Ядерная энергетика будущего

[sharp]

Надо. В структуре стоимости топлива для БН это самая затратная статья.

А в чем конкретно здесь сложность?

[AlexAV]

А в чем конкретно здесь сложность?

Высокая радиотоксичность плутония, а значит необходимость полной автоматизации процесса и тщательной изоляции материала от персонала. Если свежие таблетки из уранового топлива можно брать руками и работать с ним без особых опасений, то с MOX это можно сделать только один раз в жизни (второго уже не будет ).  А такая глубокая автоматизация - довольно дорогое удовольствие.

[sharp]

Высокая радиотоксичность плутония, а значит необходимость полной автоматизации процесса и тщательной изоляции материала от персонала.

Радиационных костюмов разве не хватит? Плутоний-239 фонит только альфа-частицами, которые достаточно легко экранируются.

[AlexAV]

Радиационных костюмов разве не хватит? Плутоний-239 фонит только альфа-частицами, которые достаточно легко экранируются.

Там же не чистый Pu-239, а смесь изотопов, неизбежная примесь трансплутониевых элементов и т.д. Кроме того Pu-240 и  Pu-242 (которых в MOX достаточно много) дают довольно большой фон нейтронов спонтанного деления, который при непосредственной работе ничуть не лучше гамма-излучения. Даже в костюме работать с этим для здоровья не полезно.

[AlexAV]

И он считает что энергия от БН ДОРОЖЕ энергии от ВВЭР.
http://www.youtube.com/watch?v=EyKekbnXBsE. Несколько длинное но по теме видео.

Неплохая вводная в проблему лекция. Кстати лектор там и назвал цифру на сколько дороже. На 25% , что в общем действительно справедливо (что впрочем с учётом не слишком большой цены атомной энергии не слишком критично).

[snickers]

Кому Вы плутоний продадите?

В США уже загнали партию в 90-х. Оружейного причем.

С точности наоборот. Извлечь 169 кг/ тонна дешевле, чем 8 кг/т.

Я не совсем в курсе но тут проблема в радиоактивности. Насколько я понимаю, топливо после реактора ВВЭР идет в отходы и собственно сам плутоний можно извлекать или не извлекать. А вот после реактора БН его надо ОБЯЗАТЕЛЬНО вытащить и переработать в мокс-топливо. Разницу понимаете?
Вытащил -> хранилише и вытащил ->переработал. А ведь этот процесс переработки дает + к стоимости энергии.

При тяжёлой аварии здесь есть риск получить весьма неприятные вещи

Конечно, представьте разрушение корпуса самого реактора--- что будет с реактором типа БРЕСТ? Ну в принципе зальет его металлом и все. А что будет с БН ? Особенно если там ДВА контура с натрием который даже залить водой не получиться ибо он от нее горит?
Кстати пришла мысля не в темe но  в голову )) по Марсу - а как там с натрием? Вода там есть... а если есть натрий и он горит в воде... марсианская ТЭС на натрии? ) Но да не про то сейчас речь.

И главное - примеры тяжёлых аварий с тяжёлометаллическим реакторами уже есть

А это и есть ПЛЮС к ним. Ведь те причины по которым были аварии стали известны и недостатки устранены. А вот с БН тема иная -- хз когда выстрелит.

[snickers]

Радиационных костюмов разве не хватит? Плутоний-239 фонит только альфа-частицами, которые достаточно легко экранируются.

Разок вдохнете ... случайно. А при работе десятками лет шанс крайне велик. Это так один из вариантов.
Радиоактивная токсичность.. хрен он выводиться и  это пол беды, он еще и химически токсичен. Токсичны и его соединения. Попав в незначительном количестве в организм он вступает в реакции .. это [----] просто какой то. К примеру если вы радостно подышите тритием с брелка -- ну это как подышать обычным водородом в принципе по барабану вдохнул- выдохнул. А с парами плутония вдохнул - вынесли(, как то так. И это я не по наслышке знаю, батя у меня  чернобылец - ликвидатор рассказывал.

[AlexAV]

В США уже загнали партию в 90-х. Оружейного причем.

Оружейный уран - да разобогощали и поставляли. А плутоний - нет.

[snickers]

Оружейный уран - да разобогощали и поставляли. А плутоний - нет.

Сделка «Гор-Черномырдин» Россия продавала США 500 тонн оружейного урана и плутония, которые снимались с боеголовок ракет. ХЗ сколько там и чего но думаю и плутоний в том числе там был.

[snickers]

Кстати а что с ториевыми видами топлива и реакторами? БН и БРЕСТ хорошо но это в основном РФ и передавать технологию БН это все равно что дарить ядерное оружие. А вот что с торием и реакторах на нем? Думаю в мире именно они получат более широкое распространение после "эпохи ВВЭР". Плюс технологии в том, что ее можно передавать в неядерные страны.

[AlexAV]

Сделка «Гор-Черномырдин» Россия продавала США 500 тонн оружейного урана и плутония, которые снимались с боеголовок ракет. ХЗ сколько там и чего но думаю и плутоний в том числе там был.

Только урана.

Плюс технологии в том, что ее можно передавать в неядерные страны.

Из урана-233 сделать бомбу ничуть не сложнее, чем из плутония. В этом плане различие не большое.

А вот что с торием и реакторах на нем?

Если с ураном проблема чисто техническая, то с торием - фундаментальная. Уран-233 даёт существенно меньше нейтронов, чем плутоний-239, плюс к этому потери из-за паразитного захвата Pa-233 (а также намного меньшее сечение прямого порогового деления у Th-232 по сравнению с U-238), в результате при реалистичном уровне потерь нейтронов в реакторе ториевый цикл получается дефицитным по нейтронам, т.е без дополнительного внешнего их источника не замыкается.

Т.е. к ториевому реактору обязательно нужно что-то, что даёт это добавочное количество нейтронов. Или быстрый уран-плутониевый реактор ,или ускоритель, или термоядерный реактор. Без этого никак, ториевый цикл не замкнётся. Но в первом случае торий - пятое колесо в телеге. Если есть замкнутый уран-плутониевый цикл, то торий просто не нужен (хотя для двухкомпонентной энергетики возможно какой-то смысл и есть, уран-233 лучшее топливо для реакторов на тепловых нейтронах, чем плутоний, но в этом случае уран-плутониевый бридер типа БН или какого-то ещё всё равно нужен). А второй и третий путь пока имеется по сути только на бумаге. Даже работающей экспериментальной установки, не то что опытно-промышленной, в мире нигде не существует.

[snickers]

или термоядерный реактор.

Кстати да в термоядерном реакторе при D + D -> n + He  сделать оболочку камеры с Торием или за оболочкой смотря сколько там нейтронов через нее пройдет и сколько нам по сути надо.  Получим этакий гибрид. В теории работать должно. На практике скорее всего из за стоимости нафиг никому не нужно.

[AlexAV]

Кстати да в термоядерном реакторе при D + D -> n + He  сделать оболочку камеры с Торием или за оболочкой смотря сколько там нейтронов через нее пройдет и сколько нам по сути надо.  Получим этакий гибрид. В теории работать должно. На практике скорее всего из за стоимости нафиг никому не нужно.

О возможной схеме использования тория с использованием гибридного реактора есть такая работа: http://vant.iterru.ru/vant_2014_2/1.pdf

P.S. Некоторая проблема рассмотренного там варианта - в том, что из ториевого бланкета термоядерного реактора будет получаться какая-то дико радиотоксичная дрянь содержащая проценты U-232. На её фоне даже MOX выглядит уже не так плохо. Он хоть в жёстким гамма-излучением светит не так сильно...

[MenFrame]

А такая глубокая автоматизация - довольно дорогое удовольствие.

Дороговизна здесь обычно от объемов зависит. Будут объемы будет и дешевизна.

[MenFrame]

Разницу понимаете?
Вытащил -> хранилише и вытащил ->переработал. А ведь этот процесс переработки дает + к стоимости энергии.

В случае, открытого цикла нужно добыть уран, обогатить его, а потом захоронить ОЯТ. Сейчас открытый цикл дешевле по двум причинам. Во первых уран продают ниже себестоимости, во вторых не считают расходы на захоронение ОЯТ. То есть дешевизна открытого цикла не более чем экономический трюк.

при D + D -> n + He

Эта реакция очень сложная. В рамках пучкового термояда использовать не получиться.

[tof-tof]

О возможной схеме использования тория с использованием гибридного реактора есть такая работа:  http://vant.iterru.ru/vant_2014_2/1.pdf

Хотчется процитировать из этой работы:
"Предложенное развитие концепции международного замкнутого ядерного топливного цикла с включением в неё ГТР с ториевым бланкетом позволит использовать весь потенциал как урана (уже имеющегося в нашем распоряжении), так и тория. Такая мировая ЯЭ будет иметь гибкую и перестраиваемую под нужды потребителя структуру с щадящими требованиями по топливоиспользованию в энергетических ядерных реакторах. "
Т.е. ждем когда китайцы это построят...

[DimVad]

Эта реакция очень сложная. В рамках пучкового термояда использовать не получиться.

А и не надо. Гибриды хотят запускать на D + T.

[Dem]

Есть дейтерий - есть и реакция...

[snickers]

случае, открытого цикла нужно добыть уран, обогатить его, а потом захоронить ОЯТ. Сейчас открытый цикл дешевле по двум причинам. Во первых уран продают ниже себестоимости, во вторых не считают расходы на захоронение ОЯТ.

Для закрытого цикла,  уран конечно же начнут продавать дороже? Вот стоит бабка с ведерком урана и спрашивает - щинок а тепе для какова цикла надоть то ?))  И да а Вы твердо уверены, что сборка мокс- топлива после отработки в реакторе ничего не будет иметь, что надо захоронить?

с включением в неё ГТР с ториевым бланкетом позволит использовать весь потенциал как урана (уже имеющегося в нашем распоряжении), так и тория.

Это в теории. А практика иногда бывает иная. Та же себестоимость например. Но с другой стороны стоимость сейчас и стоимость энергии через 100-200 лет может кардинально отличаться и такой гибридный реактор может стать актуальным.
...
PS Лично мое мнение судьба ядерной энергетики решиться не тут -  в типах реакторов и топлива... а в теме хранения энергии. И ее передаче на большие расстояния. 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. Ну а если нет.. исчерпание углеводородных источников нивелирует высокие цены на энергию от БН.. а в перспективе и на гибридные реакторы если их построят.

[MenFrame]

Для закрытого цикла,  уран конечно же начнут продавать дороже?

Для закрытого цикла нужен отвальный уран.

И да а Вы твердо уверены, что сборка мокс- топлива после отработки в реакторе ничего не будет иметь, что надо захоронить?

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.

то источники генерации типа ВИЭ (ГЭС, СЭС , ВЭС и пр. ) просто уничтожат конкурентов.

При пятикратной  разницы в стоимости не кого они не уничтожат. А если приплюсовать более дорогую транспортировку и необходимость акумуляции, то вообще полный швах.