Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[Скеп-тик]

Сумеете сами оценить объем плотины, преграждающей пролив?

Без всякой плотины. Объёмный тросово-трубный каркас, к которому крепятся  "пропеллеры", наподобие ветрогенераторных. Подобрать материалы, чтобы в сборе обеспечивалась положительная плавучесть, и ставь на глубине от 50 до 300 метров.
И модульность хорошая. Строить можно столетие, и ремонтировать без особых проблем - отсоединил, всплыла, увез.

[Fall63]

вторичный ниобий извлеченный из оболочек отработанных ТВЭЛов будет загрязнен Nb-94 c с периодом полураспада 20 тыс. лет

Аналогичная проблема и со вторичным оловом (загрязнение оловом-126, являющимся осколком деления).

А вот это действительно плохо. И как назло периоды полураспада у этих двух нуклидов находятся в самом таком дрянном промежутке - слишком короткие чтобы их радиоактивность можно было игнорировать, и слишком  длинные чтобы ждать когда эта ерунда распадётся. А дочерний нуклид олова сурьма-126 ещё и гаммой фонит по самое нехочу... По ходу как только нетрадиционные источники ниобия иссякнут, придется либо считаться с радиоактивностью циркониевых сплавов, либо отказаться от них насовсем...

[AlexAV]

Реагирует с хлором в присутствии восстановителей:

Если всё же регенерировать ниобий из шлама, то всё же наверно как-то так, через летучие галогениды, а не через плавиковую кислоту. С плавиковой кислотой, подозреваю, что окажется что всё оборудование придётся делать их какого-нибудь хастеллоя. И получим ситуацию, "хвост вытащили - голова утонула, голову вытащили - хвост утонул", т.е. проблема из "где брать ниобий" просто перейдёт в проблему ", где брать молибден, чтобы делать аппараты для регенерации ниобия".

Вероятно, лучше обрабатывать не хлором в присутствии угля, а каким-то агентом с котором процесс идёт в более мягких условиях. Скажем дихлоридом дисеры S2Сl2. С ним реакция идёт вообще при комнатной температуре (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/9780470132401.ch24):

2Nb₂O₅ + 10S₂Cl₂ = 4NbCl₅ + 5SO₂ + 15S

Хлорид ниобия - довольно летучее вещество с  температурой кипения 248 градуса, которое может быть отделено от всех прочих образующихся хлоридов отгонкой в заданном интервале температур и ректификацией.

Тут по крайней мере можно будет пользоваться аппаратами из кварцевого стекла.

[crazy_terraformer]

А вот это действительно плохо. И как назло периоды полураспада у этих двух нуклидов находятся в самом таком дрянном промежутке - слишком короткие чтобы их радиоактивность можно было игнорировать, и слишком  длинные чтобы ждать когда эта ерунда распадётся. А дочерний нуклид олова сурьма-126 ещё и гаммой фонит по самое нехочу... По ходу как только нетрадиционные источники ниобия иссякнут, придется либо считаться с радиоактивностью циркониевых сплавов, либо отказаться от них насовсем...

Или проводить разделение изотопов.

Хлорид ниобия - довольно летучее вещество с  температурой кипения 248 градуса, которое может быть отделено от всех прочих образующихся хлоридов отгонкой в заданном интервале температур и ректификацией.
Тут по крайней мере можно будет пользоваться аппаратами из кварцевого стекла.

А ещё ректификацией хлорида ниобия можно разделять его изотопы. Однако для этого хотелось чего-нибудь более легкоплавкого и летучего.

[mbrane]

На первых порах ниобий как побочный продукт из щелочных пород, а далее на больших масштабах времени из реакторного циркония за счёт распада 93-го изотопа.

забудьте... сейчас потребность в уране  50 тысяч тонн на весь мир...7 промиле 235  урана - столько же и осколков это 350 тонн... любого стабильного изотопа в соуолках на уровне 10%... 35 тонн ниобия на весь мир в год... ну увеличьте в 15 раз , считая что всеб мир на  ядерную энергетику перейдет это по максимуму 500 тонн ниобия

[Serg53]

Плотина не требуется — надо подвесить в морской толще турбины, ниже глубины погружения в воду айсбергов

Мощность потока воды в проливе Дрейка не превышает 100 ГВт. При КПД отбора мощности 1% результат будет 1 ГВт. Это мизер для современной энергетики.

[Susamidim]

Традиционное погребение — не самый безопасный для природы вариант. В составы для бальзамирования входят формалин и другие вредные вещества, которые по мере разложения тела проникают в почву. Гробы состоят из металла, лакированного дерева, синтетических тканей. Продукты распада вредят росту растений, а на производство гробов тратится уйма ресурсов. Только в США в землю ежегодно попадает около 50 тыс. м³ древесины, более 16 млн. литров бальзамирующих жидкостей, более 1,5 млн. тонн железобетона, 17 тыс. тонн меди и бронзы и почти 65 тыс. тонн стали.

[sarcasm]А уж мяса-то сколько пропадает[/sarcasm] Мне кажется, это надуманная проблема. Хомосапиенсы составляют такую незначительную долю биомассы, что человеческие трупы не могут оказывать заметного влияния на природу.

Биоразлагаемый «гроб» с останками захоранивают почти на поверхности земли, где примерно за 18 месяцев он превращается в плодородную почву.
Примерно так работает технология, которую ее создательница — шведка Сюзанна Вииг-Месак — назвала «промессией», от латинского promessa — «обещание»: обещание природе вернуть обратно всю материю, полученную от нее.

Пару цветочных горшков удобрить хватит? Носители "зеленых" идей все глубже впадают в маразм.

[Serg53]

трупы не могут оказывать заметного влияния на природу.

Разлагающиеся трупы могут быть заразны. Но на природу большее влияние оказывают не трупы, а хозяйственная деятельность, в том числе сельскохозяйственная.

Пару цветочных горшков удобрить хватит?

Технологии быстрого преобразования сухих остатков после очистки канализационных стоков в органические удобрения могут внести существенный вклад в улучшение плодородия почв.

[Novosedoff]

Традиционное погребение — не самый безопасный для природы вариант. В составы для бальзамирования входят формалин и другие вредные вещества, которые по мере разложения тела проникают в почву. Гробы состоят из металла, лакированного дерева, синтетических тканей. Продукты распада вредят росту растений, а на производство гробов тратится уйма ресурсов. Только в США в землю ежегодно попадает около 50 тыс. м3 древесины, более 16 млн. литров бальзамирующих жидкостей, более 1,5 млн. тонн железобетона, 17 тыс. тонн меди и бронзы и почти 65 тыс. тонн стали.

Мне кажется, это надуманная проблема. Хомосапиенсы составляют такую незначительную долю биомассы, что человеческие трупы не могут оказывать заметного влияния на природу.

Да уж конечно "надуманная проблема", такие бабки на кону, если убить бизнес гробовщиков и кладбищ   У меня вот бывший коллега недавно схоронил за 100 т.р. "в регионе", а квартиру по наследству продал за 800 т.р. Вот и считайте долю гробовщиков в активе: 12.5%

Помнится, адепты РПЦ одно время пропагандировали, что бездушная кремация - это анти-христиански, в рай путь сразу заказан Учитывая, что билеты в рай распределяют сами попы, на тщедушных бабулек действовало безотказно.

Наши далёкие предки вон без всяких гробов хоронили.

[tof-tof]

По поводу аккумуляторов - хотелось бы уточнить что думают местные эксперты.  Слушал недавно лекцию в которой очень хвалили Натрий-ионный аккумулятор - обещали как замену свинцовому и частично литий-ионному (вроде тех что в электробусы ставят). Обещали не менее х2.5 от лучших свинцовых по количеству циклов.

Пытался что-то найти из публикаций, а не презентаций авторов...  Как я понял по материалам для таких батарей ограничений нет...
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31513192/

[AlexAV]

Пытался что-то найти из публикаций, а не презентаций авторов...  Как я понял по материалам для таких батарей ограничений нет...
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31513192/

Почти, но не совсем. Т.е. ни катодный (сплав натрия и калия), ни анодный материал (сопряженные органические соединения) по ресурсам не ограниченны. А вот с их электролитом интереснее. У них это KPF6. Так вот ресурсы фтора очень даже ограничены.

Но в таком виде конструкция в массовое обращение не пойдёт никогда из-за вопросов с безопасность.

Тут проблему деградации решили довольно радикально. Т.е. анод у них не использует ни интеркалаты (которые для калия и натрия быстро разрушаются из-за сильно изменения объёма в цикле), ни твердый металл (где сразу появляется проблема дендритов). А просто взяли жидкий металл, с которым никакие процессы деградации вообще невозможны (натрий-калиевая эвтектика плавится при -12). Но это решение имеет очевидный недостаток. Натрий-калиевый сплав легко воспламеняется на воздухе и взрывается при контакте с водой. Т.е. при повреждении аккумулятора большой мощности будут очень яркие пиротехнические эффекты. На электромобиль такое уже не поставишь (иначе не знаю как такой автомобиль надо будет называть, там "мечта шахида" или " в последний путь").

Плюс при ниже -12 (когда эвтектика кристаллизуется) нормально работать не будет.

Идея красивая (взять жидкий металл, сразу решается много проблем), но при выборе в качестве такого металла сплав натрия и калия для массового применения не годится. Для специальной и военной техники (где взрыв некоторого процента изделий будет считать допустимым) подобная конструкция какое-то применение найти может.

Кстати, представленный в работе элемент не натрий ионный, а калий-ионный. Там транспорт идёт не ионов натрия, а ионов калия, натрий просто является компонентов поддерживающим эвтектику в жидком состояние, но не участвующем непосредственно в реакции.

В долговечном варианте ёмкость у них кстати не особо большая, 169 Втч/кг. Хотя для калий-ионного весьма неплохо.

[AlexAV]

либо отказаться от них насовсем...

Если сравнить свойства Zr2.5Nb (2.5% ниобий - остальное цирконий, основной сплав в отечественных реакторах для механически нагруженных деталей в АЗ, для оболочек ТВЭЛов, где требования к механической прочности ниже, используют Zr1Nb) с титановым сплавом ВТ5 (5% алюминия, остальное - титан) из изотоп-обогащенного титана (т.е. полагая, что весь титан там только Ti-50), то получится такая табличка



Т.е. сплав системы титан-50 - алюминий имеет прочность более, чем в 2 раза выше сплава Zr2.5Nb как при комнатной температуре, так и при типовой температуре в реакторе реактора. Линейное поглощение нейтронов титановым сплавом только на 16% выше, чем у сплава Zr2.5Nb (за счёт большей концентрации ядер, среднее сечение поглощения для такого титанового сплава будет даже меньше, чем для циркониевого из природного циркония). Однако, за счёт существенно большей прочности, конструкция из титанового сплава может содержать меньше металла (скажем те же стенки каналов, при условии сохранения  запаса прочности, можно будет делать из ВТ5 в 2.2 раза тоньше, чем из Zr2.5Nb). Т.е. замена Zr2.5Nb на ВТ5 (естественно с титаном обогащенным Ti-50, природная смесь изотопов не подойдет) позволит даже сократить паразитный захват нейтронов конструкцией реактора.

Чистый титан и сплавы титан-алюминий имеют исключительно высокую устойчивость к коррозии. В жидкой воде при 318 градусов она составляет только 0.01 г/м2 сутки. Т.е. менее, чем 1 мкм/год (что заведомо приемлемо для практически любой области применения). Аналогично, коррозия титана и сплавов титан-алюминий очень мала и в водяном паре при 400 градусах. Так же для титана и титановых сплавов не характерно явление перелома кинетики коррозии (эта особенность циркония и циркониевых сплавов состоит в том, что во многих случаях сплав может иметь пренебрежимо малую скорость коррозии длительное время, а потом спонтанно, без внешних причин и изменения условий, коррозия может резко ускорится на несколько порядков и конструкция выйти из строя буквально за несколько дней, что и называют "переломом коррозии", необходимость легирования для циркония связана не только с необходимостью упрочнения материала, но и для борьбы с такими явлениями, а вот для титана и его сплавов ничего подобного обычно не наблюдается).

В целом титан и сплавы системы титан-алюминий имеют большую устойчивость к коррозии в воде по сравнению со сплавами циркония и более предсказуемое поведение в ней.

Т.е. сплавы системы титан-алюминий прочнее сплавов системы цирконий-ниобий, при использовании титан-50 имеют при той же прочности конструкции меньшее паразитное поглощение нейтронов, коррозионные свойства титана в воде лучше, чем циркония. Ну и распространенность в природе титана выше, чем циркония. Таким образом, не видно ни одной причины, почему изотоп-обогащенный титан не может заменить цирконий (а легировать титан можно будет дешёвым и доступным алюминием, а не редким ниобием или оловом).

Кроме того, титан в реакторе практически не активируется. Единственный его долгоживущий изотоп Ti-44 (с периодом полураспада 60 лет), но он не имеет внятных путей образования в реакторе. Среди осколков деления нейтронодефицитных изотопов титана практически нет, и единственный возможный канал его образования реакция типа Ti-46(n,3n)Ti-44. Но в титане обогащенном тяжелым изотопом титан-50 самого легкого природного изотопа титана Ti-46 почти не будет, кроме того, порог этой реакции очень большой (22.7 МэВ) и нейтронов с такой энергией в спектре реактора почти нет. Т.е. титан из ОЯТ можно будет использовать повторно без каких-либо дополнительных мер (он будет практически не радиоактивен).

Таким образом, освоение технологии обогащения титана титаном-50 может быть вполне разумной альтернативой использования циркониевых сплавов. Причём, титан-50 в природном титане не так уж и мало (5,18%). Задача явно не сложнее задачи обогащения урана.

[библиограф]

Плюс при ниже -12 (когда эвтектика кристаллизуется) нормально работать не будет.

Есть ещё т.н. Советский сплав
натрий 12 %, калий 47 %, цезий 41 %   Т пл.−78   

[tof-tof]

Есть ещё т.н. Советский сплав
натрий 12 %, калий 47 %, цезий 41 %   Т пл.−78

Там калия в 2 раза меньше чем в NaK Эвтектике где калий 77,3 %, натрий 22,7 %  Непонятно сможет ли оно работать и чем 41 % цезия мешать будет.  Интересно как с воспламенением и горением обстоят дела у Советского сплава?

[библиограф]

 Известно, как: на воздухе тут же вспыхивает, с водой реагирует ещё энергичнее, чем калий
https://www.youtube.com/watch?v=Jy1DC6Euqj4

[serega2007]

Известно, как: на воздухе тут же вспыхивает, с водой реагирует ещё энергичнее, чем калий
http://www.youtube.com/watch?v=Jy1DC6Euqj4

    Трубу теплообменника на АЭС направить в озеро .
    Но такого по счастью еще не было . Пока не было .

[pkl]

«Мир на грани энергетического кризиса». Это плюс для нефтегазовой отрасли


Подробнее на РБК:
https://quote.rbc.ru/news/article/603d20169a794703370e332c
 
Мда, не долго музыка играла...

[Novosedoff]

Какой кризис-то?  Обычное поступательное усовершенствование технологий добычи

[pkl]

А перевод никак нельзя организовать?

[mbrane]

А перевод никак нельзя организовать?

нечего там переводить обыкновенная суходрочка на технологии... какой-то там перец в 191 гд добывал с территории 1000 баррелей , а теперь 85... только он в 191 - нехера не делала  - дырка робил - а потом выручку только и снимал, а теперю 5 частьсразу одай что бы качалки, буровые машины произвести... а главное что  как виден еоонец закона мура = так изжесь видно - что вышк головы не прыгнуть и добыть больше уже не кдастся - ибо все те же физическиее ограничения