Тред №158185

 Обкрадывают идею реактора Феоктистова? Уж в российском-то Атоминфо о нем могли бы и вспомнить

http://atominfo.ru/news/air7805.htm

Начну-ка я со своих постов на "А как же оно тикает?" от 20 Март 2009, 20:53:34, оно же повтпрено 21 Март 2009, 00:53:57 на этой ветке на стр. 12:

 Я как-то обещал было рассказать чуток о реакторе Феоктистова, который был предложен им в 1988 году. Это реактор на быстрых нейтронах хитрой конфигурации, который работает как "свечка".  Представьте себе огромное полено из урана-238 (примесь 235-го допускается), с одного конца которого сделана нашлепка, где в уран-238 добавлено  10 процентов плутония. Полено конечно же не полено, вдоль него трубы, а по трубам теплоноситель гуляет. И вот со стороны нашлепки надо на это полено подать нейтроны, чтобы загорелось. И дальше по полену пойдет волна горения --- наработки плутония из урана-238. Феоктистов заметил, что такая бегущая волна горения устойчива безо всякого вмешательства извне. Дело в нелинейном характере уравнений, и волна горения оказывается фактически солитоном.

После публикации Феоктистова в Докладах Академии наук, том 309, стр. 864-867 (1989)  этим заинтересовались японцы, которые скорее всего пошли через два года на чистый плагиат, а в 1996 году вылез с такой же идеей и тот самый Эдвард Теллер,  которому показалось, что можно реализовать такой реактор и на тории. Эти первые авторы решали упрощенную задачу, а в реалистической геометрии первые оценки были сделаны групппой харьковских физиков из Физико-Технического Института (С.П.Фомин, Ю.П.Мельник, В.В.Пилипенко, М.Ф.Шульга) и их первая публикация называлась "Додслiдження хвильового режиму ядерного горiння, що самоорганiзуется у реакторi на швидких нейтронах".  Не надо бояться, статья  сам на английском в Problems of Atomic Science and Technology, раздел Application of Nuclear Methods. Ребята эти сами не реакторщики, на это дело толкнула их нужда: они получили грант из т.н. МНТЦ, по которому Запад подкармливал ядерщиков из СССР, чтобы им не вздумалось по разным Иранам разбегаться с голоду. Теллер у них в ХФТИ бывал и с ним в самом начале они обсуждали. В расчетах им помогли программами МИФИсты.

Их оценки говорят, что полено длиной в 2 метра будет гореть 200 дней (на полено поболее не хватило мощи компьютеров). Нашлепка для поджига должна была быть толщиной с полметра, и надо было облучать ее внешними нейтронами дней 10, чтобы оно разгорелось. Они попробовали разные режимы, и убедились, что даже при всплесках начальной мощи на порядок реактор сравнительно быстро выходит на режим нормальной мощности. В их примере в полене горючего было 40 процентов по обьему, на конструкционное железо и теплоноситель (натрий) по 30 процентов. Они также нашли, что на тории реактор работать не будет. Одно огорчение, что пока у них в волне получается слишком большие энерговыделение, но при переходе от одномернго приближения к более реалистиоческой геометрии мощность упала более чем на порядок, и они трудятся дальше.

Идея-фикс: просто закопать такое полено глубоко-глубоко, дать ему выгореть за лет ... дцать и забыть о нем. Правда, до технического решения проблемы теплоотвода и стойкости железа при тех потоках нейтронов, что получаются в этой волне горения, пока далеко-далеко. Но радость в стабильности солитонной волны горения.


А теперь свежий пост с Атоминфо:


Нейтроника-2009 В США подана патентная заявка на реактор-самоед

Реакторы-самоеды вряд ли появятся в железе в обозримом будущем, так как эта концепция выдвигает чрезмерные требования к конструкционным материалам. Но несмотря на это, процесс защиты интеллектуальной собственности по таким установкам набирает обороты.

Профессиональный сайт Nuclear Street в очередном обзоре патентных новинок в Соединённых Штатах, затрагивает тему быстрого бридера "Searete" с "путешествующей волной" - реактора, называемого в отечественной литературе самоедом.

Самоеду для подпитки не требуется обогащённый уран или плутоний. Разумеется, определённое количество делящегося материала загружается в него перед первой кампанией - так называемая запальная зона. В дальнейшем в реактор добавляется только природный или даже обеднённый уран, а его критичность поддерживается за счёт конверсии в зоне 238U в 239Pu.
В некоторых модификациях самоедов подгрузка сырьевых изотопов не требуется, и всё необходимое для работы реактора в течение всего срока службы количество 238U с самого начала размещается в активной зоне

Главное преимущество самоедов перед традиционными быстрыми реакторами, работающими в замкнутом топливном цикле, заключается в отсутствии нужды для внешних производств по переработке ОЯТ. Главный недостаток - необычайно высокие флюенсы и с.н.а., набираемые в топливных и конструкционных материалах к концу кампании топлива. Материалов, надёжно доказавших бы свою работоспособность при таких параметрах, в настоящее время не существует.
В Соединённых Штатах подана заявка №20090252273 на патент, в котором описывается быстрый бридер-самоед, способный работать 50-100 лет без частичных перегрузок. Он использует принцип, названный в заявке как "волна горения" (deflagration wave). Процесс энерговыделения в бридере перемещается за время жизни реактора из одной части активной зоны в другую, вовлекая в цепную реакцию загруженные запасы сырьевых изотопов.

Принцип "волны горения" может быть легко пояснён на примере горения сигареты - курильщик поджигает кончик сигареты, и огонь постепенно приближается к её началу, уничтожая по пути запасы табака и производя конечный продукт (в данном случае, дым, насыщенный никотином).

Но любая аналогия хромает, и наш случай - не исключение. Между принципами действия самоеда и сигареты есть принципиальная разница, так как в сигарете исходно хранится весь запас "топлива" (табака), нужный для её работы, а в самоеде топливо сначала создаётся путём поглощения нейтронов в сырьевых изотопах.

Конечно, можно обойтись и без бридинга и загрузить в обычный легководный реактор 235U в количестве, достаточном для беспрерывной работы блока в течение нескольких десятилетий. Оставив в стороне вопросы о материалах и о способности оборудования блока обходиться столь длительное время без ремонта и обслуживания, отметим только, что в таком аппарате потребуется существенное - мягко говоря! - утяжеление системы управления для компенсации огромной избыточной реактивности. По этой причине, самоеды всё-таки рассматриваются только в бридерном исполнении. - AtomInfo.Ru.

Автор американской заявки на патент Джон Джилланд (John Gilleland) говорит, что на самом деле внутри бридера "Searete" путешествуют две волны, а не одна. Первая волна - это волна воспроизводства, волна накопления плутония из 238U. Вслед за ней движется волна выгорания, по фронту которой происходит сжигание плутония, наработанного при проходе первой волны.

Физика процесса понятна. Как только на фронте первой волны появляется достаточная концентрация плутония, в этом месте интенсифицируются реакции деления, которые начинают сжигать плутоний - то есть, приходит волна выгорания. Образующиеся при делении избыточные нейтроны бомбардируют находящиеся по соседству нетронутые запасы 238U, и волна накопления плутония делает очередной шаг вперёд.

Схематичное изображение концепции реактора из заявки №20090252273



На схематичной картинке из американской патентной заявки принцип работы реактора объясняется следующим образом. В центре реактора расположена запальная зона 300, содержащая делящийся материал - высокообогащённый уран. Для пуска реактора должен быть задействован линейный ускоритель. Он нужен для того, чтобы обстрелять пучком протонов промежуточные мишени, из которых появятся необходимые для старта СЦР нейтроны.
Как только запальная зона будет "подожжена" - то есть, в реакторе начнётся самоподдерживающаяся реакция деления - стартует процесс накопления плутония 304 и образуется фронт выгорания 302. Волны должны двигаться в пределах структуры 310, содержащей достаточное количество сырьевых изотопов для работы самоеда в течение всего требующегося срока.
Естественно, что линейный ускоритель, который играет в концепции роль пускового источника, будет нужен один единственный раз - только при пуске реактора.
Будем надеяться, что сущность поданной в США заявки сводится к защите именно комбинации использования пускового ускорителя и принципа волн накопления и выгорания. В противном случае, заявку придётся сравнить с попытками запатентовать смайлик или кириллический алфавит, так как первые упоминания о реакторах-самоедах были сделаны на международных конференциях в середине XX века. - AtomInfo.Ru.
Компания "Searete, LLC", поддерживающая заявку №20090252273, хотела бы запатентовать и топливо, которое могло бы оказаться полезным для самоедов. В патентной заявке №20090252283, описывается "топливная пена" с большим содержанием пустот.

Топливная пена для американского самоеда




Пустоты (80) по своему суммарному объёму позволяют удерживать все образующиеся в процессе деления газообразные осколки.

В тепловых энергетических реакторах, эксплуатирующихся в настоящее время, проблему распухания привыкли решать путём создания между топливом (70) и внешней оболочкой (50) газового зазора. Однако в этом случае осколки от теплоносителя отделяются одной лишь стенкой, что приводит на практике к постоянному выходу осколков в теплоноситель через неплотности и создаёт риск серьёзного радиоактивного инцидента при массовой разгерметизации твэлов.

В патентной заявке №20090252273 предлагается решить проблему выхода осколков из топливного элемента за счёт создания внутренних пустот. На них возложена и другая задача, на сей раз, прочностного характера. Расширение топливной композиции при нагревании будет происходить в топливной пене внутрь пустот, а прирост внутреннего давления на оболочку (50) топливного элемента значительно уменьшится - то есть, топливная пена распухнет внутрь, а не наружу.
Материал, из которого может производиться пена - сплавы или оксиды урана, плутония или тория.
Авторы обеих американских заявок понимают, что ждать реального появления реакторов-самоедов в сколь-либо обозримом будущем не приходится, но, тем не менее, намерены довести процесс патентования до конца.
Если же, всё-таки, найдётся компания или организация, готовая инвестировать в самоеды, то ей придётся для начала получить экспериментальное подтверждение возможности создания волн накопления и выгорания, потому что до сих пор их можно видеть только в распечатках с результатами расчётов, полученных по компьютерным кодам.


ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru
ДАТА: 22.10.2009