Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[AlexAV]

У него вроде "Calypso" без пропеллеров был??

В отличие от классического паруса, турбопарус требует довольно много энергии для приведения себя во вращение. В результате на самом деле экономия топлива при его использование получается не такой уж большой. Скажем для недавнего такого проекта E-Ship  сообщается, что он может обеспечить экономию 25% (https://web.archive.org/web/20140607002940/http://www.enercon.de/p/downloads/PM_E-Ship1_Ergebnisse_DBU_en.pdf).  Что на самом деле не особо много.

[AlexAV]

ж/д перевозки дороже морского транспорта.

Пока есть дешёвое дизельное топливо.

Основная тяга это паруса + СЭС бортовая.

СЭС на борту - копейки. Возьмём очень небольшой сухогруз: http://fleetphoto.ru/projects/293/

На судне имеется две двигательных установки по 1140 кВт каждая. Т.е. 2280 кВт. Чтобы их заместить солнечными батареями (берём 20% КПД и положим, что он плывёт в экваториальных водах, обеспечивая среднесуточно 15% номинальной мощности) - нужно 76000 м2 солнечных батарей. Где их разместить физически, если площадь палубы лишь около 2000 м2? Копейки это, дающий ничтожную часть тяги даже для маленького судна (чем судно больше - тем картина будет хуже).

то лавразия и гондванная меридионально раскололись как-то немилосердно

Мост через Берегов пролив технически вполне возможен...

[AlexAV]

Есть вот постом выше товарисч хочет реакторы МОХ - топливом совать в суда..Только таких реакторов на весь мир всего пара штук а для морских судов и в природе не существует.

Для реакторов подлодок  типа "Лира" плутоний даже лучше урана. Ничто не мешает поставить такой же  реактор на надводное судно. Этот же реактор положен и в основу проекта СВБР.

[AlexAV]

Или я что то не понимаю но в случае с реактора с авианосца А1 кто то говорил что на плутонии они очень дорогие.

A1 - не на плутонии, а на уране оружейного обогащения, плутоний - дешевле.

Кроме того плутония как то в природе под ногами залежей нет.

Однако его можно нарабатывать в бланкете того же БН.

[AlexAV]

Равно как и для всяких ВВЭР-1200.

ВВЭР в текущем варианте - нет. Без переделки рассматривается только загрузка плутониевым топливом где-то на 1/3.

Мне кажется что для РИТМ 200 или 400

Для  КЛТ-40С и РИТМ варианты загрузки Pu-239/U-238 и U-233/Th-232 действительно рассматриваются.

[AlexAV]

А ее никто сейчас не знает.

Для MOX более менее понятна. В диапазоне 1000 - 3000 $/кг. На самом деле во Франции существующие реакторы им (частично) загружают и это считаеся выгодным.

[AlexAV]

Можно.. а сколько вот прямо "на сейчас" БН работает да еще и нарабатывает? Один или два на весь мир? И что то как раньше говорили планов по их массовому  строительству нет..

Дефицита урана прямо сейчас тоже нет...

[AlexAV]

Давай ты сначала погуглишь стоимость PUREX-процесса?

В окрестности 600$/кг переработанного ОЯТ. ОЯТ БН-1200 работающего на MOX должны содержать около 170 г плутония на 1 кг ОЯТ.

[AlexAV]

ШИТО???
ЭТО ГДЕЕЕ?

ОДЦ ГХК

[AlexAV]

Кроме того, даже если предположить что вы говорите правду

Это значение скажем фигурирует в этом отчёте: http://www.greenworld.org.ru/sites/default/greenfiles/%D0%94%D0%BE%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D0%B4_%D0%9C%D1%83%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%B2_%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%B3.pdf

600 долларов за кг это все равно значительно дороже природного урана

Экономическая осмысленность этого процесса очень зависит от того, что перерабатывать (стоимость переработки от типа ОЯТ зависит не очень сильно, а вот выход чего-то полезного - весьма). Одно дело перерабатывать ОЯТ РБМК, содержащие плутония около 5 кг/т, а совсем другое ОЯТ БН работающего на MOX и содержащего  уже 170 кг/т плутония.

[AlexAV]

насколько хуже экономика РИТМ 200/400 в сравнении с ВВЭР?

Естественно хуже. Стоимость реакторной РИТМ 200 оценивается как что-то около 250 млн. $ (http://www.mdpi.com/2071-1050/4/8/1806), т.е. около 5000 $/кВт электрической мощности, почти в 2 раза дороже ВВЭР (скажем для новых энергоблоков Нововоронежской АЭС-2 стоимость оцениватеся около 2800 $/кВт). Плюс на самом деле не слишком хорошее топливоиспользование. При обогащение штатного топлива 18.1% выгорание составляет лишь  68,4 МВт сут/кг (для сравнения ВВЭР-1000 при среднем обогащение 4,6% даёт выгорание 46,9 МВт сут/кг).

Это общая проблема малых реакторов - высокая удельная стоимость и достаточно плохое топливоиспользование (из-за малых размеров утечка нейтронов из АЗ оказывается достаточно велика, что вынуждает использовать достаточно высокообогащённое топливо, а глубина его выгорания для данного обогащения оказывается не очень большой).

Однако сравнивать наземный реактор и морской — не вполне корректно. В конце концов и от морского дизеля никто не требует таких же экономических показателей, как от наземной ПГУ с бинарным циклом.

Если же сравнивать с морским дизелем, чисто по топливной составляющей (даже учитывая не очень хорошую топливную экономику морских реакторов) — уран дешевле дизеля. 1 кг топлива (в пересчёте на тяжёлый металл) с обогащением 18,1% стоит приблизительно 4600$ (приблизительно 4000$ - обогащённый до 18,1% уран и ещё 600 — изготовление ТВЭЛов, вывоз отработанных ТВЭЛов и прочие накладные расходы). С учётом КПД установки (для РИТМ-200 — 28,6%) этот килограмм даст 19,6 МВт сут полезной мощности. Т.е. чисто топливная составляющая получается что-то около 235$/МВт сут.

Современные дизель-машины тратят около 160 г топлива на 1 кВтч полезной мощности (для примера: https://en.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rtsil%C3%A4-Sulzer_RTA96-C). Т.е. чтобы произвести 1 МВт сут потребуется 3,84 т топлива. При текущей цене бункерного топлива (http://lenoblast.bezformata.ru/listnews/tceni-na-bunkernoe-toplivo-v-portah/63551288/) 339$/т получается 1300 $/МВт сут.

Другой вопрос капитальная составляющая... Для примера сухогруз Madrid Maersk (https://en.wikipedia.org/wiki/Madrid_Maersk). Имеет мощность двигательной установки около 50 МВт, как раз для РИТМ-200. Стоимость такого судна около 120 млн. $ (http://sudostroenie.info/novosti/18968.html). Как видно установка реактора её увеличит буквально в три раза. Плюс к этому реактор сложнее дизельного двигателя, требует большее количество персонала для своего обслуживания и его большую квалификацию. Чтобы это различие окупить потребуется очень значительное различие в топливных расходах.

При текущей стоимости бункерного топлива судя по всему это не окупается. Хотя если судовое топливо будет стоить 1$-2$ за кг, то картина станет не столь очевидной (правда как бы в этом случае пароходы на угле не одолели бы всех ).

[AlexAV]

Набираем в поисковике "делать бомбу из реакторного плутония" и читаем-читаем-читаем-читаем...

Бомбу из реакторного плутония физически сделать можно, но точно не в кустарных условиях. Для этого нужна очень хороша схема имплозии. Тому , кто её может изготовить, скорее всего этот реакторный плутоний будет ненужен, т.к. у него будет собственный оружейный. Ни в Сарове, ни Лос Аламосе ворованный плутоний не интересен.

[AlexAV]

http://masterok.livejournal.com/1335918.html

Справедливости ради в 1955 нефть стоила 1,93 $/баррель (если пересчитать с учётом инфляции на текущие цены это 17,3 $/баррель). При такой цене нефти с дизелем конкурировать действительно абсолютно невозможно.

[AlexAV]

Цитировать

    Стоимость контракта составила 1,8 млрд. у.е.

Из 15 заказанных судов. 1800 млн/15 = 120 млн.

[AlexAV]

Реакторный плутоний позволяет собирать ядерный заряд хоть и с худшими характеристиками, чем оружейный. Именно поэтому возникли проблемы с нераспространением.

Здесь на самом деле существует решение, которое позволяет решить этот вопрос достаточно радикально. Искусственно можно нарабатывать не только плутоний, но и уран-233 (собственно небольшая разница, что ставить в бланкет того же БН - уран или торий (если в АЗ - разница существенная, а в бланкета - не очень), есть кое-какие нюансы с переработкой ториевых ОЯТ, но скорее всего решаемые). Если использовать в качестве топлива судовых реакторов уран-233 разобогащённый ураном-238, то из такого топлива химическими методами получить оружейный материал будет практически невозможно (в высокообогащённом урановом топливе в реакторе с тепловым спектром, вроде того же РИТМа, плутония нарабатывается мало, а изотопный состав у него совершенно кошмарный). Плюс топливо уран-233/уран-238 наиболее близко по свойствам к топливу из обогащённого природного урана (существенно ближе по нейтроно-физическим свойствам, чем плутониевое).

Кстати одной из естественных ниш тория (как сырья для наработки урана-233) в энергетике может быть.

[AlexAV]

Так что ториевый цикл не кажется перспективным.

Чисто ториевого цикла не будет скорее всего никогда. Здесь просто физические проблемы с явным дефицитом нейтронов в нём.

Однако речь не о чисто ториевом цикле, а о смешанном. Т.е. наземные реакторы-наработчики работают на уран-плутониевом топливе, никакого тория в АЗ. Однако в бланкете часть сборок заменяем с низкообогащённого урана на торий (тут нет никаких ни физических, ни технических препятствий), на физику АЗ то что стоит в бланкете влияет минимально. Далее из этих ториевых сборок выделяем уран-233, разообогощаем низкоообогащённым ураном, а полученное топливо уран-233/уран-238 (по свойствам оно не сильно отличается от топлива уран-235/уран-238, которое в основном используют сейчас) используем для некоторых реакторов специального назначения. Это не вполне классический ториевый цикл и проблемы мешающие освоению чисто ториевого цикла (низкий по сравнению с плутонием выход нейтронов на деление у урана-233, большой период полураспада протактиния-233 и т.д.) тут существенными не являются, даже наработка U-232 не так существенна, т.к. в бланкете спектр нейтронов уже сильно мягче, чем в АЗ и вероятность пороговых реакций вроде Th-232(n,2n)Th-231 - мала).

[AlexAV]

быстронейтронники работают на природном уране

Чушь. Быстронейтронники работают или на обогащённом уране или на плутониевом MOX. Другой вопрос, что при работе на MOX они могут производить больше плутония, чем сжигать.

а гелиевые так и на обедненном могут

Обеднённый уран не поддерживает цепную реакцию ни в каком спектре нейтронов и ни при какой конструкции реактора.

[AlexAV]

Примеры приведите, когда суда с ЯЭУ конкурировали с парусниками.

А парусники при своей средней скорости в 3 узла, ну не как конкуренции не составят не углю не атому.

Здесь стоит обратить внимание, что атом и парус занимают разные нише и не факт, что тут вообще можно говорить о прямой конкуренции. Ну вот не конкурирует скажем "Газель" с карьерным самосвалом и не потому, что одно лучше, а другое хуже, а потому что они для разных вещей предназначены.

Достаточно легко построить небольшой парусник, но с ростом размера судна проблем будет становится всё больше. Едва ли имеет смысл парусник с водоизмещением более 50 тыс. т, даже парусников водоизмещением более 10 тыс.т. было не очень много. А вот с реактором - ситуация противоположная. Чем реактор больше - тем он выгоднее и в части удельной стоимости, и в части топливоиспользования. Едва ли есть большой смысл в реакторе меньше 30 МВт(эл). А это судно около 100 тыс. т. водоизмещения.

Т.е. ниши которые они могут занимать просто не пересекаются. Парус для малых судов водоизмещением <10 тыс.т. при отсутствии ископаемого топлива безальтернативен. Реактор для такого судна бессмыслен. И наоборот, суда водоизмещением >100 тыс.т. вообще едва ли возможно сделать парусными, однако реактор на них может иметь какой-то экономический смысл.

Парус и реактор просто разные ниши занимают, имеет ли смысл говорить об их прямой конкуренции?

[AlexAV]

Но для пароходов всякий "бурый уголь" - тоже ничего хорошего. Примерно на тех же основаниях, что и его перевозка...

А вот это действительно вероятно проблема... В начале 20-го века морской транспорт действительно работал на угле... но на каком угле... На малозольном кардифском антраците с теплотворной способностью около 8000 ккал/кг. Сейчас его кстати уже фактически нет, выкопали. А малозольные угли с высокой теплотворной способностью - вещь намного более редкая, чем уголь вообще. Те же антрациты составляют лишь 2% запасов углей России (ресурсы оцениваются как 80,1 млрд.т.). А на каком-нибудь подмосковном угле с теплотворной способностью 2700 ккал/кг особо не поплаваешь.

http://termokoks.ru/phocadownload/29_Coal_2015_7.pdf

Ну тут они берут кажется очень дешёвый Канско-Ачинский уголь, добываемый открытым способом (1000 руб/кг - это довольно низкая цена), если взять скажем Воркутинский уголь с ценой реализации 79 $/т (http://reports.severstal.com/2016/rus/strategic_review/13098/index.phtml) = 4600 руб./т, то цифры уже менее оптимистичные становятся. Уголь тоже разный бывает. Т.е. тут может получиться как обычно - сравнительно дешево лишь пока мы "снимаем сливки", т.е. добываем самый дешевый уголь добыча которого возможна открытым способом, а это куда более ограниченные объёмы, чем уголь вообще.

[AlexAV]

Говорите, значительного гамма-излучения на всех этапах (в том числе и на корабле)

На корабле топливо находится в реакторе за биологической защитой, там уже не важно из чего оно состоит.

Повышенный фон из-за наличия примеси U-232 существенен в основном на стадии изготовления топливных таблеток и ТВЭЛов. Если при использование обогащённого природного урана здесь допустимо использование ручной работы (что кстати имеет место быть), то при использование топлива содержащего заметную примесь U-232 (также как и в случае изготовления MOX топлива) - линия должна быть полностью роботизирована. Главные проблемы сосредоточены здесь, т.е. в стенах радиохимического завода и завода по производству ТВЭЛов. Плюс к этому высокий фон топлива несколько усложняет транспортировку и процедуру загрузки топлива в реактор (правда тут не радикально, т.к. всё и так предельно автоматизировано, т.е. в любом случае той же автоматики придётся его же выгружать, а  ОЯТ (особенно только что из реактора) светят намного сильнее любого свежего топлива). А когда топливо уже внутри реактора - различий нет никаких.