Реакторы....

Цитата: Rafar от 08.12.2021 17:07:05Пытался найти фото американских ядерных реакторов для подлодок, более менее современных (S6, S8, S9). Повсюду написано, что они используют топливо очень высокой степени обогащения, чуть ли не 93%, и по идее должны быть очень компактными. Очень было интересно взглянуть на их размеры. Не нашел ни одного фото. Зато нашел другие интересные картиночки (с объяснениями на английском языке).

https://www.quora.co…-same-room

Цитата: Rafar от 08.12.2021 17:07:05

 

Как я понимаю физику процесса, то обогащение не влияет (почти не влияет) на компактность. Такое высокое обогащение делают прежде всего для длительного срока между перезарядками (10-20 лет). Компактность добиться за счёт размеров активной зоны сложно - там главное ограничение съём энергии с объёма активной зоны. Компактности добиваются путём расположения вплотную реактора и парогенераторов, насосов.
И как я понимаю процесс цепной реакции, то использование высокообогащённого топлива дорогое удовольствие:
1. Сам процесс обогащения стоит денег. 
2. И главное - при длительных сроках компании в начале имеем очень повышенный коэффициент размножения, поэтому в активной зоне много поглотителя нейтронов - считай поначалу много урана уходит на распад в пустую.

• +0.06 / 3

Цитата: pkb от 11.12.2021 10:20:29много урана уходит на распад в пустую

Цитата: pkb от 11.12.2021 10:20:29

 

И куда уходит энергия?
Возвращается в массу стабильных (с периодом полураспада от десятков лет) изотопов?
Долю этих потерь не оцените?

• +0.06 / 3

Цитата: ВТБ! от 11.12.2021 11:21:31И куда уходит энергия?
Возвращается в массу стабильных (с периодом полураспада от десятков лет) изотопов?
Долю этих потерь не оцените?

Цитата: ВТБ! от 11.12.2021 11:21:31

 

Лишние нейтроны поглощаются поглотителями (бор и т.п.) В начал компании в активной зоне много поглотителя, затем он постепенно выводиться/ выгорает. 
А вот насчёт энергии затрудняюсь ответить. Закон сохранения работает. Но тут нужно сравнивать энерговыделение при бомбардировке нейтронами урана и бора.

• +0.00 / 0

Цитата: pkb от 11.12.2021 19:32:27Лишние нейтроны поглощаются поглотителями (бор и т.п.) В начал компании в активной зоне много поглотителя, затем он постепенно выводиться/ выгорает. 
А вот насчёт энергии затрудняюсь ответить. Закон сохранения работает. Но тут нужно сравнивать энерговыделение при бомбардировке нейтронами урана и бора.

Цитата: pkb от 11.12.2021 19:32:27

 

Из 200 МэВ энергии распада ядра урана нейтроны уносят в среднем 5-6 МэВ. Даже если энергия нейтронов полностью и бесполезно теряется, речь в любом случае идёт о единицах процентов.

• +0.49 / 14

Цитата: Senya от 12.12.2021 10:06:52Из 200 МэВ энергии распада ядра урана нейтроны уносят в среднем 5-6 МэВ. Даже если энергия нейтронов полностью и бесполезно теряется, речь в любом случае идёт о единицах процентов.

Цитата: Senya от 12.12.2021 10:06:52

 

Он вообще не понимает, о чем речь ведет. У него:

"поэтому в активной зоне много поглотителя нейтронов - считай поначалу много урана уходит на распад в пустую". В этой фразе все прекрасно, если задуматься!

• +0.03 / 1

Цитата: Rafar от 12.12.2021 13:16:30Он вообще не понимает, о чем речь ведет. У него:

"поэтому в активной зоне много поглотителя нейтронов - считай поначалу много урана уходит на распад в пустую". В этой фразе все прекрасно, если задуматься!

Цитата: Rafar от 12.12.2021 13:16:30

 

Это проистекает из рассказа о том, как работает новый ВВЭР с регулировкой спектра нейтронов. Там реально стоит выгорающий поглотитель, чтоб поток стабилизировать по мере спада активности..

• +0.03 / 1

Цитата: rommel.lst от 12.12.2021 13:22:28Это проистекает из рассказа о том, как работает новый ВВЭР с регулировкой спектра нейтронов. Там реально стоит выгорающий поглотитель, чтоб поток стабилизировать по мере спада активности..

Цитата: rommel.lst от 12.12.2021 13:22:28

 

Это проистекает из того, что товарищ не очень понимает, что он сам называет "распадом". Это же следует из другой фразы:

ЦитатаКак я понимаю физику процесса, то обогащение не влияет (почти не влияет) на компактность.

Т.е. простым языком говоря: "Отсутствие всякого присутствия!" (с)

Цитата...много урана уходит на распад в пустую

На какой такой "распад" впустую? Его там спросили, куды энергия девается, и понеслось...

• +0.03 / 1

Цитата: Senya от 12.12.2021 10:06:52Из 200 МэВ энергии распада ядра урана нейтроны уносят в среднем 5-6 МэВ. Даже если энергия нейтронов полностью и бесполезно теряется, речь в любом случае идёт о единицах процентов.

Цитата: Senya от 12.12.2021 10:06:52

 

Тогда можно пренебречь "вторым недостатком". Осталось только более высокая стоимость обогащения (что в реалиях нашей обогащающей промышленности не такая и проблема)

• +0.00 / 0

Цитата: pkb от 11.12.2021 10:20:29Как я понимаю физику процесса, то обогащение не влияет (почти не влияет) на компактность. Такое высокое обогащение делают прежде всего для длительного срока между перезарядками (10-20 лет). Компактность добиться за счёт размеров активной зоны сложно - там главное ограничение съём энергии с объёма активной зоны. Компактности добиваются путём расположения вплотную реактора и парогенераторов, насосов.
И как я понимаю процесс цепной реакции, то использование высокообогащённого топлива дорогое удовольствие:
1. Сам процесс обогащения стоит денег. 
2. И главное - при длительных сроках компании в начале имеем очень повышенный коэффициент размножения, поэтому в активной зоне много поглотителя нейтронов - считай поначалу много урана уходит на распад в пустую.

Цитата: pkb от 11.12.2021 10:20:29

 

1. Чем выше обогащение, тем больше достижимая плотность энергии и тем меньше объем АЗ.
2. Нет.

• +0.01 / 1

Цитата: Rafar от 12.12.2021 08:54:081. Чем выше обогащение, тем больше достижимая плотность энергии и тем меньше объем АЗ.
2. Нет.

Цитата: Rafar от 12.12.2021 08:54:08

 

1. Плотность энергии в первую очередь упирается в теплосъём с объёма занимаемого ТВС. На гражданских ВВЭР с 4% обогащения уже упёрлись. 
Ну и языком физики плотность энергии определяется потоком нейтроннов - в первую очередь коэффициентом размножения - наглядный пример авария Чернобыльской АЭС - на весьма не обогащенном топливе (2,5%) получили такую плотность энергии, что реактор к херам разнесло - получили за счёт коэффициента размножения более 1. 
2. И как же тогда обеспечивается коэффициент размножения 1 в начале компании и в конце?

• +0.02 / 2

Цитата: pkb от 12.12.2021 09:12:291. Плотность энергии в первую очередь упирается в теплосъём с объёма занимаемого ТВС. На гражданских ВВЭР с 4% обогащения уже упёрлись. 
Ну и языком физики плотность энергии определяется потоком нейтроннов - в первую очередь коэффициентом размножения - наглядный пример авария Чернобыльской АЭС - на весьма не обогащенном топливе (2,5%) получили такую плотность энергии, что реактор к херам разнесло - получили за счёт коэффициента размножения более 1. 
2. И как же тогда обеспечивается коэффициент размножения 1 в начале компании и в конце?

Цитата: pkb от 12.12.2021 09:12:29

 

1. Ничего не понял.
2. Регулированием поглощающими стержнями вестимо.

Более высокое обогащение - компактнее АЗ (что в свою очередь влияет и на шумность в т.ч.), реже рефьюлинг, дороже.

• +0.01 / 1

Цитата: Rafar от 12.12.2021 08:54:081. Чем выше обогащение, тем больше достижимая плотность энергии и тем меньше объем АЗ.

Цитата: Rafar от 12.12.2021 08:54:08

 

Но ограничивает сие именно вынос тепла из АЗ. По сути - объем активной зоны будет определяться объемом теплоносителя в ней, а не способностью топлива делиться. 

• +0.01 / 3

Цитата: ILPetr от 12.12.2021 14:21:28Но ограничивает сие именно вынос тепла из АЗ. По сути - объем активной зоны будет определяться объемом теплоносителя в ней, а не способностью топлива делиться. 

Цитата: ILPetr от 12.12.2021 14:21:28

 

Объем будет определяться несколькими факторами и теплосъемом в т.ч. Но если у вас одинаковый объем АЗ и два топлива, 20% и 93%, в каком случае больше вероятность, что испущенный нейтрон разделит очередной атом ДВ, и не улетит за пределы АЗ?

• +0.03 / 1

Цитата: Rafar от 12.12.2021 14:38:18Объем будет определяться несколькими факторами и теплосъемом в т.ч.

Цитата: Rafar от 12.12.2021 14:38:18

 

В первую очередь именно теплосъемом, что тем труднее, чем компактнее АЗ. 

Цитата: Rafar от 12.12.2021 14:38:18Но если у вас одинаковый объем АЗ и два топлива, 20% и 93%, в каком случае больше вероятность, что испущенный нейтрон разделит очередной атом ДВ, и не улетит за пределы АЗ?

Цитата: Rafar от 12.12.2021 14:38:18

 

Таки если он не улетит - его придется поглотителем унасекомить, иначе - он приведет к лишнему делению ядра урана, выделению тепла и новым нейтронам. Тепловой взрыв? Расплавление АЗ? Это совсем не то, чего мы хотели. 

• +0.02 / 2

Цитата: ILPetr от 12.12.2021 16:02:59В первую очередь именно теплосъемом, что тем труднее, чем компактнее АЗ. 

Таки если он не улетит - его придется поглотителем унасекомить, иначе - он приведет к лишнему делению ядра урана, выделению тепла и новым нейтронам. Тепловой взрыв? Расплавление АЗ? Это совсем не то, чего мы хотели. 

Цитата: ILPetr от 12.12.2021 16:02:59

 

Не придется его ничем насекомить. Просто АЗ будет компактнее в случае более обогащенного топлива. И плотность энергии выше. Гдето была табличка по плотностям энергии субмариновых реаторов Американского флота. Она неуклонно увеличивалась и самая высокая на S9 реакторах "Вирджиний". А что это значит? А это значит, что теплосъем позволяет ее компактифицировать.

• +0.05 / 2

Цитата: Rafar от 12.12.2021 18:26:39Не придется его ничем насекомить. Просто АЗ будет компактнее в случае более обогащенного топлива. И плотность энергии выше. Гдето была табличка по плотностям энергии субмариновых реаторов Американского флота. Она неуклонно увеличивалась и самая высокая на S9 реакторах "Вирджиний". А что это значит? А это значит, что теплосъем позволяет ее компактифицировать.

Цитата: Rafar от 12.12.2021 18:26:39

 

Так это достигается не обогащением, а конфигурацией ТВС.
У ВВЭР-400 и ВВЭР1200  вырос кратно теплосъём с литра активной зоны при почти неизменном обогащении - за счёт интенсификации теплосъёма: объём прокачиваемого теплоносителя, форма ТВС, ну и разница температур на входе-выходе.

• +0.11 / 4

Цитата: pkb от 12.12.2021 20:42:38Так это достигается не обогащением, а конфигурацией ТВС.
У ВВЭР-400 и ВВЭР1200  вырос кратно теплосъём с литра активной зоны при почти неизменном обогащении - за счёт интенсификации теплосъёма: объём прокачиваемого теплоносителя, форма ТВС, ну и разница температур на входе-выходе.

Цитата: pkb от 12.12.2021 20:42:38

 

Теплосъем вырос без изменения энерговыделения на единицу объема этой самой активной зоны? 

ЦитатаКоличество нейтронов в единице объёма мало зависит от обогащения

Это вообще за гранью!  Не влияет, по-вашему, степень обгащения на размер АЗ? Или влияет?

• +0.00 / 0

Цитата: Rafar от 13.12.2021 15:57:45Теплосъем вырос без изменения энерговыделения на единицу объема этой самой активной зоны?

Цитата: Rafar от 13.12.2021 15:57:45

 

Энерговыеделение выросло прямопропорционально энергосъёму.
И вот как только смогли обеспечить повышение энергосъёма с ТВС (форма, расход воды, разница температур), только после этого увеличили энерговыделение. Увеличили энерговыделение почти без увеличения обогащения.

Цитата: Rafar от 13.12.2021 15:57:45

ЦитатаКоличество нейтронов в единице объёма мало зависит от обогащения

Это вообще за гранью!  Не влияет, по-вашему, степень обгащения на размер АЗ? Или влияет?

Цитата: Rafar от 13.12.2021 15:57:45

 

Степень обогащения влияет. Но она вторична. Уменьшение объёма активной зоны в первую очередь упирается в теплосъём - не могут дальше больше снимать с единицы объёма без существенного ухудшения параметров температуры, увеличения расхода и т.п.
Обогащение в первую очередь влияет на длительность компании - вот тут как раз и упирается в обогащение.

• +0.11 / 4

Цитата: pkb от 13.12.2021 16:50:42Энерговыеделение выросло прямопропорционально энергосъёму.

Цитата: pkb от 13.12.2021 16:50:42

 

Надо уже цитатник составлять! Т.е. вот эта фраза однозначно говорит о том, что у вас в энергосъем первичен. 

Цитата...не могут дальше больше снимать с единицы объёма

Судя по развитию реакторов от S6 до S9, могут.

• +0.02 / 1

Цитата: Rafar от 13.12.2021 17:47:11Надо уже цитатник составлять! Т.е. вот эта фраза однозначно говорит о том, что у вас в энергосъем первичен.

Цитата: Rafar от 13.12.2021 17:47:11

 

Ну да, пока он держит повышение плотности энергии.
Без увеличения теплосъёма плотность не повысишь - "расплавиться" 

Цитата: Rafar от 13.12.2021 17:47:11

Цитата...не могут дальше больше снимать с единицы объёма

Судя по развитию реакторов от S6 до S9, могут.

Цитата: Rafar от 13.12.2021 17:47:11

 

Значит смогли увеличить теплосъём.

• +0.03 / 1

Цитата: Rafar от 12.12.2021 14:38:18Объем будет определяться несколькими факторами и теплосъемом в т.ч. Но если у вас одинаковый объем АЗ и два топлива, 20% и 93%, в каком случае больше вероятность, что испущенный нейтрон разделит очередной атом ДВ, и не улетит за пределы АЗ?

Цитата: Rafar от 12.12.2021 14:38:18

 

Количество нейтронов в единице объёма мало зависит от обогащения. Уже приводил пример - авария ЧАЭС, обогащения у РМБК 2%, однако умудрились получить такую огромную плотность нейтронов, что вода мигом испарилась и разнесла к чертям реактор. 
Ну а на вопрос, какова вероятность: о если у вас одинаковый объем АЗ и два топлива, 20% и 93%, в каком случае больше вероятность, что испущенный нейтрон разделит очередной атом ДВ, и не улетит за пределы АЗ? 
Ответ - почти одинаковая в плане улёта за пределы АЗ. И абсолютно такая же в плане, что заденет очередной атом ДВ - иначе будут разные коэффициенты реактивности, а он должен быть =1. Весь избыток нейтронов при более богатом топливе будет нейтрализовывать более "богатый" поглотитель - его тупо будет больше. 
И резюмируя - основой ограничитель мощности реактора это теплосъем со ТВС. С литра/кубометра активной зоны, что у реакторов подводных лодок, что у гражданских ВВЭР1000, 1200, ТОИ примерно одинаков при разнице обогащения 5-20 раз.

• +0.19 / 8