Ядерная энергетика будущего

[Инопланетянин]

Я бы в качестве примера взял бы не мост а недавно рухнувший Аресибо.

Там сам принцип один. Эти самые растяжки, которые удерживают конструкцию. Значит, уже где-то использовали? Верный признак, что идея стоящая.

[alex_semenov]

Там сам принцип один. Эти самые растяжки, которые удерживают конструкцию. Значит, уже где-то использовали? Верный признак, что идея стоящая.

Да. То есть вопрос о куполе  есть. Но это НЮАНС. Не проблема.  Инженерный хак - очевиден. И даже прекрасент.
Вообще, если идея (проект) сам по себе хорош, то в нем обычно, "фрактально" кристаллизуются и изящные более мелкие, "опорные" решения.
Единственная "некрасивая" вещь в КВС (люди не любят взрывы и не понимают как они прекрасны! насколько они ручные и контролируемы!) - это неразделённость теплоносителя и активных веществ.
Продукты взрыва (и трансмутации если параллельно идет наработка трансмутантов, утилизация лишних нейтронов от DD реакции) ПЕРЕМЕШАНЫ с теплоносителем.
В традиционных реакторах они разделены. Продукты распада и трансмутации остаются в стержнях. А теплоноситель изолирован от них циркониевыми стенками.  И это  - огромный плюс в известных нам реакторах. По сути мы еще на стадии обсуждения этого с AlexAV и выяснили (он был крайне скептичен к КВС). Тут смешанность продуктов с теплоносителем - огромный минус. По-сути это ЕДИНСТВЕННЫЙ настоящий минус КВС. Серьезный инженерный вызов. Всё остальное - надутая глупость.

[Инопланетянин]

Если подводить теплоноситель к стенкам КВС, то они уже становятся разделёнными. Тут главное, чтобы стенки расплавиться не успели.

[alex_semenov]

Если подводить теплоноситель к стенкам КВС, то они уже становятся разделёнными. Тут главное, чтобы стенки расплавиться не успели.

Кстати в этом был плюс первоначальной, наивной схемы КВС Хамраева. С его клиньями 1976  года рождения...
Но там предусматривалось пониженное давление в камере взрыва.
И если делать так, то вопрос - а что делать с испарившейся бомбой и бланкетом? Как выполянт в нем вторую функцию? Функцию трансмутатора 238 в плутоний. А она не менее важна чем первая (источника энергии).

[Инопланетянин]

Как выполянт в нем вторую функцию? Функцию трансмутатора 238 в плутоний.

Если я правильно понял, наработка плутония должна пройти во время взрыва. Потом ведь не будет трансмутаций? В остывающем расплаве?
Если так, то снимаем энергию, а потом разбираемся с холодным расплавом. Но я уже не представляю как.

Как вариант, начать разбираться пока он ещё жидкий.

[alex_semenov]

Если я правильно понял, наработка плутония должна пройти во время взрыва. Потом ведь не будет трансмутаций? В остывающем расплаве?
Если так, то снимаем энергию, а потом разбираемся с холодным расплавом. Но я уже не представляю как.
Как вариант, начать разбираться пока он ещё жидкий.

Вы всё правильно понимаете.  Но если мы отделяем теплоноситель от самой камеры взрыва клиньями Хамраева (они ПРИНИМАЮТ вспышку энергии мгновенно и передают постепенно ее теплоносителю, который в камеру и не попадает, кстати так я планировал делать КВС для Гравицапы) то собственно в самой камере остается испарившийся материал бомбы плюс материал бланкета и наработанный материал. Но что бы его извлекать, вам придется как-то налаживать ОТДЕЛЬНЫЙ цикл движения этих материалов уже собственно через взрывную камеру. Отдельный контур.
Кстати, снеженцы, разработчкии КВС, говорили, что у капель натрия будет одна проблема. Они слишком медленно будут оседать (при земной гравитации!) в натриевое озеро. Они же испаряться (истончатся) при взрыве и потом будет конденсация натрия на них же. И этот дождик-мрявка будет слишком медленно опускаться. Даже предлагается после взрыва подавать "холодный" душ что бы конденсацию ускорить и капли прибить к дну. В космосе или на телах с пониженной гравитацией с этим будет вообще проблема. Поэтому, возможно действительно схему придется заметно пересмотреть. И, скажем после взрыва подать некий газ "абсорбент", который бы всосал бы в себя испарившийся пока материал (в камере очень жарко и достаточно долго!) и... его, "абсорбент" отсасывать в отдельный контур.
Плюс схемы Хамраева еще в том, что там теплоноститель - вода. Нет необходимости в "озере натрия". Американцы предлагали использовать вместо натрия особую соль. Но суть  та же.
Собственно, как есть масса разных конструкций других машин, работающих по одному принцип, почему бы не быть и в этом случае СПЕКТРУ решений для самых разных условий и задач?

[MenFrame]

По-сути это ЕДИНСТВЕННЫЙ настоящий минус КВС.

Да вся эта идея по сути один большой минус.
1)Чрезмерно избыточная мощность
2)Высокая материалоемкость. В 10 раз выше по сравнению с БН на единицу мощности. В том числе высокий расход делящихся материалов в начале работы, до тех пор пока концентрация оружейного плутония, урана достигнет коммерчески выгодной концентрации.
3)Дорогое топливо(бомбы против ТВэЛов) И не нужно мне доказывать что, топливная таблетка дороже сложного устройства именуемого ядрен батоном. Стоимостью дейтерия можно пренебречь.
4)Дорогое преобразование энергии. Обуздание ядерного взрыва вместо классического ядерного кипятильника.
5)Низкий уровень безопасности, огромный водоем горячих радиоктивных ядерных отходов, вместо многоуровневой защиты класической АЭС
6)Динамические нагрузки как механические, так и температурные которых бояться любые крупные агрегаты. Как следствие низкий срок службы основных капитальных строений.
7)В варианте снежинцев еще и жидкий натрий, а значит гидроудар, звуковая волна которая будет крушить метал и бетон.
8)Ремонтные работы вообще не понятно как проводить, видимо нужно еще одну КВС рядом строить чтобы слить кориум в него.
9)Проблема нераспостранения. Готовые бомбы делают все таки. Снежинцы конечно уверяют что они бесполезны для терористов. Но кто проверял их выкладки?

Вообщем маниловщина для дураков. Дядьки из института нарисовали красивую брашурку с картинками, получили премию и все. Даже простенькой компьютерной модели не создали.

[Инопланетянин]

Даже предлагается после взрыва подавать "холодный" душ что бы конденсацию ускорить и капли прибить к дну.

А отъём тепла отдельным теплоносителем это не тот же самый душ?

Поэтому, возможно действительно схему придется заметно пересмотреть. И, скажем после взрыва подать некий газ "абсорбент", который бы всосал бы в себя испарившийся пока материал (в камере очень жарко и достаточно долго!) и... его, "абсорбент" отсасывать в отдельный контур.

Да, наверно. А этот отдельный контур охлаждать теплоносителем?

Но в любом случае, два отдельных контура для энергии и плутония выглядят разумно.

[Инопланетянин]

Снежинцы конечно уверяют что они бесполезны для терористов. Но кто проверял их выкладки?

Сама по себе бомба без механизма доставки именно как оружие бесполезна. А доставка это ракета.

[alex_semenov]

2)Высокая материалоемкость. В 10 раз выше по сравнению с БН на единицу мощности.

Не верю!
Расчет доказывющий это можно посмотреть?
При этом желательно не прост в кг материала а КАКОГО материала и сколько кг?
Врёте вы все, как мне ка-а-а-ца!
Снеженцы именно из суммарной оценки стоимости (да еще и на годы эксплуотации) и говорили о 10-и кратном СНИЖЕНИИ стоимости энергии в сравнении с традиционной ядерной энергетикой (разумеется, в расчет брались и проблемы связанные с переработкой отходов, КВС минимум в 10 раз менее радиоактивен чем традиционный реактор при сравнимой энергетической мощности. Самый первый и примитивный КВС!)

1)Чрезмерно избыточная мощность

Да. Это "проблема".
Но проблема для нашей цивилизации. Мало того что она распластана по двумерной поверхности, она еще и в силу свой исторической наследственности (земля - это всё) достаточно сильно рассредоточена. Поэтому ЭТОМУ типу цивилизации удобно иметь много малых источников энергии.
Но всё течёт, всё меняется.
Даже здесь на Земле, я уверен, города будут стягиваться в многомерные АРКОЛОГИИ.
Более того.
Мир в котором мы жили - ненормальный. В нем нет ядерной войны. И города не беспокоятся о том, что бы противостоять ядерным бомбардировкам.
Но на какой-нибудь Саракш (планета с иным историческим путём, где нормально прошла эпоха ядерных войн) города давно бы зарылись под землю.
Еще.
Мы - цивилизация мусора. Мы варвары. Мы обгладываем ресурсы и тут же их выкидываем.
Цивилизация рициклинга не сможет себе позволить так вольготно и широко раскидываться даже по плоскому простраству. И им понадобятся более мощные и именно точечные источники энергии.
Про космос я и не говор.
То есть. Этот "недостаток" - временны. И на самом деле это достоинство. В СССР это называли ТПК, территориально-производственный комплекс. Идея еще от Вернадского. К этому всё и идет.
Всему - своё время.

[MenFrame]

А доставка это ракета.

Или терорист с заплечным ранцем. Дрон камикадзе...и т.д.

Не верю!

Цифры в самой брашуре снежинцев приведены. При чем эти цифры не как не проверены на актуальность.  Поскольку сравнивается хорошо проработанный проект(БН-1200) с воображаемым КВСом.

[alex_semenov]

Цифры в самой брашуре снежинцев приведены.

На какой странице?

Вообще то сравнивать дейтериевую энергерику с несчастным замкнутым циклом - сравнивать хрен с пальцем!
Вы явно уходите.
Вы явно хотите считать килограммы материала (камней) а не рубли, то есть реальный расход негэнтропии.
Так?
По количеству перемещенного грунта, возможно традиционная энергетика и "экономичней". Но я не поверю что по затратам, скажем циркония и прочих тонких расходников (на мегаватт-час энергии разумеется!) ваши быстрые реакторы экономичней КВС. Вот не поверю и всё!
Просто в силу разницы ГАБАРИТОВ установки КВС делает тут всех!
Большая машина всегда делает кучу маленьких.

[MenFrame]

Но я не поверю что по затратам, скажем циркония и прочих тонких расходников (на мегаватт-час энергии разумеется!) ваши быстрые реакторы экономичней КВС. Вот не поверю и всё!

Там сравнивается корпус реактора и основные трубопроводы работающие с жидким натрием. В случае КВС это внутренняя облицовка. Там и там планируется использовать корозионностойкие никелевые сплавы.

Просто в силу разницы ГАБАРИТОВ установки КВС делает тут всех!

По габаритам как раз и видно что разница большая. Объем КВС порядка на два превышает объем реактора БН-1200, а мощность выше только на порядок.
В любом случае импульсные системы всегда хуже станционарных. Мощность классического реактора лимитирована сугубо ограничениями связыными с отводом тепла от ТВэЛов.

Большая машина всегда делает кучу маленьких.

Это только если речь идет об однотипных и не импульсных. Импульсные системы чем они больше тем хуже они переносят динамические нагрузки. Ради интереса узнайте с какой скоростью разогревают металургические печи. Чем больше печь, тем дольше время разогрева, дабы избежать критических термических перепадов.

[Проходящий Кот]

У нас мощный процесс, регулярный, в КВС. Так что разогревать каждый раз его не надо.Цикл от 500 до 700 градусов.

[alex_semenov]

Там сравнивается корпус реактора и основные трубопроводы работающие с жидким натрием. В случае КВС это внутренняя облицовка. Там и там планируется использовать корозионностойкие никелевые сплавы.

Да, нашел. Страница 61.
Если взять на гигаватт тепловой мощности, то в сравнении БН-1600, у  КВС-25 расход стали в 12,6 раз выше и у КВС-100 в 6,3 раза выше. Отступаю. Признаю. Только какой-нибудь  КВС-500 сравняется с БН по материалоёмкости.
По натрию, по сравнению с БН-1600 у КВС-25 натрия "закачано" в систему больше 11.2 раза, а у КВС-100 в 5,6 раза.
Кстати. Это ставит крест на испиользовании КВС в качестве энергоустановки, скажем, ионной ракеты.
 

По габаритам как раз и видно что разница большая. Объем КВС порядка на два превышает объем реактора БН-1200, а мощность выше только на порядок.

Да, согласен. Масса (и металла) больше. Натрия - точно. Габариты тоже на порядок больше (то есть объем на три порядка). Хотя, на самом деле посмотрите типичную современную АЭС:



Габариты и материалоёмкость (если брать на тонны) самого РЕАКТОРА - крохи в сравнении с тем что настроено вокруг него.
То есть компактность самого реактора - мнимая.
И 15 м его диаметра всё равно обрастают сотней метров бетона, арматуры, коммуникаций, железных машин и механизмов.
А кстати, о  машинах (тепловых). Тепловые машине не могут сильно отличаться (при равной мощности, мы берем всё на Гвт). Потому что они ОДИНАКОВЫЕ. То на то. Да, лишний натрий - в реакторе. А оборот натрия на гигаватт энергетического потока должен быть абсолютно одинаков!
То есть натрия то больше! Но не оборот натрия! Просто его закачано в систему больше!

В любом случае импульсные системы всегда хуже станционарных. Мощность классического реактора лимитирована сугубо ограничениями связыными с отводом тепла от ТВэЛов.

Хуже в чем?
Всегда ли?
Достоинства - продолжения недостатков! И да, КВС по удельной мощности так же хуже БР как, примерно, ДВС по сравнению с газотурбиной (только тут игра в габариты - обратная).
КВС - примитивней/проще. Это импульсный котёл. И это же его ЧУДОВИЩНОЕ достоинство. Как это не понять? Да, за это заплачено массой теплоносителя (размерами и массой самого котла), зато он В ПРИНЦИПЕ не может, например, взорваться, в смысле выйти на нештатный режим работы. Взрыв - его нормальный режим работы. Пиковое энерговыделение в нем - штатный режим. Поэтому и есть нужда в той самой лишней МАССЕ, избыточном натрии и стали, где импульсном выделенное тепло накоплено и постепенно отдается тепловым машинам.
И что это значит в экономическом смысле? Система естественно НАДЕЖНА и значит ДЕШЕВЛЕ в эксплуатации.
Что касается стали, то еще вопрос какая там нужна сталь?
Действительно ли натрий лучший теплоноситель? Почему американцы выбрали соль?

Это только если речь идет об однотипных и не импульсных. Импульсные системы чем они больше тем хуже они переносят динамические нагрузки.

Динамические нагрузки - это ПЕРВОЕ что они посчитали! И посчитали с ИЗБЫТОЧНЫМ запасом. Камера держит взрыв даже без завесы (которая глушит взрыв). Отсюда, скорей всего такие чудовищные затраты стали.

Ради интереса узнайте с какой скоростью разогревают металургические печи. Чем больше печь, тем дольше время разогрева, дабы избежать критических термических перепадов.

А КВС и не будет остывать. Взрывы - периодические.  А температура там - почти постоянная. Он и будет работать как гигантская домна.

Еще раз. Игра изначально В ПОДДАВКИ. Сравнивать КВС с БР - сравнивать хрен с пальцем. Ваши говняные бриддеры добывают энергию из деления плутония, наработанного из 238 урана. А КВС добывает энергию из ДЕЙТЕРИЯ (без цикла трития!). Разницу улавливаете? КВС - вечный источник вселенской шары! Только на этом КВС обходит БР на четыре головы! Но мы всё равно сравниваем что дешевле технологически.
Мы не зажрались?
Вы посчитали количество радиоактивных отходов, кстати, скажем на гигаватт-год?

[Dem]

Кстати, снеженцы, разработчкии КВС, говорили, что у капель натрия будет одна проблема. Они слишком медленно будут оседать (при земной гравитации!) в натриевое озеро. Они же испаряться (истончатся) при взрыве и потом будет конденсация натрия на них же. И этот дождик-мрявка будет слишком медленно опускаться. Даже предлагается после взрыва подавать "холодный" душ что бы конденсацию ускорить и капли прибить к дну. В космосе или на телах с пониженной гравитацией с этим будет вообще проблема.

А медленно - это сколько?
По энергопотреблению например жителя РФ - энергия одного взрыва это 5000 человеколет потребления. Т.е. для какой-нибудь колонии в дальнем космосе - потребуктся всего несколько взрывов в год.

[MenFrame]

А КВС добывает энергию из ДЕЙТЕРИЯ (без цикла трития!). Разницу улавливаете? КВС - вечный источник вселенской шары!

Ага, веть кроме дейтерия не чего не нужно для КВС энергетики.... Никель, хром, ванадий и прочие необходимые составляющие корозионно стойких сталей  из воздуха сами материализуются, потому пофиг что их нужно в десятки раз больше. Вы вроде темы читаете, где доходчиво объясняется что основное ограничение это витамины, а дейтерия полно как грязи, и этой грязи нужна малая горсточка. И вы как типичная жертва пропаганды сосреготочились на малой компоненте, а остальные более важные составляющие полностью вне фокуса внимания.

Вы посчитали количество радиоактивных отходов, кстати, скажем на гигаватт-год?

Для кого отходы а для кого и доходы, осколки деления содержат много вкусных витаминов, а ваш дейтерий на такое способен?

(кликните для показа/скрытия)

Правда есть и кое что про что вы забыли, в отходах топлива есть например стронций,

Про кое-что действительно забыли... Правда это совсем не стронций. БН-1200 (или любой другой реактор гигаватник) - это не только ценный мех электричество, но и 3-4 килограмма диетического, легкоусвояемого мяса приблизительно 1 тонна осколков деления в год. Причём осколки деления состаят не толко из никому не нужных большей части стронция и лантаноидов намешанных с высокоактивными изотопами, но и нужных и полезных рутения, родия, палладия, серебра, теллура и, возможно, технеция (о нём нужно сказать несколько слов отдельно).

Итак по порядку.

Рутений.

Среди осколков деления его доля приблизительно 6,2%. Т.е. из этой тонны осколков его будет около 62 кг. Самый долгоживущий радиоакктивный изотоп Ru-106 c периодом полураспада 373,59 сут. А это значит приблизительно через 50 лет выдержки реакторный рутений станет практически не радиоактивным. Активность до уровня 0,67 мкКи/г (это уровень активности природного урана) упадёт через 30 лет выдержки.

Родий

Среди осколков деления его доля приблизительно 1,3%. Т.е. из этой тонны осколков его будет около 13 кг. Самые долгоживущие радиоактивные изотопы Rh-102 (207 суток) и Rh-102m (3,742 года), которые однако образуются при деление ядер с не очень большим выходом. Активность до уровня уровень активности природного урана упадёт через 18 лет выдержки.

Палладий

Среди осколков деления его доля приблизительно 4,9%. Т.е. из этой тонны осколков его будет около 49 кг. Имеет один долгоживущий радиоактивный изотоп, но очень долгоживущий. Это Pd-207 с периодом полураспада 6,5 млн. лет. Т.е. реакторный палладий будет слаборадиоактивным по человеческим меркам практически вечно. Активность реакторного палладия около 64 мкКи/г, однако несмотря на это в силу низкой энергии распада (всего 34 кэВ) и отсутствия тенденции участвовать в биологических процессах радиотоксичность такого палладия невелика и он пригоден для технического применения.

Серебро.

Среди осколков деления его доля приблизительно 0,2%. Т.е. из этой тонны осколков его будет около 2 кг. Имеет два относительно долгоживущих радиоактивных изотопа. Ag-110m с периодом полураспада 250 суток и Ag-108m c периодом полураспада 418 лет. Второй изотоп образуется со сравнительно малым выходом. Остаточная активность после 30 лет выдержки будет 2,9 мкКи/г, несколько повыше радиоактивности природного урана, но соизмеримо. Пригодно для технического применения.

Теллур.

Среди осколков деления его доля приблизительно 1,3%. Т.е. из этой тонны осколков его будет около 13 кг. Из относительно долгоживущих изотопов только Te-121m (154 сут), Тe -123m (119 сут) и  Te-127m (109 сут). С большим выходом при деление образуется только Te-127m. Через 7 лет выдержки активность упадёт до уровня активности природного урана, через 20 лет реакторный теллур будет практически полностью радиоактивен.

Технеций.

Среди осколков деления его доля приблизительно 2,3% по массе. Т.е. из этой тонны осколков его будет около 23 кг. Все изотопы технеция радиоактивны. Реакторный технеций практически полностью представлен изотопом Tc-99 c периодом полураспада 211 тыс. лет. Металл с достаточно интересными свойствами. В сплавах и катализаторах во многих случаях может теоретически заменять рений и платиновые металлы.

Взгляды на него разнятся. Самая распространённая точка зрения, что это радиоактивный отход, от которого надо как-то избавиться. С другой стороны есть основания считать, что такая точка зрения не вполне обоснована и является скорее лишь отражением современной гипертрофированной осторожности по отношению к радиации и радиоактивным материалам.
Дело в том, что в экспериментах над животными технеций везде показывал весьма умеренную токсичность. Т.е. когда крыс кормили в течение нескольких недель кормом с технецием, то какое-то вредное воздействие на них обнаруживалось только при дозах 50 мг/кг корма (https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-009-4189-2_34). Это фактически значит, что технеций менее токсичен, чем скажем кадмий или ртуть. Материалы в промышленности вполне применяемые. А уж связана ли эта токсичность с тем, что металл селективно связывается с жизненно-важным ферментом и повреждает клетку бета-излучением — какая собственно разница?

На текущий момент извлечение всего перечисленного не осуществляется, но по мере истощения месторождений такой источник этих довольно редких элементов будет становиться всё более предпочтительным, если не вообще единственно возможным.

[mbrane]

Ради интереса узнайте с какой скоростью разогревают металургические печи.

Таже херня при наборе мощности тепловых электостанций. Термонапряжения возникают понимаешь ли на любой теплоэнергетической установке. Вывод угольной электростанции из холодного резерва до суток занимает. в

[mbrane]

Для кого отходы а для кого и доходы, осколки деления содержат много вкусных витаминов,

Прежде чем получать вкусные отходы, надо сначала убрать 90 % совсем невкусных радиоактивных отходов, ибо у тех кто будут потреблять эти вкусные отходы яйца отпадут. И вот если учесть стоимость переработки и хранения не окажется ли что лучше освоить новое местрождение в Норильске или переработать миллионов тонн шлаков Надеждинского завода ( в шлаках концентрируются металлы ПГМ) , которыми засрана вся тундра. Об этом футурологи ядерного века забывают.

[mbrane]

По энергопотреблению например жителя РФ - энергия одного взрыва это 5000 человеколет потребления.

А вы ещё посчитайте как любят местные адепты секты сферы Дайсона какая величина будет в случае строительстве сферы дайсона. а потом в случаеиоседлания жнергопотоков Джетта из черной дыры созвездия лебедь... Я вас уверяю будет колоссально