Ядерная энергетика будущего

[crazy_terraformer]

Но космосу нужна энергия. А там с ураном - напряженка.

На Луне есть породы, в которых имеются актиноиды KREEP. Концентрация как в щебёнке вроде бы.
Но зато там нет атмосферы и вполне может быть окупаема солнечная энергетика. Плавление пород и выпаривание из них химических соединений может вестись с использованием фокусированного солнечного света.

Реактор ВСЕГДА подкритический (даже когда баланс наработки-расхода плутония достигнут). А подкритичность это преимущество САМО ПО СЕБЕ.
Реактор стартует на U238 и так работает 60 лет БЕЗ ПЕРЕЗАГРУЗКИ! В то время как простой реактор должен каждые 3 года выгружать подвыгоревшее топливо чтобы удалить накопившийся шлак (и с этой дрянью надо работать "в перчатках"!).

А здесь надо хотя бы восстанавливать оболочки твэлов, иначе они в конце концов рассыпятся под действием нейтронного пучка высокой энергии. Так что должен быть какой-то механизм перетасовки,замены и извлечения твэлов возможно даже без остановки реактора.

[BlackBox]

Возникла мысль об мирном атоме. Самолеты, поезда, автомобили, атомные кофеварки! Начался короткий век атомного романтизма. Однако известные всем нам реакторы рассматривались исключительно как первый шаг. И этот первый шаг затянулся ... на пол века. Не удивительно что для существующей атомной энергетики топливо (U235) закончится чуть ли не раньше чем закончится нефть и газ.

Это какой то страшный антропологический дефект. Еще пример кину.
Электромобили были известны до изобретения ДВС !
Однако, прогресс в электромобиле-строении появляется лишь спустя более века. В чем прикол, и где уязвимость?
Явно не в логике... Только сырьевым лобби или еще каким либо причинами это не оправдать.
Я считаю что есть какая то фундаментальная уязвимость, причем, глобального уровня. Примеров подобных промахов в истории можно набрать не на один диссер.
Миллионы леммингов не могут ошибаться ?
 

[MenFrame]

В то время как манерврирование критического реактора - это танцы слона на проволоке.

Если запас реактивности не более 1%(уровень запаздывающих нейтронов), критичный реактор по сути становиться полностью безопасным, так как разгон на быстрых нейтронах невозможен. Таковыми быстрые реакторы и являются. Благодаря тому что топливо само нарабатывается в реакторе во время компании, туда нет нужды вводить лишние топливные сборки на потом. Так что подобные аналогии не уместны.

И тем не менее критический реактор - машина стоящая на острие иглы, так сказать или, как я выше сказал, слон на проволоке.

Пучок релятивистских протонов вводится по тонкой трубе при этом труда может достаточно круто поворачивать.

Кстати там планируется сканирующий пучек. Что тоже не есть гуд. Из-за того что пучек будет ходить туда-сюда будут наблюдаться тепловые колебания, что не очень хорошо с точки зрения долговечности ТВЛов.

А здесь источник нейтронов - внешинй.

Это не важно. Важно то что реактор дойдет до определенной мощности и дальше ее наращивать не сможет. Может так случиться что для хорошей экономики этого будет не хватать.

Да, но это - актиноиды. То есть очень тяжелые ядра. Я думаю что они будут там выгорать с той же скоростью что и нарабатываться.

Разумеется актиноиды будут сгорать и там и там. Останется ядерная зола(осколки) которая большой проблемы не представляет. А может представлять даже интерес как источник исчерпаемых  элементов когда активность сойдет до приемлемого уровня.

[sharp]

То же самое с "крылатыми реакторами". Сколько было ЖЕВАНИЯ СОПЛЕЙ. Мол, никогда ничто не полетит. Но стоило Велкиому Пу щелкнуть пальцем, достали из "пыльных сейфов" старые наработки (небось еще на "эре" ксеренные) довели до ума и полетели "сапоги-скороходы" на удивление всему миру!

Полетели на данный момент только анимационные картинки, как впоследствии оказалось - взятые из фильма 2007 года.

[alex_semenov]

На Луне есть породы, в которых имеются актиноиды KREEP. Концентрация как в щебёнке вроде бы.
Но зато там нет атмосферы и вполне может быть окупаема солнечная энергетика. Плавление пород и выпаривание из них химических соединений может вестись с использованием фокусированного солнечного света.

Нет, если с ураном в космое все так хорошо как нам бы хотелось - то это можно только приветствовать. Надеятся МОЖНО на лучшее. Но РАССЧИТЫВАТЬ (строить планы на будущее) нужно на худшее. Если там с актиноидами будет так, как обещает AlexAV - то остается только надеятся на КВС-технологии. Разумеется, если не случится чуда с управляемым термоядом. Например в том же космосе левитирующий диполь может оказаться очень даже уместным. Благо условия там как раз. И вакуум и левитация для диполя - нашару.

А здесь надо хотя бы восстанавливать оболочки твэлов, иначе они в конце концов рассыпятся под действием нейтронного пучка высокой энергии. Так что должен быть какой-то механизм перетасовки,замены и извлечения твэлов возможно даже без остановки реактора.

Я соглашусь что не все так радужно как хотелось бы (загрузил топливо и забыл про него на 60 лет). И тем не менее, согласитесь, что тут мороки куда меньше получается.
Самое главное. Ясно откуда "шара". Чем покупается. Что платится. Тут нужно отработать ускорительные технологии. То есть все по-честному. "Никаких бесплатных обедов!" Как у природы и водится.



Кстати, вот наткнулся немножно другая система... но ...
https://engineering-ru.livejournal.com/177755.html

Полетели на данный момент только анимационные картинки, как впоследствии оказалось - взятые из фильма 2007 года.

Ой! Не начинайте тут предвыборный срачь.
Одни Вовочку зацеловывают, другие гневно блюют при виде... но поймите. Не шутят с такими вещами. Нужно быть очень тупым существом что бы верить самообману отдельных нелюбителей Великого Пу, мол все это его выдумки.
Да и нет тут ничего невозможного.
Наверняка было что-то в заначках, пылилось и ждало своего часа. Час настал. Достали и довели до ума. Поднять в воздух прототип после многих часов прогона на стенде - чего невозможного то? А наработки ведь были "со времен "Бурана". В том же РД-0410. По-сути они могли тут сделать некий "дауншифтинг" по просьбе дяди Вовы. Почему нет? Россия ведь действительно ведущая ядерная держава как не верти. Ей сам бог велел приделать таки к реактору крылья.

[sharp]

Электромобили были известны до изобретения ДВС !
Однако, прогресс в электромобиле-строении появляется лишь спустя более века. В чем прикол, и где уязвимость?
Явно не в логике...

Прикол в том что технологии, позволяющие сделать электромобили конкурентоспособными, развились только к началу 21 века.

[alex_semenov]

Это не важно. Важно то что реактор дойдет до определенной мощности и дальше ее наращивать не сможет. Может так случиться что для хорошей экономики этого будет не хватать.

MenFrame, мы с вами (вы во всяком случае) лезем(те) "попЭрЭд батькЫ в пЭкло" (укр. транслит).
Ясно что с технологией как энергетической альтернативой (то есть экономически обоснованной идеей) ничего пока не ясно. Плюсы вырисоваются. Минусы - тоже. Что будет в итоге? Надо пробовать и смотреть.
Сейчас уверенно сказать что технология гарантированно будет лучшей - нельзя. Но я настаиваю что шансы у нее пока прорисовываются очень неплохие.

Прикол в том что технологии, позволяющие сделать электромобили конкурентоспособными, развились только к началу 21 века.

Конкурентноспособный электроТРАНСПОРТ и появился в начале века. Называется трамвай. 
Что касатеся электромобиля... я скорей поверю что умрет АВТОмобиль (частный, как социальное явление) чем электромобиль действительно станет конкурентноспособный автомобилю с ДВС.
Поймите. Бесноватым ("малому народу") нужен культ. Трансгендеры, зеленая энергетика, радиофобия, электромобили, глобальное потепление - это все СИМВОЛЫ ВЕРЫ для религиозной войны. Тут нет рациональности. Вера - иррациональна.

[crazy_terraformer]

Миллионы леммингов не могут ошибаться ?

«Самоубийство леммингов»

«Самоубийство леммингов»
Очень распространено представление о возникающем раз в несколько лет массовом самоубийстве леммингов. Считается, что в отдельные годы, когда численность леммингов очень резко возрастает, зверьки следуют друг за другом или за одним из леммингов — «проводником» к пропасти или берегу воды, где и гибнут. На самом деле, лемминги не являются стадными, стайными или общественными животными, они перемещаются каждый сам по себе и не следуют за вожаками. По-видимому, миф о групповом самоубийстве леммингов[2] был создан ещё в XIX веке, когда учёные заметили внезапные сокращения популяций леммингов, которым не находили объяснения. В 1908 году Артур Ми (Arthur Mee) решил, что «массовое самоубийство» удачно вписывается в эту ситуацию и опубликовал такой вариант в своей детской энциклопедии[3].

Впоследствии такая версия широко распространилась после выхода фильма «Белая пустошь», где сцена массового самоубийства леммингов являлась полностью постановочной и не была снята в живой природе.[4]

Колебания численности леммингов, по-видимому, связаны с возможностью чрезвычайно быстро размножаться, которая обычно связана с благоприятными погодными условиями и обилием пищи — «урожайным» годом раз в несколько лет, что может объясняться отсутствием заморозков и достаточным количеством осадков летом. В «неурожайный» же год осенью лемминги вынуждены лихорадочно искать себе пищу. Они начинают поедать даже ядовитые растения, а временами нападают на более крупных животных. Поиски пищи вынуждают леммингов совершать массовые миграции по огромным территориям. Обычно они двигаются поодиночке, массовые их скопления наблюдаются только у водных преград. Часть леммингов тонет, хотя в целом они неплохо умеют плавать.

Рост количества леммингов увеличивает и популяцию питающихся ими хищников, в том числе песца, горностая, белой совы. Когда популяция леммингов невелика, этим птицам и зверям приходится искать другую добычу. Белая сова даже не откладывает яйца, если леммингов недостаточно, чтобы прокормить птенцов, а песцы массово покидают тундру и отправляются охотиться в леса. Таким образом, жизненный цикл многих полярных животных зависит от этого небольшого грызуна.

Термины и понятия, связанные с ошибочными представлениями о леммингах.

Термины и понятия, связанные с ошибочными представлениями о леммингах.

    сленговое слово «лемминг» или «лемминги», обозначающее человека, не имеющего собственной позиции, а действующего «как все». Возможно, источником распространения этого понятия стал брокерский сленг, на котором к «леммингам» относят участников рынка, массово скупающих акции на «перегретом» рынке и продающих их после обвала себе в убыток.

[snickers]

если с ураном в космое все так хорошо как нам бы хотелось

с ураном в космосе ну если речь про лунный уран все плохо..

На Луне есть породы, в которых имеются актиноиды KREEP

нет там в плане промышленной добычи - НИЧЕГО.

[crazy_terraformer]

Сейчас и морская вода в плане промышленной добычи ничто.

[snickers]

Да но за ней не надо никуда лететь и поверхности покрытой морской водой больше чем лунной..

[alex_semenov]

Сейчас и морская вода в плане промышленной добычи ничто.

А вот это - интересный вопрос.
Всегда хотел его уточнить, но не было повода спросить.
Как я себе понимаю ситуацию (поправляйте если неверно)?
Сейчас "промышленная добыча" - добыча природного урана, для обогощения в товарном содержания U235 до ~ 5%? То есть 99.3% добываемого урана (U238) - бросовый балласт. И в этом смысле промышленная добыча урана из воды - нерентабельна. Ибо мы, фактически, сейчас хотим добывать из воды только U235, которого в природном 0.7%.
Но если мы начнем напрямую жечь и U238, то энергетическая ценность добытого из воды каждого килограмма урана возрастет в 1/0.007 =143 раза. Я полагаю это окупит процесс добычи океанского урана даже если сам этот процесс (в силу исчерпания ресурсов и удорожания технологических расходов, сырья) станет в разы дороже чем теперь.

[sharp]

То есть 99.3% добываемого урана (U238) - бросовый балласт.

Не совсем, часть урана-238 все-таки пережигается в плутоний. Но в целом конечно отвального урана значительно больше, чем полезного.

Но если мы начнем напрямую жечь и U238, то энергетическая ценность добытого из воды каждого килограмма урана возрастет в 1/0.007 =143 раза.

Нужно учесть энергозатраты, которые будут идти на ядерный цикл: манипуляции с отходами, purex-процесс (т.е. выделение плутония-239 из отходов), подготовка мокс-топлива. Все это должно проводиться автоматикой ввиду высокой радиотоксичности. Соответственно, строительство и эксплуатация роботов будет кушать прилично энергии.
С другой стороны с определенного момента можно будет вообще не заниматься обогащением: в БН-реакторы всегда будем загружать МОКС-топливо из ранее наработанного плутония и природного урана.

[alex_semenov]

Нужно учесть энергозатраты, которые будут идти на ядерный цикл: манипуляции с отходами, purex-процесс (т.е. выделение плутония-239 из отходов), подготовка мокс-топлива.

Так в этом то и суть революционности релятивистских реакторов. Их (в принципе) можно загружать сырым ураном без всякой предварительной и последующей переработки. Они сами в себе нарабатывают из 238-го урана плутоний и тут же его сжигают. То есть моя идея - в океане пока не тронутый запас энергии для цивилизации, которая переживет фазовый переход. Запас на миллионы лет безбедного существования техносферы на Земле. Секрет технологии - в релятивистских реакторах Острецова плюс сырой уран из океанов. 

[MenFrame]

Нужно учесть энергозатраты, которые будут идти на ядерный цикл:

Помниться статья в которой рассчитывалось что ветряк отбивает за считанные месяцы всю энергию которую вложили в его строительство. С учетом того что КИУМ АЭС выше раз в пять, то здесь будет счет идти на недели.

манипуляции с отходами, purex-процесс

Как я писал выше быстрывики работают во первых с более обогощенным топливом, во вторых нарабытывают новое прямо во время компании. Потому энерговыход с таблетки раз в пять выше.

т.е. выделение плутония-239 из отходов

Этим как раз заниматься не нужно. Топливо нужно очистить от осколков и добавить обедненный уран.

Соответственно, строительство и эксплуатация роботов будет кушать прилично энергии

Это уже совсем смешные расходы.

о энергетическая ценность добытого из воды каждого килограмма урана возрастет в 1/0.007 =143 раза.

Специалисты говорят о 50-70 раз.

[sharp]

Помниться статья в которой рассчитывалось что ветряк отбивает за считанные месяцы всю энергию которую вложили в его строительство. С учетом того что КИУМ АЭС выше раз в пять, то здесь будет счет идти на недели.

Не знаю из каких исходных данных строился расчет в той статье, но если брать стоимость ветряка с инсталляцией и считать киум 30%, то срок самоокупаемости что-то около 10 лет.

Этим как раз заниматься не нужно. Топливо нужно очистить от осколков и добавить обедненный уран.

Очистка от осколков - это и есть пьюрекс-процесс, по сути. Из радиоактивной каши, состоящей из урана,плутония и осколков деления, нужно химически выделить плутоний.

Это уже совсем смешные расходы.

Это только так кажется. Срок службы техники в условиях такой жесткой радиации невелик, так что технический парк придется регулярно обновлять. Роботы станут практически расходным материалом, и это безусловно существенные накладные расходы.

Специалисты говорят о 50-70 раз.

Значит оптимистичный реализм - это в 20-30 раз.

[alex_semenov]

Я тут сделал простенькую оценку.
Взял в вики  оценку запаса урана в месторождениях по планете.

Там оценка в 5 718 400 тонн.
В нем 0,007 часть - U235. Это 40 028 800 кг. Из калорийности в 17 кт/кг, получаю потенциал энергии для обычной энергетики на U235 в 2,86E+21 Дж.

К 2030 году прогнозируют мировое потребление энергии в 22 ТВт. Сейчас меньше. в ~17 ТВт. Я взял "усредненно" 20. В этом потреблении доля электроэнергии 0,2 (1/5 всей энергии которая в основном в виде тепла расходуется на производство электричества с потерей в 2/3). Доля атомной энергетики в мировом электропроизводстве оценим достаточно высоко 25% (сейчас, оценивают как 16%). Тогда вот что получается.
Мировых запасов урана (235-г) хватает на:
4.5 года потребления энерии всей цивилизацией (весь вал потребления, заменяя ею все углеводороды, в общем утопия)
22.7 лет - для производства всей электроэнергии (если 100% энергетики будет атомной)
90,6 лет - если доля атомной энергетики составит четверть от всех электростанций.

Если же мы научимся жечь и U238 (не важно как) то получаем что из существующих запасов урана:

647 лет потребления, если все 20 Твт добваются из урана (атомная утопия, авто, все на атоме).
3 237 лет, если из урана производится только электроэнергия (100% всего электричества)
12 947 лет, если ядерная энергетика сохраняет долю в четверть от всего электропроизводства.

Ясно, что существующая энергетика для цивилизации - как мертвому припарки. Но и запасы U238, учитывая необходимость делать атом базовой энергетикой (100% электроэнергии плюс отопление, техпроцессы), получается что для цивилизации этого хватает на порядка 1000 лет.
Далее нужно добывать ядерное топливо из океана.

Есть подозрение что нам в этом очень сильно поможет генная инженерия (и возможно в добыче не только урана. как раз 1000 лет достаточно что бы вывеси нужных бактериальных симбиотов).

[MenFrame]

но если брать стоимость ветряка с инсталляцией и считать киум 30%, то срок самоокупаемости что-то около 10 лет.

В том то и дело что в стоимости ветряка именно энергия занимает малое место. Там люди конкретно брали сколько энергии тратиться на производство бетона и железа из которых ветряк на 99% состоит.

Из радиоактивной каши, состоящей из урана,плутония и осколков деления, нужно химически выделить плутоний

Радиоктивная каша это осколки, плутоний, уран 238, минорные актиниды. В случае класического пюрекса отделяют плутоний от всего остального. Для БН нужно осколки отделять от всего остального.

Срок службы техники в условиях такой жесткой радиации невелик

Радиация выдержанного отработанного топлива невелика(хотя и опасна для биологических тканей) Для техники, не какой опасности не несет. Разве что для тонкой микроэлектроники

Значит оптимистичный реализм - это в 20-30 раз.

Не как не значит.

[sharp]

В том то и дело что в стоимости ветряка именно энергия занимает малое место. Там люди конкретно брали сколько энергии тратиться на производство бетона и железа из которых ветряк на 99% состоит.

Хитрые ребята какие. Ну давайте им отгрузим бетон и железо, пусть клепают ветряк собственноручно
Ветряк конечно не супер-хайтек, однако его производство из сырья кушает энергию, плюс в стоимость амортизируется цена заводского оборудования и зарплаты. Установка ветряка - это еще и транспортные и строительные расходы. И в конечном счете все раскладывается именно на энергию.

В случае класического пюрекса отделяют плутоний от всего остального. Для БН нужно осколки отделять от всего остального.

Хрень редьки не слаще.

Радиация выдержанного отработанного топлива невелика

Вы его из реактора будете выдержанное доставать?

Разве что для тонкой микроэлектроники

Каковая будет в "голове" у робота, собственно.

Не как не значит.

Пока это дележка шкуры неубитого медведя.

[MenFrame]

Взял в вики  оценку запаса урана в месторождениях по планете.

Там есть интересное уточнение. Иметься ввиду уран с себестоимостью добычи менее 80$.