Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[AlexAV]

У БН-1200 коэффициент воспроизводства обещает быть больше 1, так что должно срастись.

С нитридным топливом (оно пока находится лишь на стадии эксперимента). С оксидным - меньше.

[pkl]

Да. И, насколько я знаю, работы по нему достаточно успешно продвигаются.

[ВадимZero]

и загрязнение растёт с каждым.

Какое еще загрязнение растет? Поподробней пожалуйста, а то мужики то не знают и развивают замкнутый ядерный цикл.

[AlexAV]

Поподробней пожалуйста, а то мужики то не знают и развивают замкнутый ядерный цикл.

Изотопный состав плутония с каждым циклом действительно ухудшается, особенно в части роста содержания совершенно бесполезного Pu-242. Из-за этого МОX в реакторах на тепловых нейтронах вообще используют обычно однократно. В быстрых картина получше (там по крайней мере Pu-240 как-то делится), но проблема ухудшения качества плутония с ростом числа циклов всё равно имеет место. Кроме того не ясно что делать с малыми актиноидами (нептуний, америций, кюрий). Их можно добавлять в топливо и выжигать, но это ухудшает нейтронный баланс и очень осложняет обращение с таким топливом. Или складировать, перспектива чего тоже никого не радует.

[ВадимZero]

В быстрых картина получше (там по крайней мере Pu-240 как-то делится), но проблема ухудшения качества плутония с ростом числа циклов всё равно имеет место. Кроме того не ясно что делать с малыми актиноидами (нептуний, америций, кюрий). Их можно добавлять в топливо и выжигать, но это ухудшает нейтронный баланс и очень осложняет обращение с таким топливом.

Собственно основная причина развития быстрых реакторов, это как раз уничтожение малых актинидов. При чем расчитывают что один БН сможет сжигать не только свои актиниды, но и еще и таковые от четырех тепловых реакторов.

там по крайней мере Pu-240 как-то делится

нептуний, америций, кюрий)

А в чем собственно разница при делении перечисленного, и урана 238? Четные изотопы вроде как деляться быстрыми нейтронами, либо превращаются в нечетные.

[AlexAV]

Собственно основная причина развития быстрых реакторов, это как раз уничтожение малых актинидов.

Ценой заметного ухудшения КВ и воспроизводства делящихся изотопов. А с ним и так всё не очень хорошо.

А в чем собственно разница при делении перечисленного, и урана 238? Четные изотопы вроде как деляться быстрыми нейтронами, либо превращаются в нечетные.

Там есть такие изотопы, которые имеют тенденцию очень долго не переходить в нечётные. Скажем Pu-242.

Pu-242 (делится плохо) + n = Pu-243 (период полураспада 5 часов, делиться не успевает, распадается в несъедобный Аm-243) = Am-243 + n = Am-244 (период полураспада 10 часов, делиться не успевает превращается в относительно плохо делящийся Сm-244) = Cm-244 + n = Cm-245 (очень хорошо делится).

Аналогично Am-241 и Np-237. Т.е. до деления съедается большое количество нейтронов, которые при деление не воспроизводятся полностью (из-за того, что нечётные изотопы оказывается короткоживущими и путём бета-распада быстро превращаются обратно в чётные).

[Harsky]

У БН-1200 коэффициент воспроизводства обещает быть больше 1, так что должно срастись.

С нитридным топливом (оно пока находится лишь на стадии эксперимента). С оксидным - меньше.

Вы с БН-600 не путаете, у которого КВ искусственно зарезан по договору?
Вроде бы запущенный БН-800 тоже ограничен договорами, а БН-1200 - нет, соответственно будет иметь урановый бланкет и КВ>1

PS: Могу и путать

[Harsky]

Там есть такие изотопы, которые имеют тенденцию очень долго не переходить в нечётные. Скажем Pu-242

Не относится ли все вышесказанное к MOX-топливу и легководным тепловым реакторам?
У быстрых реактороы плутоний нарабатывается из урана и, в отличие от плутония из ОЯТ, имеет хороший состав. А производство МОХ для легководных идет из ОЯТ, поэтому неподелившийся плутоний с каждым циклом становится всё гаже и гаже и более двух циклов никто не делает по этой причине

[Kaiserfrogling]

Из-за этого МОX в реакторах на тепловых нейтронах вообще используют обычно однократно. В быстрых картина получше (там по крайней мере Pu-240 как-то делится), но проблема ухудшения качества плутония с ростом числа циклов всё равно имеет место. Кроме того не ясно что делать с малыми актиноидами (нептуний, америций, кюрий). Их можно добавлять в топливо и выжигать, но это ухудшает нейтронный баланс и очень осложняет обращение с таким топливом. Или складировать, перспектива чего тоже никого не радует.

Все абсолютно правильно сказано,  у МОХ-отходов, изза высокого содержания трансурановых актиноидов, выделение нейтронов от 10 до 80 больше чем у обычных, и до 500 раз больше по альфа-излучению.
МОХ-отходы - одно их самых опасных веществ в ядерной энергетике.
Поэтому последствия случайного или преднамеренного разрушения их хранилища будут просто чудовищными.

[AlexAV]

Вроде бы запущенный БН-800 тоже ограничен договорами, а БН-1200 - нет, соответственно будет иметь урановый бланкет и КВ>1

Вроде ограничения на наработку низкофонового плутония (тот самый бланкет) - вообще ко всем относится.

Правда на оксидном при сколько-нибудь реалистичной глубине выгорания и бланкет не спасает. Он с ним формально только почти в ноль выходит (чуть-чуть больше). С учётом потери плутония-241 при выдержке топлива перед переработкой - всё равно минус получится.

С нитридом в теории получше.

Не относится ли все вышесказанное к MOX-топливу и легководным тепловым реакторам?

В той или иной мере ко всем. В быстрых правда Pu-240 довольно быстро приходит к равновесной концентрации (он правда особой проблемой там и не является, т.к. сам является неплохим фертильным изотопом, превращаясь в Pu-241, ну и плюс в какой-то мере сам делится в спектре быстрого реактора), а вот Pu-242 (который полностью бесполезен) - от цикла к циклы всё же накапливается.

[mbrane]

Магний же используют для получения титана, разве нет? А титан много где нужен. Его, наверное, и для получения кремния можно применять.

Магний да хотя бы для генерации водорода.

Кхе-кхе....Таки уважаемые жумают что булки растут прямо на деревьях...Из морскойц воды в лучшем случае можно добыть либо хлорид , либо судьфат магния , а от них до магния - как до киева раком...Далее увуажаемые наверное таки забыди, что ломоносов - придумад закон сохранения вещества в химической реакциях...дык вот при производстве титана действительно используется магний, но сам магний никуда не девается - а переход из металлической формы переходит в хлорид ...http://emchezgia.ru/cvet_met/33_proizvodstvo_titana.php ...М при производстве миллионов тонн титана, милионнотоные кучи магниевых отходов переползут от моря (как это было бы в случае производства лития) к предприятиям по производства титана....Шило поменяли на мыло

Да я уж и совсем не говоря - о миллионах тонн гипса (его в стране уже под 200 миллионов тонн накоплено), о милиионах тонн рапы ...как-то так происходит обогащение... На Сильвините насосы работают от силы месяц

[mbrane]

У БН-1200 коэффициент воспроизводства обещает быть больше 1, так что должно срастись.

Не хотите - как хотите. Я просто хотел сказать, что газодиффузионное обогащение урана энергетически страшно расточительно. Читал, в конце 40-х в СССР до 1/4 всей вырабатываемой энергии шло на атомный проект. Пока центрифуги не освоили. Параметры энергосистемы Урала были засекречены, т.к. зная объём вырабатываемой энергии, несложно посчитать количество получаемых делящихся элементов.

Ангарский завод потреблял порядка 1% электроэнергии производимой СССР...Во Франции станция из 5 блоков, и один из них полностью работает на обогатительный завод

[mbrane]

Какое еще загрязнение растет? Поподробней пожалуйста, а то мужики то не знают и развивают замкнутый ядерный цикл.

Жидкие отходы...Да и радиоцезий с радиостронцием после кажодого оборота будут увеличиваться и увеличиваться - они ведь основные долгоживущие осколки

[crazy_terraformer]

Магний да хотя бы для генерации водорода.

Кхе-кхе....Таки уважаемые жумают что булки растут прямо на деревьях...Из морскойц воды в лучшем случае можно добыть либо хлорид , либо судьфат магния , а от них до магния - как до киева раком..

Вы, уважаемый многое сами себе надумали. Я прекрасно знаю, что после получения солей магния его придётся из них восстанавливать. Металлический магний может послужить посредником для получения водорода в водородной энергетике и машинах на водородном топливе, т.к. при его использовании не нужны термостатированные баллоны и криогенные мощности, только нужна вода. А полученный гидроксид магния можно восстановить снова.

Mg+2H₂O->Mg(OH)₂+H₂

Гидрид магния — один из наиболее ёмких аккумуляторов водорода, применяемых для его хранения.
MgH₂+2H₂O->Mg(OH)₂+2H₂

[Проходящий Кот]

Какое еще загрязнение растет? Поподробней пожалуйста, а то мужики то не знают и развивают замкнутый ядерный цикл.

Жидкие отходы...Да и радиоцезий с радиостронцием после кажодого оборота будут увеличиваться и увеличиваться - они ведь основные долгоживущие осколки

А злых ГМО-микробов от Монсарты на них натравить нельзя?

[AlexAV]

Вы, уважаемый многое сами себе надумали. Я прекрасно знаю, что после получения солей магния его придётся из них восстанавливать. Металлический магний может послужить посредником для получения водорода в водородной энергетике и машинах на водородном топливе, т.к. при его использовании не нужны термостатированные баллоны и криогенные мощности, только нужна вода. А полученный гидроксид магния можно восстановить снова.

Mg+2H2O->Mg(OH)2+H2

Это не  очень выгодно энергетически. Т.е. для получения 1 кг магния расходуется около 20 кВтч электроэнергии, при реакции с водой он даст 41.2 моль  = 0.92 н.у.м3 водорода. Этот же водород в максимум может отдать лишь 3.3 кВтч энергии (с учётом КПД преобразования, который даже для топливного элемента далёк от 100% - ещё меньше).

Кроме того, чтобы превратить оксид магния обратно в магний помимо электроэнергии ещё нужен кокс. Т.е. магний получают электролизом хлорида, а хлорид из оксида получают по схеме:

MgO + C + Cl2 = MgCl2 + CO

С учётом этого такая схема вообще теряет всякий смысл.

Хотя... Для алюминия нечто подобное действительно обсуждается (но там тоже проблема со сравнительно низкой энергетической эффективностью такого цикла).

[crazy_terraformer]

Кроме того, чтобы превратить оксид магния обратно в магний помимо электроэнергии ещё нужен кокс. Т.е. магний получают электролизом хлорида, а хлорид из оксида получают по схеме:

MgO + C + Cl2 = MgCl2 + CO

С учётом этого такая схема вообще теряет всякий смысл.

Хотя... Для алюминия нечто подобное действительно обсуждается (но там тоже проблема со сравнительно низкой энергетической эффективностью такого цикла).

Оксид и гидроксид магния прекрасно реагируют с разбавленными  кислотами
MgO+2HCl->MgCl₂+H₂O
Mg(OH)2+2HCl->MgCl₂+2H₂O
Конечно придётся отгонять кислотный раствор, обезвоживать кристаллогидрат хлорида магния  регенерировать кислоту .
Разработан и другой способ получения магния — термический. В этом случае для восстановления оксида магния при высокой температуре используют кремний или кокс:
MgO+С->Mg+CO

Насколько я понимаю водород планируют получать используя атомную энергию, мучения эти с водородом чрезвычайно затратны. Получение, сжижение, хранение, перевозка - всё требует множество спецоборудования и энергии. Лучше бы замкнули цепочку и производили углеводородное топливо из воды и углекислого газа.

Да, а что вы скажете о дигидриде магния как об источнике водорода и реагенте для получения его из воды.

[Проходящий Кот]

Лучше ездить на аккумуляторах, чем на водороде --- больше вероятность доехать.....

[mbrane]

Магний да хотя бы для генерации водорода.

Кхе-кхе....Таки уважаемые жумают что булки растут прямо на деревьях...Из морскойц воды в лучшем случае можно добыть либо хлорид , либо судьфат магния , а от них до магния - как до киева раком..

Вы, уважаемый многое сами себе надумали. Я прекрасно знаю, что после получения солей магния его придётся из них восстанавливать. Металлический магний может послужить посредником для получения водорода в водородной энергетике и машинах на водородном топливе, т.к. при его использовании не нужны термостатированные баллоны и криогенные мощности, только нужна вода. А полученный гидроксид магния можно восстановить снова.

Mg+2H₂O->Mg(OH)₂+H₂

Гидрид магния — один из наиболее ёмких аккумуляторов водорода, применяемых для его хранения.
MgH₂+2H₂O->Mg(OH)₂+2H₂

Ыыыыыы.... если хлорид магния опять перерабатывать на титано-магиевом комбинате в металлический магний, то вообще отсутствует потребность в стороннем магнии - полученном при производстве  лития....он полностью рецилкулируется  в пределах титано-магиевого цикла ака выступает в качестве катализатора...даже если потери 3-5% он делает 20-30 циклов до замены и при жтом все равно возникает проблема складироовния магиевых отходов

получение магния из хлорида ну очень энергозатратно...уже сейчас есть огрмные озера хлоридов кальция и магния которые никто не знает куда девать( в свое время известный Лиотех искал финансирование своими начальными собственниками и я общался с ними - основная проблема компании была не сбыть литий, а куда деть попутныйхлорид кальция коего более чем немерянно при попутной добычи рассолов)...Водородная энергетика - уже смешно...за отсутствием предмета рзговора кроме фаетазеров -терраформеров марса-ежели чо  то по работе  пришлось столкнуться с катализатором на основе  нанотубок оксида титана-он способен к фотолизу воды при освещении обыкновенным светом- но никуда это не двидется выход мал

[mbrane]

Лучше ездить на аккумуляторах, чем на водороде --- больше вероятность доехать.....

Во-во.... достаточно взлянуть в пару справочников и узнать физико-химические свойства водорода...И становиться ясно почему не смотря на лозунги пока водородная энергетика отдыхает на заслуженном отдыхе