Помощь · Поиск · Пользователи · Календарь
Полная версия этой страницы: Реакторы на расплавах солей
Форум AtomInfo.Ru > Атом > Разные стороны атома
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
LAV48
Цитата(Superwad @ 22.11.2016, 13:54) *
А раствор отводящий - что - не фонит? Это одна из отрицательных сторон реакторов на расправах солей. Почему и задал вопрос - а можно ли сделать БН или БРЕСТ как канальник, с возможностью замены ТВЭЛов на ходу.

1. Не раствор, а расплав.
2. А конструкционные материалы ТВС при замене каждые , скажем, 10 суток - они меньше будут наведённого иметь?
LAV48
Да, собственно при непрерывном рециклинге расплава он будет фонить куда более короткоживущими, по сравнению с накопленным в ОЯТ, а это может как упростить аппараты для рециклинга, так и снизить дозовые нагрузки на обслуживание. Собственно отсутствие большого количества делящегося материала в петле - снижение "наработки" осколков, а значит и высокоактивных отходов.
VBVB
QUOTE(LAV48 @ 22.11.2016, 15:37) *
Да, собственно при непрерывном рециклинге расплава он будет фонить куда более короткоживущими, по сравнению с накопленным в ОЯТ, а это может как упростить аппараты для рециклинга, так и снизить дозовые нагрузки на обслуживание.

Верно. Перереботать жидкосолевое ОЯТ низкого уровня выгорания заметно проще, чем твердое оксидное ОЯТ высокого выгорания.

Вывод части жидкосолевой смеси для ЖСР-конвертера неликвидного плутония и миноров в уран-233 необходим для устранения паразитного захвата нейтронов наработанным из тория-232 протактинием-233. Иначе, если не отводить протактиний-233, то за счет реакций типа (n,2n) часть протактиния-233 перейдет в протактиний-232 и далее в геморный высокорадиотоксичный уран-232, который заметно ухудшит свойства нарабатываемого урана-233. Из-за реакций захвата нейтронов протактинием-233 снижается КВ, нарабатывается протактиний-2344 и после его распада происходит накопление нецелевого низкоценного изотопа урана-234.

По сути, практически пригодный для практики полный распад наработанного в ЖСРе протактиния-233 будет достигнут через около 130 дней его выдержки. Следовательно, за год с ЖСРа нужно не менее трех раз вывести часть жидкосолевой топливной смеси на пирорепроцессинг. Практически это значит, что среднее выгорание плутония в выводимой смеси может составлять около 15-20 ГВт*сутки/тонну. Это явно по выгоранию в два с половиной раза ниже уровня выгорания плутония в БНе. В реальных же условиях для целей наработки урана-233 со сниженным уровнем радиотоксичности иметь смысл выгорание топливной смеси по плутонию достигать ниже в разы.
По разным данным расчетным для тепловых ЖСРов оптимум по наработке урана-233 низкой радиотоксичности был на уровне выгорания топлива где-то около 6-8 ГВт*сутки/тонну. Т.е. объемы перерабатываемой жидкотопливной смеси пирорепроцессиногом для ЖСР явно в разы больше ОЯТ от альтернативного БНа на радиохимическом заводе, но уровень радиоактивности перерабатываемой жидкотопливной смеси ниже почти на порядок по сравнению с ОЯТ от БНа.
Didro
QUOTE(Superwad @ 22.11.2016, 8:01) *
За пояснения спасибо.
Вот только у меня вопрос - можно ли сделать быстрый канальник, чтобы можно было на ходу менять ТВЭЛы? Для Маяка именно такой вариант имел бы смысл.

В принципе можно, но это дополнительные конструкции, а значит и стоимость и паразитное поглощение нейтронов, и дополнительные отходы.
И без того убыточный проект совсем потеряет перспективы.
Другое дело ЖСР.
VBVB
QUOTE(Didro @ 22.11.2016, 21:47) *
В принципе можно, но это дополнительные конструкции, а значит и стоимость и паразитное поглощение нейтронов, и дополнительные отходы.
И без того убыточный проект совсем потеряет перспективы.

Логично.
Канальники есть смысл городить для теплового нейтронного спектра, поскольку материал каналов выступает эффективным замедлителем/отражателем. Для быстрого же спектра, чем меньше металла неделящегося в активной зоне реактора, тем жестче спектр, тем меньше паразитных захватов и больше КВа. Помимо сказанного, любые варианты организации каналов в быстром реакторе - увеличение металлоемкости и рост наведенной радиоактивности в ЯЭУ.

Поэтому для переработки низколиквидных или проблемных трансуранидов из ОЯТ в качестве конверетера/выжигателя ЖСР явно перспективнее БНов и БРЕСТов разных.
Didro
Более того, я тут уже упоминал возможность ввода ториевых, да можно и урановых, солей в ВВЭР вместо борной кислоты, получим таким образом не расход материалов, а воспроизводство, увеличение мощности и выгорания и удлинением компании.
В томже БРЕСТ можно сделать воспроизводящий экран в виде ЖСР контура, окружающего АЗ.
Superwad
Как утверждают злые языки (например, Николай ПОНОМАРЕВ-СТЕПНОЙ, академик РАН: «Я знаком с этой тематикой с 1950-х годов. В США был жидкосолевой реактор, и он работал, и ученые получили при работе на нем интересные результаты. Направление условно перспективное — это я подтверждаю. Но уже тогда у таких реакторов обнаружилась важная проблема: радиоактивность первого контура. Как с ней работать, никто не знает, в том числе и российские ученые, которые занимаются жидкосолевыми реакторами. На мой взгляд, они сейчас не уделяют этому вопросу должного внимания. Между тем, проблема серьезная: необходимо обосновать, что атомная энергетика может работать без многобарьерной защиты. Поколебать основы практически." Взято тут). Основная проблема - как раз в радиоактивности первого контура. Это РЕАЛЬНОГО реактора, который отработал 5 лет.
Вторую проблему - малого растворимости соли для быстрого спектра решили - соль подобрали. Осталось "мелочь" - решить вопрос с материалом, который бы служил долго в качестве корпуса.
Лично считаю, что на сегодня как раз удобным было бы исследовать в БН как раз жидкосолевые ТВЭЛы как обоснование топлива для БН с маневровым режимом работы, вот как раз БН-1200 с жидкосолевыми ТВЭЛами возможно и взлетит по экономике и удобству использования (а там и БРЕСТ с жидкосолевыми ТВЭЛами). Это для начала хотя бы реализовать.
Superwad
Если подходить к вопросу более конкретно, то:
1) Нужна станция, которая хорошо бы работала на переменной нагрузке и быстро стартовала практически с нуля (режим балансировки сети). ВИЭ не могут, угольные слишком долго кочегарятся,
даже ПГУ адо время для пуска с холодного состояния, а горячее резервирование стоил приличных денег. Остаются атомные реакторы. Тепловые лучше работают по безопасности и экономике в базе, быстро разгоняются до номинала, как показал опыт СВБР , быстрые реакторы.
Следовательно, надо задействовать эту фишку для перспективных быстрых. И тогда, заведомо более дорогие блоки типа БН-1200 будут строить не зависимо от стоимости, так как они будут балансировать сеть, и кроме этого, они НАМНОГО компактнее чем все существующие энергоаккумулирующие станции. А это дорогого стоит.
2) Если выбрали БН с маневровым режимом, то в первую очередь встает вопрос с топливом. И вот тут, использование ЖСР ТВЭЛов с инертной продувкой газообразных изотопов - практически идеальная вещь.
3) Самый главный вопрос - а с какой периодичностью выделять изотопы из смеси - каждую минуту, час, сутки, неделя - месяцы или год? Как показывает мой опыт практикующего химика на производстве, то выделение малых концентраций из раствора ещё тот геморрой - они не хотят выделяться, так как этот процесс вероятностный. И выделить что 1 гр, что 100 гр, что 1 кг будет стоить одинаково. И сколько будет стоить топливо на выходе?
VBVB
QUOTE(Superwad @ 24.11.2016, 11:44) *
Основная проблема - как раз в радиоактивности первого контура. Это РЕАЛЬНОГО реактора, который отработал 5 лет.

Проблема есть у многих в понимании двух работавших проектов ЖСРов в аспекте их высокой специализированности.

Первый работавший экспериментальный ЖСР типа "Файрболл" рассматривался как специальный высокотемпературный реактор с промежуточным нейтронным спектром для нужд ВВС. По сути, предполагалось создание газоторбинного авиационного двигателя на основе этого реактора.
Второй работавший экспериментальный ЖСР типа "MSRE" рассматривался на разных этапах проекта и ВВС и ВМФ США в качестве перспективной малогабаритной ЯЭУ нового типа с граыитовым остовом с канальной компоновкой и тепловым нейтронным спектром. И флотские на основе этого эксперимента большое количество выводов о перспективах ЖСР в качестве возможной замены корабельных водо-водяных реакторов сделали. И вывыды эти совсем их не порадовали.

Т.е. оба ЖСРа существовавшие ранее совсем не были энергетическими реакторами, а были экспериментальные прототипами высокотемпературных ЯЭУ, заточенных под военные разработки.
VBVB
QUOTE(Didro @ 23.11.2016, 6:30) *
В том же БРЕСТ можно сделать воспроизводящий экран в виде ЖСР контура, окружающего АЗ.

Это реально очень интересная идея.

Бланкет жидкосолевой в БРЕСТе поможет иметь дополнительный контур охлаждения, который может давать определенный вклад в контроль реактивности за счет нейтронов утечки, плюс увеличение КВ на 0.1-0.12 единиц, плюс дополнительная защита корпуса от быстрых нейтронов за счет их замедление материалом жидкосолевого бланкета.

В случае использования в жидкосолевом бланкете системы LiF-CaF2-UF4 можно заметно снизить массу плутония, необходимого для запуска БРЕСТа, а соответственно и снизить концентрацию плутония в топливе, что позитивно скажется на управляемости, а также можно иметь приличную наработку низкофонового плутония-239 для топлива БНов.

В случае же использования в жидкосолевом бланкете системы LiF-CaF2-ThF4 можно иметь приличную наработку относительно чистого урана-233 с пониженным содержанием урана-232.

Т.е. вариации состава жидкосолевого бланкета позволили бы быстро диверсифицировать БРЕСТ как промышленный реактор, обеспечивающий плутонием сам себя и производящий ядерное топливо для других ЯЭУ (низкофоновый плутоний для БНа, низкофоновый уран-233 для ВВЭРов).
asv363
QUOTE(VBVB @ 28.11.2016, 0:37) *
В случае же использования в жидкосолевом бланкете системы LiF-CaF2-ThF4 можно иметь приличную наработку относительно чистого урана-233 с пониженным содержанием урана-232.

Уважаемый VBVB, в данном конкреном случае, будет ли чистота 233-го зависеть от чистоты, или более точно от изотопного состава тория? Помню, однажды Вы уже объясяли данный вопрос, но для какого спектра наработки - не помню.
Superwad
Не, народ, бумажный БН с жидкосолевым бланкетом - это круто, а технически на сегодня - это как?
Вообще, я рассматривал бы проектирование БН-1200-ЖСР в первую очередь под маневровые нагрузки - на это бы точно выделили бы деньги и это направление очень перспективное. Это на ближайший горизонт планирования.
asv363
QUOTE(Superwad @ 28.11.2016, 8:21) *
Не, народ, бумажный БН с жидкосолевым бланкетом - это круто, а технически на сегодня - это как?
Вообще, я рассматривал бы проектирование БН-1200-ЖСР в первую очередь под маневровые нагрузки - на это бы точно выделили бы деньги и это направление очень перспективное. Это на ближайший горизонт планирования.

Вообще-то, вопрос был про бумажный БРЕСТ. Умные люди говорили, что у них разный спектр по нейтронам, но было сиё давным-давно и, строго говоря относилось к теплоносителю (и замедлителю) свинец-висиут.
Superwad
Цитата(asv363 @ 28.11.2016, 11:50) *
Вообще-то, вопрос был про бумажный БРЕСТ. Умные люди говорили, что у них разный спектр по нейтронам, но было сиё давным-давно и, строго говоря относилось к теплоносителю (и замедлителю) свинец-висиут.

Я бы на ближайшее время проектировал и осваивал бы БН-1200-ЖСР на натрии до тех пор, пока не взлетит БРЕСТ-300 до приемлемых условий эксплуатации. А ещё, попутно, обкатав на БРЕСТ-300 технологию ЖСР и режим маневрирования нагрузки. Этой задачи надолго хватит и четкая перспективная цель и эффект для экономики/энергетики будет значительный.
Didro
QUOTE(Superwad @ 25.11.2016, 12:12) *
угольные слишком долго кочегарятся,


Есть дизеля до 20 МВт на угольной деминерализованной суспензии, запуск с нуля за 10 минут, маневр 20-115%, полный КПД 39-39,5%

VBVB
QUOTE(asv363 @ 28.11.2016, 8:25) *
Уважаемый VBVB, в данном конкреном случае, будет ли чистота 233-го зависеть от чистоты, или более точно от изотопного состава тория? Помню, однажды Вы уже объясяли данный вопрос, но для какого спектра наработки - не помню.

Если наработка урана-233 из тория облучаемого ведется в тяжеловодном, водно-графитовом или водо-водяном реакторе, то на выход проблемного высокорадиотоксичного урана-232 оказывает влияние доля тория-230 в используемом ториевом сырье. Индусы над этой проблемой плотно в свое время работали, и в паре японских работ это этмечалось (что знаково, в плане связки торий и Фукусима).

Т.е. если торий выделяется из уран-содержащего сырья, то содержание в нем тория-230 (время полураспада около 75380 лет) может достигать нескольких милионных долей. По сути, торий-230 есть продукт распада урана-234, который в свою очередь является продуктом непрямого распада родительского урана-238.

Таким образом, на тепловом нейтронном спектре торий-230 при захвате нейтронов интенсивно генерит уран-232, кроме того уран-232 генерится и из протактиния-231, который сам также побочный дочерний продукт распада тория-232.

Таким образом, для получения высокочистого урана-233 путем нейтронного облучения тория требуется использовать мягкий резонансный спектр нейтронов и использовать торий из монацитовых песков, в котором содержание тория-230 минимально, как и не столь высоко содержание протактиния-231. Наилучший по чистоте уран-233 получался путем облучения монацитового тория в тяжеловодниках на низком уровне мощности.

В отношении получения урана-233 на быстром спектре нейтронов есть реальная проблема. Из-за реакций (n,2n) при высокой энергии нейтронов часть облучаемого тория-232 интенсивно генерит уран-232. Индусы писали, что в бланкете быстрого натриевого реактора получение урана-233 приводит к содержанию в нем урана-232 на уровне 200-800 ppm. Если же использовать никелевые фильтры в твэлах бланкета, то можно снизить содержание урана-232 в целевом уране-233 до уровня 15-20 ppm. Если же попутно использовать в составе бланкета гидридный заместитель на основе гидрида титана или циркония, то можно ролучить уран-233 с содержанием примесного урана-232 на уровне 2-5 ppm, что приемлемо для ручных работ с таким ураном-233.

Американцами считалось, что высокочистый уран-233 с теоретически минимальной долей урана-232 около 0.5 ppm идеален для портативных боезарядов ЯО. Практически же при использовании высокочистого монацитового ториевого сырья в Ханфордских графитовых легководниках получили около 820 кг урана-233 оружейной чистоты с долей урана-232 на уровне 5-20 ppm, а более чистый уран-233 оружейной чистоты с долей урана-232 на уровне 4-8 ppm получили в Саваннских тяжеловодниках в количестве около 580 кг.
VBVB
QUOTE(asv363 @ 28.11.2016, 8:25) *
Уважаемый VBVB, в данном конкреном случае, будет ли чистота 233-го зависеть от чистоты, или более точно от изотопного состава тория? Помню, однажды Вы уже объясяли данный вопрос, но для какого спектра наработки - не помню.

Вообще, если нас интересует вариант наработки высокочистого урана-233 из тория в жидкосолевом радиальном бланкете быстрого реактора, то требуется использовать жидкосолевую композицию с сильными замедляющими свойствами. Это позволит термализовать быстрые нейтроны деления и снизить долю побочных реакций типа (n,2n) в облучаемом тории-232, приводящих к получению примесного урана-232.
По сути, жидкосолевая система LiF-CaF2-ThF4 не оптимальна для этой цели.

Для получения высокочистого урана-233 в жидкосолевом бланкете быстрого реактора требуется использовать сильно замедляющую нейтроны солевую систему типа LiF-BeF2-ThF4. Однако, эта система усиленно генерирует тритий при облучении, что может быть проблемой при переработки многих сотен тонн бланкетного содержимого. Кроме того, бериллий дефицитен, дорог и ядовит, получение химически чистого бериллия геморно и дорогостояще.
Но с другой стороны тритий тоже может быть полезным побочным продуктом работы быстрого реактора для некоторых специфичных приложений.
VBVB
QUOTE(Superwad @ 28.11.2016, 9:21) *
Не, народ, бумажный БН с жидкосолевым бланкетом - это круто, а технически на сегодня - это как?

На мой взгляд, жидкосолевой бланкет оптимален для свинцового или свинцово-висмутового быстрого реактора, но не для БНа.

Если будет утечка жидкосолевой фторидной или хлоридной смеси из бланкета в теплоноситель на основе свинца или эвтектики свинец-висмут, то это не столь страшно. Свинец или свинец-висмут не так сильно и энергетично реагирует со фторидными/хлоридными солевыми композициями.
Но если жидкосолевая фторидная или хлоридной смесь из бланкета попадет в натриевый теплоноситель БНа, то можно ожидать всяких неприятностей типа вскипания пузырей газовых со скачками реактивности и забития трубопроводов/парогенераторов шлаками разными.
Didro
Но есть еще вариант - просто использовать солевую смесь с обедненным ураном или торием вместо теплоносителя вместо того же свинца.
VBVB
QUOTE(Didro @ 29.11.2016, 20:33) *
Но есть еще вариант - просто использовать солевую смесь с обедненным ураном или торием вместо теплоносителя вместо того же свинца.

IMHO, cложный для реализиции вариант.

По сути, наксколько понимаю, подразумевается гибридная ЯЭУ с гетерогенной компоновкой активной зоны с ТВСами с МОХом или смешаннным нитридным топливом, которые погружены в жидкосолевой теплоноситель. При этом теплоноситель содержит фертильный компонент и также может обеспечивать спектральное регулирование и контроль реактивности из-за изменений содержания фертильного тория или урана-238, переходящих при облучении в эффективно делящиеся уран-233 или плутоний-239.

Кажется мне, что практически просчитывать такого типа активные зоны, адекватно учитывать всю теплофизику и оптимизировать топливный цикл такой ЯЭУ довольно сложно.

Опять таки, какой же спектр будет у такой ЯЭУ?
Вряд ли будет будет желаемым жестким быстрым. Скорее суббыстрым или даже промежуточным эпитепловым. Ну а тогда, и суммарное КВ токой энергоустановки до единицы может и не дойти.

Но и плюсы такой ЯЭУ явно есть. Возможность работы ЯЭУ в режиме выжигания неликвидного плутония и миноров в специальных ТВС, с одновременной наработкой топливного урана-233 и плутония-239 в объеме жидкосолевого теплоносителя.

Но к сожалению, такой реактор только для радиохимического завода подходит, а не как для энергоблока обычной АЭС.
VBVB
To Didro.

Что меня удивляет, что в опросе по теме топика большая часть ранее проголосоваших считает, что для для нашей страны имеет интерес разработка средней мощности ЖСР-наработчика U-233 из тория. А только потом интересен малогабаритный ЖСР малой мощности с промежуточным нейтронным спектром (видимо интересен в качестве прототипа АСММ или транспортной ЯЭУ).

Однако же мы с Вами уже который месяц обсуждаем вопрос, как к отечественным проектам быстрых реакторов на натрии или свинце прикрутить жидксолевые петли или бланкеты... dry.gif
Didro
Да, конечно, Вы тоже помните наше с Вами обсуждение возможности сделать БРЕСТу бланкет из солей.
И это значительно улучшило бы его экономику, учитывая возможность постоянной замены части такого бланкета, минимизировалась бы проблема и протактиния.
LAV48
Цитата(VBVB @ 29.11.2016, 20:04) *
Однако же мы с Вами уже который месяц обсуждаем вопрос, как к отечественным проектам быстрых реакторов на натрии или свинце прикрутить жидксолевые петли или бланкеты... dry.gif

Если не строить чистый ЖСР прямо сейчас, то логично начинать освоение ЖС технологии на готовом/близком быстровике. Тем более, если радиохимическое производство мечтает о своей установке.
Тут и задел на развитие пристанционного цикла, и утилизация миноров, и выделенный некондиционный (совсем плохой, даже для временного хранения) плутоний - всё можно пустить на переработку.
Ну и о ториевом сырье можно задумываться.
VBVB
QUOTE(LAV48 @ 30.11.2016, 1:07) *
Если не строить чистый ЖСР прямо сейчас, то логично начинать освоение ЖС технологии на готовом/близком быстровике. Тем более, если радиохимическое производство мечтает о своей установке.
Тут и задел на развитие пристанционного цикла, и утилизация миноров, и выделенный некондиционный (совсем плохой, даже для временного хранения) плутоний - всё можно пустить на переработку.
Ну и о ториевом сырье можно задумываться.

Точно подмечено.

Однако же, рассмотрение перспектив использования жидкосолевого бланкета на БНе или быстром свинцовом реакторе - это настолько отличающееся направление от тренда по концептуальным разработкам ЖСРов за рубежом, что впору говорить, что в ходе обсуждения этой темы на этом форуме вырисовывается перспективное специфическое для РФ развитие жидкосолевых технологий в ядерной энергетике.
В принципе, это и неплохо. Хотя бы становится понятно, что разработку практического прототипа отечественного ЖСРа можно заметно ускорить за счет попутных работ по быстрым реакторам с металлическими теплоносителями.

Действительно, отработку жидкосолевых топливных технологий наработки топливных делящихся материалов для ЯТЦ, в частности того же урана-233 для топлива ВВЭРов, проще начать с практических исследований в жидкосолевой петле или в жидкосолевом бланкете на основе прототипа того же БРЕСТ-300. Также ряд практических аспектов по выжиганию/трансмутации миноров в жидкосолевых композициях тоже можно отработать таким вариантом.
LAV48
Цитата(VBVB @ 30.11.2016, 0:58) *
начать с практических исследований в жидкосолевой петле или в жидкосолевом бланкете

Именно и петля, и бланкет, одно для плутония и миноров, другое для тория и урана. Одна РУ - 4 направления развития! Причём они могут быть реализованы как вместе, так и по отдельности, принципиально не затрагивая друг друга, могут работать на разных расплавах, с разными конструкционными материалами, но при этом приближая концепцию ЗЯТЦ к воплощению.
LAV48
Да, и не стоит забывать, что непрерывный цикл работы ЖС учатков - это ещё и наработка изотопной продукции wink.gif
Superwad
Вроде как про бланкеты и отработка ЖС технологии в действующих реакторах я тут столько распинался. Насчёт петли - геморно. Ибо как вы будете ловить те блохи, которые там образуются и выделять? Как вы себе это представляете? Я как химик сразу вам говорю - за....ь их добывать. Извините за прямоту, но дело обстоит именно так. Есть определенная концентрация с которой есть смысл возиться. Вопрос в том, через сколько такая концентрация образуется - через час, сутки, дни, месяцы, годы?
Второй вопрос - как на основе ЖС ТВЭЛов - сделать БН (без разницы на теплоноситель) - для работы под маневровую нагрузку. Это содержит в том числе и экспортный потенциал.
LAV48
Цитата(Superwad @ 30.11.2016, 12:06) *
как вы будете ловить те блохи, которые там образуются и выделять?

Из "осадка", "пены", "пара", т.е. сначала физическими способами wink.gif
Superwad
Цитата(LAV48 @ 1.12.2016, 0:10) *
Из "осадка", "пены", "пара", т.е. сначала физическими способами wink.gif

Ну это понятно, вот только вы меня не поняли.
С какой концентрации должен начинаться раствор, для выделения нужного изотопа из раствора? И с какой скоростью будет накапливаться выделяемый элемент и сколько времени понадобиться, чтобы накопить необходимую концентрацию?
Ведь процесс хим. (или процесс осмоса - без разницы) - всегда вероятностный (как впрочем и процесс ядреный smile.gif ). И должны понимать, чем ниже концентрация выделяемого вещества, тем маловероятно что он пойдет. Т.е. на малых концентрациях Вы ничего не выделите. И все. Приехали. Поэтому и задал вопрос, может периодический отбор более предпочтительнее (и безопаснее?).
AtomInfo.Ru
http://atominfo.ru/newso/v0843.htm
alex_bykov
Спасибо за интервью Тошинского.
Superwad
Да, за интервью спасибо. Вот только как-то он обошел стороной вариант ЖСР в ТВЭЛах, для работы в маневровом режиме. Или тайно этот вопрос прорабатывается smile.gif
VBVB
QUOTE(Superwad @ 1.12.2016, 13:54) *
Ну это понятно, вот только вы меня не поняли.
С какой концентрации должен начинаться раствор, для выделения нужного изотопа из раствора? И с какой скоростью будет накапливаться выделяемый элемент и сколько времени понадобиться, чтобы накопить необходимую концентрацию?
Ведь процесс хим. (или процесс осмоса - без разницы) - всегда вероятностный (как впрочем и процесс ядреный smile.gif ). И должны понимать, чем ниже концентрация выделяемого вещества, тем маловероятно что он пойдет. Т.е. на малых концентрациях Вы ничего не выделите. И все. Приехали. Поэтому и задал вопрос, может периодический отбор более предпочтительнее (и безопаснее?).

По поводу очистки топливного контура ЖСР все уже ранее опробовано и описано вполне понятными текстами, особенно для химиков.

Первый вариант - противоточная экстракция осколков деления в металлический вимут с пироэлектрорепроцессингом, также известен вариант высокотемпературной электромиграционной хроматографии в расплаве соли для выделения металлических осколков деления.

Никто эти процессы не собирается непрерывно использовать в ЖСРах. Пирорепроцесинг топливной смеси обычно прерывистый подразумевается, раз в несколько дней/недель в зависимости от особенностей проекта ЖСРа и его мощности.
В разных проектах ЖСРов подразумевалось, что гораздо более половины жидкосолевой топливной смеси может быть на выдержке в барботерах и модулях пироэлектрорепроцессинга. В одном из британских проектов ЖСРа оговаривалось, что в активной зоне практически всегда будет находиться только треть от общего количества жидкосолевой топливной смеси, остальное в барботерах на выдержке/переочистке/хранении.

Нет смысла в постоянной и непрерывной очистке жидкосолевой топливной смеси для ЖСРа. Проще ее порциями сливать, выдерживать, переочищать и вновь вводить в контур.
Superwad
Цитата(VBVB @ 25.1.2017, 13:14) *
По поводу очистки топливного контура ЖСР все уже ранее опробовано и описано вполне понятными текстами, особенно для химиков.

Первый вариант - противоточная экстракция осколков деления в металлический вимут с пироэлектрорепроцессингом, также известен вариант высокотемпературной электромиграционной хроматографии в расплаве соли для выделения металлических осколков деления.

Никто эти процессы не собирается непрерывно использовать в ЖСРах. Пирорепроцесинг топливной смеси обычно прерывистый подразумевается, раз в несколько дней/недель в зависимости от особенностей проекта ЖСРа и его мощности.
В разных проектах ЖСРов подразумевалось, что гораздо более половины жидкосолевой топливной смеси может быть на выдержке в барботерах и модулях пироэлектрорепроцессинга. В одном из британских проектов ЖСРа оговаривалось, что в активной зоне практически всегда будет находиться только треть от общего количества жидкосолевой топливной смеси, остальное в барботерах на выдержке/переочистке/хранении.

Нет смысла в постоянной и непрерывной очистке жидкосолевой топливной смеси для ЖСРа. Проще ее порциями сливать, выдерживать, переочищать и вновь вводить в контур.

Ну наконец то, толковый ответ. Как я и предполагал, процесс периодический. Время тоже указано - я так понимаю, от недели? Т.е. раз в неделю будет отбираться расплав для очистки от изотопов и возвращаться в рабочий контур? Ну может быть экономика такого процесса и будет выгодной...
Единственный большой плюс ЖСР - работа в режиме компенсации нагрузки - маневровом режиме.
я вот только одно хотел спросить - ведь эти все проекты были для теплового спектра, а если для промежуточного и быстрого - какие плюсы и минусы могут вылезти?
Didro
QUOTE(Superwad @ 26.1.2017, 13:35) *
Единственный большой плюс ЖСР - работа в режиме компенсации нагрузки - маневровом режиме.


Еще снижение количества отходов в разы, значительное повышение КВ, с возможностью достижения КВ>2.
pappadeux
QUOTE(Superwad @ 26.1.2017, 6:35) *
Ну наконец то, толковый ответ. Как я и предполагал, процесс периодический. Время тоже указано - я так понимаю, от недели? Т.е. раз в неделю будет отбираться расплав для очистки от изотопов и возвращаться в рабочий контур? Ну может быть экономика такого процесса и будет выгодной...


для ториевого цикла нужна выдержка вне зоны для распада протактиния-233 (half-life 27 days)

я подозреваю, это будет доминирующим фактором, а очистка может идти параллельно

QUOTE(Superwad @ 26.1.2017, 6:35) *
Единственный большой плюс ЖСР - работа в режиме компенсации нагрузки - маневровом режиме.


почему же?

нет высокого давления, высокие температуры в частности для прямого термохимического получения водорода (йодный или медный цикл)

QUOTE(Superwad @ 26.1.2017, 6:35) *
я вот только одно хотел спросить - ведь эти все проекты были для теплового спектра, а если для промежуточного и быстрого - какие плюсы и минусы могут вылезти?


Считается, что ториевый ЖСР бридер лучше всего будет с промежуточным спектром. Но в таком случае графит - один из самых удобных материалов зоне для ФЛиБе солей - будет жить не более десятилетия
Татарин
Цитата(Superwad @ 26.1.2017, 13:35) *
я вот только одно хотел спросить - ведь эти все проекты были для теплового спектра, а если для промежуточного и быстрого - какие плюсы и минусы могут вылезти?

Для быстрого, НЯП, главный минус в том, что там соль.
Фтор - легкий элемент. И его в зоне много.
Плавить чистую уран-плутониевую соль в АЗ, НЯП, нельзя, поэтому, каким чудом получать КВ~2 - это вот у Дидро надо спрашивать.

A FLiBe с малым процентом урана/плутония c быстрым спектром как-то не сочетается.
pappadeux
QUOTE(Татарин @ 26.1.2017, 22:47) *
Для быстрого, НЯП, главный минус в том, что там соль.
Фтор - легкий элемент. И его в зоне много.
Плавить чистую уран-плутониевую соль в АЗ, НЯП, нельзя, поэтому, каким чудом получать КВ~2 - это вот у Дидро надо спрашивать.

A FLiBe с малым процентом урана/плутония c быстрым спектром как-то не сочетается.


Для быстрых уран-плутониевых разрабатывался вариант хлоридов одним беглым поляком

http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCol...115/5115253.pdf
VBVB
QUOTE(Superwad @ 26.1.2017, 14:35) *
я вот только одно хотел спросить - ведь эти все проекты были для теплового спектра, а если для промежуточного и быстрого - какие плюсы и минусы могут вылезти?

Проекты ЖСРов есть для разных нейтронно-спектральных параметров.

Если используется хорошо замедляющая солевая система на основе эвтектик из солей бериллия (флибе, фнабе, флинабе) и графитовая канальная конфигурация, то спектр РУ тепловой будет.
Использование бериллиевых эвтектик в канальной конфигурации без графита даст эпитепловой спектр.
Литий-основанные солевые эвтектики дают промежуточный спектр.
Переход на натрий- или калий-основанные солевые эвтектики дает возможность иметь практически быстрый спектр.
На фторидных солях нейтронный спектр обычно жестче, чем на хлоридных.

Основные проблемы в изменении состава солей для ЖСР - коррозия конструкционных материалов и изменение коэффициентов реактивности. Если не ошибаюсь, только бериллиевые эвтектики дают отрицательный паровой коэффициент реаактивности.
Также есть проблемы, что фторидные бериллий- основанные соевые системы имеют высокие коэффициенты вязкости из-за развитой микроструктуры.
С литиевыми солями, которые хороши по теплофизике, есть проблема с нейтронным захватом изотопа литий-6 (генерит проблемный тритий).
VBVB
QUOTE(alex_bykov @ 21.1.2017, 17:12) *

Ну не знаю как вам, мне это текст не понравился.
Начали за здравие, закончили за упокой.
Очевидно же было что разработчики ТЖМТ-реакторов, особенно столь специфичного варианта как СВБР свое болото хвалить будет.

Со столпами обычно не спорят, но что конкретно не понравилось в тексте.
1. Говорится, что "Известно, что в XX веке в Окридже активно занимались направлением ЖСР. Опыт они получили скорее отрицательный, чем положительный".
Это с какой стороны смотреть. Ведь изучались два прототипа специализированных транспортных ЯЭУ, а не прототипы энергетических реакторов.
Судя по тому, что писалось про проекты ARE (на суббыстрых нейтронах) и MSRE (на тепловых нейтронах), эти оба реактора показали ожидаемую компактность, наивысшую удельную массовую энергоэффективность, хорошие параметры утилизации нейтронов деления, приличный КВ, достаточную управляемость и маневренность, относительную простоту приготовления топливных смесей, возможность эффективного бридинга тория и работы на уране-233.
Одновременно оба эксперимента показали проблемную теплофизику ЖСР, проблемы с коррозией корпуса и ВКУ, проблему с распуханием и солевым истирание поверхности топливных каналов графитового блока MSRE, проблемы с выходом РБГ и иода, проблемы со скачками реактивности, проблему переработки и выдержки жидкосолевого ОЯТ.
По сути, по результатам тестов американцы пришли к выводу, что ЖСРы опробованные по комплексу характеристик с учетом всех плюсов и минусов, не имеют особых преимуществ перед транспортными реакторами типа тестированных в тоже время водо-водяных, водно-кипящих и газовых ЯЭУ.

2. Говорится "Что такое MSRE? Это реактор тепловой мощностью 7,4 МВт(т). На критику впервые он вышел в 1965 году, но уже в 1969 году он был закрыт. Почему его закрыли? На самом деле, точного и подробного ответа нет до сих пор."
Ответ на это выше. MSRE рассматривался как прототип транспортного ядерного реактора для малых лодок и самолетов. Принципиально, результаты тестов показали, что возможно добиться длины жизни графитового остова MSRE в качестве транспортного реактора на уровне до 5 лет. Также было понято, что изменении способа набора графитового остова и увеличение диаметра топливных каналов принципиально возможно иметь срок службы транспортного жидкосолевого реактора до 7.5-8 лет. Большая на тот момент величина и не считалось нужной.
Практически при использовании в качестве транспортного реактора MSRE никто не собирался онлайн-переработку ОЯТ вести. Предполагалось переодически добавлять часть свежего топлива при сливе части отработанного ОЯТ. А уж потом рассматривалась после выгрузки сливного контейнера возможность заводской регенерации ОЯТ до топлива.
Т.е. MSRE рассматривался скорее как вариант большого нагревателя пара для стирлинг-двигателя или паровой турбины, только с ядерным топливом вместо солярки.

3. Из всех плюсов ЖСРов было упомянуто только низкое давление.
При этом в плюсы не попали:
1) низкая стоимость изготовления ЖСР (корпуса бассейнового тиа можно делать из железобетона) по сравнению с водяными реакторами
2) простота организации топливных и охлаждающих каналов в графитовом остове
3) простота изготовления топливных смесей
4) дешевизну и недефицитность топливных смесей (без бериллия)
5) отрицательные паровые коэффициенты реактивности для графитового варианта по сравнению с тем же РБМК
6) практическая всеядность по ядерному топливу (хоть торий, хоть природный уран, хоть разный плутоний, хоть миноры добавляй в топливо)
7) высокая экономия нейтронов (нет необходимости в высокой избыточной реактивности, не нужны выгорающие поглотители и кучи СУЗ)
9) больший КВ чем для всех вариантов энергетических леководников
10) большая величина теплового кпд по сравнению с водяными транспортными и энергетическими реакторами
11) гораздо меньшие массы теплоносителя по сравнению с БНами, СВБР и свинцовыми реакторами
12) меньшие требования по мощности насосов для перекачки топливной смеси по сравнению с насосами для реакторов с ТЖМТ
13) большее энергомассовое совершенство для быстрых версий по сравнению с БНами, СВБР и свинцовыми реакторами.
14) высокая плотность компоновки активного ядра ЖСР ЯЭУ на быстром спектре
15) дешевизна и недефицитность теплоносителя-соли (вторичного теплоносителя) по сравнению с натрием реакторной чистоты, свинцом, висмутом
16) возможность использования газового теплоносителя во вторичном контуре ЖСР и высокоэффективной газовой турбины, что невозможно для легководников
17) большая простота переработки ОЯТ (нет необходимости резки твс и топливных кассет, отсутствует геморрный процесс окисления и растворения оболочки твэлов, нет проблем с растворением топливных таблеток, нет проблем с зазоронением немалой массы материалов оболочек твэлов).
18) возможность прямого использования ОЯТ ЖСР (с фторидной топливной композицией) в качестве низкостоимостного материала РИТЭГ и тепловыделяющих устройств
19) гибкие возможности спектрального регулирования.

По статье же получается, что у ЖСР только один плюс и около десятка жирных минусов.
Статья вредная по смыслу. Люди несведующие прочитают ее и будут потом в сторону ЖСР тематики плеваться.
VBVB
Теме про ЖСРы на форуме уже более пяти лет.
Можно подвести промежуточный итог.
1) Большая часть голосовавших форумчан считает, что разработки ЖСР перспективны.
Это было ожидаемо, поскольку народ на форуме интересующийся и информационно-активный находится в курсе мирового интереса к ЖСР-технологии.
2) Три четверти голосовавших считают, что нашей стране разработки реакторов с жидкосолевым топливом.
Это неожиданно большой процент. Уверен был, что более половины форумчан пессимистично скажут, что РФ никакие разработки в области ЖСРы нафиг не нужны, поскольку ВВЭРы и БНы наше все.
3) Более половины проголосовавших считают, что ЖСР наиболее нужен для конверсии тория в уран-233. Меньше всего интересен энергетический жидкосолевой быстрый бридер.
Довольно неожиданный для меня результат, поскольку с быстрыми ЖСР технологиями во многих странах связывают радужные надежды.
С моей же узкой точки зрения, наиболее интересным вариантом ЖСР для реализации в нашей стране являлся бы малогабаритный низкой мощности тепловой ЖСР с автоматической системой управления в качестве АСММ и транспортного реактора надводных кораблей, вспомогательных судов ВМФ и торгового флота.
AtomInfo.Ru
QUOTE(VBVB @ 4.2.2017, 4:12) *
Можно подвести промежуточный итог.


А ведь есть ещё один вариант, который можно реализовывать едва ли не прямо сейчас - ЖСР как изотопные наработчики. Кстати, про него говорил и Тошинский.

ИРы, которые сейчас подрабатывают наработкой, стареют. Массового строительства их более не ожидается. РБМК постепенно будут закрываться. Идея вытащить наработку в два БНа, конечно, богатая (например, по кобальту там очень хорошие могут быть показатели по наработке), но БНы и так перегружены задачами.
Собственно, парк маленьких специализированных изотопных реакторов просто напрашивается, и в этом случае плюс жидких технологий (упрощённая переработка онлайн) очевиден.

Заодно, кстати, на этом парке можно освоить технологию и далее осознанно принимать решение - нужна ли она для других направлений (энергетические и т.п.).

Другое дело, что конкретно для России, благодаря Аргусу и топливным заводам, более естественным кажется выбор в пользу растворных реакторов в качестве наработчиков, а не ЖСР. Просто больше опыта у нас по таким технологиям.
Татарин
Цитата(AtomInfo.Ru @ 4.2.2017, 10:58) *
Другое дело, что конкретно для России, благодаря Аргусу и топливным заводам, более естественным кажется выбор в пользу растворных реакторов в качестве наработчиков, а не ЖСР. Просто больше опыта у нас по таким технологиям.

А разве тут вообще есть какой-то выбор?
Растворные реакторы - это для наработки продуктов деления, ни для чего больше. Откуда возьмутся нейтроны для наработки Со-60?
Вот в БН-800 - понятно, откуда, там есть лишние нейтроны, там тепловая мощность 2.5ГВт.
А в растворном с мощностью 15кВт?

ЖСР хотя бы могут иметь заметную тепловую мощность.
AtomInfo.Ru
Татарин,

начнём с того, что есть молибден.

Медики берут молибден очень охотно, а с производством дело обстоит так себе.
Значительную долю молибдена в России делают на аппарате старше 50 лет в Обнинске.
И пока ему не наладили дублёра в Димитровграде, при простое обнинского реактора молибден в Россию везли из ЮАР.

Собственно, с перевода на молибден и предлагалось в своё время приступить к растворным наработчикам.
У нас было два материала на тему:
http://atominfo.ru/news3/c0669.htm
http://atominfo.ru/news4/d0856.htm

Причём, по-моему, мы даже писали об этом - предлагалось поставить один растворный конкретно в Обнинске, чтобы ослабить нагрузку на старичка ВВР-ц (и может быть, со временем вообще дать ему спокойно уйти на пенсию).
Пока вместо этого Росатом о чём-то в прошлом году договорился с ЮАР.
AtomInfo.Ru
По другим изотопам. Статей, конечно, больше про ЖСР, потому что пишут в основном западники.
Например, http://mo99.ne.anl.gov/2014/pdfs/papers/S9...r%20DeVolpi.pdf
Обратите внимание - там вообще говорится о наработке 238Pu, на который сейчас возрастает спрос.
AtomInfo.Ru
Конкретно по кобальту. Тут надо, наверно, смотреть на вещи здраво. Концерн явно хочет производить его сам.

Есть такой момент - Китай сжирает весь кобальт, до которого дотягивается. Сделав кобальтовую фабрику на БН-ах (поближе к мегазаказчику), концерн получит себе, конечно, приличный источник внебюджетной валюты.

Поэтому не думаю, что кобальт кому-то ещё отдадут. А вот молибден перевести на жидкотопливные реакторы вполне реально.
asv363
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 4.2.2017, 13:59) *
Конкретно по кобальту. Тут надо, наверно, смотреть на вещи здраво. Концерн явно хочет производить его сам.

Есть такой момент - Китай сжирает весь кобальт, до которого дотягивается. Сделав кобальтовую фабрику на БН-ах (поближе к мегазаказчику), концерн получит себе, конечно, приличный источник внебюджетной валюты.

Поэтому не думаю, что кобальт кому-то ещё отдадут. А вот молибден перевести на жидкотопливные реакторы вполне реально.

Ленинградская АЭС удерживает 30% мирового рынка поставок радиоизотопа кобальта-60

26.12.2016

QUOTE
Ленинградская АЭС продолжает удерживать 30% мирового рынка поставок изотопа кобальта-60 – продукта высокотехнологичной и наукоемкой технологии, который широко используется в медицине и промышленности. Производить радиоактивные изотопы без влияния на экономические показатели выработки электрической и тепловой энергии позволяют конструктивные особенности реакторов РБМК-1000, наличие облучательных каналов, ядерно-физические характеристики активной зоны. Достигнув значительных успехов в организации производства кобальта-60, Ленинградская АЭС заняла весомое положение на мировом рынке, потребность которого постоянно растет. В настоящее время в АО «Концерн Росэнергоатом» выпущен приказ о внедрении технологии наработки кобальта-60 на реакторах РБМК-1000 Смоленской и Курской АЭС.
AtomInfo.Ru
QUOTE(asv363 @ 4.2.2017, 16:26) *


Концерн думает вперёд, на перспективу. Поэтому появился вариант с БНами.
asv363
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 4.2.2017, 16:29) *
Концерн думает вперёд, на перспективу. Поэтому появился вариант с БНами.

Это я понимаю. Но озвученная сумма выручки от продаж за 11 месяцев предшествовавшего, 2015 года составила 228,7 млн. руб. Маловато будет в масштабах АЭС или я не прав?
AtomInfo.Ru
QUOTE(asv363 @ 4.2.2017, 17:00) *
Это я понимаю. Но озвученная сумма выручки от продаж за 11 месяцев предшествовавшего, 2015 года составила 228,7 млн. руб. Маловато будет в масштабах АЭС или я не прав?


На БН-ах получаются очень интересные результаты по наработке активности кобальта. А с выручкой - не ко мне. При прочих равных будет лучше. Как продавать будут.
Русская версия IP.Board © 2001-2025 IPS, Inc.