proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2021 год
  Агентство  ПРоАтом. 24 года с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Обсудим?!
Способствует ли безопасности атомной отрасли закрытость (усиление режима)?
Да
Нет
Сильнее влияют другие факторы

Результаты
Другие опросы
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
Вышло в свет второе издание двухтомника Б.И.Нигматулина. Подробнее
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. Информация: (812) 438-32-77, E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[13/10/2010]     Проблема дизайна трубы и мелодичности свистка

С.П.Распопин, профессор-консультант кафедры редких металлов и наноматериалов Уральского государственного технического университета

До каких пор атомная энергетика будет находиться в тупике?
Много большей частью пустых разговоров о насущной необходимости возрождения промышленности (особенно в последнее время) наш народ слу­шает и смотрит по радио и телевидению. Кто не согласится и кого надо уго­варивать, что нужно модернизировать производство, внедрять новые, более эффективные технологии? Необходимы энергичные, четко спланированные действия. Каковы же они?



Не будучи достаточно компетентными о состоянии дел во всех отраслях, постараемся разобраться с тем, что творится в атомной энергетике.

Отдавая должное сделанному предшественниками, - умными и дально­видными руководителями главков Минсредмаша, в первую очередь - на­чальниками и сотрудниками Научно-технического управления (НТУ): Н.М.Синевым, А.К.Кругловым, Г.М.Лямкиным, М.Е.Кемеровой, М.С.Гусаровым, А.Ф.Царенко и другими, невозможно не видеть отсутствия понимания проблем развития атомной энергетики нынешними бог весть от­куда пришлыми руководителями «Росатома».

Два века тому назад появились стефенсоновские паровозы. 50-60 лет их совершенствование сводилось к улучшению дизайна трубы и мелодичности свистка. В атомной энергетике случилось нечто подобное. Конструкторы ядерных реакторов (ЯР) зациклили свое внимание на улучшении стойкости в нейтронных потоках твердотопливных тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) и их сборок (ТВС). Виднейшие специалисты, прежде всего металловеды, тру­дились, подбирая составы ядерного топлива (ЯТ), оболочек ТВЭЛ, способов их нанесения...

Благодаря обширным исследовательским и опытно-конструкторским ра­ботам в этих направлениях были достигнуты некоторые результаты. В част­ности, была повышена безопасность и очень важная характеристика - глуби­на выгорания делящихся изотопов, что позволило несколько сократить коли­чество облученного ядерною топлива (ОЯТ), периодически выводимою из активной зоны (АЗ) ЯР на длительное «остывание» и переработку его по не­совершенному до сего времени водному ядерно-топливному циклу (ЯТЦ).

Достигнутые результаты следует считать скромными, давно требующи­ми коренного пересмотра всех технологических процессов изготовления, ис­пользования ЯТ и ЯТЦ его переработки. В противном случае будет продол­жаться накопление гигантских количеств ОЯТ, в котором задалживается на очень длительное время много делящегося урана-235 и плутония-239. Что и видно по масштабам наполнения создаваемых сухих хранилищ и бассейнов.

Сложившаяся ситуация заставляет делать выводы о несостоятельности концепции использования твердотопливных ТВЭЛ для энергетических ЯР как на тепловых, так и на быстрых нейтронах. Вызывает удивление бойкая международная торговлишка «стефенсоновскими паровозами» на условиях, которые вряд ли принесут коммерческие выгоды России.

Давно пора создавать совершенно новые энергетические ЯР последую­щих поколений на быстрых нейтронах с мобильными разновидностями ЯТ. А также осваивать безводные ЯТЦ переработки ОЯТ, полностью отказавшись от ставших совсем несуразными водных технологий, причиняющих много хлопот экологам, да и многим причастным к этому безобразию.

В каком темпе и куда продвигаются исследования, направленные на соз­дание энергетических ЯР можно судить по тому, что провозглашали наши руководители всех уровней и публиковалось за минувшие 15-20 лет. Груст­но и стыдно признать, что доктрины и программы оказались пустословием. И это несмотря на множество предложений об иных путях и конкретных эф­фективных решениях, публиковавшихся в материалах конференций, совеща­ний, в журнальных статьях...

Нам в свое время понравилась статья Н.С.Королевой (журнал "Атомная стратегия", апрель 2005 г.) «Почему у быстрых реакторов чере­паший шаг?». В ней высказаны мнения достаточно широкого круга специа­листов о том, что надо предпринимать. Казалось, что за пять(!) прошедших лет даже черепаха сколько-то проползет. Ан нет! Никакого продвижения ЯР на быстрых нейтронах незаметно. Следует обратить внимание, что «черепа­ха» вроде бы ползет назад, судя по очередному продлению сроков неизвест­но для чего 27 лет сооружаемого реактора БН-800.

В более близкой по времени информации («Атом-пресса» №40,окт.2009г.) опубликована статья В.Степанюка «Какая ядерная энергети­ка нужна обществу?», удивляющая повторами банальных истин. Например, в докладе проф. МИФИ Б.Гордона под тем же названием, что и статья, сказано: «Атомная энергетика должна быть не только безопасной, но и надежной, дешевой, практичной, экологически чистой.»; «...одна из главных целей вто­рого атомного проекта - поиск принципиально иных революционных типов ядерных реакторов, разаботанных специально для энергетики». МИФИ, как носитель неувядаемых традиций профессора С.Б.Шихова, предложил что-либо в этом направлении?

Мы предлагаем на той же Белоярской площадке, осваиваемой в шестиде­сятые годы минувшего столетия мощным трестом «Уралэнергострой» (руко­водитель - незабвенный А.К.Поляковский) и организованными в стройотря­ды деловитыми, понимающими значение котлованов и закладываемых фун­даментов, студентами физико-технического факультета УПИ, сооружать энергетические опытные ЯР на быстрых нейтронах с мобильными АЗ в виде солевых и металлических расплавов.

Изыскания научно-технических основ таких ЯР последующих поколе­ний проводились с 1956 года на кафедрах редких металлов и молекулярной физики нашего Уральского политехнического института. В 1958 г они были одобрены научным руководителем ФЭИ А.И.Лейпунским, активно поддер­живались руководителями НТУ Минсредмаша и хорошо финансировались до 1993 г. За этот период в тесном содружестве с НИИАР (Руководители: Г.Н.Яковлев, О.Д.Казачковский, В.А.Цыканов) выполнен огромный объём научно-исследовательских работ по разработке различных вариантов безвод­ных способов ЯТЦ переработки ОЯТ, прежде всего ТВС БОР-60, ТВС с виб­роуплотненными ТВЭЛами и жидко-солевого ЯТ.

Наряду с этими работами велись изыскания солевых систем галогенидов, содержащих уран, торий и плутоний, пригодных для реализации в виде рас­плавленных АЗ и зон воспроизводства (ЗВ) энергетических ЯР на быстрых нейтронах. А также поиски стойких конструкционных материалов и покры­тий, стойких в агрессивных средах и нейтронных потоках.

Достаточно сказать, что кафедрой редких металлов и наноматериалов фи­зико-технического факультета Уральского государственного технического университета - УПИ получено 237 авторских свидетельств и патентов на изобретения (в т.ч.на методические). Только в этих направлениях исследова­ний подготовлен 71 кандидат наук, из которых 19 впоследствии сформирова­ли самостоятельные направления, стали докторами наук, видными специали­стами: профессорами, зав. кафедрами, ректорами ВУЗов, директорами пред­приятий... Мы и сейчас готовим и будем продолжать подготовку кадров, ориентированных на внедрение результатов наших исследований.

Какие основные преимущества мы видим при использовании гомогенного ЯТ в виде солевых расплавов перед использованием твердотельных ТВЭЛ:

1.  Беспредельная радиационная стойкость ионных расплавов. Жесткие бе та- и гамма-излучения могут вызвать только лабильные изменения ионной структуры расплава, но неспособны существенно повлиять на первоначаль­ные свойства ЯТ. Отсюда глубина выгорания делящихся ядер может быть любой заранее заданной по каким-то иным соображениям.

2.      Внутренняя безопасность ЯР обусловлена отрицательным коэффициен­том реактивности с возрастанием температуры вследствие увеличения объе­ма ЯТ. К тому же полезно использовать и конфигурационное регулирование с переходом цилиндрической формы АЗ в конусообразную.

3.      Расплавы солевых систем АЗ , синтезированные из хлоридов урана, то­рия, плутония, щелочных и щелочно-земельных металлов, совместимы с теп­лоносителем - жидким свинцом при температурах 327 - 1000 град.С.Нагре­вая свинец, на котором «плавает» АЗ, до 750 - 800 град.С, его охлаждают в теплообменниках вторичного контура примерно до 400 град.С и возвращают в реактор. В АЗ нет никаких теплообменных устройств.

4.  Выделяющиеся газообразные радионуклиды деления (РИД), - в основ­ном изотопы криптона и ксенона, надежно улавливаются из защитной среды над расплавом АЗ - азота термодиффузией и фиксируются на твердых криосорбентах (два патента УПИ).

5. Поведение компонентов ионного расплава АЗ, контактирующего с теп­лоносителем - свинцом, определяется окислительно-восстановительным по­тенциалом, устанавливающимся на границе раздела этих фаз, т.е. отношени­ем четырехвалентного урана к трехвалентному в солевой фазе. Вследствие этого все РНД с более электроположительными потенциалами выделения восстанавливаются до металлического состояния и усваиваются свинцом. К таким РНД относятся изотопы: ниобия, молибдена, технеция, рутения, родия, палладия и серебра. А это значит, что при каком-то их накоплении необхо­димо периодически рафинировать свинец. Не менее важно при этом выде­лять в отдельную фракцию (или даже фракции), содержащую ценные металлы, которые после определенной выдержки для спада активности, можно вы­годно реализовать.

6. Накапливающиеся в АЗ электроотрицательные элементы - РНД , захва­тывая нейтроны, будут трансмутировать после бета-превращений в стабиль­ные изотопы, что существенно понизит конечную активность РАО.

7. Все вспомогательные операции (синтез ЯТ, корректировку изотопного и массового состава, рафинирование теплоносителя первичного контура-свинца, отверждение РАО) желательно проводить на основной площадке, чтобы устранить перевозки радиоактивных материалов.

Выгоды от внедрения предлагаемого энергетического ЯР на быстрых нейтронах с АЗ в виде хлоридного ионного расплава:

1. Отпадают: сложное пр-во, сертификация ТВЭЛ и ТВС,

2.    Замена, корректирование изотопного и массового состава ЯТ АЗ воз­можны без остановки, или понижения мощности ЯР. Это значимо повысит коффициент использования установленной мощности (КИУМ) ЯР.

3.    Радикально изменяемся весь ЯТЦ, так как расплавы АЗ - это готовые электролиты для применения богатейшего арсенала методов современной высокотемпературной электрохимии,

4. В АЗ предлагаемого ЯР полнее используется энергия вторичных бета- и гамма излучений, а не рассеивается в разных сухих и водных хранилищах.

Результаты, полученные на опытных быстрых реакторах, скорее всего убедительно покажут целесообразность создания мощных энергетических ЯР этого поколения.

Дело за финансированием опытно-конструкторских и проектных работ.

 

 
Связанные ссылки
· Больше про Атомная наука
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Атомная наука:
Сомнений не осталось, LENR существует

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 4.2
Ответов: 10


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 8 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Проблема дизайна трубы и мелодичности свистка (Всего: 0)
от Гость на 13/10/2010
Какой период удвоения топлива в предложенном реакторе? - Лет 50 (минимум).
Какова первичная загрузка Pu239 для реактора гигаваттной мощности? - Тонн 300 (где вы найдете такую прорву плутония?)
Господа, все уже давно поняли, что БР- тупиковый путь, кроме производства кандитатов наук из этого ничего не выйдет, природу не обманешь.


[ Ответить на это ]


Re: Проблема дизайна трубы и мелодичности свистка (Всего: 0)
от Гость на 15/10/2010
Согласно обзору МАГАТЭ по топливу в инертных матрицах от 2006г. количество плутония в отработанном топливе в мире идет уже на тысячи тонн. Не годится?


[
Ответить на это ]


Re: Проблема дизайна трубы и мелодичности свистка (Всего: 0)
от Гость на 18/10/2010
Из этих тысяч 10% в России, то есть 300 тонн. Перерабатывающих мощностей сейчас нет, так что рассчитывать на этот плутоний в ближайшие 20-30 лет 30.
В топливном цикле должно находиться как минимум в три раза больше плутония. чем в АЗ реактора (выдержка, переработка). Уже 900 тонн.
К середине XXII века Вы накопите топлива для двух реакторов. Хотя, согласен, кандидатов наук за это время можно произвести приличную армию.


[
Ответить на это ]


Re: Проблема дизайна трубы и мелодичности свистка (Всего: 0)
от Гость на 13/10/2010
Гомогенное ЯТ в виде солевых расплавов.

Такие идеи обсуждались на заре. Это был один из вариантов реактора АМ.
 Несколько вопросов
1. АЗ плавает на поверхности свинца?
2. Удельный вес АЗ?
3. Как с "уносом" частиц АЗ с текущим свинцом
4. Есть ли простой разоез такого реактора (идея)?


[ Ответить на это ]


Re: Проблема дизайна трубы и мелодичности свистка (Всего: 0)
от Гость на 15/10/2010
РАЗГОВОРЫ ПРО "МОДЕРНИЗАЦИЮ": Проблема дизайна трубы и мелодичности свистка

...И МОДЕРНИЗАЦИЯ БЕЗ КАВЫЧЕК

Самая большая в мире «ветряная ферма» заработала в Великобритании
Лондон, 23 сентября - РИА Новости. Самая большая в мире прибрежная ветряная электростанция начала в четверг генерировать электроэнергию близ берегов Великобритании, сообщает британский телеканал Sky News.
Сооружение ветроэлектростанции (которую также называют «ветряной фермой»), которая расположена в 12 км от побережья английского графства Кент, продолжалось около двух лет и обошлось в 780 миллионов фунтов стерлингов.
Электростанция состоит из 100 белых ветряных турбин-мельниц высотой 115 метров, разбросанных на площади около 35 квадратных километров. Общая мощность их составляет 300 мегаватт в год и они смогут обеспечить энергоснабжение по меньшей мере 240 тысяч домов.
Источник и подробности: eco.rian.ru/business/20100923/278618770.html [eco.rian.ru]

А Google проинвестирует строительствот сети ветряных электростанций в США на 500.000 домов
МОСКВА, 13 октября - РИА Новости. Интернет-компания Google проинвестирует проект ветряной энергетики Atlantic Wind Connection по строительству сети ветрогенераторов на восточном побережье США, сообщило в среду агентство Bloomberg.

На первоначальном этапе реализации сеть протянется примерно на 240 километров и сможет поставлять около двух тысяч мегаватт энергии, достаточных для электрификации 500 тысяч домов...
Источник и подробности: www.rian.ru/technology/20101013/285245977.html [www.rian.ru]


[ Ответить на это ]


Re: Проблема дизайна трубы и мелодичности свистка (Всего: 0)
от Гость на 15/10/2010
Тезис о развитии быстрых реакторов, как о модификации мелодичности парового свистка, может быть порождён тольок фундаментальным незнанием - развитие БР ограничивается на сегодня только финансовыми аспектами и со стороны материалов практически не встречает сопротивления.

А вот жидкие топливные соли - это лет 100 на обоснование ресурса корпусных материалов, теплообменников, насосов, датчиков и пр. Может быть в следующем веке после очередной отсрочки термояда за ними и появится коммерческий потенциал, но этот "журавль в небе" прожрёт на экспериментах в разы больше, чем было потрачено на "синицу" БН.


[ Ответить на это ]


Re: Проблема дизайна трубы и мелодичности свистка (Всего: 0)
от Гость на 16/10/2010
Ну почему сто...Ну почему....
Я просто болею от такой гносеологической трусости.
Задумайтесь, какими жуткими темпами идет информатизация.
Попробуйте их осознать?
Надо вкладывать деньги. Государственные. Много,по широкому кругу исследований.  
И объявить, что это будет долго.
20 лет. Лучше 30.
Это стабильность. Широчайший слой просвещенных людей, их семьи, уклад жизни, смыслы жизни (появившиеся вообще-то) и прочее, прочее, прочее.
А что вместо этого мы имеем?
Сколково и новая ФЦП Росатома.
Это надежды на прорыв.
Не от хорошей жизни, конечно.
(отступление-И опыт Сколково- кошмарный с точки зрения онтологии. Неприемлемый.)
Там, в будущем, в котором работает Сколково и Росатом- что вы там видите вокруг? Почти ничего, а вдобавок и пропущены многие годы получения новых знаний и смыслов. Там вокргу вас пусто. И это надо заполнять. И вот вы возвращаететсь и пытаетесь что-то туда ещё перетащить- а вам говорят- денег нет и пошел ты один и подальше... 
Стало быть, это прорыв куда?


[ Ответить на это ]


Re: Проблема дизайна трубы и мелодичности свистка (Всего: 0)
от Гость на 17/10/2010
Обсуждение не по теме. Идея интересная. На поверхности свинца плавает расплав активной зоны. Никаких твэлов, ТВС. Если АЗ в форме конуса, острием вверх, снимается проблема большой утечки. Регулировать можно двигая кусок урана (отражатель) за баком.  Вот только взаимодействие расплава с баком реактора-вопрос.
 Имея 71 диссертаций, можно было написать более внятно.


[ Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.11 секунды
Рейтинг@Mail.ru