Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Ядерная энергетика будущего  (Прочитано 54453 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн MenFrame

  • *****
  • Сообщений: 2 801
  • Рейтинг: +78/-16
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by MenFrame
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1820 : 06 Ноя 2019 [18:11:10] »
Не "надо", а просто  инетерсно узнать,  насколько  лет хватит этих ВВЭР и прочих - реакторов на тепловых нейтронах.
ВВЭР современного типа, перестанут строить когда подскочит цена на уран. Вместо них будут строить следующее поколение. Реакторы со спектральным регулированием, возможно тяжеловодные. Так же оптимизированные под ториевое топливо.

Оффлайн Skipper_NORTON

  • *****
  • Сообщений: 5 326
  • Рейтинг: +83/-16
  • Хочу на Меркурий!
    • Show only replies by Skipper_NORTON
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1821 : 06 Ноя 2019 [18:14:47] »
Цитата
Торий еще 40Тв даст.

Наработка ядерного топлива из U238->Pu239 и Th232->U233 происходит через генерацию промежуточных изотопов Np239 и Pa233 соответственно. Оба они являются “нейтронными ядами”, т. е. паразитно поглощают нейтроны, только вот период полураспада Протоактиния в 10 раз больше, т.е. содержание в топливе его в 1000 (2^10) раз больше. Это вызывает заметные проблемы при попытке сделать “классический” быстрый реактор на U233 и Th232.  
 
Вот видимо, как уже писали - главная причина , почему о ториевой энергетике можно забыть.
 

Оффлайн sharp

  • *****
  • Сообщений: 9 981
  • Рейтинг: +207/-38
    • Show only replies by sharp
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1822 : 06 Ноя 2019 [18:15:16] »
Что за грязность? Уран 232, такое же топливо как и уран 233,  В ториевом цикле как и в урановом, нужно топливо очистить от осколков и добавить фертильного изотопа.
Уран-232 разве делящийся изотоп, чтобы его сравнивать с 233?
Главная проблема 232 в том, что он шпарит жесткой гаммой. Точнее, не он сам, а продукты цепочки распада, но тут, как говорится, хрен редьки не слаще.

Оффлайн MenFrame

  • *****
  • Сообщений: 2 801
  • Рейтинг: +78/-16
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by MenFrame
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1823 : 06 Ноя 2019 [18:23:32] »
Уран-232 разве делящийся изотоп, чтобы его сравнивать с 233?
Делящийся, не такой хороший как уран 233, но отделять его не кто не собирается.
Главная проблема 232 в том, что он шпарит жесткой гаммой.
Что урановый, что ториевый процес переработки и фабрикации топлива, должен вестись автоматикой. Так что фон, там без разницы для экономики.
Это вызывает заметные проблемы при попытке сделать “классический” быстрый реактор на U233 и Th232.  
Торий не имеет смысла использовать в быстром спектре. КВ одинаковый, а выход урана 232 заметно выше.

почему о ториевой энергетике можно забыть.
Наличие, поглотителей нейтронов лишь снижает КВ, а крест уж не как на ней не ставит. При этом в тепловом спектре торий КВ дает лучший, чем уран. Топливо не портит, долгоживущих актинидов не дает. Потому ториевое направление очень перспективное.

Оффлайн библиограф

  • *****
  • Сообщений: 4 659
  • Рейтинг: +311/-18
    • Show only replies by библиограф
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1824 : 06 Ноя 2019 [18:25:59] »
Цитата
Что за грязность? Уран 232, такое же топливо как и уран 233
Нет, не такое же - он вообще не топливо, потому что Уран 232 не делится тепловыми нейтронами :P
А проблем создает множество - из-за короткого периода полураспада и жесткого гамма-излучения
продуктов деления.
Впрочем, это имеет лишь историческое значение - Уран 233 слабо подвержен спонтанному
делению
, подобно Урану 235, он испускает мало нейтронов, в отличие от плутония 239;
из урана 233 можно сделать бомбу по простейшей пушечной схеме. Однако, из-за того,
что в уране-233 из-за распада быстро накапливается уран-232, через короткое время, обращение
с такими зарядами становится очень опасным.
Для ТВЭЛов с ураном 233 накопление Урана 232 не так существенно - обращение с ТВЭЛами
можно вести дистанционно.
« Последнее редактирование: 06 Ноя 2019 [18:35:26] от библиограф »

Оффлайн Fall63

  • *****
  • Сообщений: 613
  • Рейтинг: +25/-0
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by Fall63
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1825 : 06 Ноя 2019 [18:28:21] »
Нет, не такое же - он вообще не топливо, потому что Уран 232 не делится тепловыми нейтронами

Хм... читал что как раз делится - единственный делящийся четно-четный нуклид. Или врут?

что в уране-233 из-за распада быстро накапливается уран-232

Уран-233 распадается в торий-229 , а не в уран-232. Наоборот при длительной выдержке топлива содержание 232-го будет падать - через несколько сотен лет станет фонить намного слабее. Другое дело - как только сунешь его в реактор , 232-й изотоп снова появится - по одной из побочных реаций взаимодействия нейтронов с 233U
« Последнее редактирование: 06 Ноя 2019 [18:35:15] от Fall63 »
Метать бисер перед свиньёй - исключительно бесполезное занятие. Она не только не поблагодарит за это действие , но будет ещё и недовольна , что её хорошую грязевую ванную портят при помощи яркого и режущего глаза бисера.

Оффлайн библиограф

  • *****
  • Сообщений: 4 659
  • Рейтинг: +311/-18
    • Show only replies by библиограф
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1826 : 06 Ноя 2019 [18:51:26] »
Цитата
Хм... читал что как раз делится - единственный делящийся четно-четный нуклид. Или врут?
Цитата
Судите сами: сечения поглощения и деления для Урана -232
https://www.nuclear-power.net/wp-content/uploads/2015/05/Uranium-232.png
И для Урана-233
https://periodic-table.org/wp-content/uploads/2019/05/Uranium_233.png
И, для сравнения, U-238
https://www.nuclear-power.net/wp-content/uploads/2015/05/Uranium_238.png
« Последнее редактирование: 06 Ноя 2019 [19:17:43] от библиограф »

Оффлайн crazy_terraformer

  • *****
  • Сообщений: 8 507
  • Рейтинг: +218/-32
  • AdAstraPerAspera! Вот там мы и будем!Или не будем!
    • Show only replies by crazy_terraformer
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1827 : 06 Ноя 2019 [19:16:01] »
серная кислота нужна , которая будет дефицитной в безнефтяном мире
Это почему?
Источников серы полно. Например:
Серный или железный колчедан, он же пирит. Сульфид железа (II) FeS2.
Цитата
Пирит — один из самых распространённых в земной коре сульфидов. Большие его залежи сосредоточены в месторождениях гидротермального происхождения, особенно в серноколчеданных залежах, осадочных и метаморфических породах. Присутствие пирита в осадочных породах обусловлено тем, что он образуется в донных илах и известковых осадках закрытых морских бассейнов, подобных Чёрному морю, в результате осаждения железа сероводородом. Кроме того, пирит в небольших количествах образуется при магматических процессах. Он часто образует псевдоморфозы по органическим остаткам (по древесине и различным остаткам организмов).
Сульфатные минералы. Гипс к примеру. Мирабилит или глауберова соль.
Если случится чудо и люди сольют всю серу в океан, то смогут сульфаты добывать из морской воды в выпарных прудах.
« Последнее редактирование: 06 Ноя 2019 [19:28:26] от crazy_terraformer »
Ннапыльн%х тpапинкахъ далиокихъ плонеттъ пайдиомь мы чьюжымь вна абедъ!

добрый писец.
Следи за собой! Будь осторожен!(с)

Оффлайн библиограф

  • *****
  • Сообщений: 4 659
  • Рейтинг: +311/-18
    • Show only replies by библиограф
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1828 : 06 Ноя 2019 [19:26:22] »
Цитата
Серный или железный колчедан, он же пирит. Сульфид железа (II) FeS2.
Самый доступный источник соединений серы - залежи сульфатов - гипса, мирабилита и
других минералов. На долю сульфатов приходится до 0.5% земной коры.
Ну, и морская вода содержит 2.7 г/л сульфат-иона - в виде сульфатов натрия и магния.
Дефицит серы в будущем едва ли грозит! Конечно, когда серу нельзя будет извлекать
из сернистых нефтей и природного газа, сульфаты тоже пойдут в дело!
« Последнее редактирование: 06 Ноя 2019 [19:32:32] от библиограф »

Оффлайн crazy_terraformer

  • *****
  • Сообщений: 8 507
  • Рейтинг: +218/-32
  • AdAstraPerAspera! Вот там мы и будем!Или не будем!
    • Show only replies by crazy_terraformer
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1829 : 06 Ноя 2019 [19:40:20] »
Цитата
Торий еще 40Тв даст.

Наработка ядерного топлива из U238->Pu239 и Th232->U233 происходит через генерацию промежуточных изотопов Np239 и Pa233 соответственно. Оба они являются “нейтронными ядами”, т. е. паразитно поглощают нейтроны, только вот период полураспада Протоактиния в 10 раз больше, т.е. содержание в топливе его в 1000 (2^10) раз больше. Это вызывает заметные проблемы при попытке сделать “классический” быстрый реактор на U233 и Th232.  
 
Вот видимо, как уже писали - главная причина , почему о ториевой энергетике можно забыть.
Засунут сборки с ураном и торием, и отходами в бланкет гибридного термоядерного реактора и будут термоядерными нейтронами облучать, получая делением ядер энергию и одновремено сжигая минорные актиниды.
Термоядерная реакция служит источником нейтронов, а энергия идёт от деления и спонтанного распада тяжёлых ядер. Может даже одним дейтерием обойдутся и не будут из лития тритий нарабатывать.
Ннапыльн%х тpапинкахъ далиокихъ плонеттъ пайдиомь мы чьюжымь вна абедъ!

добрый писец.
Следи за собой! Будь осторожен!(с)

Оффлайн библиограф

  • *****
  • Сообщений: 4 659
  • Рейтинг: +311/-18
    • Show only replies by библиограф
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1830 : 06 Ноя 2019 [20:18:33] »
Цитата
Термоядерная реакция служит источником нейтронов, а энергия идёт от деления и спонтанного распада тяжёлых ядер. Может даже одним дейтерием обойдутся и не будут из лития тритий нарабатывать.
Да уже разрабатывают:
https://www.kommersant.ru/doc/4102474

Онлайн Lieut

  • *****
  • Сообщений: 819
  • Рейтинг: +27/-0
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by Lieut
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1831 : 06 Ноя 2019 [20:52:17] »
К тому же если торий извлекать из гранитов как основной элемент, а уран и остальные как попутные, то EROEI может быть около 10-8. Что уже вполне приемлемо.
С его то кларком, пусть и в разы больше, чем у урана, торий как основной элемент извлекать точно нету смысла.
Я тут регулярно пишу про азотнокислое вскрытие алюмосиликатов для получение глинозема. Да, сейчас его не используют, ведь высококачественные бокситы вскрыть куда легче. Но когда они закончатся (кстати, даже небольшое присутствие кремнезема делает бокситы непригодными, так что ни о каких бедных бокситов речи и в будущем не будет) азотнокислое вскрытие однозначно станет основным источником глинозема.

Но при подобном вскрытии в раствор попадают все металлы. Они уже потом осаждаются в отдельные фракции, надо же глинозем отделить от примесей. Их тоже можно использовать.

В данном случаи нам наиболее интересна фракция четырехвалентных металлов, где первую очередь играет роль диоксид титана. Отдельно его получать из суглинка очень энергозатратно, но в качестве побочного продукта при получения глинозема будет без особых затрат. Титан и его диоксид нам нужен.

Содержание тория в этой фракции, в пересчете на металл, будет около 0,2 %. Это очень даже немало.

Онлайн Lieut

  • *****
  • Сообщений: 819
  • Рейтинг: +27/-0
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by Lieut
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1832 : 06 Ноя 2019 [20:57:49] »
Может даже одним дейтерием обойдутся и не будут из лития тритий нарабатывать.
У термоядерной реакции дейтерий-дейтерий энергия нейтронов не впечатляет.
Разве у нас лития такой дефицит?

Онлайн Lieut

  • *****
  • Сообщений: 819
  • Рейтинг: +27/-0
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by Lieut
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1833 : 06 Ноя 2019 [22:21:27] »
Сульфатные минералы. Гипс к примеру. Мирабилит или глауберова соль.
Если случится чудо и люди сольют всю серу в океан, то смогут сульфаты добывать из морской воды в выпарных прудах.
Сырье для производства серной кислоты практически бесконечно. Смысл был про сырье для дешёвой серной кислоты.
А тут да, после сероводорода нефтяных месторождений будут только пириты (хотя их и немало, но не бесконечное количество). Из сульфатов – крайне энергоемко.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 8 864
  • Рейтинг: +319/-4
    • Show only replies by AlexAV
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1834 : 06 Ноя 2019 [22:30:32] »
А тут да, после сероводорода нефтяных месторождений будут только пириты. Из сульфатов – крайне энергоемко.

Запасы пирита тоже ограничены. И даже гипс сильно не бесконечный (то который пригоден к добыче, суглинка с 1% сульфата конечно море, но вот только толку с него, а запасы пластов более-менее чистого гипса уже вырожатся вполне ограниченной цифрой). Единственный по настоящему неисчерпаемый источник сульфатов - морская вода. Но кислота полученная из глауберовой соли уже будет довольно дорогой, особенно в сравнение с текущими ценами. Тут и сама глауберова соль, извлекаемая из морской воды, получается не очень дешёвой, и процесс превращения её в серную кислоту довольно сложен и энергозатратен (кроме того, при получение SO2 из глауберовой соли также используется кокс, а значит тут объёмы производства будут лимитированы не только извлечением соли из морской воды, но и доступность древесного угля).

Оффлайн Fall63

  • *****
  • Сообщений: 613
  • Рейтинг: +25/-0
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by Fall63
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1835 : 06 Ноя 2019 [22:35:18] »
А может в тему про термояд перенесём обсуждение?  ^-^ Причём даже в обе - Перспективы человечества с термоядом и Нет термояда и ископаемых. А то уже далеко от топика ушли.
Метать бисер перед свиньёй - исключительно бесполезное занятие. Она не только не поблагодарит за это действие , но будет ещё и недовольна , что её хорошую грязевую ванную портят при помощи яркого и режущего глаза бисера.

Оффлайн библиограф

  • *****
  • Сообщений: 4 659
  • Рейтинг: +311/-18
    • Show only replies by библиограф
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1836 : 06 Ноя 2019 [22:46:48] »
Цитата
и процесс превращения её в серную кислоту довольно сложен и энергозатратен (кроме того, при получение SO2 из глауберовой соли также используется кокс, а значит тут объёмы производства будут лимитированы не только извлечением соли из морской воды, но и доступность древесного угля).
Разведут, в крайнем случае, сульфатредуцирующие бактерии, они будут в анаэробных условиях
восстанавливать сульфаты до сульфидов или сероводорода, окисляя водород.

Онлайн Lieut

  • *****
  • Сообщений: 819
  • Рейтинг: +27/-0
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by Lieut
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1837 : 06 Ноя 2019 [22:50:47] »
Разведут, в крайнем случае, сульфатредуцирующие бактерии, они будут в анаэробных условиях
восстанавливать сульфаты до сульфидов или сероводорода, окисляя водород.
Так нужно будет для этого и соответствующее количество органики.
Никто не говорит, что невозможно, но возможные объемы ограничены.

Оффлайн AlexAV

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 8 864
  • Рейтинг: +319/-4
    • Show only replies by AlexAV
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1838 : 06 Ноя 2019 [23:01:35] »
Главное, чтобы цена не превысила 3000 долларов за кило - тогда вообще исчезает рентабельность ядерной энергетики (даже с быстрыми реакторами, а следовательно, и расширенными топливными ресурсами) по сравнению с ветро- и солнечной энергетикой вместе с аккумулирующими станциями.
Редактировать сообщение

Для реактора работающего в открытом цикле цены на уран на уровне 2500 - 3000$/кг действительно совершенно неприемлемы. А вот для полноценного ЗЯТЦ - 3000$/кг цена более чем приемлемая, даже низкая. Вот смотрите. Возьмём БН-800 (предположим, что несмотря на имеющиеся проблемы мы эксплуатируем его в режимах с КВ>1). Его тепловая мощность 2100 МВт, электрическая 800 МВт. В год такой реактор в данных режимах будет потреблять около 820 кг тяжёлого металла. При цене природного урана 3000$/кг затраты на природный уран в этом случае составят 2,46 млн. $. При этом реактор в сеть отдаст 7 млрд. кВтч электроэнергии. Т.е. добавка к стоимости электроэнергии связанная с затратами на закупку урана в этом случае составят лишь 0,035 цента/кВтч. Это ничтожная цифра, совершенно незначительная по сравнению с капитальными затратами, затратами на переработку ОЯТ и фабрикацию нового топлива.

Т.е., как видите, для ЗЯТЦ цена урана 3000$/кг  вполне разумная. Вот для реакторов работающих в открытом цикле с затратами природного урана на уровне 135 тонн/ГВт год(э) - картина уже  действительно немного иная, сильно хуже. А для полноценного ЗЯТЦ цена на уран вплоть до ~100 000$/кг вполне нормальная, тут уран очень экономно используется.
« Последнее редактирование: 06 Ноя 2019 [23:15:23] от AlexAV »

Оффлайн библиограф

  • *****
  • Сообщений: 4 659
  • Рейтинг: +311/-18
    • Show only replies by библиограф
Re: Ядерная энергетика будущего
« Ответ #1839 : 06 Ноя 2019 [23:15:52] »
Цитата
Так нужно будет для этого и соответствующее количество органики.
Никто не говорит, что невозможно, но возможные объемы ограничены.

Какая ещё органика? Сульфатредуцирующие бактерии окисляют молекулярный водород!