Реактор с разделением спектра нейтронов.

Критмасса всегда = спекр + геометрия. Минимальные критмассы достигаются напылением в-ва на полиэтилен и погрудением многослойного брикета в жидкий водород. Но мин. критмасса и макс. эффективность использования далеко не одно и то же.

Это к ответу на данный вопрос. Статью прочитаю - раздраконю по мере сил.

А теперь по статье.

"Как показали расчеты, возможна такая организация управляемого процесса деления ядер природного урана, в котором будет полезно использоваться практически все топливо"

На отдельных вентилируемых твэлах достигали выгорантя и в 95%, но - за счёт перегрузки окружающих твэлов для поддержания запаса реактивности. Из реальных на сегодня показателей для зоны в целом - 12-20% выгорания в среднем. Совсем недавно у нас началась работа по обоснованию твэла энергетического реактора под выгорание 30% т.а. Говорить про "практически всё топливо" безответственно.

"а по окончании компании продукты деления будут состоять практически целиком из стабильных нуклидов" - заслуживает (ш)Нобелевскую премию.

"Однако с увеличением содержания делящихся нуклидов в топливе растет критичность реактора, что приводит, во-первых, к увеличению риска крупной аварии и, во-вторых - к увеличению ее масштабов" - перл!

Про эффективность "суперзеркал" уж как-нибудь промолчу.

"Нейтроны деления сразу покидают зону деления, не участвуя во вторичных реакциях деления" - это при среднестатистическом пробеге до столкновения ~20см?? какова ж у них та самая зона деления? 2 см?

Ах вот какая: "Размеры активной зоны реактора, могут быть снижены до единиц миллиметров" - это ж супер - какую мощу можно снять с 10 мм³ !

"В энергетических реакторах, делящееся вещество находится в твердом виде с плотностью до 1022 ядер вещества/см.куб, с большим объемом вещества в реакторе - до 100 тонн урана, но поток нейтронов в реакторе при этом небольшой - до 1012 - 1014 нейтр/см.кв*сек" - какая чудная подмена понятий. Оказывается поток "небольшой" потому что реакторы плохие, а не потому, что иначе охлаждать невозможно.

"Таким образом, реактор безопасен, если поток нейтронов в нем максимален, а плотность делящегося вещества минимальна" - кинетика реактора (а здесь как основной аргумент безопасности рассмативается именно она) не зависит явным образом от потока нейтронов или плотности вещества. Авторы упорно избегают термина "реактивность". Из чего можно заключить, что они не считали свой реактор.

"... то облучение топливной смеси быстрыми нейтронами " - ах всё-таки облучают! Правда при этом только нарабатывают - без промышленно значимого (энерговы)деления.

"Эффективность возврата нейтронов в зону деления ЗФС была принята равной 0.8" - это надо понимать как "Кбесконечное системы равно 1.2"? Столь дикой утечки не получить даже на традиционном="плохом" реакторе размером с ведро.

"В качестве теплоносителя использовался гелий. Давление гелия составляло 15 атм" - авторы как-то не удосужились помянуть какую же мощность они намерены генерировать/снимать при характерном объёме "теплового канала" V=Pi*1*1*10=31 литр.

И главное - сама скромность - полмегабакса на ветер.

2 yuu:
Спасибо!

На отдельных вентилируемых твэлах достигали выгорантя и в 95%

 

Эээ... извиняюсь, не понял... Обдув снаружи (для удаления инертных отравителей?) так сильно помогает?

Критмасса всегда = спекр + геометрия.

 

Ага. То есть - спектр + плотность самосгенеренного потока.

...
Воды там налито, конечно.
Но теплосъем - это, наверное, вторично, хотелось все же рассматривать это как "голую идею" (что оно и есть, по сути)... То есть вообще можно ли взять мало материала и вернуть в него все нейтроны, что вылетают?.. скорректировав спектр?

Ибо, если можно устроить активную зону в микрограммы, то почему бы не сделать ГФЯР (в виде, например, кольца продетого сквозь активную зону; по кольцу уран с гелием бегает) и не наслаждаться:
- относительно малыми размерами;
- высоким КПД;
- постоянным контролем состава активной зоны (как следствия - высоким выгоранием, сепарацией отходов и дожиганием долгоживущей дряни) ;
Под безопасностью, как я понял, авторы имели в виду то, что если и разгонится, то немножко: на множко вещества в АЗ не хватит... все сгорит (а этого "всего" - чуток), себя отравит и заглохнет. Пока новое топливо не поставим, реакция не пойдет.

Теплосъем... можно, наверное, и быстро топливо прокручивать...
Да и с безопасностью на мой ламерский взгляд проблем не должно быть... давление из-за утечки упало - упала плотность материала в активной зоне, реакция остановилась. Перестали прокачивать - зона отравлена, реакция остановилась... Стала зона слишком горячей - давление в ней повысилось, плотность упала... Что еще можно придумать?

Про эффективность "суперзеркал" уж как-нибудь промолчу.

 

Вот как раз самое интересное-то...

И главное - сама скромность - полмегабакса на ветер.

 

Минимальные критмассы достигаются напылением в-ва на полиэтилен и погрудением многослойного брикета в жидкий водород. Но мин. критмасса и макс. эффективность использования далеко не одно и то же.

 

А минимально - сколько можно?

Цифры даже не порядка "вроде где-то было", а - "вообще кажется реальным" .

Под "вентилируемыми" для твэлов понимаются конструкции с предваритально организованной неплотностью по газообразным продуктам деления.




Спектр + геометрия топлива и отражателя. А уж распределение плотности потока нейтронов - дело десятое.



И натрия, и лития, и свинца-висмута. Из энергетических реакторов максимальная плотность энерговыделения (т.н. энергонапряжённость активной зоны) достигнута на быстрых натриевых. Посмотрите на досуге тот же БН-600. Несколько больше можно получить с литием. Но не на много.



Увы, нет. Для энергетики - первично (см. историю создания РБМК-1500 из РБМК-1000 - именно за счёт теплосъёма при почти той же конструкции получили прирост 50%).



Все нельзя вернуть даже взяв оооочень много материала.



На большинстве реакторов отражатель - и есть устройство для возврата нейтронов и коррекции спектра. Поднять его эффективность на 10000% невозможно по законам рассеяния нейтронов в веществе.



См. проекты жидкосолевых реакторов. В теории всё организовано. Были даже эксперименты. Но экономика непрерывного извлечения осколков рубит всё на корню. Равно как и невозможность эффективного дожигания в тепловом спектре.



По сравнению с энергетическим реактором в бомбе тоже "немножко". Вопрос о принципиальной возможности состояний с реактивностью выше бетты и о времени удержания подобного состояния. И по первому и по второму параметрам реакторы с циркулирующим топливом ВСЕГДА менее безопасны, чем установки с твэлами.



Угу, а побежала ударная волна - плотность повысилась. Не бывает абсолютных решений (разве что в политике).




Люди ламерски прочитали описание экспериментов по получению ультрахолодных нейтронов и решили, что вот оно. Подсчитали бы количество затраченных нейтронов на один зеркально отражённый - застрелились бы.

Статейка забавная. Пока кострукция не просчитана - общие слова. Народ их написал для патента, даже рисунки нарисовал. Для примера, в Гатчине на реакторе есть источник холодных нейтронов. При потоке тепловых нейтронов в месте расположения источника - (1 - 2)·10¹⁴ н·с-1·см-2, канал холодных нейтронов дает плотность потока - 6·10⁸ н·с-1·см-2 . Шесть порядков, однако.
  

А какая минимальная критическая масса реально имела место?
Для того же плутония (я так понимаю, у него с нейтронов побольше)?