PRoAtom

(Всего: 0)
от на 01/05/2020

доля плутония в смеси ЯМ не должна превышать некоторую критическую величину. Или, просто ноль.

При таком подходе возможно использование только урана-235. Которого только 0,72% в природном уране.

Кроме того, если на тепловых нейтронах сечения урана-235 /583 барна/ и плутония-239 /744 барна/ сопоставимы, в районе резонанса 0,3 уран-235 и уран-233 имеют сечение деления в районе 200 барн. В то время как плутоний-239 при усреднении по спектру Ферми в БНАБ-78 имеет сечение деления 1642 барна и захвата 1091 барн. Полное 2750 барн на порядок больше, чем имеет уран-235 при равновесии энергии нейтронного спектра с температурой разогретого до 3000 градусов вещества ЯРД.
Возникает мысль поискать способы, позволяющие данный эффект применить с пользой.

Задача формулируется по-иному. Конструкция должна гарантировать, что доля нейтронов с энергией менее 0,3 еВ не должна превышать бета плутония.
Решение - реактор на быстрых нейтронах.
Решение перейти на быстрые нейтроны в ЯРД - самое простое, работающее. Однако в отличие от наземного бридера, в ЯРД наработке 1 килограмма осколков деления соответствует нагрев 1000 тонн водорода.

Быстрый спектр характеризуется :
1)
большой массой критической загрузки, поскольку сечение деления урана-235 и плутония-239 на нём менее 2 барн
2)
Возможностью отвести малую тепловую мощность от каждого ядра плутония-239 по сравнению с дисперсионным топливом.
3)
Малым относительным достижимым выгоранием, 10% в лучшем случае, учитывая что ЯРД аппарат одноразового включения в связи с остаточным энерговыделением которое в космосе приведёт к плавлению и испарению материала отработавших двигателей при отсутствии охлаждения.

Переходом на тепловой спектр в районе резонанса 0,3 эВ в идеале стремимся к тому, чтобы ЯРД совместно с баком жидкого водорода порядка 2000 тонн /диаметром 20 и и длиной 100 метров/ эффективно выжигал загрузку плутония за одно включение. Для такого бака переходит в осколки 2 килограмма, при за кампанию делении 20% начальная загрузка может составлять 10 килограмм плутония-239. Для ЯРД на быстрых нейтронах, близкие к этим цифры недостижимы если стремиться одновременно и к компактности, и к топливной эффективности. - Дежурный по сайту