Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[mbrane]

Фишка в том, что с реакторами-размножителями и на тории можно корячиться очень долго. И предпринять несколько попыток выбраться в космос. Нас же интересует, что будет, когда полезных ископаемых нет от слова "совсем".

Этого быть не может- потому что закон сохранения массы никто не оменил(он вы полняется любых неядерных процессов)....максимум возможного это снижение концетрации до кларков...

Я это и имел в виду.


Если всё упирается в энергию, то это несколько упрощает дело: во-первых, никуда не денутся реки; во-вторых, можно подумать над массовым производством из дешёвых материалов концентраторов солнечной энергии.

Затраты просто на концентрацию растут обратно коцентрации - а так в принципе ничего...если сейчас эксплуатируются месторождения меди  с содержанием в руде 1%, в отвал уходят 0.2%...кларк меди 0.005% а содержание в основных породах  0.01%....итак только на добычу уйдет в 100 раз энергии больше чем сейчас....но и жто еще не все...в текущих реалиях медь добывают из халькопирита с помощью пирометаллргии...при переходе на основные руды пирометаллургия невозможна...итак необходима гирометаллургия...размалывать нужно в 100 раз больше сырья и учитываая низкое содержание и отсутствие миниералогических фаз разной плотности  я даже не знаю до какой крупнрсти - но это точно ниже 20 микрон- боюсь до микрон...а это нереальные энергозатраты....далее флотация опять таки из-за отсутствия отдельных гидрофобных фаз - я даже не берусь предполагать а сколько надо стадий флотации и пойдет ли она вообще....медь не самый дорогой конструкционный материал, если чо....с люмением все попрще - его хоть отбавляй- но заменить его везде невозможно,...ну и традиционно сталь-сней все понятно самый дешевый но корродируемый металл-

Кстати, такой способ утилизации, как создание в пустынях, допустим, в Сахаре, мелководных прудов для выращивания там некой биомассы рассматривали? Для того же самого - перегораживать мелководные участки морей.

не я всякий фантастические аллегории не рассматриваю (прдыдущие докладчики - тут  пролив дрейка перекрывали)....

[Nucleosome]

Рений там не нужен.

и никакие другие редкие элементы тоже? да, насчёт водорода... как мог такое забыть - он же просаивается в металлы и разрушает их... всё же какая-то причина должна быть если водород так легко достижим, и такое чудесное топливо и на те вам - не используется, а ракетчики мучуются с каким-то ядовитыми горючими...

Может, сдохнет, а может - откатится в XIX в. И впишется.

19, если брать конечно его индустриальный сегмент - не вписывается - там уголь притом чуть ли антрацит с поверхности был основой.

можно ТАК долго

можно. а можно вычерпать всё за полстолетия - конечно атмосфера раскалится, но можно энергию пускать на вещи вроде тур-полётов на Марс. и при этом, в отличае от других ископаемых месторожджений дейтерия может и много, но одно из них сосредотачивает около 97% всех запасов. и оно вот оно - могу хоть сейчас пойти потрогать. вы полагаете, что люди будут достатоно умны чтобы этого не сделать? глядя на то, что мы сделали с другими ресурсами такого ума не прослеживается. но это уже в самом деле другой вопрос - рациональность использования исчерпаемых ресурсов разумными существами.

Кстати, такой способ утилизации, как создание в пустынях, допустим, в Сахаре, мелководных прудов для выращивания там некой биомассы рассматривали? Для того же самого - перегораживать мелководные участки морей.

хех... как-то думал про это, даже делал наброски подобного человечества - где основой хозяйства была такая укзая полоска вдоль контентов (на это меня натолкнул тот квартал где живу уже пятый год), но правда будет это совсем иной мир... но вообще водоросли в самом деле могут много дать - в том числе и биотопливо.

[mbrane]

Я сам сомневаюсь в том что реакторы малой мощности могут конкурировать с крупными энергоблоками. Но вот как нишевой продукт, он вполне имеет смысл.

ыыыыыы...я сомневаюсь что при цене 36 миллиардов рублей (с непонятной преспективой снижения до 26) и неотработанными технологиями он может хоть с чем-то конкурировать...

Ничего, отработают. Они нам не прямо завтра нужны.

Я вот что хочу спросить у народа: буквально на днях читал новость, что у нас собрались реактор на ТОРИИ делать. Причём, что интересно, там главный - не Росатом, а Минэкономразвития. Что это такое, кто-нибудь мне может объяснить?

минэкономравития - известный застрельщик атомных и прочих инноваций, странно что роснано в стороне неходится... в основном дело заканчивается расходами на пиар службу, многочисленноыми конференциями в парижах, гонкогах где сначала будут искать сторонни инвесторов, затем тихо уйдет в никуда, для отмазки- шб следующиеине сменщики не подумали о посадке- за 50 миллиардов рублей создадут стенд мощностью в 5 мегаватт

[mbrane]

Ожидается, что ториевая энергетика должна быть безопасной

Ну это мечты- есть уран-232, есть уран-233, есть радиокоррозия

[ВадимZero]

и такое чудесное топливо и на те вам - не используется,

Оно не такое уж чудесное. Водород кипит при 20 кельвинах. Хранить его в отличии от жидкого кислорода гораздно накладней. Потому без большой загрузки криогенное оборудование просто не окупиться.

[ВадимZero]

Оказывается атомные грузоперевозки имели место быть, и возобновятся в будущем.
http://www.rosatomflot.ru/index.php?menuid=34

[ВадимZero]

ах да...коммерческая привлекательность под вопросом...

о комерческой привлекательности.
http://www.proatom.ru/modules.php?file=print&name=News&sid=1269

ЯЭУ для ледокольного флота

Дискуссия о том, каким быть новому атомному ледокольному флоту продолжается несколько лет. По мнению ряда специалистов наиболее подходящей для северных условий является доработанная по компоновке и составу по сравнению с исходной СВБР 75/100 унифицированная, модульная АЭУ с реактором на быстрых нейтронах и свинцово-висмутовым теплоносителем, прямоточными парогенераторами, магнитогидродинамическими насосами для циркуляции теплоносителя, реактивно-роторным двигателем электрического генератора и тепловым аккумулятором – биологической защитой (ТА–БЗ). На рис.1 представлена схема такой АЭУ. Она является продолжением разработки более экономичной, более безопасной по сравнению с ВВЭР и РБМК модульной АЭС с СВБР–75/100  за счет развитых свойств внутренней самозащищенности:

– исключения возможности получения неуправляемой цепной реакции деления (на мгновенных нейтронах, т.е. ядерной аварии),так как в реакторах на быстрых нейтронах запас реактивности меньше доли запаздывающих нейтронов,

– применения химически пассивного по отношению к воздуху и воде теплоносителя, представляющего собой сплав свинца и висмута с температурой кипения 1670ºС и температурой плавления 123,5ºС, исключает кризис теплоотвода и высокое давление в контуре теплоносителя, а, следовательно, значительно снижает вероятность потери герметичности оболочек тепловыделяющих элементов активной зоны, первого контура, пожара и больших тепловыделений в помещениях ППУ;

– применения интегральной компоновки – моноблока исключает возможности потери теплоносителя и прекращение теплоотвода от активной зоны за счет высокой теплопроводности теплоносителя и аккумулирования тепла внутриреакторными конструкциями и теплоносителем, а также отводом тепла к воде парогенераторов и бака системы пассивного отвода тепла при полном обесточивании блока;

– отсутствия жидких радиоактивных отходов;

– применения магнитогидродинамических (МГД) насосов, исключающих уплотнение валов и систем их обслуживающих, обеспечивающих надежную герметизацию первого контура;

– использования встроенной системы очистки теплоносителя уменьшает стоимость эксплуатации ППУ;

– допустимости режима многократного замораживания–размораживания теплоносителя, что устраняет основной недостаток ППУ с ЖМТ - необходимость поддержания СВТ в расплавленном состоянии за счет работы реактора на минимальной мощности или за счет парового обогрева;

– использования электрообогрева для режима ожидания РУ позволяет быстро выводить реактор на мощность;

– использования твэлов с полной механической развязкой топлива и оболочки с жидкометаллическим подслоем обеспечивают высокую надежность активной зоны;

–  использования добавки Gd к топливу, не выгорающей под действием быстрых нейтронов обеспечивает ядерную безопасность при попадании воды в активную зону;
– использования источника нейтронов в составе активной зоны обеспечивает контролируемый пуск реактора в любой момент кампании.


Дополнительными достоинствами этой системы по сравнению с действующими  на атомных ледоколах установками являются:
- компактность и возможность полной цеховой (и даже поточной) сборки;
- возможность транспортировки водным, железнодорожным и автомобильным транспортом (без ТА–БЗ), наименьшая стоимость эксплуатации на протяжении всего жизненного цикла: от создания до утилизации и захоронения.

[Harsky]

https://ru.wikipedia.org/wiki/Дельта-4

pkl, ну это же маниловщина в чистом виде
Пишите уж тогда всю правду, а не приятную ее часть про Мпн=11%.
Водород дорог в эксплуатации плотность его чрезвычайно мала (объем баков зашкаливает), что для первой ступени РН выливается в мегазатраты. А мы рассматриваем бедную цивизилацию, у которой нет лишних денег (ресурсов). Даже сейчас, когда ресурсов и денег относительно хватает, что-то я не особо много коммерческих запусков водородных РН вижу - всё больше военные, которые деньги не считают.
Мне кажется, что в итоге все перейдут на ТТ или метан внизу (кому что подходит по наработанному опыту и климатическим условиям) и водород сверху. Как раз получится относительно дешево и с приемлемыми характеристиками (не хуже чем сейчас, кое-где и получше)

[ВадимZero]

Даже сейчас, когда ресурсов и денег относительно хватает, что-то я не особо много коммерческих запусков водородных РН вижу - всё больше военные, которые деньги не считают.

Денег хватает, не хватает объемов выводимой нагрузки чтобы оправдать использование водорода.

Мне кажется, что в итоге все перейдут на ТТ или метан внизу

Для первых ступеней конечно эффективней использовать, что более мощное чем водород. У шатлов были твердотопливные , у Энергии керосиновые. В системе МАКС вообще двухкомпонентные двигатели.

[Harsky]

Ожидается, что ториевая энергетика должна быть безопасной, и "Чернобыль" или "Фукусима" в ней невозможны.

Похоже на сказку. Принцип работы РУ тот же, соответственно и риски такие же. Ожидается что не будет проблем с распространением плутония, но в ториевом цикле и кроме плутония хватает вопросов, типа U233, который можно использовать как материал для бомбы. Если же ожидания безопасного реактора связано с подкритическими реакторами, то это в равной степени применимо и к урановым реакторам

[Harsky]

Денег хватает, не хватает объемов выводимой нагрузки чтобы оправдать использование водорода.

Уменьшение себестоимости при увеличении объемов в равной степени и других топливных пар касается, разве нет?
Там где объемы грузооборота превратят водород на нижней ступени из дорогого в "терпимый по стоимости", метан-ТТ превратятся из "нормально по стоимости" в дешево.
Почему не керосин? Потому что нефти будет мало, подходящих сортов не будет, как у нас сейчас с топливом для РН Союз происходит, а синтез метана - вполне себе освоенная технология, да и много его в земле, он точно кончится сильно позже нефти

[anovikov]

Когда в обиход войдут возвращаемые ступени, водород может вернуться на первые ступени вполне себе - большой объём баков при возвращении будет скорее плюсом чем минусом. Поживём - увидим. На данный момент непохоже чтобы космонавтику сдерживала физика - её сдерживает состояние рынков и бизнес-процессов.

[ВадимZero]

Уменьшение себестоимости при увеличении объемов в равной степени и других топливных пар касается, разве нет?

У каждой топливной технологии свои характеристики в этом плане. Твердотопливники наименее чуствительны к количеству запусков, водород из-за дорогой инфраструктуры(по сути завода) наиболее чуствителен.

[Harsky]

Уменьшение себестоимости при увеличении объемов в равной степени и других топливных пар касается, разве нет?

У каждой топливной технологии свои характеристики в этом плане. Твердотопливники наименее чуствительны к количеству запусков, водород из-за дорогой инфраструктуры(по сути завода) наиболее чуствителен.

Всё равно, не вырисовывается водород на нижней ступени. Т.к. оптимизация РН не ведется по Мпн (вобщем-то это бессмысленная величина), то давайте проведем ее по сухой массе нижней ступени. Как пишет Семенов, нет расчета - нет идеи.

Нижняя ступень самая большая и дорогая, для простоты можно подыграть водороду, считая что кило железа водородной ступени стоит столько же, сколько и кило керосиновой, хотя очевидно, что это не так.
Возьмем массу всего, что выше первой ступени равной 100 тн и будем считать ее одинаковой и для керосинового варианта и для водородного.
ХС первой ступени, включая все потери - 5000 м/с (опять подыграли водороду, у него аэродинамические потери выше)
УИ для двигателей взял от РД-180 и RS-25, как среднее между пустотным и на уровне моря.
Коэффициент конструктивного совершенства: для керосина k=13.478, для водорода k=8.708 (подсмотрел у нижних ступеней Атлас-5 и Дельта-4)
Промежуточные расчеты опускаю, формулу Циолковского интересующимся разжевывать не требуется.
Получившаяся сухая масса первой ступени: для керосина m=35.757 тн, для водорода m=40.045 тн
Топлива, естественно, водородный вариант расходует меньше (348.712 против 481.939 керосин+кислород), но топливо - самый дешевый расходник в одноразовой ракете.

Т.о., при прочих равных, нищей на ресурсы цивилизации водород на нижних ступенях противопоказан. Даже если водородный заводик подарили инопланетяне

PS: если первая ступень будет возвращаемой, то расчет будет совершенно другим. Судя по отсутствию эксплуатации многоразовых РН, без анамезона они выходят нерентабельными
PPS: метан по массе первую ступень практически не утяжелит относительно керосина, так что с ним может быть и будут работать.

[ВадимZero]

Всё равно, не вырисовывается водород на нижней ступени.

Так не кто и не собирается водород в первой ступени использовать(тяга у него маловата) В качестве первой ступени лучше всего подойдет ПВРД.

[Harsky]

Как же! pkl парой страниц выше народ тут будоражил:

в космос летать, о чём вы писали?

Кислород-водород. Ракеты на такой топливной паре и доля полезной нагрузки максимальна - до 11% аж!

А некоторая часть общественности тут ему подыгрывает, желая побыстрее обанкротить цивилизацию "Полночи XXII века"

[ВадимZero]

Как же! pkl парой страниц выше народ тут будоражил:

Вопрос в объеме использования ворода, а не в полной замене.

[Harsky]

Да вроде бы давно уже согласие на эту тему у всех сторон есть - всё что выше первой ступени, за исключением топлива спутников, нужно переводить на водород. Там сразу все его плюсы проявляются в полноте.

[Stalk.er]

Как отодвинуть пик урана на 10 тысяч лет.

Две самых перспективных и одновременно критикуемых концепция ядерной энергетики - это управляемый термояд и замыкание ядерного топливого цикла. Шестьдесят с лишним лет прошло с появления этих энергетических идей, но первая из них так и не сняла лабораторный халат, а вторая осталась в виде единичных опытов “попробовали и бросили”. Но если термоядерная энергетика - это особая история, с коварством природы и слабостью человека в сюжете, то ЗЯТЦ пребывает в зачаточном состоянии по совсем другим причинам.

http://engineering-ru.livejournal.com/406574.html

[SY]

Запасы тория больше, чем запасы урана-235,

Уж если сравнивать запасы тория-232, то только с ураном-238.
Что-то мне чутье говорит, что за торий возьмутся не раньше чем уран-238 в дефиците будет.
Хоть сам технологический путь тория-232 и известен, но осваивать его технологию в параллель с ураном-238 очень накладно будет. Там ведь кроме наработки урана-233 и его очистки понадобятся еще топливные элементы и реакторы на такой экзотике, при том что плутоний-239(как компонент МОХ-топлива) еще не поставлен на поток.