свинец-208

Ветка: Ядерная и углеводородная энергетики

  Luddit ( Слушатель )
13 ноя 2021 в 18:48
Продолжение разговора из БПМ

Свинец-208 как теплоноситель очень сильно экономит нейтроны. То есть можно иметь меньшее обогащение топлива и эффективнее облучать преобразуемый 238й уран.
И управление тоже проще:

ЦитатаИзотоп свинец-208 характеризуется чрезвычайно низким сечением поглощения нейтронов (меньше, чем у графита и дейтерия) и наибольшим альбедо тепловых нейтронов. Использование в быстром реакторе отражателя на основе свинца-208 позволит радикально увеличить среднее время жизни нейтронов (примерно на 3 порядка!), что существенно улучшит его ядерную безопасность в случае аварийного ввода в него положительной реактивности порядка и более эффективной доли запаздывающих нейтронов. Действительно, переходные процессы в этом случае протекают намного медленнее и поддаются управлению. Это поможет избежать многих аварийных ситуаций.


ЦитатаОтрасль производства изотопно-смещённых материалов (помимо собственно ядерного топлива) - это абсолютный ультрахайтек, доступный только тем странам, у которых есть дешевые и массовые центрифуги старших поколений ...

ИМХО свинец - это не для центрифуги. У изотопов разница абсолютный минимум, да и есть ли летучие соединения?
Предположу, что проще всего его наработать в том же БРЕСТе, фаршируя нейтронами природную смесь изотопов свинца.
Может быть, процесс можно будет ускорить, если окажется, что в процессе охлаждения теплоносителя можно обогащать смесь по какому-то изотопу, используя разницу в температуре плавления.

  • +0.00 / 0
Предыдущая дискуссия:

<< "Они же просто шутят!"
 
Следующая дискуссия:

*********** >>

Ответы (17)

navi2
 
Слушатель
Карма: +3.38
Регистрация: 27.05.2021
Сообщений: 2,166
Читатели: 1
Цитата: Luddit от 13.11.2021 18:48:57Продолжение разговора из БПМ
...
ИМХО свинец - это не для центрифуги. У изотопов разница абсолютный минимум, да и есть ли летучие соединения?
Предположу, что проще всего его наработать в том же БРЕСТе, фаршируя нейтронами природную смесь изотопов свинца.
Когда первый раз эта тема всплыла, формулировка было про изотопосмещённые вещества. И, насколько я помню, речь шла именно о свинце для ядерных реакторов.
И именно на центрифугах.
Не разбираюсь. Но помню.

  • +0.00 / 0
mse
 
Слушатель
Карма: +295.06
Регистрация: 25.09.2008
Сообщений: 30,566
Читатели: 15
Цитата: Luddit от 13.11.2021 18:48:57Продолжение разговора из БПМ

Свинец-208 как теплоноситель очень сильно экономит нейтроны. То есть можно иметь меньшее обогащение топлива и эффективнее облучать преобразуемый 238й уран.
ИМХО свинец - это не для центрифуги. У изотопов разница абсолютный минимум, да и есть ли летучие соединения?
Именно, для центрифуг. Тут выкладывали интервью, лет 5 назад, имана по полезным изотопно-смещонным матерьялам, в частности, свинцу и цырконию.

  • +0.03 / 3
    • 3
ILPetr
 
Россия
Екатеринбург
64 года
Слушатель
Карма: +108.07
Регистрация: 09.04.2008
Сообщений: 24,799
Читатели: 7
Цитата: mse от 13.11.2021 20:48:42Именно, для центрифуг. Тут выкладывали интервью, лет 5 назад, имана по полезным изотопно-смещонным матерьялам, в частности, свинцу и цырконию.
А есть газообразные при н.у. вещества у свинца с цырконием? Я просто не знаю, но знаю, что без них центрифуго не грандамиго.

  • +0.01 / 1
    • 1
ДядяВася
 
Россия
Москва
21 год
Слушатель
Карма: +289.20
Регистрация: 22.07.2010
Сообщений: 6,409
Читатели: 6

Модератор ветки
Цитата: navi2 от 13.11.2021 19:08:34Когда первый раз эта тема всплыла, формулировка было про изотопосмещённые вещества. И, насколько я помню, речь шла именно о свинце для ядерных реакторов.
И именно на центрифугах.
Не разбираюсь. Но помню.

Скорее всего исходная статья была в "Вопросах Атомной Науки и Технике" в статье с хитрожопым названием "«РАДИОГЕННЫЙ СВИНЕЦ С ДОМИНИРУЮЩИМ СОДЕРЖАНИЕМ 208-Pb: НОВЫЙ ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ И ЗАМЕДЛИТЕЛЬ НЕЙТРОНОВ ДЛЯ ИННОВАЦИОННЫХ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ» .

Цитата
Аннотация
Предлагается новый замедлитель нейтронов – радиогенный свинец на основе изотопа 208Pb с низким сечением поглощения нейтронов. Использование его в быстром реакторе позволит замедлить реакцию деления на мгновенных нейтронах. Это улучшит безопасность реактора. Радиогенный свинец с высоким содержанием 208Pb может быть добыт из ториевых и торий-урановых руд, что подтверждают исследования, выполненные в Университете Сан Паулу (Бразилия)

Почему радиогенный: потому, что Pb-208 преимущественно образуется в результате распада 232Th → 208Pb с периодом полураспада 14,0 млрд лет. Т.е. предполагается использовать добываемый свинец из специфических месторождений, а не центрифужным методом. Вопрос практической добычи в промышленных масштабах, остаётся открытым.

Основная фишка, как сделать БРЕСТ-300 более "эффективным" за счёт уникальных свойств 208Pb, увеличить толщину бокового отражателя до 5 (пяти) м.
Почему бы нет? Только нужно учесть, что при существующей конструкции в реактор заливается порядка 600 м3 свинца, что весит около 7000 т. Сколько нужно залить свинца при 5 м отражателя авторы не уточняют (а мне лень считать), думается, что дофига. 

В общем, идея чисто сфероконическая.
Отредактировано: ДядяВася - 13 ноя 2021 в 21:38

  • +0.30 / 15
    • 15
Luddit
 
Слушатель
Карма: +104.56
Регистрация: 27.09.2008
Сообщений: 27,121
Читатели: 2
Цитата: ДядяВася от 13.11.2021 21:37:46Основная фишка, как сделать БРЕСТ-300 более "эффективным" за счёт уникальных свойств 208Pb, увеличить толщину бокового отражателя до 5 (пяти) м.
Очень наглядная иллюстрация свойств 208 свинца. Даже при термоядерном взрыве нейтроны в воде (классическом теплоносителе для реакторов) далее метра не убегают. А здесь 5 туда и 5 обратноУлыбающийся
Кстати, а в защиту старых реакторов свинец не клали? А то может там поковырять?
Отредактировано: Luddit - 13 ноя 2021 в 22:09

  • +0.00 / 0
mse
 
Слушатель
Карма: +295.06
Регистрация: 25.09.2008
Сообщений: 30,566
Читатели: 15
Цитата: ILPetr от 13.11.2021 21:06:27А есть газообразные при н.у. вещества у свинца с цырконием? Я просто не знаю, но знаю, что без них центрифуго не грандамиго.
Раз пошёл такой разговор, значит что-то есть.

  • +0.01 / 1
    • 1
ILPetr
 
Россия
Екатеринбург
64 года
Слушатель
Карма: +108.07
Регистрация: 09.04.2008
Сообщений: 24,799
Читатели: 7
Цитата: mse от 13.11.2021 22:06:36Раз пошёл такой разговор, значит что-то есть.
Не факт - вот о свинцовом реакторе много говорят, а его нет и нет никаких свидетельств его полезности. Крутой

  • +0.00 / 0
mse
 
Слушатель
Карма: +295.06
Регистрация: 25.09.2008
Сообщений: 30,566
Читатели: 15
Цитата: ILPetr от 13.11.2021 22:12:16Не факт - вот о свинцовом реакторе много говорят, а его нет и нет никаких свидетельств его полезности. Крутой
Брест-300 свинцовый.

  • +0.02 / 2
    • 2
ДядяВася
 
Россия
Москва
21 год
Слушатель
Карма: +289.20
Регистрация: 22.07.2010
Сообщений: 6,409
Читатели: 6

Модератор ветки
Цитата: mse от 13.11.2021 20:48:42Именно, для центрифуг. Тут выкладывали интервью, лет 5 назад, имана по полезным изотопно-смещонным матерьялам, в частности, свинцу и цырконию.

Есть такая партия статья ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ МАЛОАКТИВИРУЕМОГО СВИНЦОВОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ С ИЗОТОПНЫМ ОБОГАЩЕНИЕМ ДЛЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ЯДЕРНО- ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК .

Правда в статье Pb-208 обсирают, в виду того, что со временем облучения в нём накапливается Po-210, весьма неприятная штука. И рекламируется уже Pb-206, как малоактивируемый. Только есть одна заковырка, в естественной смеси его всего 24%, а желательно, для пущего сексу, чтоб его было процентов 90. Ну 90, так 90, только по нонешним ценам он несколько дороговат около $10 000/кг. Но если поднапрячься и выпускать десятками тысяч тонн, то цена непременно снизится.

PS. Только какие соединения свинца используют для обогащения, в статье ни слова. Но это не важно. Хотеть значит мочь!!! Но за ваши деньги.

  • +0.15 / 8
    • 8
mse
 
Слушатель
Карма: +295.06
Регистрация: 25.09.2008
Сообщений: 30,566
Читатели: 15
Цитата: ДядяВася от 13.11.2021 22:24:32Есть такая партия статья ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ МАЛОАКТИВИРУЕМОГО СВИНЦОВОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ С ИЗОТОПНЫМ ОБОГАЩЕНИЕМ ДЛЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ЯДЕРНО- ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК .

Правда в статье Pb-208 обсирают, в виду того, что со временем облучения в нём накапливается Po-210, весьма неприятная штука. И рекламируется уже Pb-206, как малоактивируемый. Только есть одна заковырка, в естественной смеси его всего 24%, а желательно, для пущего сексу, чтоб его было процентов 90. Ну 90, так 90, только по нонешним ценам он несколько дороговат около $10 000/кг. Но если поднапрячься и выпускать десятками тысяч тонн, то цена непременно снизится.

PS. Только какие соединения свинца используют для обогащения, в статье ни слова. Но это не важно. Хотеть значит мочь!!! Но за ваши деньги.
Ну тут главное, понять, стоит ли профит затратам. Если стоит, то придумают. UF6 тоже на дороге не валялся.

  • +0.02 / 2
    • 2
Мастак
 
Слушатель
Карма: +0.01
Регистрация: 11.03.2014
Сообщений: 203
Читатели: 0
Цитата: Luddit от 13.11.2021 18:48:57... это абсолютный ультрахайтек, доступный только тем странам, у которых есть дешевые и массовые центрифуги старших поколений
Эффективно это могут только наши центрифуги девятого поколения. Они способны эффективно разделять изотопы с разницей атомных масс = 1 !

  • +0.00 / 0
GrinF
 
Слушатель
Карма: +80.92
Регистрация: 15.02.2018
Сообщений: 7,990
Читатели: 4
Цитата: ILPetr от 13.11.2021 21:06:27А есть газообразные при н.у. вещества у свинца с цырконием? Я просто не знаю, но знаю, что без них центрифуго не грандамиго.
есть Pb(CH3)4... проблема в том что окромя изотпов свина есть еще изотопы водорода и углерода, поэтому хорошей чистоты не добиться с одного захода (хотя содержание Pb-208 52% в природном свинце)... посему в несколько заходов  с прмежуточными методами перераспределения метильных групп... дорого получается

  • +0.03 / 1
    • 1
mse
 
Слушатель
Карма: +295.06
Регистрация: 25.09.2008
Сообщений: 30,566
Читатели: 15
Цитата: GrinF от 14.11.2021 22:25:51есть Pb(CH3)4... проблема в том что окромя изотпов свина есть еще изотопы водорода и углерода, поэтому хорошей чистоты не добиться с одного захода (хотя содержание Pb-208 52% в природном свинце)... посему в несколько заходов  с прмежуточными методами перераспределения метильных групп... дорого получается
Мобуть, придёцца ещо и исходные реактивы обогащать по изотопному составу. Ну то такэ, если будет профит. Вон, живую и мёртвуюлёхкую и тяжёлую воду делают же.

  • +0.00 / 0
GrinF
 
Слушатель
Карма: +80.92
Регистрация: 15.02.2018
Сообщений: 7,990
Читатели: 4
Цитата: mse от 14.11.2021 22:34:13Мобуть, придёцца ещо и исходные реактивы обогащать по изотопному составу. Ну то такэ, если будет профит. Вон, живую и мёртвуюлёхкую и тяжёлую воду делают же.
затрахаешься ты обеднять углерод по углероду-13 (это наверное еще более тяжело чем обогощать)... есть альтернативы - например кристаллизация... но в целом все равно дешево не будет...
Отредактировано: GrinF - 15 ноя 2021 в 01:35

  • +0.00 / 0
ILPetr
 
Россия
Екатеринбург
64 года
Слушатель
Карма: +108.07
Регистрация: 09.04.2008
Сообщений: 24,799
Читатели: 7
Цитата: GrinF от 15.11.2021 01:31:12затрахаешься ты обеднять углерод по углероду-13 (это наверное еще более тяжело чем обогощать)... есть альтернативы - например кристаллизация... но в целом все равно дешево не будет...
Наверное, Вы преувеличиваете - тот же метан с 12-м и 13-м имеет разницу масс порядка 6%. Гексафторид урана по интересуещему изотопу порядка 1%. Вроде как центрифужные технологии без особых проблем "вычистят" 13-й.

  • +0.10 / 5
    • 5
GrinF
 
Слушатель
Карма: +80.92
Регистрация: 15.02.2018
Сообщений: 7,990
Читатели: 4
Цитата: ILPetr от 15.11.2021 05:53:10Наверное, Вы преувеличиваете - тот же метан с 12-м и 13-м имеет разницу масс порядка 6%. Гексафторид урана по интересуещему изотопу порядка 1%. Вроде как центрифужные технологии без особых проблем "вычистят" 13-й.
не по относительным величинамтам разница а а по абсолютной разнице да еще и в квадрате
https://scienceandgl…glaser.pdf

  • +0.03 / 1
    • 1
Luddit
 
Слушатель
Карма: +104.56
Регистрация: 27.09.2008
Сообщений: 27,121
Читатели: 2
Цитата: GrinF от 15.11.2021 13:12:25не по относительным величинамтам разница а а по абсолютной разнице да еще и в квадрате
https://scienceandgl…glaser.pdf
Из общих соображений при значительной относительной разнице разделить таки проще, необязательно центрифугой.
Вики клевещет, что

ЦитатаВ настоящее время тяжёлая вода с содержанием дейтерия 99 % ат., продаваемая поставщиками химических реактивов, при покупке 1 кг сто́ит около 1 евро за грамм[22], однако эта цена относится к продукту с контролируемым и гарантированным качеством химического реактива; при снижении требований к качеству цена может быть на порядок ниже.

Затраты накрутки урана до оружейного - 227ЕРР, накинем еще 9ЕРР для учета разницы исходной концентрации в воде и руде, при 115$ за ЕРР это 27$ за грамм урана-235.
С учетом того, что ядро урана в 118 раз тяжелее дейтерия, один атом дейтерия обходится дешевле одного атома урана-235 в 2800 раз.
Отредактировано: Luddit - 15 ноя 2021 в 15:10

  • +0.00 / 0