Ядерная и углеводородная энергетики

Цитата: Мишел от 12.02.2018 20:38:36Росатому в нынешнем виде не нужен.
Это задача государственная - построение сбалансированной и ресурснообеспеченной АЭ, решать ее должно правительство и несколько министерств сразу. 

По ЖСР. И международно в очередь стоят, и Россия вполне потянет самостоятельно ЖСР. Пока еще.

На данный момент российскому государству торий не нужен. Он потребуется веков так через ...
На счет ЖСР - а зачем сейчас он России?
Тут надо допиливать три направления - ВВЭР ТОИ с регулированием спектра, довести БН-1200 до серийности, и отработать БРЕСТ-300. А самая большая проблема на сегодня - это материаловедение, вот тут даже у Россатома есть провал - не хватает ресурсов. А ведь куча проблем в этой области еще не решено.

Главная бухгалтерская служба США (GAO, аналог Счётной палаты) произвела проверку планов национального управления по ядерной безопасности (NNSA) по обеспечению обогащённым ураном для военных нужд.

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПОСЛЕ ФОТО
Центрифуги AC100, фото Сentrus



Несвязанный уран

Обогащённый уран в США требуется для следующих военных нужд (в тексте отчёта GAO используется эвфемистический термин "нужды национальной безопасности"):
      - для производства трития для ядерного оружия;
      - для судовых реакторов ВМФ.

Для этих целей может использоваться только уран, не связанный обязательствами по мирному использованию (unobligated uranium). Обогащённый уран считается несвязанным при условии, если ни его природная компонента, ни технологии его обогащения не связаны никакими обязательствами перед иностранным государством.

Последний американский поставщик несвязанного обогашённого урана ГДЗ "Падука" был остановлен в мае 2013 года. С тех пор запасы несвязанного обогашённого урана в США только уменьшаются.
В октябре 2015 года NNSA разработало план под названием "Tritium and Enriched Uranium Management Plan Through 2060", в котором рассмотрело различные варианты поддержания и пополнения необходимого запаса несвязанного обогащённого урана.

Четыре способа пополнения

В мае 2014 года NNSA подготовило документ "Tritium Readiness Subprogram Tritium Production Fuel Supply Plan", согласно которому запасов несвязанного НОУ для производства трития в США хватит только до 2027 года.
Управление видит четыре способа прироста запасов на среднесрочную перспективу, благодаря которым срок исчерпания запасов может сдвинуться на 2038-2041 годы. Два из них связаны с улучшением учёта и контроля, два других предусматривают разубоживание ВОУ.
Так, компания TVA, на чьих реакторах осуществляется наработка трития, применяет в интересах NNSA методику под названием "book storage".
В соответствии с этой практикой, поставщики ядерных материалов отмечают (резервируют), какое количество хранящихся у них материалов относится к тому или иному покупателю. TVA заключила контракты с двумя поставщиками, поручив им резервировать несвязанный НОУ.
Преимущество "book storage" состоит в отсутствии необходимости для NNSA или TVA физически хранить зарезервированный несвязанный НОУ. Однако возможности данной методики по понятным причинам ограничены - в лучшем случае она позволит сдвинуть срок исчерпания запасов несвязанного НОУ на три года.

Второй способ, применяемый NNSA - обмен обязательствами. От имени управления компания TVA может выменивать у других владельцев НОУ оставшиеся у них партии несвязанного НОУ, предлагая взамен связанный обогащённый уран. Физического перемещения урана, так же как и при "book storage", в этом случае не требуется.

Несвязанный НОУ может получаться при разубоживании несвязанного ВОУ, а именно, высокообогащённого урана, извлечённого из демонтируемых ядерных боеголовок.

Кроме того, начиная с 2019 года NNSA планирует приступить к разубоживанию урановых отходов оружейного производства - той их части, которая содержит высокообогащённый уран.

Центрифужные варианты

Кроме того, NNSA рассматривает возможность возобновления в США работ по обогащению урана, использующих американские технологии и производящие в результате не связанный обязательствами обогащённый уран.
На первом этапе управление проанализировало шесть различных способов обогащения урана.
Четыре из них - рестарт ГДЗ "Падука", электромагнитное разделение изотопов, AVLIS и SILEX - были по тем или иным причинам отвергнуты. Оба оставшихся варианта - это центрифужное обогащение.

Первый из двух оставшихся в рассмотрении вариантов - возобновление работ над центрифугами AC100, "большими" центрифугами.
Разработкой технологии AC100 ранее занималась компания USEC (теперь "Centrus"). После её управляемого банкротства в 2014 году работы над центрифугами продолжились силами USEC при поддержке министерства энергетики США. Небольшое финансирование от министерства ведётся и сейчас (контракт заключён до сентября 2018 года).

В своём отчёте аудиторы высказываются со сдержанным оптимизмом относительно перспективы успешной демонстрации технологии AC100. В то же время, они обращают внимание на некоторые неочевидные обстоятельства.
После банкротства USEC министерство энергетики США получило от компании описание технологии в целях её сохранения. Но с тех пор "Centrus" выявила некоторые новые технические проблемы и предложила пути их решения. Эти новые знания хранятся в отличном формате, и для реконструкции и стыковки с полученным в 2014 году описанием потребуется проведение расчётов.

В настоящее время министерство и "Centrus" ведут переговоры с целью обеспечить перевод новых знаний в нужный формат силами компании.
Второй неочевидный момент связан с суммой роялти, на которую претендует "Centrus" в том случае, если технология AC100 будет внедрена. В 2002 году USEC и DoE договорились о том, что эта сумма не может превышать 665 миллионов долларов, однако с тех пор многие обстоятельства изменились и точный предел возможных отчислений в министерстве назвать затрудняются.
Есть и другие моменты - например, база поставщиков. В своё время USEC провела большую работу и смогла закупить всё необходимое для демонстрационного каскада центрифуг у более чем 900 поставщиков из 28 штатов. Условием поставок было то, чтобы в результате получаемый обогащённый уран не оказался бы связанным (иными словами, это должны были быть американские поставщики с американскими технологиями).

Однако за прошедшие с тех пор годы многие из отобранных поставщиков либо вышли из бизнеса, либо утратили способности производить необходимые узлы и детали. Следовательно, базу поставщиков перед внедрением AC100 понадобится собрать заново.
Второй центрифужный вариант, рассматриваемый NNSA - так называемые малые центрифуги высотой от 6 до 14 футов. Они должны быть меньше, проще и потенциально дешевле центрифуг AC100.

Экспериментальные работы по созданию малых центрифуг начались в Окридже в 2016 году. По состоянию на декабрь 2017 года, была изготовлена одна демонстрационная центрифуга. Даже если программа исследований в Окридже завершится удачно, для внедрения малых центрифуг потребуется от четырёх до семи лет.

Выводы аудиторов

Выводы, к которым аудиторы GAO пришли в своём отчёте, достаточно спокойные и не содержат алармистских утверждений.
Тем не менее, аудиторы сделали ряд замечаний. Они предложили NNSA чётче определиться с долгосрочными перспективами поддержания и пополнения запасов несвязанного обогащённого урана, а также обратили внимание на недочёты в планировании, способные привести к росту финансовых затрат.

Вопросик появился - изотопы из реактора, проработавшего сутки, по своей "грязности" ближе к ядерному взрыву или к чернобылю?

Цитата: Luddit от 02.03.2018 09:26:05Вопросик появился - изотопы из реактора, проработавшего сутки, по своей "грязности" ближе к ядерному взрыву или к чернобылю?

Расшифруйте, что понимаете под термином "грязность".

Цитата: ДядяВася от 02.03.2018 20:31:51Расшифруйте, что понимаете под термином "грязность".

Долгоживучесть изотопов при разносе реактора "в пыль".

Цитата: Luddit от 02.03.2018 21:10:19Долгоживучесть изотопов при разносе реактора "в пыль".

В этом смысле самым грязным будет U-238 т.к. Т_1/2 = 4,5 млрд. лет.

Цитата: ДядяВася от 02.03.2018 21:42:29В этом смысле самым грязным будет U-238 т.к. Т_1/2 = 4,5 млрд. лет.

Хорошо, уточню: имеющих такой баланс активности и периода полураспада, который заставляет покинуть зараженную территорию на срок, достаточный для ветшания объектов капстроительства до состояния "легче новый построить, чем этот чинить".

Цитата: Luddit от 02.03.2018 21:52:44Хорошо, уточню: имеющих такой баланс активности и периода полураспада, который заставляет покинуть зараженную территорию на срок, достаточный для ветшания объектов капстроительства до состояния "легче новый построить, чем этот чинить".

Влезу со свиным рылом в калашный ряд, но на мой взгляд разговор ни о чём. По действием нейтронного облучения конструкционных материалов и теплоносителя в реакторе образуется не так много радионуклидов. Основное - от распада ядер урана, причем абсолютно то же самое, что в бомбе (ну с поправкой, что там плутоний и соотношение продуктов распада буден немного другим). При взрыве 20-килотонного заряда деления образуется ровно столько же изотопов, что за 2.5 года работы мегаваттного (по тепловой мощности) реактора. Но есть три большие разницы:
1). Продукты распада в реакторе успели очень сильно подразложиться за прошедшее время (самые первые короткоживущие так почти в ноль).
2). Продукты распада короткоживущих изотопов длительное время подвергаются нейтронному облучению и могут образовывать новые радионуклиды, нехарактерные для взрыва.
3). При воздушном (и даже наземном) подрыве ядерного боеприпаса все его остатки испаряются и уходят на большие высоты, а при разрушении реактора остаются на месте.
Но если мы рассматриваем компактный реактор ракеты, работающий несколько часов, то:
По пункту 1 - там наработаются мышкины слёзки по сравнению со взрывом.
По пункту 2 - пройдёт слишком мало времени.
По пункту 3 - при ядерном взрыве испарившийся рекактор улетит вместе со всем остальным хозяйством.
При подрыве обычной боеголовки (хотя на мой взгляд from gates) будет очень грязно, но на маленьком пятачке и доступно для уборки, если не в течение дней, то недель.

Цитата: Senya от 03.03.2018 06:45:09Влезу со свиным рылом в калашный ряд, но на мой взгляд разговор ни о чём. По действием нейтронного облучения конструкционных материалов и теплоносителя в реакторе образуется не так много радионуклидов. Основное - от распада ядер урана, причем абсолютно то же самое, что в бомбе (ну с поправкой, что там плутоний и соотношение продуктов распада буден немного другим). При взрыве 20-килотонного заряда деления образуется ровно столько же изотопов, что за 2.5 года работы мегаваттного (по тепловой мощности) реактора. Но есть три большие разницы:
1). Продукты распада в реакторе успели очень сильно подразложиться за прошедшее время (самые первые короткоживущие так почти в ноль).
2). Продукты распада короткоживущих изотопов длительное время подвергаются нейтронному облучению и могут образовывать новые радионуклиды, нехарактерные для взрыва.
3). При воздушном (и даже наземном) подрыве ядерного боеприпаса все его остатки испаряются и уходят на большие высоты, а при разрушении реактора остаются на месте.
Но если мы рассматриваем компактный реактор ракеты, работающий несколько часов, то:
По пункту 1 - там наработаются мышкины слёзки по сравнению со взрывом.
По пункту 2 - пройдёт слишком мало времени.
По пункту 3 - при ядерном взрыве испарившийся рекактор улетит вместе со всем остальным хозяйством.
При подрыве обычной боеголовки (хотя на мой взгляд from gates) будет очень грязно, но на маленьком пятачке и доступно для уборки, если не в течение дней, то недель.

А мы твердо уверены, что там классический реактор, просто маленький?

Цитата: Ещё один  инженер от 03.03.2018 20:52:51А мы твердо уверены, что там классический реактор, просто маленький?

Если реактор - источник энергии деление урана или плутония - тогда без разницы, классический он или нет.
Если изотопный источник, дело конечно другое, но мне очень трудно в него поверить.

Цитата: Senya от 03.03.2018 21:22:30Если реактор - источник энергии деление урана или плутония - тогда без разницы, классический он или нет.
Если изотопный источник, дело конечно другое, но мне очень трудно в него поверить.

РИТы не пойдут, потому как они "не выключаемые", т.е. их нужно постоянно охлаждать.

Но это не самое главное. Что имеем по тепловыделению. Смотрим ВИКИ .
Из изотопов можно выбрать только альфа - , т.к. ни бета-, ни гамма- не пойдут, защита будет весить тонны иначе к ним не подойди.

Период полураспада - не меньше 3 лет. Потому как на "дежурстве" хоть год им постоять нужно.

И что мы имеем? Pu-238; Pm-147 (не альфа, но бета- у него мягкая), Cm-244
Смотрим сколько удельная мощность Вт/г, соответственно - 0,568 - 0,37 и 2,8.
А Кюрей на ватт - 30,3 - 2700 и 29,2 соответственно.
А сколько ватт нужно для пепелаца? Вопрос не для меня. Предположим, что 100 кВт.
Отсюда потребуется 176 кг - 270 кг и 36 кг. соответственно.
Ну, а если в Кюрях считать, то вообще всё пропало. Ну, а в деньгах, даже в пересчёте на резанную, станок сломается.
В общем, вариант, с негодованием, отметается.

Цитата: ДядяВася от 03.03.2018 22:12:07Ну, а если в Кюрях считать, то вообще всё пропало. Ну, а в деньгах, даже в пересчёте на резанную, станок сломается.
В общем, вариант, с негодованием, отметается.

Я вобщем тоже так сразу подумал
На военной ветке другая интересная, пусть не бесспорная мысль была. Сначала все бросились урановые варианты обсуждать, но критмассу в компактном реакторе проще набрать плутонием.

Цитата: Senya от 04.03.2018 07:29:39Я вобщем тоже так сразу подумал
На военной ветке другая интересная, пусть не бесспорная мысль была. Сначала все бросились урановые варианты обсуждать, но критмассу в компактном реакторе проще набрать плутонием.

Не, это же не бомба. Я там приводил пример "Топаза", а там 11,5 кг урана.
Да и габарит - масса определится не критмассой, а теплосъёмом, и здесь основная засада.

Цитата: Труффальдино от 04.03.2018 16:23:04По моим прикидкам, получается не меньше 1 мегаватта. За ориентир брал КР Х-101, у ней расход топлива порядка 170 кг/ч.

выходит никакого теплоносителя и теплообменников? рабочее тело (воздух/вода)нагревается проходя  непосредственно через активную зону?
 сразу так подумал, так как остальные варианты негабарит

Цитата: mark.76 от 04.03.2018 17:35:27выходит никакого теплоносителя и теплообменников? рабочее тело (воздух/вода)нагревается проходя  непосредственно через активную зону?
 сразу так подумал, так как остальные варианты негабарит

В таких габаритах, только так.

Цитата: ДядяВася от 04.03.2018 17:37:12В таких габаритах, только так.

Т.е., "ядерный ПВРД"? Если так, то да, ГЗ его естественная среда обитания.

Цитата: GeorgV от 04.03.2018 18:04:38Т.е., "ядерный ПВРД"? Если так, то да, ГЗ его естественная среда обитания.

"Крылышки" на видео соответствуют скорее обычным дозвуковым КР, чем хотя бы сверхзвуку. Длинные и тонкие, по типу Х-101.

Цитата: Senya от 04.03.2018 18:17:13"Крылышки" на видео соответствуют скорее обычным дозвуковым КР, чем хотя бы сверхзвуку. Длинные и тонкие, по типу Х-101.

А вдруг это бустер, и он потом отвалится (вместе с дозвуковыми крыльями?) Я к чему - плотность рабочего тела для реактора должна быть высокой. Значит, либо компрессор, либо сжимать набегающим потоком. Хотя,  если ракета предназначена для длительного полета, вряд ли все стадии оного будут на ГЗ.    

 

Цитата: GeorgV от 04.03.2018 18:26:57А вдруг это бустер, и он потом отвалится (вместе с дозвуковыми крыльями?)

Нет, крылья по центру и одинаково присутствуют и на этапе разгона пороховым ускорителем и потом, когда ракета идёт на реакторе и след за ней как таковой отсутствует.

Цитата: GeorgV от 04.03.2018 18:26:57Я к чему - плотность рабочего тела для реактора должна быть высокой. Значит, либо компрессор, либо сжимать набегающим потоком. Хотя,  если ракета предназначена для длительного полета, вряд ли все стадии оного будут на ГЗ.

Я понимаю, и этот вопрос уже несколько раз поднимали. Но - пока то, что есть. Возможно тяги для сверхзвука (и тем более гиперзвука) пока не хватает. Вон только что Сегодня в 17:23 оценили тепловую мощность в мегаватт для дозвука. А в разы большее энерговыделение в таких габаритах возможно пока за пределами стойкости конструктивных материалов.

Цитата: Senya от 04.03.2018 18:37:28Нет, крылья по центру и одинаково присутствуют и на этапе разгона пороховым ускорителем и потом, когда ракета идёт на реакторе и след за ней как таковой отсутствует.

Я понимаю, и этот вопрос уже несколько раз поднимали. Но - пока то, что есть. Возможно тяги для сверхзвука (и тем более гиперзвука) пока не хватает. Вон только что Сегодня в 17:23 оценили тепловую мощность в мегаватт для дозвука. А в разы большее энерговыделение в таких габаритах возможно пока за пределами стойкости конструктивных материалов.

Спасибо за ссылку. Поднял посты, вопросов пока нет.