Ядерная энергетика будущего

[AlexAV]

Для закрытого цикла,  уран конечно же начнут продавать дороже?

В ближайшую сотню лет его можно кормит ураном из ОЯТ тепловых реакторов (всех этих современных ВВЭР, РБМК, CANDU, PWR и т.д.). А он не то что ничего не стоит, у него вообще стоимость отрицательная. Т.е. многие даже доплачивать готовы лишь бы это забрали.

Для закрытого цикла нужен отвальный уран.

В первую очередь в ход пойдёт даже не отвальный уран, а уран из старых ОЯТ. У нас сейчас уже этого добра 20 тыс. тонн лежит и каждый год новое прибавляется. Отвальный уран хоть для чего-то полезного можно применить, ну там бронебойные снаряды делать или декоративное стекло. А уран из ОЯТ, загрязнённый U-236 и, в меньшей степени, другими высокоактивными изотопами урана - по сути радиоактивный отход, который вообще нигде использовать нельзя, кроме как для сжигания в быстрых реакторах.

[sharp]

Если удастся решить вопрос дешевых хранилищ электроэнергии  и передача ее без потерь (например сверхпроводящие ЛЭП), то источники генерации типа ВИЭ (ГЭС, СЭС , ВЭС и пр. ) просто уничтожат конкурентов.

1. Сверхпроводящие ЛЭП требуют низких температур - а следовательно дополнительных, и немалых, затрат энергии.
2. СЭС/ВЭС вряд ли кого-то уничтожат. Простая арифметика: допустим, человечество потребляет в среднем 20 ТВт. Чтобы обеспечить эту потребность атомной энергетикой, потребуется 25-30 ТВт установленной мощности АЭС - благодаря высокому КИУМ. Чтобы обеспечить ту же потребность с помощью СЭС/ВЭС, потребуется в самом оптимистичном случае 100 ТВт установленной мощности.
Разница, думаю, очевидна.

[sharp]

В первую очередь в ход пойдёт даже не отвальный уран, а уран из старых ОЯТ. У нас сейчас уже этого добра 20 тыс. тонн лежит и каждый год новое прибавляется. Отвальный уран хоть для чего-то полезного можно применить, ну там бронебойные снаряды делать или декоративное стекло. А уран из ОЯТ, загрязнённый U-236 и, в меньшей степени, другими высокоактивными изотопами урана - по сути радиоактивный отход, который вообще нигде использовать нельзя, кроме как для сжигания в быстрых реакторах.

А не будет такая изотопная смесь ухудшать характеристики реактора?

[AlexAV]

А не будет такая изотопная смесь ухудшать характеристики реактора?

Немного будет. U-236 даже в быстром реакторе не топливо, а выгорающий поглотитель, что правда отчасти будет компенсироваться наличием остаточного U-235. Но не сильно, даст лишь относительно небольшое уменьшение КВ. Использовать такой уран в БН или БРЕСТ вполне возможно.

[snickers]

он не то что ничего не стоит, у него вообще стоимость отрицательная. Т.е. многие даже доплачивать готовы лишь бы это забрали.

А почему тогда цена на бирже не падает ?

[snickers]

1. Сверхпроводящие ЛЭП требуют низких температур - а следовательно дополнительных, и немалых, затрат энергии

Ага а потери при передаче в обычной ЛЭП, до 30% суммарно от переданной энергии это конечно не потери. Вот там мы охаем и ахаем а бревна как бы и не заметили)).

[MenFrame]

А почему тогда цена на бирже не падает ?

Цена чего?

Ага а потери при передаче в обычной ЛЭП, до 30% суммарно от переданной энергии

Откуда дровишки? Потери в магистральной ЛЭП вроде не более 10% Трансформаторы в принципе можно и сверхпроводящими делать.

[snickers]

А если приплюсовать более дорогую транспортировку и необходимость акумуляции,

А что транспортировать собрались? Если саму энергию то она как я понял только от ВИЭ "транспортируеться") а в ином случае ее не какающая фея переносит?
Насчет акуммуляции я же конкретно написал слово - ЕСЛИ получиться создать дешевый способ.

Будут осколки деления фон которых быстро падает, где то около тонны в год. ОЯТ ВВР 25 тон  в год, в котором присутствуют долгоживущие МА. Как говориться почувствуйте разницу.

Вы не тонны а состав посмотрите... и время распада, ОЯТ с БН-800 при использовании оружейного плутония будет иметь гораздо большую концентрацию плутония, чем урановое ОЯТ или отработавшее МОКС-топливо ВВЭР-1000. А плутоний это сильнейшая отрава.

Откуда дровишки? Потери в магистральной ЛЭП вроде не более 10%

Мне для юр- лица насчитывали 30% на потери энергии в линии например. А 10% это может в Германии или Австрии  где то и будет.

[AlexAV]

А почему тогда цена на бирже не падает ?

На бирже продают природный уран. Уран из ОЯТ имеет другой изотопный состав (зависящей от типа реактора). Т.е. в основном он содержит конечно тоже U-238, но вот содержание U-235 отличается и, кроме того, там есть изотопы, которых в природном вообще нет (самый существенный из которых U-236, влияющий на свойства этого урана во всех аспектах весьма негативно). Уран из ОЯТ реакторов, где остаточное содержание U-235 мало - никому сейчас по сути не нужен и ни на какой бирже вы его не продадите, скорее вам доплатят, если Вы это согласитесь забрать.

[MenFrame]

http://www.gidropress.podolsk.ru/files/proceedings/mntk2017/documents/mntk2017-121.pdf
Реакторы ВВЭР-СКД (быстро-резонансный) хорошо смотрятся.
Мощность 1700 мегават
КПД, % (брутто)  43,5%
КВ 0,94
Удельные капитальные затраты сооружения АЭС, 2500$/кВт против 3300$/кВт у ВВЭР-ТОИ
Возможная основа Атомной энергетики(в том числе и на экспорт). Пока правда на бумаге.

[sharp]

Ага а потери при передаче в обычной ЛЭП, до 30% суммарно от переданной энергии это конечно не потери. Вот там мы охаем и ахаем а бревна как бы и не заметили)).

Потери в обычных ЛЭП какбэ очевидны. Для тех, кто немного недогоняют, какбэ поясняю: сверхпроводимость не решит проблемы потерь, поскольку на охлаждение протяженной ЛЭП будете тратить те же 30%.

Именно поэтому не получится сосредоточить СЭС в пустынях и раздавать энергию на весь мир.

[MenFrame]

Если саму энергию то она как я понял только от ВИЭ "транспортируеться") а в ином случае ее не какающая фея переносит?

В ином случае загрузка транспортной системы находиться на уровне потребления (60%), а не как бог пошлет.

ОЯТ с БН-800 при использовании оружейного плутония будет иметь гораздо большую концентрацию плутония, чем урановое ОЯТ или отработавшее МОКС-топливо ВВЭР-1000. А плутоний это сильнейшая отрава.

Плутоний предполагается извлекать из ОЯТ, как и прочие МА.

Мне для юр- лица насчитывали 30% на потери энергии в линии например.

Тут нужно смотреть на фактические данные, а не на то кто кому чего насчитал. До конечного потребителя возможно 30% нормальная цифра, и вы ее не измените так как в домашнюю проводку на сверхпроводниках в серьез не кто не разрабатывает.

[AlexAV]

Вы не тонны а состав посмотрите... и время распада, ОЯТ с БН-800 при использовании оружейного плутония будет иметь гораздо большую концентрацию плутония, чем урановое ОЯТ или отработавшее МОКС-топливо ВВЭР-1000. А плутоний это сильнейшая отрава.

Время распада у того, что уходит в РАО у БН при работе в замкнутом цикле - действительно ниже, чем у ВВЭР-1000 при работе в открытом. Дело в том, что при работе в замкнутом цикле никакой плутоний в РАО не уходит, он ходит по кругу пока не сгорит, в РАО уходят только осколки деления (ну по крайней мере в теории, на практике из трансуранов плутоний и нептуний будет точно ходить по кругу, а вот с америцием и кюрием непонятно, но их впрочем не так много, особенно самого проблемного кюрия). А вот у реактора на тепловых нейтронах (не важно ВВЭР или CANDU) при работе в открытом цикле в отходы уходят все актиноиды, включая плутоний, нарабатывающийся там во вполне существенных колличествах.

А радиотоксичность осколков деления снижается намного быстрее, чем актиноидов имеющихся в ОЯТ.

[sharp]

AlexAV, как считаете, удастся ли при полном переходе на уран-плутониевый цикл полностью уйти от процессов разделения изотопов? То есть, весь плутоний выделенный химически из ОЯТ, загружаем в новую кампанию. А уран используем как фертильный материал для наработки нового плутония.
Или все-таки придется очищать плутоний от 240-го и других четных изотопов?

[AlexAV]

Или все-таки придется очищать плутоний от 240-го и других четных изотопов?

Не придётся совершенно точно. Приемлемый КВ получается и на плутонии равновесного изотопного состава. Ни одна концепция замкнутого цикла, которая всерьёз обсуждается, разделения изотопов плутония не требует.

То есть, весь плутоний выделенный химически из ОЯТ, загружаем в новую кампанию.

Имеено так. Даже более того, даже от малых актиноидов его очищать не планируется (по крайней мере от нептуния, по америцию и кюрию есть вопросы).

Вообще замкнутый ядерный цикл с использованием быстрых реакторов позволяет полностью уйти даже от обогащения урана, которое тут просто не требуется.

[MenFrame]

Даже более того

Более того концептуально думают сжигать МА тепловых реакторов в быстрых.

[AlexAV]

Более того концептуально думают сжигать МА тепловых реакторов в быстрых.

Ну идеал - отделяем все актиноиды вместе не разделяя их, добавляем свежего урана (ну или вместе с ТВЭЛАми быстрого реактора перерабатываем совместно ТВЭЛы теплового, содержащие нужное количество урана), и из этой смеси сразу делаем новые ТВЭЛы, а в отходы уходят только осколки. Правда в таком красивом виде это работает только с реактором с однородной АЗ. Т.е. скорее для БРЕСТа, чем для БН (БН с однородной АЗ КВ>1 не даёт, обязательно нужен бланкет, а это значит минимум две зоны с разным содержанием урана и плутония, а значит при переработке их разделять всё же придётся).

На практике же эта красивая картина сталкивается с двумя проблемами. Первая - америций и, особенно, кюрий плохо отделяются от лантаноидных осколков. Задача достаточно селективно отделения кюрия толком пока вообще не решена (какие-то маломасштабные лабораторные эксперименты есть, но до промышленного применения эти методы пока не дошли). Вторая - наличие америция и кюрия в топливе существенно повышают его тепло- и газо- выделение осложняя обращение с ним. Т.е. если с нептунием проблем особо нет (и отделяется хорошо, и в топливе проблем не создаёт), то про америций и кюрий этого сказать пока нельзя.

[MenFrame]

На практике же

А ВВЭР-СКД позволяет сжигать собственные МА? Теоритически...

[AlexAV]

А ВВЭР-СКД позволяет сжигать собственные МА? Теоритически...

ВВЭР-СКД имеет КВ<1, поэтому скорее нет, чем да. Вообще любой реактор способный давать КВ>1 для смеси изотопов равновесного состава (БН к таким тоже относится) - теоретически может полностью выжигать свои трансурановые элементы (причем если этот КВ достаточно большой, то, возможно ценой его некоторого снижения, не только свои, но и чужие). А вот если КВ<1, то такой реактор обычно нарабатывает различных нехороших изотопов актиноидов больше, чем выжигает.

[MenFrame]

ВВЭР-СКД имеет КВ<1, поэтому скорее нет, чем да.

Получается, на последующих этапах топливного цикла КВ будет снижаться? А заявленная цифра относиться сугубо к первой компании?