Термояд и альтернативы энергетики

 
1 2 3 4 5 6
MD Wyvern-2 #06.12.2005 02:42  @Татарин#06.12.2005 02:08
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Татарин> Ник, а куда при этом денутся отходы?
Wyvern-2>> Реактор после 30-50 лет эксплуатации, просто оставляют в шахте на 100 лет.
Татарин> ЗдОрово. А после ста лет?
Татарин> Но и тогда остается воопрос с отходами. Которых, в пересчете на 1МВт*сут, будет больше, чем в любом нынешнем критичном реакторе. [»]

Исчезнут :) В прямом смысле слова. В таком реакторе остаточные изотопы остаются под облучением длительное время. ВА 100 лет хватит, что остаток сдать на цветные металлы :)

Ник
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  
EE Татарин #06.12.2005 03:14  @Татарин#06.12.2005 02:08
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
Татарин>> Ник, а куда при этом денутся отходы?
Wyvern-2> Wyvern-2>> Реактор после 30-50 лет эксплуатации, просто оставляют в шахте на 100 лет.
Татарин>> ЗдОрово. А после ста лет?
Татарин>> Но и тогда остается воопрос с отходами. Которых, в пересчете на 1МВт*сут, будет больше, чем в любом нынешнем критичном реакторе. [»]
Wyvern-2> Исчезнут :) В прямом смысле слова.
Ы? С чего бы?
Вы, Ник, - романтик. А сугубая практика говорит иное.
Для быстрого реактора с выгоранием порядка 60МВт*сут/кг, килограмм ОЯТ через сто лет будет содержать только стронция-90 и цезия-137 порядка 15-20 кюри/кг. Каждого.
И что с ними предполагается делать?

Обратите внимание, я даже не заикаюсь про долгоживущие йод, технеций, самарий, а также остаточные кобальт и никель, а также прочую мелочевку...

Wyvern-2> В таком реакторе остаточные изотопы остаются под облучением длительное время.
Этой фразы не понял. Какого облучения? Почему? И какой из этого вывод?

Wyvern-2> ВА 100 лет хватит, что остаток сдать на цветные металлы :)
Я тоже считаю, что пункты сбора цветмета нужно извести на корню. Но свежее топливо в этом смысле - гораздо лучше, а пуля - надежнее.

Зачем сто лет выдерживать реактор?
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  
+
-
edit
 

Jerard

аксакал

В той же выработанной кимберлитовой трубке можно залить конус железобетоном, и укладывать туда стальные контейнеры со стабилизированными отходами в "мешках" из пластичной породы вроде глины. А на "полностью исключить" можно ответить только одно: "это невозможно".
 





А через триста лет там происходит мощное землетрясения, и вся гадость попадает в воду и атмосферу - вот потомкам радости, как от взрыва кобальтовой бомбы.
 


В кимберлитовой трубке? %)
"Остановите Землю — я сойду" (С) Лесли Брикасс, Энтони Ньюли  
+
-
edit
 

digger

аксакал

>Где как.
В Штатах - хоронят. У нас, частично в Англии, во Франции и в Японии - извлекают.
Есть энергетические реaктoры нa плутoнии?

 
RU Андрей Суворов #07.12.2005 01:30  @digger#07.12.2005 00:41
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

>>Где как.
digger> В Штатах - хоронят. У нас, частично в Англии, во Франции и в Японии - извлекают.
digger> Есть энергетические реaктoры нa плутoнии? [»]

MOX - mixed oxide fuel можно грузить в обычные ВВЭР (PWR), правда, плутония там может быть не больше четверти.
 

yuu2

опытный

Fakir> А так - Татарин уже откомментировал. Подождём еще, что yuu2 скажет... Почему-то мне кажется, что полетит много перьев ;)

Хотел до конца декабря остаться в добровольном r/o (работы валом, даже на почту нет времени), но на прямой вопрос отвечу.

У БН-800 всего одна проблема - он не является "машиной" для энергетики, проигрывая в экономике ВВЭР-1000. Потому, собственно, лично я и занимаюсь БН ГТ-300 (ссылку на сайт ФЭИ давал?).

У термояда (вне зависимости от схемы) пока остаётся целый ряд материаловедческих проблем. Плюс (из-за множественности схем) не до конца осознанные проблемы технического обеспечения безопасности. Плюс отсутсвие инфраструктуры.

С электроуправляемым свинцовым бридером тоже сталкивался. Материаловедческие (ресурсные) трабблы - те же, что у термояда. По цене - раза в полтора дороже нормального бридера той же мощности. Соответственно, экономическая приемлемость - такая же, что у термояда. Т.е. нулевая. С той разницей, что термояд хотя бы обещает какой-то горизонт .
 

yuu2

опытный

А.С.> MOX - mixed oxide fuel можно грузить в обычные ВВЭР (PWR), правда, плутония там может быть не больше четверти.

Это характерно именно для ВВЭРов и исключительно потому, что исходная система СУЗ расчитана на урановскую долю запаздывающих нейтронов. Чтоб не перепроектировать и перелицензировать ограничили загрузку плутония.

Для быстрого реактора (без эффектов отравления) с хорошим воспроизводством что уран, что плутоний - один чёрт.

 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
yuu2
У термояда (вне зависимости от схемы) пока остаётся целый ряд материаловедческих проблем.
 


У тритиевого термояда - бо нейтронные потоки больно большие, и нейтроны крепкие.
За последние 15 лет вроде радиационную стойкость материалов повысили - было от 3 до 6 лет, теперь говорят - до 7 выдержат - но нерадикально. Есть подозрения, что сильно её не увеличить.
С гелием, конечно, всё меняется - и можно не париться по поводу радиационной стойкости, а озаботиться слабоактивируемостью.

Плюс (из-за множественности схем) не до конца осознанные проблемы технического обеспечения безопасности.
 


Ну это-то не самое узкое место... Предельная авария в любом случае отнюдь не так страшна, как на АЭС.

экономическая приемлемость - такая же, что у термояда. Т.е. нулевая. С той разницей, что термояд хотя бы обещает какой-то горизонт .
 


С экономикой термояда еще вот какая фишка. Энергия с ТЯ-реактора будет тем дешевле, чем выше плотность энерговыделения в плазме - но в тритиевом реакторе она ограничена нейтронами, плотность потока энергии нейтронов на стенку должна быть не выше 1 МВт/м2, иначе стенку придется менять не то что раз в 5 лет, а 5 раз в год. А ежели реактор гелиевый - плотность мощности можно очень прилично повысить.
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Информация к размышлению специально для любителей бора в качестве основы будущей энергетики.

Каких размеров будет реактор на боре?
При весьма оптимистичных предположениях, что мы можем обеспечить магнитное поле до 80 Тл реактор термоядерной мощности порядка гигаватта и дохлым Q~1,2 (т.е. электрическая мощность не больше 200 МВт) будет иметь длину... приготовьтесь...
24 километра
. В скобках, прописью - двадцать четыре километра. Еще вопросы будут? ;)

В общем, пламенный привет академику Зелёному :D
 
+
-
edit
 

Mathieus

втянувшийся

не пинайте зазря, но давно хотел спросить : не предвидится ли в обозримом будущем качественных изменений в ядерной физике и соответственно в термоядах ?
Вот например не так давно был получен гелий-6 - обычное ядро гелия + 2 слабосвязанных нейтрона , такой комплекс достаточно живуч (1 с) и имеет громадное сечение взаимодействия за счет нейтронного "гало". Можно было б наполучать подобных нейтронноизбыточных ядер и использовать их как катализаторы для "сжигания" того же бора или чего потяжелее.
Или например вдобавок к старым альфа, бета, гамма-радиоактивностям довольно давно открыли двухпротонную радиоактивность , может еще открыть черти-какую-активность , чтоб вылетали сразу ядра He3 ?
В общем интересно , чего нам в этом веке ждать от ядерной физики ?
 

yuu2

опытный

Fakir> yuu2
Fakir>
У термояда (вне зависимости от схемы) пока остаётся целый ряд материаловедческих проблем.
 

Fakir> У тритиевого термояда - бо нейтронные потоки больно большие, и нейтроны крепкие.
Fakir> За последние 15 лет вроде радиационную стойкость материалов повысили - было от 3 до 6 лет, теперь говорят - до 7 выдержат - но нерадикально. Есть подозрения, что сильно её не увеличить.

Вот как раз деффекты кристаллической решётки, вызванные рассеянием нейтронов при высоких температурах очень даже хорошо самозалечиваются. Реакторные стали сегодня держат до 100-120 смещений на атом (т.е. каждый атом 100-120 раз за время работы металла вышибается из своего "законного" места в решётке).

Но высокотемпературное гелиевое охрупчивание у металлических материалов ещё пока никто не отменил. А монокристаллический лейкосапфир в форме тонкостенного пустотелого тора диаметром 30 метров лет эдак 30 ешё не появится.
 
EE Татарин #09.12.2005 20:45  @yuu2#09.12.2005 19:40
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
yuu2> Но высокотемпературное гелиевое охрупчивание у металлических материалов ещё пока никто не отменил. А монокристаллический лейкосапфир в форме тонкостенного пустотелого тора диаметром 30 метров лет эдак 30 ешё не появится. [»]
Он в такой форме и не нужен. Основные конструкции (несущие - в том числе) спрятаны за бланкетом, там потоки куда меньше. Проблема в материалах "первой стенки", то есть того, что непосредственно долбится мегаваттным 14МэВ потоком.
А там материалы нужны в другой форме (и в других количествах).
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
yuu2
Вот как раз деффекты кристаллической решётки, вызванные рассеянием нейтронов при высоких температурах очень даже хорошо самозалечиваются. Реакторные стали сегодня держат до 100-120 смещений на атом (т.е. каждый атом 100-120 раз за время работы металла вышибается из своего "законного" места в решётке).
 


Ну я же говорю - для нейтронных потоков с плотностями и энергиями, характерными для ядерных реакторов и гелиевых термоядерных, материаловедческие проблемы уже не так критичны, можно думать уже не о радиационной прочности, а о слабоактивируемости. А вот когда энергия нейтронов 14 МэВ и поток мощнейший - без вариантов, 7 лет - потолок на сегодняшний день.

 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Mathieus
не пинайте зазря, но давно хотел спросить : не предвидится ли в обозримом будущем качественных изменений в ядерной физике и соответственно в термоядах ?
 


ИМХО - нет. Во всяком случае, не предвидится изменений, которые могли бы в перспективе привести к созданию мощного энергетического реактора, пригодного для электроэнергетики.
Лабораторные установки, может быть, генераторы малой электрической мощности, какие-то специфические применения, движки, в конце концов. Это - в принципе не исключено, хотя вероятность и невелика. Большая энергетика - нет.

Можно было б наполучать подобных нейтронноизбыточных ядер и использовать их как катализаторы для "сжигания" того же бора или чего потяжелее.
 


Не совсем понял идею. То есть хотите получить некое нейтронноизбыточное ядро, в которое должны воткнуться сначала бор, затем водород, потом они должны прореагировать между собой, осколки улететь, а ядро-катализатор остаться в первоначальном состоянии, пригодном для дальнейшей работы?! Явно без шансов, такого ни одно ядро не перенесёт. Я даже не говорю о самой реалуемости таких реакций в ядре, тут судить тяжело, но его ж будет дико колбасить - не удержится. Это даже если не учитывать проблем с получением заметного количества таких ядер...

Катализы всякие - штука красивая, но вряд ли можно рассчитывать на возможность массового применения в обозримом будущем. Может быть, когда-нибудь... А пока и с классическим мюонным не очень получается...
При мю-катализе в горячем водороде на порядок возрастает число катализируемых реакций, но всё равно остаётся геморрой с ускорителями... Для катализа реакции D-He3 (бора - тем более) мюоны практически непригодны, так что проблемы с радиационной прочностью всё равно огребём...

Или например вдобавок к старым альфа, бета, гамма-радиоактивностям довольно давно открыли двухпротонную радиоактивность , может еще открыть черти-какую-активность , чтоб вылетали сразу ядра He3 ?
 


Даже если откроют - в практическом плане это ничего не даст. Гелий-3 можно делать минимум семью способами, но возить с Луны проще и дешевле.

В общем интересно , чего нам в этом веке ждать от ядерной физики ?
 


Всё равно не угадаем - в чём и прелесть-то :)
 

yuu2

опытный

Татарин>Проблема в материалах "первой стенки", то есть того, что непосредственно долбится мегаваттным 14МэВ потоком.

Дык, ить и я о них. Для высокотемпературного охрупчивания металлов нейтронный поток имеет стимулирующее, но отнюдь не фундаментальное (порождающее) действие. А главной бякой становятся гелий и водород.

Без керамической первой стенки что на тритии, что на гелии термоядерный реактор будет крайне ограничен по ресурсу.

Да и к "срыву шнура" в токамаке керамическая стенка будет терпимее. Только вот нет пока ея в природе.
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
yuu2
Дык, ить и я о них. Для высокотемпературного охрупчивания металлов нейтронный поток имеет стимулирующее, но отнюдь не фундаментальное (порождающее) действие. А главной бякой становятся гелий и водород.
 


Смущаете вы мой ум... :)
А точно там нет никакого порога в энергии нейтронов и интенсивностя потока, как раз между областями "ядерными" и "термоядерными"?
Везде пишут, что стенка помирает именно из-за больших нейтронных потоков... Правда, это не материаловедческие статьи, механизмы не рассматриваются...
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
yuu2
Без керамической первой стенки что на тритии, что на гелии термоядерный реактор будет крайне ограничен по ресурсу.
 


Тут имеет место вот какая ботва. Не может стенка быть керамической. Проводящий (и хорошо проводящий) кожух играет очень важную роль в стабилизации плазмы. Если засунуть его под керамику - ничего не выиграем, керамика ведь сильно поток не ослабит, и получаем те же самые проблемы. "Начинай сначала".
 
EE Татарин #11.12.2005 12:51  @yuu2#11.12.2005 10:51
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
Татарин>>Проблема в материалах "первой стенки", то есть того, что непосредственно долбится мегаваттным 14МэВ потоком.
yuu2> Дык, ить и я о них. Для высокотемпературного охрупчивания металлов нейтронный поток имеет стимулирующее, но отнюдь не фундаментальное (порождающее) действие. А главной бякой становятся гелий и водород.
yuu2> Без керамической первой стенки что на тритии, что на гелии термоядерный реактор будет крайне ограничен по ресурсу.
Никто и не сомневается в том. Ну и что?
Согласитесь, что одно дело цельный тор, другое дело - изделия с характерными размерами по 20-30см.
Разница в том, что не надо нести серьезных механических нагрузок, поэтому первая стенка может быть и составной..

yuu2> Да и к "срыву шнура" в токамаке керамическая стенка будет терпимее. Только вот нет пока ея в природе. [»]
Есть-есть. Только дорогое. Пока.

Кстати, а как у вас, проблема радиационной стойкости не возникает?
Я, вроде, слышал, что в БРах с этим тоже проблемы, и именно из-за спектра (все же есть очень большая разница между тепловыми нейтронами и нейтронами деления).
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  
Это сообщение редактировалось 11.12.2005 в 13:18
EE Татарин #11.12.2005 12:58  @Fakir#11.12.2005 12:03
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
Fakir> Тут имеет место вот какая ботва. Не может стенка быть керамической. Проводящий (и хорошо проводящий) кожух играет очень важную роль в стабилизации плазмы. Если засунуть его под керамику - ничего не выиграем, керамика ведь сильно поток не ослабит, и получаем те же самые проблемы. "Начинай сначала". [»]
Строго говоря, выиграем: металл не будет контактировать с плазмой.
Но это даже не столь важно, ибо если нет механических нагрузок (они на керамике), то и пусть себе покрытие охрупчивается. И фиг бы с ним.
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Татарин
Согласитесь, что одно дело цельный тор, другое дело - изделия с характерными размерами по 20-30см.
 


Ну не такой он и цельный. Первая стенка вообще-то порядочно сегментирована - посмотри, например, на фотки JET-а изнутри, например, здесь:
EFDA | European Fusion Development Agreement.
Но дело ж даже не в этом.

А вообще проблема первой стенки состоит из двух частей. Первая - вследствие непосредственного контакти с частицами плазмы (из-за срывов или блобов, или еще каких неприятностей). Она сама по себе тоже делится на две части: стенка должна какое-то время выжить сама и не загрязнять плазму примесями. Вторая - это уже проблема радиационной прочности. И если первая проблема касается, так скз, только верхнего слоя первой стенки, "кожуры", то радиационная прочность важна для всей толщины - от покрытия стенок камеры до проводящего кожуха, конструкционных материалов, и т.д.
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Татарин
Строго говоря, выиграем: металл не будет контактировать с плазмой.
 


Очень не факт, что будет хорошо, если с плазмой будет контактировать не металл, а керамика. Примеси, так их растак... Очень там сложный узел получается.
 
EE Татарин #11.12.2005 13:24
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
Fakir> Татарин
Fakir>
Согласитесь, что одно дело цельный тор, другое дело - изделия с характерными размерами по 20-30см.
 

Fakir> Ну не такой он и цельный. Первая стенка вообще-то порядочно сегментирована - посмотри, например, на фотки JET-а изнутри, например, здесь:
Fakir> EFDA | European Fusion Development Agreement.
Ну, так а я о чем?
Именно: цельный лейкосапфир нафиг не нужен. Достаточно лишь пластинок из радиационно-стойкого материала (или не пластинок - какую там форму имеют конструкционные элементы бланкета?).
Конечно, конструкции за бланкетом тоже получают серьезные дозы, но это уже совсем другие порядки.

Fakir> Но дело ж даже не в этом.
Fakir> А вообще проблема первой стенки состоит из двух частей. Первая - вследствие непосредственного контакти с частицами плазмы (из-за срывов или блобов, или еще каких неприятностей). Она сама по себе тоже делится на две части: стенка должна какое-то время выжить сама и не загрязнять плазму примесями. Вторая - это уже проблема радиационной прочности. И если первая проблема касается, так скз, только верхнего слоя первой стенки, "кожуры", то радиационная прочность важна для всей толщины - от покрытия стенок камеры до проводящего кожуха, конструкционных материалов, и т.д.
Зачем, интересно, проводящему кожуху гигантская радиационная стойкость?
Ну да, будет материал весь в дефектах... ну, механическая стойкость снизатся на порядки, проводимость чуть хуже. Но зачем механическая стойкость покрытию?


...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  
EE Татарин #11.12.2005 13:25  @Fakir#11.12.2005 13:05
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
Fakir> Татарин
Fakir>
Строго говоря, выиграем: металл не будет контактировать с плазмой.
 

Fakir> Очень не факт, что будет хорошо, если с плазмой будет контактировать не металл, а керамика. Примеси, так их растак... Очень там сложный узел получается. [»]
А что примеси?
Лишь бы были легкие и не испарялись.
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Татарин
А что примеси?
Лишь бы были легкие и не испарялись.
 


Так вот и надо смотреть, как будет вести себя керамика при контакте с плазмой, что и в каком количестве будет из ней лететь.
 

Tico

модератор
★★☆
Критикуют:

No future for fusion power, says top scientist
- Барабашка - это научный факт. (с) аФон+  
1 2 3 4 5 6

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru