий средней длительности.

Конечно очевидно, что у кюрия высокая стоимость выделения и работ связанных с изготовлением ядра РИТЭГа, как и имеются проблемы с мощным уровнем нейтронов деления и (альфа,n)-реакций. Придется блок управления аппарата тщательно экранировать и хитро кофигурировать. Зато у кюриевого РИТЭГа не столь сильный поток гаммы по сравнению с РИТЭГом такой же мощности на америции-241 (с учетом того, что америциевое ядро РИТЭГа требуется в 20 раз больше кюриевого), и экранировка от гамма-излучения кюриевого ядра весом 1 кг вполне сравнимой с экранировкой 5 кг ядра Pu-238 будет.
По балансу большинства свойств в качестве топлива для космических РИТЭГов кюрий из ОЯТ энергетических легководных реакторов превосходит плутоний-238 для миссий средней длительности.

В отношении оценок стоимости кюрия для РИТЭГов по сравнению с плутонием-238 очень запутанная ситуация. Старые данные 70-80х годов говорили, что наработка и выделение свежевого кюрия-242 из америция-241 стоит в 6-7 раз дороже получения плутония-238 из нептуния-237. Но конкретно более проблемный по свойствам короткоживущий кюрий-242 нам и не нужен.
В отношении стоимости кюриевого ядра для РИТЭГов, получаемого путем облучения америциевого сырья из ОЯТ, писалось, что стоимость кюрия будет в три раза больше стоимости плутония-238.
Однако для получения кюриевого концентрата в нынешнее время не надо облучать заранее выделяемый из военных запасов плутония америций-241.
Имеются вполне работоспособные технологии химического выделения кюрия из жидкой фракции ВАО.
VBVB
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 27.11.2014, 22:40) *
Но почему оружейный плутоний? Для РИТЭГов он явно хуже 238.

Может, журналист спутал генераторы и реакторы?

Может и журналист напутал, а может и дедушка Лева труднопонятного для журналистов нагенерировал.

Варианта ядерного энергообеспечения для будущих российских луноходов может быть два:
1) РИТЭГ на плутонии-238, чтобы 150-200 Вт энергомощности надежно в течении пары лет выдавать - вполне ожидаемо и прогнозируемо для большинства возможных задач;
2) ЯЭУ типа "Топаз" или "Енисей" чтобы 5-6 кВт электричества генерить - неожиданно и неясно зачем столько мощности. Они же на ВОУ работали и на плутониевое ядро проекты этих ЯЭУ придется перерабатывать (если только готовая техдокуметнация по плутониевому "Топазу" не лежит в загашнике wink.gif ).

Может собираются на перспективных луноходах лунный грунт на пару-тройку метров интенсивно забуривать или лазерный/бур резак использовать?
AtomInfo.Ru
По условным Топазам сказать ничего не могу. Доклад о текущем состоянии мы недавно слушали, но нам категорически и явным образом запретили использовать фактуру даже намёками. Так что пока - прошу прощения, но без комментариев.

А вот по потребностям лунной базы слушали свежий доклад из Хруничева. По нему таких ограничений у нас нет. smile.gif
AtomInfo.Ru
Табличка.

AtomInfo.Ru
Из таблички видно, что космонавты сразу хотят десятки киловатт для лунной базы - даже в посещаемом варианте.

ЯЭУ в мобильном варианте появляется для обитаемой базы. А далее, по мере наращивания базы, им потребуется уже и стационарная микро-АЭС.
AtomInfo.Ru
Да, мощность мобильной станции на втором этапе - 20 кВт.
Имеются в виду обитаемые луноходы, робототехнические комплексы и так далее.

На третьем и четвёртом этапах мощность предполагается получать в основном за счёт микро-АЭС. Расходоваться она будет на научное оборудование с высокой энергоёмкостью (радиотелескопы, ускорители и т.д.) и на добычу и производство. На четвёртом этапе база будет уже частично производить ракетное топливо, воду/кислород, солнечные панели и элементы своей инфраструктуры.
VBVB
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 28.11.2014, 0:15) *
Табличка.

Спасибо. Очень познавательно.
Возбудил лунный трактор с возможностью ядерной самогенерации 20 кВт электроэнергии для грунторойных и подъемных работ.
Всерьез собираются гелий-3 копать для оценок ресурса и оконтуривания месторождений?
VBVB
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 28.11.2014, 0:23) *
На третьем и четвёртом этапах мощность предполагается получать в основном за счёт микро-АЭС. Расходоваться она будет на научное оборудование с высокой энергоёмкостью (радиотелескопы, ускорители и т.д.) и на добычу и производство. На четвёртом этапе база будет уже частично производить ракетное топливо, воду/кислород, солнечные панели и элементы своей инфраструктуры.

Кажется мне, что не доживем мы до этой фантастической картины.

Предлагаю разработать-сделать хитрые твэлы из нептуния-237/америция-241, которые бы в лунной ЯЭУ пооблучались бы на краю а.з. (типа бланкет-отражатель нейтронов) полгода-год. А потом эти твэлы облученные с наработанным плутонием-238/кюрием-242 в виде ядра РИТЭГов соответствующих для робототехнического и удаленного оборудования использовать (типа такая радиоизотопная батарейка с возможностью подзарядки в ЯЭУ).
AtomInfo.Ru
QUOTE(VBVB @ 28.11.2014, 0:51) *
Кажется мне, что не доживем мы до этой фантастической картины.


Ох... Не бередите душу. Но мне тоже так кажется. К сожалению sad.gif
AtomInfo.Ru
Про Розетту.
http://lenta.ru/articles/2014/11/28/niiar/
AtomInfo.Ru
Оказывается, на Розетте вода "тяжелее" земной.
http://www.gazeta.ru/science/2014/12/11_a_6337005.shtml

На кометах можно строить CANDU laugh.gif Шутка.
VBVB
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 11.12.2014, 11:31) *
Оказывается, на Розетте вода "тяжелее" земной.
http://www.gazeta.ru/science/2014/12/11_a_6337005.shtml

На кометах можно строить CANDU laugh.gif Шутка.

CANDU нужно строить на Венере huh.gif , там аномальное высокое содержание дейтерия в атмосфере Венеры по разным оценкам от 110 до 120 раз больше земного.
Попадалась как то пару статей, в которых говорилось, что оценочное по спектрам соотношение D/H на ледяных спутниках Юпитера может достигать почти в пять раз больших величины земного соотношения, т.е практически быть как на Марсе (http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF01581986).

Довольно удивительно кажется, что на Земле дейтерия почему то имеется в разы меньше, чем могло бы быть.
AtomInfo.Ru
QUOTE(VBVB @ 11.12.2014, 19:58) *
Довольно удивительно кажется, что на Земле дейтерия почему то имеется в разы меньше, чем могло бы быть.


Было бы у нас дейтерия много, атом появился бы намного раньше. как мне кажется.

Представьте себе, скажем, Чингисхана с ЯО.

Задумываюсь иногда - насколько изощрённо природа ставит барьеры, чтобы мы не успели друг друга изничтожить. mellow.gif
Dobryak
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 11.12.2014, 21:38) *
Было бы у нас дейтерия много, атом появился бы намного раньше. как мне кажется.

Представьте себе, скажем, Чингисхана с ЯО.

Задумываюсь иногда - насколько изощрённо природа ставит барьеры, чтобы мы не успели друг друга изничтожить. mellow.gif


Антропный принцип в самой корректной формулировке гласит: "Господь Бог создал мир таким, чтобы в нем было удобно мне, человеку."

В этой аудитории не надо объяснять, сколько было фантастически удобных значений ядерных параметров, чтобы человек мог овладеть энергией ядерного деления с фантастической скоростью.

И насколько немилосерден был тот же Господь Бог с термоядом... это как бежать по полю за ускользающим облаком...

AtomInfo.Ru
QUOTE(Dobryak @ 11.12.2014, 22:05) *
И насколько немилосерден был тот же Господь Бог с термоядом... это как бежать по полю за ускользающим облаком...


Во-во... Может, термояд нам просто рано? Не для наших поколений?
Татарин
Цитата(Dobryak @ 11.12.2014, 22:05) *
Антропный принцип в самой корректной формулировке гласит: "Господь Бог создал мир таким, чтобы в нем было удобно мне, человеку."

В этой аудитории не надо объяснять, сколько было фантастически удобных значений ядерных параметров, чтобы человек мог овладеть энергией ядерного деления с фантастической скоростью.

И насколько немилосерден был тот же Господь Бог с термоядом... это как бежать по полю за ускользающим облаком...

С термоядом, как и с ураном - оно возможно, но вот только-только, на самой грани, и нужно потрудиться, чтоб что-то получить.

В нашей Вселенной есть относительно долгоживущий тритий, с его относительно доступной температурой горения. ИМХО, если б не эта заманушка, люди б давно махнули на термояд рукой.
Dobryak
QUOTE(Татарин @ 11.12.2014, 22:25) *
С термоядом, как и с ураном - оно возможно, но вот только-только, на самой грани, и нужно потрудиться, чтоб что-то получить.

В нашей Вселенной есть относительно долгоживущий тритий, с его относительно доступной температурой горения. ИМХО, если б не эта заманушка, люди б давно махнули на термояд рукой.

Тритий --- дерьмо! Хорош гелий-3, но как учил Галич,

А сырку к чайку или ливерной -
Тут двугривенный, там двугривенный,
А где ж их взять?!

Вся беда в том, что и с гелием-3 никак без дейтерия нельзя, а если есть дейтерий, то никуда не деться от DD синтеза, а он, зараза, непременно с нейтронами в конце... Вся беда для термояда в нейтронах...
VBVB
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 11.12.2014, 22:38) *
Задумываюсь иногда - насколько изощрённо природа ставит барьеры, чтобы мы не успели друг друга изничтожить. mellow.gif

Не раз подобная мысль приходила в голову.

Вот допустим тот же ряд трансактинидов Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm рассмотреть.

Тория на Земле навалом, его изотопы (Th-230 и Th-232) приемлемо делятся в быстром нейтронном спектре, особенно жестком термоядерном, т.е. о нас подумали, дав нам много перспективного ядерного сырья. Также подумали и о нашей собственной безопасности - из легкодоступного тория имеющегося ядерную бомбу напрямую не сделать.

Протактиний от шаловливых людских рук высшие силы/природа спрятала за короткими временами жизни изотопов. Даже самый живучий 231Pa с трудом пригодный для ЯО наработать можно лишь облучением 230Th, который хрен выделишь из природного сырья и не накопишь в необходимых объемах.

С ураном все неплохо поначалу. Изотопы 232U и 233U от нас запрятаны, и наработка бомбопригодного урана-233 всегда осложняется высокорадиотоксичным изотопом урана-232. Из 234U, U236 и 238U ядерную бомбу напрямую не сделать.
С ураном-235 однако промашка прям какая то вышла. Хоть его и разбавила природа балластом в виде 238-урана, но все же людишки хитромудрые таки научились уран-235 тоннами выделять и бомбы разные из него ваять. Но без урана-235 не было бы существующей ядерной энергетики и перспективы дальнейшего развития нашей цивилизации были бы очень туманными.

Нептуний от нас спрятан и в природе его нет. Опасный изотоп 236Np хрен получишь, а от 237Np в бомбостроении пользы особой нет.

Плутоний тоже почти хорошо спрятан от людей. Изотопы 238Pu, 240Pu, 242Pu негодное сырье для ядерной бомбы, а 241Pu очень неудачно для бомбоделов имеет короткий срок полураспада. Но то же 238Pu прекрасен для РИТЭГов. Однако в лице 239Pu природа нам дала крайне пакостный и опасный соблазн. Но этот же 239Pu - основа ЯТЦ на быстрых нейтронах (нам дали шанс прийти к энергетической самодостаточности). Также дала природа людям и перспективную возможность добраться когда-нибудь и до производства очень долгоживущего 244Pu, который может храниться миллионами лет и являться прекрасным ядерным топливом для БНов и ADS.

Америций от нас защищен отсутствием в природе. Ядерные свойства 241Am и 243Am таковы, что нормальную для хранения малогабаритную бомбу из них не сделать и радиотоксичность рентгеновская от этих изотопов очень приличная. Тем не менее, для космических РИТЭГов вполне доступный из складских запасов плутония изотоп 241Am хорош. Опасный же для людей бомбопригодный Am242m хитро спрятан от нас самих гемором с получением, выделением, радитоксичностью и коротким временем жизни.

Кюрий от нас самих природа тоже надежно запрятала. Нарабатываются легко в основном 242Сm, 244Cm c охрененной нейтронной активностью и нехилым потоком жесткого рентгена. Но эти же изотопы прекрасное сырье для космических РИТЭГов. Относительно пригодный для ЯО 243Сm уж очень короткоживущий, а 245Сm хрен выделишь в нужных количествах для бомбостроения. Однако делает нам природа и подарок в виде хорошо спрятанного от нас 247Сm с огромным периодом полураспада в 15.7 млн. лет, что позволяет оценивать этот изотоп как лучшее ядерное топливо для всех имеющихся типов ядерных реакторов. Для космической экспансии человечества в Солнечной системе 247Сm лучшее из возможного, только нарабатывать его научиться надо.

Вот и получаются, что очень кажется, что позаботились о нас свыше, дав именно нам такую последовательность трансактинидов с именно такими свойствами.
Русская версия IP.Board © 2001-2021 IPS, Inc.