proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2024 год
  Агентство  ПРоАтом. 28 лет 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





PRo IT
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС

Вышла в свет книга Б.И.Нигматулина и В.А.Пивоварова «Реакторы с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. История трагедии и фарса». Подробнее 
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия»
и сайта proatom.ru.
E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[03/04/2012]     Курбуль

(в разговорном латышском языке так называют заводную рукоятку для двигателей автомобилей)

В.А. Брач

Если объединить тяжёлые изотопы водорода - тритий и дейтерий - в реакции D + T  => He4 + n, то выделится 17,6 МэВ энергии. Приращение массы покоя частиц, участвующих в реакции c^2*∆M = - ∆E ,  ∆E =17,6 МэВ. Около 80% выделяющейся энергии уносят нейтроны – 14.1 МэВ , а остальные - альфа-частицы с энергией 3,5 МэВ. При равных весовых количествах реагирующих веществ в реакции синтеза дейтерия и трития выделяется в четыре раза больше энергии, чем при делении ядра атома урана.


Трудности осуществления реакции синтеза процесса связаны с тем, что силы электростатического отталкивания между положительно заряженными ядрами препятствуют их сближению. Для сближения изотопов водорода на расстояние  10^(-12) см необходимо затратить энергию  k * e ^ 2 / r ~ 0,15 МэВ, что существенно меньше энергии, получаемой в результате синтеза. В результате туннельного эффекта сечение реакции дейтерия с тритием достигает максимальной величины (5 барн), когда взаимодействующие частицы имеют энергию относительного сближения порядка 108 кэВ. Прямое использование ускорителей ионов для возбуждения реакции нерентабельно в процессе получения энергии ввиду того, что выход реакции невелик, масштаба 10^(—6) ядерных реакций на один разогнанный ион, так как ионы преимущественно замедляются на холодных электронах мишени. Взрыв водородной бомбы  – неуправляемый термоядерный синтез, что делает его непригодным для энергетических целей. Взрыв водородной микро - бомбы есть отдельная большая тема, где заняты многое научные силы и средства. Однако, в лабораторных условиях, управляемый термоядерный синтез осуществить не сложно. Для этого достаточно поместить в охлаждаемый канал любого реактора, работающего на реакции деления урана медленными нейтронами, ампулу с дейтеридом лития. При этом высоких температур не потребуется – интересующий процесс пойдет  при комнатной температуре. Высокая температура даже вредна, так как кристаллы дейтерида лития начинают распадаться. Факт, что в ампуле идет ядерная реакция между дейтерием и тритием, можно немедленно обнаружить по появлению нейтронов высокой энергии (энергия нейтронов 14,1 МэВ).

Действительно, если используемый литий обогащен стабильным изотопом Li6 (можно использовать и природный литий, поскольку в нем содержится 7% Li6 ) , то под действием тепловых нейтронов ядерного реактора пойдет следующая ядерная реакция:

n + Li6 => He4 + T + 4,8 МэВ.

Сечение зависит от скорости нейтрона v по закону σ ~ 1 / v , достигает 940 барн для тепловых нейтронов, т.е. нейтронов имеющих энергию 0,0253 электрон-вольта. Поскольку лития-6 в природном составе 7,5% то для природного лития эффективное сечение составит s = 940 * 0,075 = 70,5 барн. 3 миллиметра - такова длина свободного пробега до поглощения теплового нейтрона в природном литии. Соответственно эффективная толщина дейтерида природного лития, как мишени для потока тепловых нейтронов, порядка 1 см.

В результате этой реакции, возникают «горячие» ядра трития. Энергии ядра отдачи трития (порядка 3 МэВ) вполне достаточно для протекания реакции взаимодействия трития с находящимся в дейтериде лития дейтерием:  T + D => He4 + n + 17,6 МэВ.

Справа указан энергетический выход реакции, который распределяется между продуктами реакции в соотношении 1:4 (α(3,5 МэВ) + n (14,1 МэВ)).  Между прочим, в энергетическом балансе при реакциях деления Li6  - синтеза He4 непосредственно 14,1 МэВ — нейтроны не участвуют, потому что толщина  мишени  намного меньше длины свободного пробега нейтрона 14,1 МэВ в веществе мишени. Рассмотрим перспективы этого процесса с точки зрения использования его в реакции деления (гибридные реакторы) или для уничтожения некоторых опасных актинидов.

Выбор схемы применения

Для энергетических же целей этот метод якобы не годится: затраты энергии на процесс превышают выделяющуюся энергию. Однако, начальная стадия образования «горячего» ядра трития в реакции нейтрона и ядра лития-6 легко рассчитывается, а для оценки заключительной стадии слияния ядер трития и дейтерия полезно будет иметь и экспериментальные данные выхода этой реакции. Характерные свойства кристаллической структуры дейтерида лития хорошо известны на примере гидрида лития, - аналогичного соединения атомов лития с атомами водорода, и они не могут зависеть от изотопического состава ядер лития и водорода. Свойства этого соединении хорошо известны: удельный вес LiD при 20º С составляет 0,88 г/см3 из них 0,14 г/cм3 приходится на водород; пробег ядра трития с энергией 3 МэВ в LiD равен 0,4 мм. Высокое содержание водорода в гидриде лития, а оно в два раза превышает количество водорода, замороженного в баллоне при самой низкой температуре. На экономическую целесообразность хранения водорода в виде гидрида лития давно обратили внимание разработчики двигателей, основанных на использовании водорода.

Кристаллы дейтерида лития разрушаются при нагревании до 700 градусов Цельсия. Прямая ядерная реакция, вызванная тепловым нейтроном на ядре лития и сопровождающаяся испусканием ядра трития и альфа-частицы, не может, конечно, за ядерное время изменить положение дейтерия в кристалле, отличающегося повышенной плотностью дейтерия в дейтериде лития. Несмотря на превращение под действием нейтрона ядра лития-6 в ядро трития и альфа-частицу вся остальная кристаллическая структура не может измениться за короткое ядерное время и сохраняет характерную компактную упаковку водорода (дейтрона), что должно проявиться на повышенной вероятности слияния ядер трития и дейтерия. Поэтому могут быть серьёзные надежды на повышение вероятности слияния ядер трития и дейтерия, находящихся в одной молекуле дейтерида лития. Для окончательного подтверждения этих надежд на повышенную вероятность этой заключительной стадии реакции необходимо провести оценочные измерения. Подобные измерения выделяемой энергии в ампуле или пластине дейтерида лития-6 можно провести на пучке тепловых нейтронов на любом реакторе. Грубо  оценить выход энергии синтеза можно через определение плотности потока термоядерных (с энергией 14,1) МэВ нейтронов и определение всего потока этих нейтронов. Более точные, температурные и, тем более, калориметрические измерения в нашем случае не существенны. В заключение  считаю необходимым дополнить проведенное рассмотрение указанием на возможность другой экзо - энергетической реакции, происходящей на пучке протонов или дейтронов на Li7. В известной реакции p + Li7 => Be8 => 2He4 с большой выделенной энергией. При энергии протонов около 3-х МэВ на ядрах Li7 эффективно происходит реакция захвата протона с образованием составного ядра Be8, которое распадается на две альфа-частицы с суммарной энергией 17,2 МэВ. Большая энергия, близкая к энергии синтеза изотопов водорода, обусловлена одной и той же причиной - образованием в итоге альфа-частиц. В нашем случае вместо протона мы имеем горячее ядро трития и реакцию T + Li7 => 2He4 + 2n. В принципе возможна реакция 

T +T => H4 + 2n +11,3 МэВ.

Сечение 0,1 барна , энергия тритонов 1 МэВ.

Возможна и эндоэнергетическая реакция n + Li7 => He4 + T + n – 2.4 МэВ на быстрых нейтронах.
 
Определённо, энергетический выход реакции синтеза пропорционален плотности потока тепловых нейтронов, облучающих дейтерид лития, массе мишени и зависит от формы облучаемого тела – площади поверхности и толщины пластин из кристалла дейтерида. Однако, при создании энергетически выгодной установки надо исходить из использования термоядерных нейтронов и нейтронов, получаемых от деления атомных ядер термоядерными нейтронами в делении ядер урана, поскольку при каждом акте деления выделяется около 200 МэВ, а такую энергию трудно будет восполнить за счёт энергии, получаемой при синтезе легких ядер. А нужно ли это? Возможно иное применение описанной выше реакции. На выходе реакции синтеза мы имеем альфа - частицу с энергией 3,5 МэВ и нейтрон с энергией 14,1 МэВ. К этому добавляется альфа – частица с энергией порядка 1,8 МэВ после реакции теплового нейтрона с литием 6.

В реакции Li6( n, T )He4 поглотятся все замедлившиеся нейтроны попавшие в дейтерид лития. Кроме сильного поглощения в тепловой области небольшое поглощение нейтронов (σ ≈ 2 барн) имеет место еще в резонансном пике при энергии 250 кэв, что также можно отнести к поглощению всех нейтронов, прошедших широкий резонанс сечения реакции Li7( n, nT )He4, который дает сильное поглощение в диапазоне от 4Мэв до 14Мэв ( Ере з≈ 10Мэв; σа ≈ 0,5 барн ).

Вспомним две реакции, характерные для бериллия:

Be9 + He4 => C12 + n ,  n + Be9 => 2He4 + 2n. 

Для бериллия порог (n, 2n) реакции 2,5 Мэв; при 14Мэв σ=0,45 барн.

Следовательно, смешав дейтерид лития с бериллием в некоем цилиндрическом сосуде и облучая его тепловыми нейтронами от внесённого источника, получим производительный генератор нейтронов высокой энергии 14,1 МэВ и дополнительный генератор нейтронов для реакции с Li6. Поместим дейтерид – литиевую мишень в кожух - отражатель из природного урана  со щелью, чтобы не перекрыть поток тепловых нейтронов от других источников, получим отражение нейтронов, дополнительное размножение нейтронов от деления ядер урана  нейтронами с энергией 14,1 МэВ, и выделение энергии порядка 200 МэВ на акт деления. Дополнительные акты деления возможны от вторичных нейтронов этого акта как в уране 235, так и в уране 238. Оценим это размножение для урана 238.

Примем, как исходные, значения сечений взаимодействия нейтронов с ядрами для U238 (и для сравнения U235) как в среднем по обычному спектру деления, так и для высоких энергий:

Значения сечений для нейтронных процессов (барн):
                                                     Средние по спектру деления
 
 St Sel Sin Sg Sf Sn,2n
U235
U238
6.5701
6.6208
3.4480
3.4683
1.0311
1.4525
.0200
.0143
1.6489
.8877
0.4509
0.8139
                                                    Для энергий от 12 до 14,5 MэВ
 
 St Sel SinSg  Sf Sn,2n
U235
U238
5,8118
5,8772
2,7838
2,7656
0,4484
0,6509
0,0014
0,0013
1,9330
1,0567
0,6273
1,1234

Здесь  Sel - сечение упругого рассеяния,    Sin- сечение неупругого рассеяния, Sg- сечение захвата с испусканием gamma-кванта, Sf - сечение деления, Sn,2n - сечение реакции захвата нейтрона с последующим испусканием двух нейтронов.

Для ядер урана 235 сечение реакции деления значительно больше, чем для урана 238, да и сечения других реакций более приемлемы для целей размножения нейтронов и выделения энергии. Однако, это 0,72% – 5% ядер, участвующих в процессе. Следуя духу нераспространения,  рассматриваем только природный и слабо обогащённый уран.

Будем считать, что за одно упругое столкновение энергия нейтрона изменяется незначительно. То есть нейтрон после этого столкновения может вызвать деление следующего ядра или им поглотиться с реакцией (n,2n),находясь в том же энергетическом диапазоне. Таким образом мы исключим упругое столкновение из общего сечения на первом этапе в расчётах. А при неупругом столкновении нейтрон выходит из быстрой группы и не участвует в дальнейшем рассмотрении, т.к. сечение деления для U238 падает на три порядка при приближении энергии нейтрона к порогу деления (1,4МэВ). Исходя из этих предпосылок, примем суммарное сечение взаимодействия 14 МэВ нейтронов с ядрами урана 238 равным 1,0567+1,1254+0,6509+0,013=2,8323. Поскольку порог реакции (n,2n) для U238 равен 6,7 МэВ, то в среднем один из двух новых (n, 2n)-нейтронов может участвовать в последующем делении. Далее, для 14-МэВных нейтронов, производящих деление, средняя энергия нейтронов деления в первом поколении равна 7,1 MэВ, поэтому приблизительно 0,8124 из родившихся нейтронов деления пригодны для дальнейшего деления (имеют энергию выше 1,4МэВ). Число нейтронов, рождаемых от деления ядра урана 238 14-мэвным нейтроном, оценивается по формуле  V = 2,4 + 0.15 * E,     где энергия E выражена в [МэВ], т.е. в нашем случае   V=4,515. Для дальнейшего деления урана 238 пригодны 0,8124 * 4,515 =3,67 нейтронов от деления термоядерным нейтроном.   Всё это происходит в толстом (толще, чем в 5 кратной длине свободного пробега нейтрона с энергией 14,1 МэВ ) слое урана 238. В этом же слое происходит утилизация энергии и самих выделившихся в реакциях нейтронов. Для природного, и тем более  слабо обогащённого изотопом 235 урана число делений и размножившихся нейтронов будет несколько больше. Таковы предпосылки для разработки и дальнейшего использования замкнутой схемы:

Генерация нейтронов от импульсного источника (D + D => He3 + n^) è НАЧАЛО ЦИКЛА  => замедление и фокусировка нейтронов n^/n* => генерация n*/n^  (14.1 МэВ) {деление Li6 [ Li6( n*, T )He4] => синтез (T + D => He4 + n^) в кристалле дейтерида лития} => n^/ n^ => размножение нейтронов  {деление  U238 + (n^,2n) на U238 + неупругое рассеяние n^} => замедление нейтронов n^/n* => деление U235 =>  НАЧАЛО ЦИКЛА è.  

                 n* - тепловые, n^ - быстрые (Е = 0,1 - 14,1 МэВ) нейтроны .   

Проведём некоторые простые и полезные расчёты:

находим сначала концентрацию ядер урана и длину свободного пробега нейтрона имеющейся энергии N = p * Na / A = 18,9*[6*10^23]/238=4,78*10^22 = 0,0478*10^24 ядер урана в кубическом сантиметре. Полное сечение St=2,8323 барна.

Считаем длину свободного пробега 14МэВ-нейтрона первого поколения в металлическом U238 = 1 / (St * N)= 1/[(2,8323*10^-24)*(0,048*10^24)]=1/(2,8323*0,0478)=7,4 сантиметра.

Находим длину свободного пробега 14,1Мэв нейтрона по процессу реакции деления,
L_f=1/[(1,0567*10-24)*(0,0478*10^-24)]=19,8 сантиметров.

Длина свободного пробега 14,1Мэв нейтрона по процессу реакции (n,2n),
L_n,2n=1/[(1,1234*10-24)*(0,0478*10^-24)]=18,6 сантиметров.

Считаем длину свободного пробега 14МэВ-нейтрона первого поколения в металлическом U238 = 1 / (St * N)= 1/[(2,8323*10^-24)*(0,048*10^24)]=1/(2,8323*0,048)=7,4 сантиметра.

Находим длину свободного пробега 14,1Мэв нейтрона по процессу реакции деления,
L_f=1/[(1,0567*10-24)*(0,0478*10^-24)]=19,8 сантиметров.

Длина свободного пробега 14,1Мэв нейтрона по процессу реакции (n,2n),
L_n,2n=1/[(1,1234*10-24)*(0,0478*10^-24)]=18,6 сантиметров.

Длина свободного пробега 14,1Мэв нейтрона по процессу реакции неупругого рассеяния, L_in=1/[(0,6509*10-24)*(0,0478*10^-24)]=32,0 сантиметров.

Воспользуемся данными БНАБ. Находим длину свободного пробега 7,1Мэв нейтрона по процессу реакции деления, L_f=1/[(0,92*10-24)*(0,0478*10^-24)]=22,6 сантиметров.

Длина свободного пробега 7,1Мэв нейтрона по процессу реакции (n,2n),
L_n,2n=1/[(1,8*10-24)*(0,0478*10^-24)]=11,6 сантиметров.

Соответственно в слое природного урана толщиной 1 см будет реагировать с делением 5,1% термоядерных нейтронов, вызывать реакцию (n,2n) 5.4% термоядерных нейтронов, не упруго рассеиваться 3,1% термоядерных нейтронов.

Конкретное устройство

Чтобы полнее использовать реакции в уране, кожух – отражатель должен быть не однородным, а многослойным. Возможна следующая структура. Перед первым слоем толщиной 1см из природного урана, находится слой D2O – 4 см и слой BeO – 2 см, которые отражают тепловые нейтроны в зону термоядерных реакций. За этим и дальнейшими слоями природного или слабо обогащённого изотопом 235 урана должны следовать слои бериллия и тяжёлой воды, используемые для замедления нейтронов и съёма тепла. Кожух должен выполнять функции устройства для формирования потока тепловых нейтронов из термоядерных нейтронов (с энергией 14,1 МэВ), сгенерированных в его центре, и нейтронов реакций деления и размножения в природном уране. Далее по тексту его название будет РЗФУ, что означает размножающее - замедляющее - фокусирующее устройство. РЗФУ представляет собой сборку из деталей, обладающих по отношению к нейтронам, размножающими, замедляющими и отражающими свойствами. Эти детали в сборке образуют анизотропную, структуру, содержащую конечное множество каналов, заполненных замедлителем и теплоносителем – D2O. РЗФУ состоит из зоны размножения и замедления – РЗ, и зоны замедления и фокусировки – ЗФУ,

Чтобы полнее использовать реакции в уране, кожух – отражатель должен быть не однородным, а многослойным. Возможна следующая структура. Перед первым слоем толщиной 1см из природного урана, находится слой D2O – 4 см и слой BeO – 2 см, которые отражают тепловые нейтроны в зону термоядерных реакций. За этим и дальнейшими слоями природного или слабо обогащённого изотопом 235 урана должны следовать слои бериллия и тяжёлой воды, используемые для замедления нейтронов и съёма тепла. Кожух должен выполнять функции устройства для формирования потока тепловых нейтронов из термоядерных нейтронов (с энергией 14,1 МэВ), сгенерированных в его центре, и нейтронов реакций деления и размножения в природном уране. Далее по тексту его название будет РЗФУ, что означает размножающее - замедляющее - фокусирующее устройство. РЗФУ представляет собой сборку из деталей, обладающих по отношению к нейтронам, размножающими, замедляющими и отражающими свойствами. Эти детали в образуют анизотропную, структуру, содержащую конечное множество каналов, заполненных замедлителем и теплоносителем – D2. РЗФУ состоит из зоны размножения и замедления – РЗ, изоны замедления и фокусировки – ЗФУ.
 
Работа РЗФУ основана на размножении нейтронов, возникших в результате реакций деления ядер урана термоядерными и вторичными к ним нейтронами, замедлении нейтронов и на физическом эффекте отражения тепловых нейтронов поверхностью замедляющего вещества, когда угол, под которым они попадают на эту поверхность, меньше угла полного отражения нейтронов от вещества поверхности. То есть, нейтрон отражается поверхностью, когда поперечная составляющая кинетической энергии движущегося под углом к поверхности нейтрона, меньше работы выхода нейтрона при прохождении им этой поверхности вещества. Нейтроны обладают широким спектром по энергии, координатам, направлению движения в веществе блока. В любой момент времени в нем существуют нейтроны, которые движутся вдоль каналов под углами, меньшими угла полного отражения нейтронов веществом канала и которые отражаются этой поверхностью.

РЗФУ работает следующим образом. Термоядерные, вылетающие из зоны термоядерных реакций в центре на оси зоны РЗ, а затем и быстрые нейтроны, рождающиеся в размножающих слоях природного и слабо обогащённого урана в процессе деления, двигаясь через замедляющие вещества блока РЗФУ, замедляются в нём до энергии, при которой возможно пологое отражение нейтронов от стенок каналов. Каналы РЗФУ сформированы так, чтобы процесс вторичных отражений нейтронов осуществлялся под углами, меньшими угла полного отражения нейтронов поверхностью канала, например, за счет переменной кривизны, уменьшающейся в направлении вывода. Таким образом, отбираются нейтроны тепловой энергии и перемещаются в выделенную область. Это может быть зона прохождения реакций деления Li6, синтеза He4, зона деления урана 235  тепловыми нейтронами и т.д.. В первом и втором вариантах в выделенной области создаётся положительная обратная связь по тепловым нейтронам.
Для повышения объемной эффективности процесса размножения и процесса захвата нейтронов фокусирующим устройством расстояние в веществе между соседними каналами должно быть много меньше длины пробега нейтронов в веществах канала, РЗФУ должно выполняться из материалов с малым сечением захвата нейтронов, за исключением размножающих слоёв. РЗФУ в целом должно состоять из двух зон – зоны размножения и замедления нейтронов и зоны замедления и фокусировки. На рисунке 1. приводится возможный вариант выполнения РЗФУ цилиндрического, лепесткового типа. Всё устройство заполнено тяжёлой водой D2O (3).  Внутри по оси находится  цилиндрическая зона размножения и  замедления (4). Стенки каналов оптимальной для отражения нейтронов формы (6) и нейтронные зеркала (5) внешней по отношению к процессу размножения зоны замедления и фокусировки РЗФУ. Использована схема ЗФУ из запатентованного устройства Дробышевского и Столбова [2].

В первом (зона размножения) случае канал – это цилиндрическая структура, состоящая из слоя бериллия и слоя тяжёлой воды между слоями природного или слабо обогащённого изотопом 235 урана, которые выполняют функции размножения и отражения нейтронов. Смотрите рисунок 2. Использована схема из работы [3].

В зоне замедления и фокусировки (ЗФУ) РЗФУ канал имеет сложную форму, определяемую условием: отношение сечения захвата нейтронов к сечению рассеяния должно быть много меньше отношения угла полного отражения тепловых нейтронов поверхностью этого вещества, к величине полного угла. Это условие позволяет значительную их часть вывести в фокусную область. Каждый канал ориентирован в направлении фокусной области и имеет неоднородные характеристики в этом направлении, такие, которые позволяют для каждого последующего отражения нейтронов поверхностью стенок канала, также создать условия полного внутреннего их отражения. Нейтроны, которые движутся в направлении фокусной области и хотя бы раз отразились этой поверхностью, отражаются поверхностью и в последующем - они попадают в угловую область перехода нейтронов в каналы формирования направленного потока тепловых нейтронов. Нейтроны, которые не попали в область перехода нейтронов в каналы, продолжают находиться в теле блока из замедляющего вещества, рассеиваясь на его ядрах и меняя направления движения. Они имеют возможность за время жизни, с вероятностью близкой к единице, попасть в угловую область перехода нейтронов в каналы и вернуться в область деления - синтеза. Поверхность стенок каналов имеет покрытие из вещества с высокой эффективностью отражения тепловых нейтронов. Это позволяет увеличить величину угла полного отражения тепловых нейтронов от поверхности каналов и, тем самым, увеличить эффективность селекции тепловых нейтронов в каналы устройства. Покрытие выполнено из чередующихся слоев вещества с противоположными по знаку амплитудами рассеяния нейтронов. Этим на поверхности каналов формируют зеркала с высокой эффективностью отражения тепловых нейтронов и увеличивают угол полного отражения тепловых нейтронов поверхностью каналов от величин порядка десятков угловых минут до нескольких угловых градусов. Многослойное покрытие может содержать магнитное вещество, при этом с внешней стороны замедлителя должен быть размещен, управляемый источник магнитного поля. В этом случае, величина угла полного отражения тепловых нейтронов от многослойного покрытия становится зависимой от величины внешнего магнитного поля и возможно оперативное управление выводом нейтронов из устройства и управление плотностью потока в фокусной области.

На рисунке 2 показан срез возможной зоны размножения и замедления нейтронов РЗФУ.


Рис. 2 Срез зоны размножения – замедления.
1 – слой урана 1 см, 2 – слой бериллия 4 см, 3 – слой тяжёлой воды D2O 8 см.

Теперь  надо определить толщины слоёв веществ размножающее - замедляющей зоны РЗФУ, чтобы минимизировать в них потери нейтронов. Простым расчетом не трудно убедиться, что 10 слоёв природного урана толщиной 1см, чередующиеся с пустотами, дают 77% ослабления первичного потока термоядерных нейтронов. При этом для урана 238 количество делений составит 28,8%, число реакций (n,2n) - 30,5%, количество неупругих торможений - 15,5%. Всё вместе 74,8%. 2,2% приходятся на захват нейтронов с последующим гамма - излучением. Количественно количества реакций в первом и последнем слое разнятся почти в четыре раза – 5,1% и 1,4%. Однако, в этом расчёте не учитывается упругое рассеяние нейтронов  на ядрах урана, а оно значительно. Упругое рассеяние с ростом числа слоёв урана опережает по своему развитию все другие реакции для термоядерных нейтронов.

Длина пробега до упругого рассеяния термоядерного нейтрона L_en=1 / ( Sen * N ) =  1 /  [ (2,7656* 10 ^ (-24  ) * ( 0,048 * 10 ^ 24 ) ] = 1 / (2,7656 * 0,0478 ) = 7,6 сантиметров. В первом слое, толщиной 1 см, рассеется 1 / 7,6 * 100 = 13,1%  термоядерных нейтронов, летящих радиально от источника. Для вторичных нейтронов деления урана термоядерным нейтроном упругое рассеяние ещё значительнее:  L_en=1 / ( Sen*N ) = 1 / [ (3,50* 10 ^(-24  ) * ( 0,048 * 10 ^ 24 ) ] = 1 / (3,50 * 0,0478 ) = 6 сантиметров. В слое, толщиной 1 см, рассеется 1 / 6 * 100 = 17%  вторичных нейтронов от деления термоядерным нейтроном.

Итак, можно сделать вывод о том,  что количество всех реакций ядер с нейтронами во внутренних слоях урана РЗФУ  будет значительно больше, чем во внешних слоях.

На этом выводе предлагается  создание, не одинаковой по толщине слоёв, структуры зоны размножения и замедления РЗФУ. Внешние слои урана могут быть тоньше, а обогащение изотопом 235 выше. Теперь можно подкорректировать выделение нейтронов и энергии в РЗФУ. Из 100% термоядерных нейтронов 28,8% вступят в реакцию деления, 30,5% удвоятся, 15,5 % не упруго рассеются. С учётом упругого рассеяния в слоях урана РЗФУ возможно вступление в реакции на ядрах урана части оставшихся 23% термоядерных нейтронов в пропорции 6,6% - деление, 7% - удвоение, 3,5% - неупругое рассеяние. Тогда из 100% термоядерных нейтронов 35,4% вступят в реакцию деления,37,5% удвоятся, 19 % не упруго рассеются. После реакции деления возникнут 35,4% * 4,515 = 160% нейтронов по отношению к числу первичных термоядерных. После реакции удвоения возникнут 75% нейтронов по отношению к числу первичных термоядерных.  А 10 из 19 процентов не упруго рассеянных нейтронов не поглотятся и попадут в систему замедления и фокусировки РЗФУ. Итого возникнет 245% нейтронов по отношению к числу первичных термоядерных. 0,8124 вторичных нейтронов деления и половина нейтронов после реакции n,2n способны к дальнейшему делению урана 238, а это 130% + 37,5% = 167,5 % к числу первичных термоядерных. Из этих нейтронов примерно 1/3 часть вызовет деление урана 238, и это будет 55,5% нейтронов по отношению к числу первичных термоядерных. Возникнет 171,5% вторичных нейтронов по отношению к числу первичных термоядерных. Из этого поколения нейтронов вызовут деление урана 238 только 20% нейтронов по отношению к числу первичных термоядерных. Следовательно, число делений ядер урана 238, вызванное термоядерными нейтронами и их потомками, будет немногим более числа первичных термоядерных нейтронов. 346% вторичных нейтронов по отношению к числу первичных термоядерных будут замедленны и сфокусированы в структуре РЗФУ, а также в ней частично поглотятся и размножатся за счёт деления ядер урана 235. Реакции деления во внешних слоях (номер слоя больше 10) РЗФУ происходят в основном на ядрах урана 235. Следовательно, для  них необходим более обогащённый изотопом 235 уран.  Слои природного урана являются значительным препятствием  и поглотителем для нейтронов малых энергий. Поэтому будет наблюдаться увеличение плотности  потока нейтронов малых энергий в наружных слоях структуры РЗФУ. Тяжёлая вода, бериллий или BeO, природный или слабо обогащённый изотопом 235 уран удовлетворяют условиям для веществ размножающей и замедляющей  зоны РЗФУ. Начальные толщины слоёв 8 см - D2O , 4 см – Be , 1 см – U . Относительно источника нейтронов с энергией 14,1 МэВ слои чередуются следующим образом:

ИСТОЧНИК (n^ / E=14,1МэВ) – 0,5(слой D2O, слой BeO,) слой U, слой Be, слой D2O, слой U, слой Be, слой D2O, и т.д.

Для старта процесса – запуска работы ИСТОЧНИКа  необходимо подать на вход зоны РЗ нейтронный импульс. Возможно, использовать для этого промышленные импульсные источники нейтронов – «нейтронные трубки».

Не обязательно в качестве зоны размножения/замедления использовать схему, предложенную автором. Реально применить любую менее чем критическую, охлаждаемую, размножающую, цилиндрическую сборку, сопрягаемую по габаритам с ЗФУ. В сборке должна быть радиальная щель для ввода нейтронов из ЗФУ в осевой центр сборки. (Такая же щель необходима в Курбуле для ввода нейтронов из ЗФУ в зону термоядерных реакций.) На оси сборки вместо зоны термоядерных реакций можно разместить глубоко менее чем критический образец из высоко обогащённого урана или плутония 239. Остальные размножающие слои можно сделать, как в Курбуле,  на уране 5-6% обогащения изотопом 235, или его оксиде, а также на МОХ – топливе. Замедлителем и охлаждающим теплоносителем может быть обычная вода – Н2О. В результате получим постоянно работающую менее чем критическую сборку на быстрых и промежуточных нейтронах.

Рассмотрим главное замечательное свойство РЗФУ – возможность замыкания всего сфокусированного потока нейтронов или его части из ЗФУ на собственную РЗ - зону размножения и замедления.   Это позволяет создавать реакторы деления непрерывного действия, обходящиеся без самоподдерживающейся цепной реакции деления. Отпадают необходимость критических массы и размеров реактора, опасность неуправляемого разгона и взрыва. Поясним это. Пусть в начальный момент времени t0 на вход зоны РЗ попало n0 нейтронов. Через время tr (время размножения) на границах РЗ появились n0 * K нейтронов, где K – коэффициент размножения/усиления потока нейтронов. Тогда через время tf  (время замедления и фокусировки) на входе зоны РЗ появятся n * K * M  нейтронов, где М  - коэффициент передачи нейтронов через ЗФУ.  Если K больше единицы (К>1), то М меньше единицы (М<1), однако, общий коэффициент передачи нейтронов K * M  > 1. Через N циклов на входе зоны РЗ РЗФУ, с замкнутым на свою зону РЗ  нейтронным потоком, будет уже по геометрической прогрессии

                                           n(N) = n0 * ( K * M ) ^ ( N – 1 ) нейтронов,

а число прошедших через зону РЗ нейтронов будет

                                           Sn = n0 * [ ( K * M ) ^ N – 1 ] / ( K * M – 1 ) .

В общем случае коэффициенты K и М зависят от потока нейтронов цикла, причём зависимость направлена в сторону уменьшения с ростом потока нейтронов. В основе этого явления лежат конечные размеры зоны размножения и торможения и конечная пропускная способность зоны замедления и фокусировки. У коэффициента М уменьшение с ростом потока более быстрое. Конструктивно возможно регулирование коэффициента М. Уменьшение коэффициента передачи нейтронов начинается не сразу, а по достижению потока нейтронов через РЗФУ некоторого порогового значения, когда потери нейтронов в ЗФУ начинают становятся значительными. Обозначив пороговый цикл через Np, получим максимальный поток нейтронов, циркулирующих через РЗФУ  

                                       n(Np) = n0 * ( K * M ) ^ ( Np  – 1 ) нейтронов,

число прошедших через зону РЗ на этот момент нейтронов будет

                                           Snp = n0 * [ ( K * M ) ^ Np – 1 ] / ( K * M – 1 ) .

При уменьшении K * M до 1 наступит насыщение, и поток нейтронов, циркулирующих
через РЗФУ, стабилизируется. Тогда число прошедших зону РЗ нейтронов становится неопределённым. Обозначив K * M через u, получим неопределённость

                                           Sns = Snp + n(Np) * ( u ^ N - 1 ) / ( u – 1 ) при u => 1 .

Раскроем неопределённость по правилу Лопиталя. Продифференцировав числитель и знаменатель по  u, перейдём к пределу 

 lim n(Np) * N * u ^ ( N – 1 ) = n(Np) * N  при u => 1. 

Окончательно имеем  Sns =  n(Np) * N + Snp  , или
               Sns = n0 * ( K * M ) ^ ( Np  – 1 ) * N + n0 * ( K * M ) ^ ( Np  – 1 ) * N .

Условие К * М = 1 аналогично условию Keff = 1 для реакторов на СЦР (самоподдерживающейся цепной реакции).

Время tr и время tf в сумме образуют время цикла жизни нейтронов в РЗФУ – аналог времени жизни нейтронов в реакторе на СЦР
                                           tc = tr + tf .

Тепловая мощность, выделяемая в зоне РЗ РЗФУ в общем определяется по формуле:

                                  Q = Eдел  *  Sf  *  Фнас   *  Cят  *  Vз  , 
    
 где Eдел - энергия акта деления = 187 МэВ, Sf - сечение деления = 582 барна, Фнас - насыщающая плотность нейтронного потока, Cят - концентрация делящихся ядер, Vз - объём зоны РЗ.

В случае Курбуля эта мощность складывается из шести мощностей:

                                 Q(Li6) = Eдел (Li6)  *  Sf (Li6)  *  Фнас   *  C (Li6)  *  V (Li6D) ,

где Eдел - энергия деления Li6 = 4.8 МэВ, Sf Li6 - сечение деления Li6 = 940 барн, Фнас - насыщающая плотность нейтронного потока, C Li6 - концентрация делящихся ядер Li6,
V Li6D - объём зоны Li6D;

                                  Q(T+D) = E(He4)   *  S(T+D)  *  Ф(T)   *  C(D)  *  V(Li6D) ,

где E(He4) - энергия альфа частицы = 3.5 МэВ, S(T+D) - сечение реакции T+D = 5 барн, Ф(T) - плотность потока ядер отдачи из трития, C(D) - концентрация ядер D, V(Li6D) - объём зоны Li6D;

                                  Q(U238) = Eдел(U238)  *  Sf(U238)  *  Фnt   *  C(U238)  *  Vрз  ,     

где Eдел(U238) - энергия акта деления = 190 МэВ, Sf - сечение деления = 1.056 барна, Фnt - плотность потока термоядерных нейтронов(14.1 МэВ), C(U238) - концентрация ядер
U238 , Vрз - объём зоны РЗ; 

                                  Q(U238) = Eдел(U238)  *  Sf(U238)  *  Фnб   *  C(U238)  *  Vрз  ,    

где Eдел(U238) - энергия акта деления = 190 МэВ, Sf – среднее сечение по спектру деления = 0.8877 барна, Фnб - плотность потока быстрых нейтронов(10 – 1. 1 МэВ), C(U238) - концентрация ядер U238 , Vрз - объём зоны РЗ;

                                Q(U235) = Eдел(U235)  *  Sf(U235)  *  Фnб   *  C(U235)  *  Vрз  ,    

где Eдел(U235) - энергия акта деления = 187 МэВ, Sf – среднее сечение по спектру деления = 1.6489 барна, Фnб - плотность потока быстрых нейтронов(10 – 1. 1 МэВ), C(U235) - концентрация ядер U235 , Vрз - объём зоны РЗ;

                               Q(U235) = Eдел(U235)  *  Sf(U235)  *  Фnм   *  C(U235)  *  Vрз  ,    

где Eдел(U235) - энергия акта деления = 187 МэВ, Sf – среднее сечение по спектру деления = 582 барна, Фnм - плотность потока тепловых нейтронов, C(U235) - концентрация ядер U235 , Vрз - объём зоны РЗ.  
                  
Опытный читатель давно заметил, что узким местом Курбуля является выход термоядерных нейтронов по отношению к поглощённым тепловым в дейтериде лития 6. Не зря в термоядерных бомбах дейтерид лития обжимают весьма интенсивным рентгеновским излучением от взрыва инициирующего устройства на уране или плутонии. Однако, работают люди, и уже имеются методы и материалы для получения плотных потоков термоядерных нейтронов, в бланкетах со связанным дейтеридом лития,  в принципе аналогичные описанному хрестоматийному.
 
Полезные и опасные свойства Курбуля

1) Управляемая положительная обратная связь (ПОС) по тепловым нейтроном.
Эту связь можно организовать между зоной протекания реакций деления лития 6 и синтеза гелия 4 в реакции на ядрах отдачи трития и ядрах дейтерия в дейтериде лития и структурой РЗФУ. Возможна реализация ПОС воздействием нейтронного потока из РФЗУ на генерирующую нейтроны, подкритическую,  производящую энергию сборку по каналу обратной связи.

2) Управление нейтронным потоком магнитным полем на заключительной стадии замедления и фокусировки нейтронов.

3) Использование Курбуля, как малой энергетической установки, или как управляющей и задающей части мощной менее чем критической, энергетической сборки на природном уране. Частичное обоснование этого смотрите в первой части статьи.

4) ВАЖНОЕ. Формирование пучка нейтронов для принудительного деления делящихся веществ массой ниже критической и их полное выжигание.

5) ВАЖНОЕ. Формирование пучка резонансных нейтронов для производства чистого плутония 239 безотходным способом.

6) Широкий спектр применения в устройствах и технологиях ядерного терроризма.

Пушпульная, глубоко менее чем критическая тепловая машина

Далее я хочу представить возможную ядерную, производящую тепло машину на основе РЗФУ и Курбуля. Возможно применение в малой и средней энергетике, на морском транспорте, в космосе.
 Это Курбуль, и ещё два РЗФУ, в которых  отсутствует зона термоядерных реакций – ЗТР. Вместо неё (ЗТР) внутри по оси главного цилиндра присутствует зона цилиндрических вложенных тепловыделяющих элементов из урана с обогащением изотопом 235 – 5% или МОХ – топлива. Эта зона менее чем критична, как и зона размножения  другого РЗФУ. Зона размножения и замедления также имеет более высоко обогащённые слои урана, чем соответствующие слои в Курбуле. Назовём эти РЗФУ тепловыделяющими блоками – ТВБ. Курбуль является активатором ТВБ. Оба ТВБ связаны нейтронными потоками через внешние, не размножающие нейтроны части - ЗФУ и специальные входные щели в их конструкциях. Выход нейтронов ЗФУ первого ТВБ нацелен через щель на центр зоны выделения тепла второго. И наоборот. Такая щель есть и в конструкции Курбуля. Один из ТВБ активируется выходным нейтронным потоком ФЗУ Курбуля, часть которого замкнута на зону РЗ Курбуля. Нейтроны, вышедшие из зоны РЗ первого ТВБ, направляются его ЗФУ в центр  зоны РЗ второго ТВБ. И наоборот, нейтроны, вышедшие из зоны РЗ второго ТВБ, направляются его ЗФУ в центр  зоны РЗ первого ТВБ.  Для увеличения нейтронного потока и уменьшения габаритов в центр каждого ТВБ можно поместить глубоко подкритический образец высокообогащённого урана.      

Таким образом,  зоны ТВЭЛ связаны по нейтронным потокам через свои ФЗУ. Часть нейтронного потока Курбуля нацелена на зону термоядерных реакций Курбуля, и вводит Курбуль в режим насыщения по нейтронной циркуляции. В это же время другая часть нейтронного потока Курбуля активизирует нейтронами РЗФУ первого ТВБ. Поток нейтронов из РЗФУ первого ТВБ активизирует РЗФУ второго ТВБ. Оба ТВБ через свои ЗФУ начинают обмениваться нейтронами до насыщения потока нейтронов,  который возрастает уже при отключении Курбуля, когда нейтронный поток от Курбуля достиг насыщения, и сам достигает насыщения.

Тепловая мощность, выделяемая в зоне ТВЭЛ определяется по формуле:

  Q = Eдел  *  Sf  *  Фнас   *  Cят  *  Vз   
    
где Eдел - энергия акта деления = 187 МэВ, Sf - сечение деления = 582 барна, Фнас - насыщающая плотность нейтронного потока, Cят - концентрация делящихся ядер, Vз - объём зоны ТВЭЛ.

Курбуль выполняет роль заводной рукоятки или стартера для  представляемого устройства. Далее поток нейтронов между двумя РЗФУ достигает насыщения, и они продолжают работать – выделять тепло, отводимое циркуляцией H2O, в стационарном режиме. Поддерживающая сама себя цепная реакция и связанные с ней опасности в предложенном устройстве отсутствуют. Однако, как и каждая тепловая машина, предложенная, пушпульная  (по аналогу в электротехнике) схема ядерной генерации тепла требует строгого регламента эксплуатации. В подобной машине можно применять UO2 вместо металлического урана в ТВЭЛ, и BeO,  как замедлитель в размножающей и замедляющей зоне.
 
Заключение

Развитие изобретения Дробыщевского и Столбова (ЗФУ) открывает новые перспективы получения и использования энергии деления без СЦР, возможность использования для получения энергии оружейные уран 235 и плутоний 239, реакторный плутоний. Курбуль (РЗФУ) даёт возможность получения чистого изотопа плутония 239, минуя реакторы на СЦР. В данной работе приведена лишь идея РЗФУ. Реализация требует соответствующих задаче исследований и инвестиций.

Использованные источники:
  1. И.Н. Бэкман «Ядерная Индустрия»;
  2. Ю.В. Дробышевский, С.Н. Столбов  «Экологически приемлемый и безопасный  ядерный реактор»;
  3. В.Д. Лютов, Е.Н. Липилина, Н.В. Горин  «РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ        ПОДКРИТИЧЕСКОЙ СБОРКИ С АНИЗОТРОПНЫМ ПРОХОЖДЕНИЕМ НЕЙТРОНОВ»
  4. Ю.Н. Орлов    «Аналитические оценки оптимизации энерговыделения в гибридной          
               микромишени DT-U238.»
 

 
Связанные ссылки
· Больше про Атомная наука
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Атомная наука:
Интуиция в законе

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 5
Ответов: 8


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 41 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 03/04/2012
Месяца два поразбираюсь, а потом напишу комментарий, если разберусь.
 
Молодой специалист.


[ Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 04/04/2012
   Если молодому специалисту еще не обломали хотелку, предлагаю еще вариант поджигания термояда. Облучаем в реакторе делящийся нуклид в химической связи с дейтерием (тритием). Осколки деления создают в топливе локально микроканалы с высокой температурой (пики смещений). Это и есть температура для поджигания термоядерной реакции.
   Когда я рассказал об этом начальнику нашего отдела материаловедения, он сказал, что совать дейтерий (тритий) в твэл это кощунство. Мы получим много проблем и мало толку.
   Прошло 20 лет, но тема не умирает. Спасибо автору.


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 04/04/2012
Милейший комментатор! Обращаю Ваше внимание на то,что автор не ставит целью получение тепла от термоядерных реакций, а ставит целью получение термоядерных нейтронов с Е=14,1 МэВ, чтобы размножить их на делении ядер урана 238. Боцман. 


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 03/04/2012
Вы кто, В.А.Брач, кандидат или доктор, а может быть академик?


[ Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 03/04/2012
-)))
Улыбнуло, звучит как
"...кто они, с кем - эти кандидаты в доктора..."


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 04/04/2012
А.а.а.а., это боцман!


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 04/04/2012
главное замечательное свойство РЗФУ – возможность замыкания всего сфокусированного потока нейтронов или его части из ЗФУ на собственную РЗ - зону размножения и замедления.

Петрик отдыхает, нервно покусывая локти. Автор почему-то "забыл", что все ядерные реакции носят статистический характер. Отчего и породил химеру. Всё по-отдельности будет работать, но от утечки он никуда не денется.

Да литий пережигать почём зря жалко :( Уж лучше в батарейку.


[ Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 04/04/2012
Совсем непонятно, как с этой штуки отводить тепло. В термоядерной бомбе оно отводится само. Здесь же как только появляются теплообменные поверхности, теплоноситель, так сразу же растет утечка и паразитное поглощение нейтронов и весь хрупкий нейтронный балланс (хотя его там и нет) накрывется медным тазом.


[ Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 04/04/2012
За оптимиську - 1(кол), за писимиську - 5(отлично)
"Ето комуниздий называется"(Богатырев, из фильма Мижалкова про марксизьм об бронепоезд))))
Т.е. - нелинейная динамика. Если было бы 2 на 3 нейтрона, как в обычном реакторе на СЦР урана и плутония, то получилась бы линейная динамика, что портит статистику (третью степень гнусной правды врачей без границ) только танцем с бубном вокруг критической массы... Зато, если сообща, всем стадом, всем скопом, навального на его - супостата бодливого - то шмогли, таки да...
А вот с нелинейной динамикой - плазмой - ничо даже не последняя, четвертая степень (полная политинформация) статистики, а Ж с большой буквы Ё получается (многоэтажная животная...)))
Поэтому в одном случае будет грязный выброс, а в другом - ничо полезной энергии, к сожалению, ибо одним только мелкоскопом и контрабоцманом ентот мирный термояд, по-моему, не осилить.
Боцман, я вообще-то думал, что Ваша фраза про обратную связь нейтронами означает нечто вроде поточного ускорителя, т.е. почти как и в моем предложении электромагнитной пушки... Но у меня-то дополняется направленный импульс еще и накопленной ядерной энергии, просто глубоко внутри непробиваемого для лазеров барьера даже не ничтожного (причем, на порядки падающего при умощнении) их КПД, а тупо - геометрической оптики. Одно дело - микронаправленная гамма-квантовая и кинетическая электродетонация пороговой вынужденной радиоактивности в некой цепочке распада, а другое дело - микро-мишень под микро-пушкой же... Я, конечно, должен еще разобраться с приведенными расчетами, но - неужели все так, как на первый взгляд кажется тоскливым?

 про_читавший_архитектор.


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 04/04/2012
Вызывает изумление неумение некоторых авторов комментов прочесть и понять простые тексты. В заметке описаны два из множества возможных применений изобретения физиков Дробышевского и Столбова - ЗФУ, основанного на применении нейтронной оптики. Найдите в интернете и почитайте первоисточник, глупые критиканы!
Автор заметки просто ввёл  в центр ЗфУ зону размножения и замедления (РЗ), представляющую собой в общем случае менее чем критическую сборку с коэффициентом усиления по нейтронам порядка 20 -100 раз. Курбуль, конечно, дэвайс экзотический, строго в духе нераспространения. И узкое место его указано -это выход термоядерных нейтронов. Можно и без термоядерной экзотики обойтись, но тогда по главной оси надо ставить глубоко менее чем критичный чилиндр из  урана 235 или плутония 239. И увеличивать 
обогащение размножающих слоёв зоны РЗ, при этом увеличивая её подкритичность. Если эти фразы для читающих не понятны, то надо просить О.В. Двойникова организовать руборику: ликбез для так называемых "атомщиков"!
А Курбуль проточной водичкой охлаждается. Пусть Д2О ! Его перегревать не надо. Кристаллы дейтерида лития большого жара не держат. Даи не надо. Курбуль - стартер. Он может начать работать и от лабораторного источника нейтронов, было бы качественное ЗФУ.
В пушпульной тепловой машине в ТВБ можно использовать простую воду и ТЭВЭЛы от ВВЭР в подкритической водо-водяной сборке. Но зФУ необходимы.
Изумлённый Боцман. 


[ Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 04/04/2012
Вся "нейтронная оптика" работает до первого столкновения.

Не верите на слово - скоммунизьте где-нибудь MCNP, поставьте в расчётном задании точечный анизотропный источник, доведите число разыгранных траекторий до сотни миллионов и наслаждайтесь всей красотой картины.


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 05/04/2012
Концептуальная ошибка автора заключается в том, что он не используя никаких качественно новых идей (не важно своих, чужих, в этой или смежных областях) пытается получить качественно новый результат. Делает это путем комбинирования параметров: изотопного состава смеси (используя разные реакции синтеза, деления) и геометрии. По этому простому, но ложному пути шли многие молодые изобретатели. Есть несколько десятков (а может и сотни) патентов получения энергии синтеза (или термоядерных нейтронов). Большинство из них содержит либо ошибки, либо абсолютно неэффективны.  Если бы был простой способ, то скорее всего в 50-е годы, когда этой проблемой занималось множество физиков, в т.ч. и гениальных, путь был бы найден. Но! Вероятность что вы увидите новое направление в синтезе очень маленькая, хотя и не нулевая. Дерзайте.   А теперь два замечания по сути, как я ее понял. 1)Использование реакций синтеза (Т+Т, D+Т, T+Li и др.) с целью получения энергии или нейтронов в конденсированной среде бессмысленно из-за больших ионизационных потерь. Дейтрон (или тритон) теряет энергию до величины ниже кулоновского барьера до встречи с ядром-мишенью. Выход реакции менее 10^(-5). Использование в качестве рабочего тела LiD в кристаллической форме ситуацию нисколько не улучшает.Условия, при которых проходит реакция в знаменитой “слойке” в заряде (давление и температура), воспроизвести в лабораторных условиях невозможно. 
2) Принцип умножения потока нейтронов (рис.2) верен. Но он известен (и используется) уже лет 40. И известен как каскадный усилитель с вентильной нейтронной связью.  (Правда, изотопный состав вентильных перегородок другой, более эффективный). По теме много публикаций ребят из Арзамаса. Способ имеет ограничение по коэффициенту умножения.  3) читать формулы в статье невозможно. В.К.


[ Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 05/04/2012
Милейший В.К.! О какой концептуальной ошибке идёт речь? Моя заметка никоим образом не претендует на изобретение! В ней я просто попытался привлечь внимание к изобретению Дробышевского и Столбова -ЗФУ и возможным его применениям. Дейтерид лития -вещество стратегическое, с весьма ограниченным к нему  доступом. Нет даже данных по калориметрии распада ядер лития 6 при поглощении тепловых нейтронов.  И ,тем более, по калориметрии термоядерной реакции в нём. В современных иделиях на 150 килотонн ТЭ этого славного вещества меньше ,чем потребуется даже для предварительных экспериментов с измерениями. Друзья намекнули мне,что в направлении уплотнения дейтерия достигнуты значительные успехи, но тематика эта закрытая! Оно и понятно. В заметке я дистанцируюсь от получения энергии через синтез, указываю прямо узкое место этого получения. Читать внимательнее надо, а потом критику наводить! Умножитель нейтронного потока естественно может иметь много схем, а данное решение приведено исключительно для иллюстрации умножения потока вторичных нейтронов от термоядерных. Но оно будет работать. Курбуль слеплен по противоречивым требованиям Еврокомиссии по развитию малой атомной энергетики и уходу от СЦР. Забавная иллюстрация, на мой взгляд!Но работы по уходу от СЦР в энегетике, в ЕС идут полным ходом. Скоро в Брюсселе опытно-промышленная установка заработает- в 2015 году, на каскадном генераторе нейтронов высокой
энергии и уране 238. А про гвоздь заметки - ЗФУ вы ничего не сказали. Как будто его и нет! А в нём самая изюминка. РЗФУ -это не только Курбуль, это и подкритическая сборка вместо РЗ. И пушпульную тепловую машину вы не заметили!Так что с душком ваш комментарий!Или вы поторопились высказаться? Вроде студентов учите,а такой торопыга? Не солидно это! Боцман.


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 06/04/2012
А чем Брач, он же милейший Боцман, на жизнь зарабатывает?


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 06/04/2012
Кризис у нас ! Тружусь на ниве просвещения и распространения знаний. Труд нелёгкий и хлеб скудный! Мы же - новая Европа в беднейшем варианте.  У нас науки не в почёте!


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 07/04/2012
Боцман безусловно прав в одном: если ЗФУ существует ,то можно замкнуть поток нейтронов, создать РЗФУ, "пушпульную" тепловую машину. Даже курбуль будет работать. Всё дело в реальности запатентованного Дробышевским и Столбовым замедляюше-фокусирующего устройства ЗФУ. Я смотрел патент. Он не выкуплен. 
Смотрел статью по безопасному реактору, у Боцмана проще. Однако я заметил ,что в их ЗФУ есть своё ноу-хау, которое они в патенте не раскрыли. Судя по тому,что Дробышевский и Столбов продвигают на рынок сверхчистую питьевую воду и другие свои изобретения, их ЗФУ пока не востребовано. Напрасно, так как весьма перспективное устройство.    


[ Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 09/04/2012
С интересом прочитали Ваши предложения.
Спасибо за попытку понять и использовать в своих работах разработанную нами замедляющее - фокусирующую структуру - ЗФС (в Ваших обозначениях РЗФУ).
Более детально с патентом SU № 1821818 по ЗФС можно ознакомиться на нашем сайте http://systemwork.ucoz.ru/ [systemwork.ucoz.ru] в статье http://systemwork.ucoz.ru/_ld/0/9_M2k.pdf [systemwork.ucoz.ru]  . Там же приведены и основные закономерности поведения нейтронов в структуре, и расчеты ее характеристик в диффузионном приближении.
Там же можно прочитать патенты как на реактор деления, так и реактора синтеза с  ЗФС:
- термоядерный реактор синтеза (патент РФ №2056649 от 29.10.92г. http://systemwork.ucoz.ru/_ld/0/7_TERM2.pdf [systemwork.ucoz.ru] )
- и реактор деления с внутренним топливным циклом описанный нами в патенте РФ №2075116  от 30.12.94г. ( http://systemwork.ucoz.ru/_ld/0/8_ZVK39.pdf [systemwork.ucoz.ru] ). Там же на сайте, в статье приведены и результаты моделирования поведения топливного состава в долговременном режиме его выгорания и формирование при этом так называемого «стационарного состава» при самых разных выгорающих «воспроизводящих» ядерных материалах. Возможность работы реактора на топливе различного состава и процесс формирования при долговременной работе «стационарных составов» раскрыта в результатах его моделирования http://systemwork.ucoz.ru/_ld/0/12___.pdf [systemwork.ucoz.ru] .
Такой реактор может работать как на природном уране, так и на обедненном уране и даже на отработанном ядерном топливе и достигая при этом высокой глубины выгорания. Реактор способен работать и на тории, запасы которого намного больше запасов урана. Тем самым в результате реализации такого реактора топливная база ядерной энергетики резко расширится, будет снята проблема переработки и захоронения ядерных отходов и огромные, сейчас бесполезные и фактически ничего не стоящие запасы обедненного урана превратятся  в ценный продукт.  
Вами предложен вариант гибридного реактора, в котором используются как реакции термоядерного синтеза, так и реакции деления. Причем в Вашем предложении, при относительно небольшом объеме текста рассмотрен не только сам реактор, но и более широкий спектр устройств. Попробуем пошагово проанализировать Ваш текст.
Представленное устройство содержит три самостоятельные зоны:
- D, T, Li, Be запал – преобразователь потока тепловых нейтронов в поток быстрых термоядерных нейтронов;
- U, Be, D2O слоеный бланкет – выжигатель быстрых нейтронов термоядерных нейтронов;
- ЗФС (РЗФУ) замедляющий и термализующий поток быстрых нейтронов из бланкета и направленно возвращающий его тепловым, через щели в бланкете, в область запала.
Прежде всего, не совсем понятно, зачем необходимо подобное усложнение устройства. Поскольку основное энерговыделение идет за счет реакций деления (188 Мэв) урана и при этом образуется более двух нейтронов, то не совсем понятно, зачем нужен в этом случае D, T, Li, Be запал.
В простейшем случае для создания 1-ТВЭЛьного реактора достаточно поместить на оси линейной протяженной ЗФС единичный ТВЭЛ с проточной системой снятия выделяющейся энергии потоком теплоносителя. В этом случае, даже при эффективности возврата нейтронов ЗФС около  kэфф ~ 0.5, реактор будет работать.
Возможно, что поставленной целевой задачей является выжигание термоядерного топлива - D, T, и тогда урановый бланкет, как размножитель нейтронов уместен, но и при этом основное выделение энергии будет в бланкете.  10% (в максимуме) добавка энергии от термоядерных реакций синтеза, усложняя процесс, не делает реактор полноценно термоядерным.
Хотя и надо сказать, что попытка найти конструкцию термоядерного реактора, в котором процесс термоядерного

Прочитать остальные комментарии...


[ Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 11/04/2012
Считать резко анизотропные системы в диффузионном приближении - это клиника. Вы ещё формулу четырёх сомножителей примените.


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 09/04/2012
Хотя и надо сказать, что попытка найти конструкцию термоядерного реактора, в котором процесс термоядерного синтеза идет при относительно низких температурах за счет того, что рожденные при взаимодействии с тепловыми нейтронами быстрые ядра трития за время их торможения в холодном веществе успевают провзаимодействовать с ядрами дейтерия, крайне интересна.
Но при этом, ключевой становится реакция взаимодействия быстрого ядра T с холодным веществом мишени содержащей дейтерий. К сожалению пробег трития в мишени из дейтерида лития составляет величину около 10-3 см и при этом выход реакции при плотности вещества около 4*1022 1/см-3 даже в максимуме сечения взаимодействия  D-T - 10-24 см2 составляет величину около 10-3 - 10-4 от числа рожденных быстрых ядер трития. Этот выход реакции слишком мал. Таким образом, даже высокое сечение взаимодействия нейтронов с Li (или даже с He3) и высокая вероятность рождения быстрых ядер трития не спасает предложенный Вами вариант.
Но рост потока нейтронов, резко разогревая мишень, в пределе до термоядерных температур, ведет к чисто термоядерному варианту, поскольку при этом горячая плазма нагретая в области катализа может быть затем вброшена в область удержания магнитным полем, что и описано нами в нашем патенте (патент РФ №2056649 от 29.10.92г.   http://systemwork.ucoz.ru/_ld/0/7_TERM2.pdf [systemwork.ucoz.ru] ).         
Заметим, что основным преимуществом такого реактора является «каталитическая» замкнутость процессов по основным участвующим в работе веществам. Прогрев исходной топливной смеси до  плазменных температур идет за счет взаимодействия с тепловыми, возвращаемыми ЗФС нейтронами ядер He3 которые, как и ядра T и нейтроны выгорают и нарабатываются в процессе. Поскольку прогрев исходной смеси идет за счет энергии от  n-He3 реакций, то критерий Лоусона перестает быть ограничением на процесс.   
Предложенная Вами зона размножения – замедления интересна, но при отсутствии (из-за низкого выхода) быстрых 14 Мэв-ных нейтронов она теряет смысл, а замедление, селекция и возврат нейтронов спектра деления будут эффективно проходить в ЗФС и без дополнительного их размножения.
В основу ЗФС положены процессы отражения нейтронов от поверхности вещества. Физика этих процессов достаточно глубоко изучена еще в семидесятые годы прошлого столетия в работах Ю.Г. Абова, П.А. Крупчицкого и других. Тогда же по предложению В.Ф. Турчина начались испытания суперзеркал на основе чередующихся тонких слоев покрытий нанесенных на эти поверхности. В наше время это динамично развивающаяся область науки и техники, на базе которой уже созданы многометровые нейтронопроводы, устройства поляризации и анализа нейтронных пучков с их энергиями вплоть до сотен кэв, и даже уже запущены в космос нейтронные и  гамма- телескопы.
С уважением, авторы.



[ Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 10/04/2012
Уважаемые авторы патентов!
//Хотя и надо сказать, что попытка найти конструкцию термоядерного реактора, в котором процесс термоядерного синтеза идет при относительно низких температурах за счет того, что рожденные при взаимодействии с тепловыми нейтронами быстрые ядра трития за время их торможения в холодном веществе успевают провзаимодействовать с ядрами дейтерия, крайне интересна.
Но при этом, ключевой становится реакция взаимодействия быстрого ядра T с холодным веществом мишени содержащей дейтерий. К сожалению пробег трития в мишени из дейтерида лития составляет величину около 10-3 см и при этом выход реакции при плотности вещества около 4*1022 1/см-3 даже в максимуме сечения взаимодействия D-T - 10-24 см2 составляет величину около 10-3 - 10-4 от числа рожденных быстрых ядер трития. Этот выход реакции слишком мал. Таким образом, даже высокое сечение взаимодействия нейтронов с Li (или даже с He3) и высокая вероятность рождения быстрых ядер трития не спасает предложенный Вами вариант. //

Что это было? Про_холодный термояд?
Первый (полный))) абзац относится, вообще-то, больше к моему предложению, но и такая технология весьма условно производит реакцию вовсе не в холодной, но инертно- (т.е. вынужденно) "твердой" высокоплотной фазе. Даже это требует электродетонации в твердотельной мишени с огромными, соответственно - одноразовыми для мишени, давлениями и приведенными температурами. По моему мнению, только проникающее излучение и электромагнитное поле способно спровоцировать такую очень кратковременную реакцию. Насколько я понял отзывы на проект Боцмана, моему пониманию также недоступно именно антистатистическое нечто, что как-то выдает реагенты и реакцию (чем и кому оно это должно?) статистических же значений количеств и энергий, например, нейтронов... В моем случае 1я фаза практически сразу и необратимо превращается в 4ю, но некоторое количество вещества проходит стадию доуплотнения, что мало отличается от механизма детонации ядерно-термоядерной бомбы, насколько я его понимаю и описал в предворяющей теме форума. Поэтому все в порядке и с КПД, и с гарантиями возникновения собственно электродетонационноео синтеза, хотя это не термо_яд, но лекарство. Так что же волшебное прописываете Вы - кандидаты в доктора и корифеи, чего  ни я, ни другие посетители ни грамма синтеза не находят?
ПС
Перешел по ссылке на Ваш сайт, так его читать невозможно из-за дурацкой рекламы и наглого навязывания установки браузера. На кой ляд мне - при всем терпении и уважении - ваш спонсерский хренов браузер?! По описанию всех вариантов, на которые Вы разрешаете мне приделать к чему-то из Вашего патента загадочномулюбой глушитель - говоря образно, мне стало "свободно и легко", но причем тут Ваш патент в этой "каше из топора"?
И, это правда про лохотроновые фокусы с водой и петрикализацией всей страны, а то я уже собирался попросить Вас о соавторстве...?


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 11/04/2012
СПАСИБО!

Сходил на страницу разработчиков, крайне интересно!
Отличная статья. Непременно изучу идею ЗФУ детальнее.

Ядерщик



[ Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 11/04/2012
Тогда же по предложению В.Ф. Турчина начались испытания суперзеркал на основе чередующихся тонких слоев покрытий нанесенных на эти поверхности. В наше время это динамично развивающаяся область науки и техники, на базе которой уже созданы многометровые нейтронопроводы,
---------------------------------------------------------

КРАЙНЕ ИНТЕРЕСНО!

Слышал об этом краем уха еще в студентах, но не вникал в тему.
Уважаемые коллеги, сбросьте ссылку по зеркалам и нетронопроводам если можно.

Ядерщик


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 11/04/2012
Пришлите адрес своей почты. Можно через наш сайт, указанный в тексте обсуждения, можно через комментарии на эту статью, можно по почте stolbovsn@mail.ru


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 11/04/2012
Авторам патента ЗФУ. 
Нет оснований не доверять авторам. Но после рассмотрения описания изобретения возникли недоуменные вопросы. Главный и принципиальный - что у вас понимается под термином "отражение нейтронов". 1) результирующее направление движения нейтронов назад (альбедо) после многократного рассеяния (т.е. термин "отражение" принятый в реакторной физике). или 2) истинное отражение (оптическое) Если 1),  то всякие геометрические ухищрения (криволинейные каналы) с целью увеличить альбедо, бессмысленны в силу статистического характера взаимодействий (границы между слоями на направление движения нейтронов влиять не могут). Если же 2), то есть отражение носит чисто квантовый характер, то для его реализации, очевидно, необходимо выполнение условия, чтобы деБройлевская длина волны нейтрона (л) была больше межатомного расстояния.  А поскольку л=h/E, то,  зная межатомное расстояние, нетрудно сделать оценку E. Отражаться будут только нейтроны с энергией много меньше тепловой (ультрахолодные). А теперь посмотрите какая доля таких нейтронов в спектре Максвелла и вы найдете эффективность  (ЗФУ). (Вероятностью отражения волны тепловых и эпитепловых нейтронов можно пренебречь.) И второй вопрос - зачем в устройстве магнитные элементы. Неужто вы внешним магнитным полем воздействуете на магнитный момент нейтрона? - Если так, то у меня вопросов к вам больше нет.         В.К.


[ Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 11/04/2012
Просто странно постоянно слышать о невозможности отражения нейтронов от поверхностию и это от людей считающих себя квалифицированными физиками.

Это широко известный факт. (На многих экспериментальных реакторах (в частности в ИТЭФ) еще с 50-х годов стояли каналы с нейтронными зеркалами. С тех пор физика поведения нейтронов на поверхности вещества динамично развивалась, а устройства использующие зеркала и суперзеркала проектируются, изучаются и широко используются, в частности в Обнинске.)

При пологом движении нейтрона к поверхности под углом около 10 угловых минут энергия поперечного его движения близка к работе выхода нейтрона из поверхности и подобно отражению под углом Брюстера  эффективность его отражения становится близкой к единице, что сохраняется и под более пологими углами. 
При создании на поверхности "суперзеркал" - слоеных покрытий из веществ с противоположными работами выхода эффективный угол отражения нейтронов поверхностью становится равен единицам угловых градусов.

В соответствующим образом сформированной анизотропной структуре подобных поверхностей и каналов между ними может быть достаточно много и за время жизни нейтрона в веществе подобной анизотропной структуры он может неоднократно попасть в угловую область захвата нейтронов ЗФС. 

Структура сформирована так чтобы все последующие углы падения захваченного структурой нейтрона на поверхности каналов селекции были меньше угла полного отражения их поверхностью.

И поэтому такой отселектированный нейтрон далее ориентированно по каналам селекции и транспортировки выводится из структуры в выделенном ей направлении.

Потоки из всех каналов ориентируются в выделенную область называемую фокусом структуры и там суммируются увеличивая свою плотность и плотность потока в них и полезно используясь, например, выгорая в помещеном туда ТВЭЛе. 
Не попавшие в область захвата нейтроны рассеиваются далее на ядрах замедлителя до их попадания в область захвата структурой за время их жизни.   

Рожденные (пусть в этом ТВЭЛ) быстрые нейтроны тормозятся в веществе окружающей его ЗФС, термализуются в его глубине и селектируются структурой там же, а затем по каналам селекции и вывода нейтронов вновь выводятся до внутренней границы ЗФС и вновь направляются в фокусную область структуры геометрически суммируясь в ней.

Процесс повторяется.
            


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 12/04/2012
Какое такое "пологое движение"?

Когда нейтрон бьёт в атом, он не видит никаких "угловых минут" - он взаимодействует с конкретным атомом, а не с решёткой атомов. Вам ведь сказали, что для перехода в оптический режим нужно получать ультрахолодные нейтроны, взаимодействующие с весьма нехолодными зеркалами.

А с МэВными нейтронами у Вас будет классический реактор. В который под соусом "нейтронной оптики" понапихали всякой дряни.

Перестаньте, наконец, произносить мантры про "нас не понимают", а посчитайте свою систему в приближении чуть более точном, чем диффузионное.


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 12/04/2012
Уважаемый, ну какой же вы невнимательный.
В тексте неоднократно написано об отражении от поверхности вещества а не об отражении от отдельного атома вещества.
Специально для Вас привожу большую цитату из Большой  Советской Энциклопедии по запросу Нейтронная оптика
http://bse.sci-lib.com/article080925.html [bse.sci-lib.com]

"Скорость тепловых нейтронов в несколько сот раз больше, чем ультрахолодных, и n близко к 1 (1 — n » 10-5). При скользящем падении на поверхность плотного вещества пучок тепловых нейтронов также испытывает полное отражение, аналогичное полному внутреннему отражению света. Это имеет место при углах скольжения j £ jкр, т. е. при углах падения



Критический угол определяется из условия:



  Например, для меди jкр = 9,5". Можно показать, что условие полного отражения (4) эквивалентно требованию: vz £ v0, где vz — компонента скорости нейтрона, нормальная к отражающей поверхности. Скорость холодных нейтронов в несколько раз меньше, чем тепловых, а угол jкр — соответственно больше.

  Полное отражение используется для транспортировки тепловых и холодных нейтронов с минимальными потерями от ядерного реактора к экспериментальным установкам (расстояния ~ 100 м). Это осуществляется с помощью зеркальных нейтроноводов — вакуумированных труб, внутренняя поверхность которых отражает нейтроны. Зеркальные нейтроноводы делают из меди или стекла (с напыленным металлом или без него)."

К сожалению формулы не перенеслись, но это в данном случае не очень важно.

В ряде явлений нейтронной оптики преобладающее значение имеют волновые свойства нейтронов. Длина волны l нейтронов определяется массой нейтронов m = 1,67 10-24 г и их скоростью v:
l = h/mv, (1)
где h — Планка постоянная [www.rubricon.com] (см. Волны де Бройля [www.rubricon.com]). Средняя скорость тепловых нейтронов v = 2,2·105 см/сек, для них — длина волны l = 1,8·10-8 см, т. е. того же порядка, что и для рентгеновских лучей [www.rubricon.com]. Длины волн самых медленных нейтронов (ультрахолодных, см. ниже) такие же, как у ультрафиолетового и видимого света. Аналогию между пучками нейтронов и электромагнитными волнами подчёркивает и тот факт, что нейтроны так же, как и фотоны, не имеют электрического заряда. Вместе с тем природа нейтронных и электромагнитных волн различна. Фотоны взаимодействуют с электронной оболочкой атома, тогда как нейтроны — в основном с атомными ядрами. Нейтрон обладает массой покоя, что позволяет применять для нейтронных исследований методы, не свойственные оптике. Наличие у нейтрона магнитного момента обусловливает магнитное взаимодействие нейтронов с магнитными материалами и магнитными полями, отсутствующее для фотонов.
Углы полного отражения нейтронов от поверхности составляют, например, для Be - 12 угловых минут, для графита 10.5 угловых минут, для железа 10.7 угловых минут, и т.д.
Кроме того нейтроны эффективно отражаются от намагниченных поверхностей, при этом эффективность отражения пропорциональна величине наложенного магнитного поля, а после отражения от поверхности магнитных зеркал нейтроны являются поляризованными, что позволяет ввести в устройство дополнительный канал динамичного и оперативного управления устройством со временем определяемымым динамикой изменения внешнего магнитного поля.
 Кроме того существуют и э

Прочитать остальные комментарии...


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 12/04/2012
 Кроме того существуют и эффективны процессы отражения нейтронов от поверхности кристаллов и уже неоднократно упомянутых "суперзеркал" - слоеных покрытий из веществ с различными (противоположными) значениями работы выхода нейтронов из поверхности. Для суперзеркал угол полного внутреннего отражения нейтронов от поверхности составляет единицы угловых градусов
   Первую теоретическую работу по созданию суперзеркал сделал В.Ф. Турчин. В советское время в Курчатовском институте проводились интенсивные работы по их исследованию. Сейчас работы частично продолжаются в ФЭИ в Обнинске и в ПИЯФ в Гатчине. 


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 12/04/2012
А вы не знаете физики твёрдого тела. А берётесь судить. Нейтрон бьёт по ядру. Ядро входит в атом. Атом в решётку. Так вот, начиная с некоторых энергий нейтрон взаимодействует со всей решёткой. И взаимодействие с решёткой определяет направление движения нейтрона после упругого взаимодействия с ядром. Это в ваших же терминах.


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 12/04/2012
Уважаемый! Еще раз вам объясняю. Свойством оптического отражения обладают только нейтроны очень низких энергий (холодные и ультрахолодные) в силу изложенных выше причин. С ростом энергии уменьшается длина волны и поэтому, соответственно, коэффициент отражения и критический угол. Для тепловых нейтронов отражение еще заметно на углах менее 9 мин. Нейтроноводы в ИТЭФ, а также на ИБРе используются (использовались) ТОЛЬКО для нейтронов с энергиями менее тепловой. А теперь повторяю вопрос: какова доля нейтронов таких энергий в спектре замедления (спектр Ферми) или даже в спектре Максвелла с эффективной температурой? И два дополнительных вопроса: 1)какова доля этой части от одного нейтрона источника? 2)сколько еще от этой части нейтронов захватится в область отражения? Когда вы это прикините, то сами увидите бессмысленность затеи ЗФУ.  В.К.


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 12/04/2012
Откуда у Вас это заблуждение.

Условием достаточным для отражения нейтронов от поверхности вещества является то, чтобы поперечная составляющая энергии падения нейтрона на поверхность была меньше работы выхода нейтрона из поверхности (в зависимости от вещества она может иметь как положительную, так и отрицательную величину).

Или по другому, необходимо чтобы произведение энергии нейтрона на синус угла падения нейтрона на поверхность была бы меньше чем работа выхода нейтрона из вещества. И все. Это и определяет величину угла полного отражения нейтронов от поверхности.

Исследовательские нейтронные каналы в частности в ИТЭФ работали на нейтронах обычного теплового спектра и прекрасно отражали нейтронный поток на зеркалах используемых для экспериментов.  

В опытах на ультрахолодных нейтронах преследуется иная цель. При этом полная энергия нейтрона при его нормальном падении на поверхность должна быть меньше работы выхода нейтрона из поверхности этого вещества.
И в экспериментах ставится задача длительного удержания охлажденных нейтронов в подобной ловушке и изучения их поведения при этом. 



[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 12/04/2012
Вмешаюсь немного - не забываете ли Вы о времени жизни нейтронов (т.е. возможных потерях с разогревом окружения продуктами распада) около 15 минут в случае переохлаждения, ведь нейтроны подобны интернет-троллям, и когда они не заняты "делом", все довольно быстро затухает?


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 12/04/2012
Время жизни нейтронов в ЗФС определяется временем их торможения и термализации в ее веществе и характеристиками поверхности канадов в структуре (углом полного отражения нейтронов на их поверхности).
В случае обычных поверхностей  при угле полного отражения около 10 угловых секунд время селекции нейтронов из структуры составляет величину около 0.1 сек, а при наличии суперзеркальных покрытий с углом полного отражения около 1 углового градуса эта величина близка к 0.01 сек.
Поэтому время жизни нейтронов (около 11 минут) не является доминирующим в процессе.
Ключевым негативным процессом является поглощение нейтронов веществом структуры. 
Для селекции нейтронов, как минимум, необходимо чтобы отношение сечения рассеяния нейтронов, к сечению их поглощения веществом структуры, было больше чем отношения полного телесного угла к углу полного отражения нейтронов поверхностью каналов.     


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 12/04/2012
//Условием достаточным для отражения нейтронов от поверхности вещества является то, чтобы поперечная составляющая энергии падения нейтрона на поверхность была меньше работы выхода нейтрона из поверхности // Бред. О какой "работе выхода нейтрона" вы говорите? Такого понятия не существует. Есть работа выхода электронов – энергия, необходимая  для отрыва электрона из среды, т.е. для преодоления сил электромагнитного взаимодействия. Какие силы держат нейтрон в среде? Если вы имеете в виду тоже электромагнитные силы, действующие на магнитный дипольный момент нейтрона, то они микроскопические и могут быть заметны только для холодных и ультрахолодных нейтронов (т.е. для энергий ~ 10^(-7) – 10^(-3) эВ). Ни сильное, ни слабое  взаимодействия, в которых участвует нейтрон, не удерживают нейтрон в среде. Вы не знаете элементарной физики.  И ваше “изобретение”-чушь. Уровень Петрика. Дискуссию прекращаю.


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 12/04/2012
Прекращай глюпый!И этот человек ещё студентов учит!Бедная Россия! И не боится паршивец,что побьют студенты такого учителя! Классическая ядерная физика не для него писана! Он теорию реакторов почитывает от себя! Синекурыу нашёл и пыжится как индюк! От таких учителей, как пишет наш незабвенный Боцман, опять рванут РБМК!


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 12/04/2012
Ну вообще говоря я несколько неправ, поскольку использовал в последнем ответе жаргон назвав работой выхода понятие граничной энергии нейтрона Eгр введенное Я.Б. Зельдовичем, хотя в некоторых старых книгах оно используется. Это определение возникло именно при изучении процессов отражения нейтронов от поверхности, когда выяснилось, что при некоторых малых углах падения нейтронов на поверхность он испытывает полное внешнее отражение. Величина угла полного внешнего отражения может быть выражена через величину граничной энергии нейтрона. Величина граничной энергии нейтрона равна средней потенциальной энергии отталкивания нейтронов в среде, или по другому, равна эффективному потенциалу взаимодействия нейтронов со средой. Нейтроны чья поперечная составляющая энергии меньше энергии Eгр не могут войти в среду, а нейтроны выходящие из среды получают дополнительную, нормальную к поверхности, составляющую к их энергии. Поэтому это понятие имеет полное право называться работой выхода нейтрона из поверхности и иногда называется так.  


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 13/04/2012
Уууу, как всё запущено!!!

Чтобы взаимодействовать не с отдельным ядром, а с ансамблем атомов нейтрону нужны адекватные "размеры". Для получения которых нужны подобающие температуры. Для описания процессов с ультрахолодными нейтронами к той же MCNP прилагаются СПЕЦИАЛЬНЫЕ библиотеки термализации на криоводороде, криометане и т.д.

А танцы с бубном вокруг горячей воды и диффузионного приближения - это в чистом виде шаманство, не имеющее ничего общего с нейтронной физикой.


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 11/04/2012
В конце своей статьи Боцман делает простейший анализ работы РЗФУ и проводит параллели с активной зоной на СЦР. В общем случае у Боцмана зона РЗ есть подкритическая сборка. А коэффицент усиления по нейтронам для такой сборки порядка 20 - 100 раз при
К = 0,95 - 0,98. Усиливается поток нейтронов от источника. Если  источник есть Курбуль, то в целом какой -то реальный поток нейтронов через РЗФУ мы получим,так как плотность нейтронов в Курбуле быдет нарастать. Недостаточно для источника энергии , но достаточно для стартера. В простейшем случае коэффициент разножения вторичных от термоядерных нейтронов в Курбуле и зоне РЗ будет пордяка 350 - 400. Боцман рассматривает простейшее размножение вторичных нейтронов и простейшее усиление потока тепловых. А пушпульная тепловая машина,раскочегаренная Курбулем будет сама работать. Просто Курбуль сложен и не дёшев. Но для ЕС сойдёт, они там все богатенькие буратино. Дерзай Боцман, мы подмогнём!


[ Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 13/04/2012
Удивительное рядом! Но оно - запрещено! Авторов ЗФУ критикуют те ,кто ни уха не рыла в физике твёрдого тела и в нейтронной оптике.
Слышали звон,а откуда он, посмотреть поленились. А ведь нейтронная оптика разная бывает! 


[ Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 13/04/2012
Опять надо начинать с конца... (и с чего бы это?)
1. Авторы ЗФУ присоединились не к обсуждению нейтронной оптики, а - фактически - рассмотрению выгодного энерговыхода термоядерного реактора, что невозможно при температурах этой (их - авторов) нейтрооптики.
2. Лично я, например, не только не поленился посмотреть их сайт, но пытался терпеливо относиться к очевидному лохотрону, однако в детство и хамство впадать не собираюсь - это для дубовых педрил и педриков раенов местного разлива.
3. Либо будет термоядерная реакция (да еще с размножением нейтронов - полезным выходом), а тогда никакого твердого тела даже рядом с реактором не стояло, либо предложили лохотрон "через нейтринные очки", образно говоря, для очко-втирательства.
4. "Очевидное - Невероятное" настоящего академика Капицы - хорошая и совершенно безобидная в смысле мошейничества передача для научно-технического просвещения трудящихся, а не для потенциального баблораспила на разводе лохов патентованной путаной. Да, здравомыслие практически запрещено, даже карается нищетой (а то и в уголовном порядке) казнокрадами и полицаями негро-недро-пользователей, о чем есть уже более сотни "отзывов доброжелателей" в соседней теме про_статью Нигматулина.
Такштаааааааа, "пилите, Шура, пилите", всех не перепилите...)))
архитектор.


[
Ответить на это ]


Re: Курбуль (Всего: 0)
от Гость на 13/04/2012
Чего то ты совсем заумно заговорил? Смотри, слетишь с катушек, н поднимешься!Выпей водки , выйди во двор,подерись там с кем! Авось полегчает? У тебя уже не эзопов язык, а язык из жопы торчит. Знай меру!


[
Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@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: 0.14 секунды
Рейтинг@Mail.ru