Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[Проходящий Кот]

Далеко не всегда подземные взрывы вырывались на поверхность.
Чаще всего под землей эти каверны так и оставались.

В Семипалатинске оставались. Но там - две сотни метров гранита. Который - в щебень. И это при 20 кТн. КВС подразумевает не менее 100 кТн. И, к тому же, взрыв должен производиться в вакууме. А почём у нас килограмм вакуума?

Взрыв в вакууме ---- это такой юмор?

[Проходящий Кот]

а откуда у вас внутри КВС возьмётся воздух? Там же инертный аргон вообще-то.

Мне тут вот какой момент интересен: а каким образом воздух будет выбран из камеры целиком? Путём постепенного замещения аргоном? Сколько тогда на это уйдёт аргона? Предварительной откачкой? До какого давления? Вы в курсе, что при быстром снижении давления водяной пар из воздуха конденсируется - сначала в каплях, а потом - в инее? И всё это выпадет на стенках.

Прикалываетесь?
Это всё мелкие инженерные проблемы.

[Rattus]

пока он весь не будет очищен от углекислоты и паров воды...

А от кислорода? И предлагается даже азот заменить аргоном.

Прикалываетесь?

Нет. Интересуюсь, как имеющий дела с замещением атмосферы на практике.

Это всё мелкие инженерные проблемы.

Ага - вроде тех, которые мешают мышкам превратиться в ёжиков в известном анекдоте. Вот только вопрос адресовался имеющим хоть какое-то отношение к реальной инженерии, а не филинам-стратегам.

[Проходящий Кот]

Рабочая температура натрия в КВС  -- 500-700 градусов Цельсия.
И НИКАКОГО ВАКУУМА.

[MenFrame]

Как насчёт вот этого - правда или нет?

Правда, только такая установка уже построена в США....NIF называется.

[MenFrame]

Кстати, вот расчет от Алекса, что будет если в качестве первичной загрузки БН-1200 использовать ужасно дорогой уран за 1000$

Давайте оценивать. Начальная загрузка БН-1200 - 50,4 т топлива, длительность компании до полной перезагрузки топлива - 6 лет (цифры из Н. П. Кочеров, А. А. Римский-Корсаков, Б. А. Бибичев, В. В. Кожарин Расчёты рециклирования уран-плутониевого оксидного топлива в реакторе БН-1200 // Труды Радиевого института им. В. Г. Хлопина. т. XV. С.168. 2011), выдержка топлива до переработки - 5 лет. КИУМ - 85%. Пусть мы запускаем реактор на природном уране (реактор не обязательно должен работать на MOX, первая загрузка может быть и чисто урановой с обогащением в среднем 20%).  При стоимости природного урана 1000$/кг = 453.6$/lb. стоимость обогащённого урана для первой загрузки будет (неплохой калькулятор, позволяющий эти вещи оценить https://www.uxc.com/p/tools/FuelCalculator.aspx) 41 тыс. $/кг, стоимость всей загрузки около 2 млрд. $ . За 6 лет она даст 53,6 млрд. кВтч электроэнергии. Т.е. дополнительный вклад в стоимость энергии от стоимости топлива для первой загрузки будет в этом случае будет 3,7 центов/кВтч. Заметно, но не сказать, что совсем ужасно. Вторая загрузка будет такой же. А третья уже будет из плутония из собственных MOX. Ответственно через 12 лет от использования высокообогащённого урана можно будет отказаться и цена энергии вернётся к штатной. Оставшиеся 48 лет своей работы или более (штатный проектный срок службы БН-1200 - 60 лет, но это не исключает продления эксплуатации, если по их стечению реактор останется в достаточно хорошем техническом состояние) он будет выдавать энергию с нормальной стоимостью. Выглядит это не так уж и страшно. Блок который будет построен для его замещения, когда срок службы реактора всё же выйдет, можно будет загружать плутонием из выводимого из эксплуатации блока и эта возня с урановым топливом уже не потребуется. Т.е. это однократные затраты не только для данного блока, но и для энергетики страны в целом.

Итоговое увеличение стоимости получается более щадящим в сравнении с ДПМ

[crazy_terraformer]

пока он весь не будет очищен от углекислоты и паров воды...

А от кислорода? И предлагается даже азот заменить аргоном.

Сократим сущности. Полагаю, что камеру можно заполнить водой. Вытесняем водой воздух. А воду вытесняем аргоном. Влажный аргон с примесью остальных газов, выделившихся из воды, прогоняем через колонну с горячим литием (t°=500°-700°C), литий свяжет всё кроме инертных газов. Азот в нитрид, углекислоту с водой в карбонат, водород в гидрид, кислород в оксид , воду в гидроксид. Давление аргона в камере после полной его очистки доводим до нужного значения.

[Lieut]

Кстати, вот расчет от Алекса, что будет если в качестве первичной загрузки БН-1200 использовать ужасно дорогой уран за 1000$

Давайте оценивать. Начальная загрузка БН-1200 - 50,4 т топлива, длительность компании до полной перезагрузки топлива - 6 лет (цифры из Н. П. Кочеров, А. А. Римский-Корсаков, Б. А. Бибичев, В. В. Кожарин Расчёты рециклирования уран-плутониевого оксидного топлива в реакторе БН-1200 // Труды Радиевого института им. В. Г. Хлопина. т. XV. С.168. 2011), выдержка топлива до переработки - 5 лет. КИУМ - 85%. Пусть мы запускаем реактор на природном уране (реактор не обязательно должен работать на MOX, первая загрузка может быть и чисто урановой с обогащением в среднем 20%).  При стоимости природного урана 1000$/кг = 453.6$/lb. стоимость обогащённого урана для первой загрузки будет (неплохой калькулятор, позволяющий эти вещи оценить https://www.uxc.com/p/tools/FuelCalculator.aspx) 41 тыс. $/кг, стоимость всей загрузки около 2 млрд. $ . За 6 лет она даст 53,6 млрд. кВтч электроэнергии. Т.е. дополнительный вклад в стоимость энергии от стоимости топлива для первой загрузки будет в этом случае будет 3,7 центов/кВтч. Заметно, но не сказать, что совсем ужасно. Вторая загрузка будет такой же. А третья уже будет из плутония из собственных MOX. Ответственно через 12 лет от использования высокообогащённого урана можно будет отказаться и цена энергии вернётся к штатной. Оставшиеся 48 лет своей работы или более (штатный проектный срок службы БН-1200 - 60 лет, но это не исключает продления эксплуатации, если по их стечению реактор останется в достаточно хорошем техническом состояние) он будет выдавать энергию с нормальной стоимостью. Выглядит это не так уж и страшно. Блок который будет построен для его замещения, когда срок службы реактора всё же выйдет, можно будет загружать плутонием из выводимого из эксплуатации блока и эта возня с урановым топливом уже не потребуется. Т.е. это однократные затраты не только для данного блока, но и для энергетики страны в целом.

Итоговое увеличение стоимости получается более щадящим в сравнении с ДПМ

Цена полной переработки ОЯТ, и соответственно МОХ-топлива, не указана.

[MenFrame]

Цена полной переработки ОЯТ, и соответственно МОХ-топлива, не указана.

Там указано только увеличение стоимости энергии при использовании супер дорогого урана в качестве первой и второй загрузки.

[Lieut]

Там указано только увеличение стоимости энергии при использовании супер дорогого урана в качестве первой и второй загрузки.

Я же про это и говорю. Во всем мире экспериментируют с МОХ-топливом, но никто не раскрывает коммерческие затраты на это.
Очевидно что пока обогащать уран все еще дешевле, чем перерабатывать ОЯТ для получения энергетического плутония, МОХ-топливо получается еще более "супер дорогим".

[MenFrame]

Во всем мире экспериментируют с МОХ-топливом, но никто не раскрывает коммерческие затраты на это.

Мокс дорогое удовольствие. Но за счет высокой концентрации плутония в БН, и за счет эффекта глубокого выгорания связанного с непосредственной наработкой плутония прямо в реакторе, для БН затраты на мокс будут сравнимы с открытым топливным циклом.
Другими словами говоря топливо будет дорогим, но за счет получения большего количества энергии с одного килограмма топлива затраты будут сравнимы.
   Во вторых мокс для БН предполагает сугубо очистку от осколков деления, а в случае мокс для ВВР нужно еще и некоторые актиноиды отделять. Так что Мокс, моксу рознь...

[Lieut]

Мокс дорогое удовольствие. Но за счет высокой концентрации плутония в БН, и за счет эффекта глубокого выгорания связанного с непосредственной наработкой плутония прямо в реакторе, для БН затраты на мокс будут сравнимы с открытым топливным циклом.
Другими словами говоря топливо будет дорогим, но за счет получения большего количества энергии с одного килограмма топлива затраты будут сравнимы.
   Во вторых мокс для БН предполагает сугубо очистку от осколков деления, а в случае мокс для ВВР нужно еще и некоторые актиноиды отделять. Так что Мокс, моксу рознь...

Конкретных цифр к сожалению нету.

Так как значительная часть осколков - лантаноиды, химические свойства которых относительно близки к актиноидам, особо большой разницы не вижу.

[MenFrame]

лантаноиды, химические свойства которых относительно близки к актиноидам,

Актиноиды же разные есть вредные, а есть энергетические. В БН все актиноиды сгорят в жестком спектре, а в ВВР нет.
В любом случае использование МОКС в реакторах ВВР дорогое удовольствие.

[Lieut]

Актиноиды же разные есть вредные, а есть энергетические. В БН все актиноиды сгорят в жестком спектре, а в ВВР нет.
В любом случае использование МОКС в реакторах ВВР дорогое удовольствие.

Я про то что от актиноидов все равно лантаноиды придется отделять. А у них весьма близкие химические свойства. Так что разделение в любом случаи не будет простым.

PS А в БН реакторах с MOX-топливом уже экспериментировали?

[comp]

Как насчёт вот этого - правда или нет?

Лазерный термоядерный синтез к энергетике отношения имеет очень опосредованное из-за принципиально крайне низкого Q. Это игрушка вояк для моделирования процессов при ядерных взрывах и улучшения боезарядов без испытаний. Все рассказы про то, что они вот-вот запилят нам энергетический термояд - пиар и журноламерство. Хотя, наверное, в принципе углубление понимания физики плазмы идёт человечеству на пользу и косвенно приближает создание настоящего термоядерного реактора.
Пара статей по теме от tnenergy:
Если NIF сможет когда-то зажечь плазму

Если вы загуглите national ignition facility - то увидите километры журналистких статей, рассказывающих о конкуренте токамакам и ИТЭР в частности - лазерному инерциальному термоядерному синтезу. Журналисты радосно объяснят вам, что в этом типе реакторов, которые <i>возможно</i> станут основой будущей термоядерной энергетики мишень обжимается лазерными лучами до такой степени, что в ней начинает идти термоядерная реакция, и идет, как в микротермоядерной бомбе - пока все не разлетится.

На самом деле вот это сходство с термоядерными боеприпасами и есть то, ради чего строят такие установки (они есть в США и во Франции - Laser Megajoule и строится в России). Разработчики термоядерных боеприпасов не зря обладают самым мощным парком суперкомьютеров в мире, но для этих суперкомпьютеров нужны библиотеки физических констант поведения вещества и излучения при давлениях и температурах, характерных для ЯО. Лазерный обжим мишеней способен дать это. Так, например, когда 1,5 года наза NIF вдруг переключился с мишеней из дейтерия и трития на мишени из плутония 241 никто не потрудился объяснить, за каким хреном для нужд термоядерной энергетики тратить миллионы долларов стреляя по плутонию? С т.з. вышеописанных военных задач причина такого поведения очевидна.

Но шлейф пиара новой энергетики от непонимающих журналистов завис надолго. Не так давно, когда NIF продемонстрировал scientific breakeven (т.е. в термоядерной энергии в мишени выделилось бы больше энергии, чем пошло на ее обжатие - 17 кДж против 10 кДж) некоторые попытались посчитать, когда же начнут строить ТЯЭС на базе лазерного УТС... и озадачились. На фоне энергии, которую тратит NIF на выстрел - 500 мегаджоулей, 17 кДж не выглядит прорывом, с его Q ~ 0.00003... у фузоров лучше! На фоне такого продление программы работы до 2020 года для некоторых стало сюрпризом.

Проблема лазерного термоядерного синтеза решена! (нет)
По самой цитате - у кого-то патриотизма много, а желания погуглить и разобраться - мало.

[MenFrame]

Вот кстати предельная оценка стоимости урана при котором имеет смысл открытый цикл в современных ВВРах

Тут правда есть один момент. Сейчас оценены лишь запасы урана с себестоимостью менее 260$/кг. Однако, очевидно, что даже для реактора работающего в открытом цикле это значение критическим не является. Оценим для примера, скажем, стоимость урана для которой её вклад в стоимость в произведённой энергии для реактора ВВЭР, работающего в открытом цикле, сравняется со вкладом стоимости  угля в производимую из него энергию при цене угля 100$/т (это довольно дорогой уголь, но ещё с приемлемой для энергетики ценой).  Для производства 1 млн. тонн нефтяного эквивалента нужно около 1.5 млн. тонн угля или  79.4 тонны природного урана. Соответственно паритет затрат на уголь (при цене 100$/т) и уран будет достигаться при цене урана 1890 $/кг.  Очевидно, что даже эта цена всё ещё будет приемлема для реактора ВВЭР, работающего в открытом цикле (хотя уже начнёт существенно влиять на экономику). Заведомо же не приемлемые цены ещё где-то в 2-3 раза выше этого значения. Но даже цена в 1890 $/кг почти в 7 раз выше той, для которой существуют сколько-нибудь достоверные оценки запасов. Сколько-нибудь подробных и достоверных оценок ресурсов урана с себестоимостью >260$/кг сейчас нет, поэтому тут действительно остаётся некоторая возможность (на сколько она значима сложно сказать). 

[mbrane]

В БН все актиноиды сгорят в жестком спектре

не все

[Скеп-тик]

Взрыв в вакууме ---- это такой юмор?

А вам нужны потери на разрушение атомов "атмосферы"? Сначала содрать с них все электроны, при 10 млн градусов, а потом они без пользы будут рекомбинировать?
Да и площадь сферы, в 200 метров диаметром поглощающей энергию, не слишком превышает площадь большого торгового центра. Неушто атомная бомба не разнесёт торговый центр, будь в нём стены хоть 100 метров толщины?
Вакуум как раз убирает ударную волну, позволяя нагревать стенки напрямую излучением. Если их сделать "полупрозрачными", с пробегом гамма-квантов и элементарных частиц в 50-100 метров, снимается проблема с испарением внутренней поверхности "реактора".
  А после сотни-другой взрывов можно и вообще получать энергию на халяву - внутренний фон будет греть котлы без всяких затрат.
 

[Проходящий Кот]

Такой вариант КВС тоже существует, но это не проект снеженцев.

[библиограф]

Взрыв в вакууме ---- это такой юмор?

Вакуумный канал для вывода нейтронов при взрыве в штольне на Семипалатинском полигоне