Перейти к содержимому


Будущее атомной энергетики - за быстрыми реакторами

Энергетика Атом

Сообщений в теме: 15

#1 Abalkin

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 5 461 сообщений

Отправлено 18 Июль 2013 - 11:04

Изображение

Будущее атомной энергетики - за быстрыми реакторами


16 июля 2013


Сибирский химический комбинат (СХК) в 2014 году начнет строить инфраструктуру для реализации проекта "Прорыв" по созданию новейшего топлива для атомной энергетики. Андрей Николаев, руководитель проекта по созданию опытного реактора БРЕСТ-300, рассказал РИА Новости об основных целях проекта и объяснил, почему такой реактор можно без опаски строить около большого города.

— Андрей Георгиевич, не так много в общем доступе информации о проекте "Прорыв", который планируется реализовать на СХК. Расскажите о проекте, его целях и задачах?

— Я заканчивал в 1980 году институт, нам тогда уже говорили о замкнутом ядерном топливном цикле (ЯТЦ) на реакторах на быстрых нейтронах и что это перспектива на 50 лет, то есть на 2030 год. И весь мир идет к этому сейчас. Россия же решила опередить историю на 10 лет и внедрить этот цикл раньше. Я тогда только мечтал о том, чтобы этот проект реализовать, — и вот я работаю над этим проектом.

В 2010 году правительство РФ приняло ФЦП "Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010-2015 годов и на перспективу до 2020 года". Ее цель — разработать новую технологическую платформу. Основной упор в этой программе сделан на реакторах четвертого поколения, которых в мире нет, — сейчас эксплуатируются реакторы третьего поколения и поколения 3+.

Четвертое поколение предполагает создание реактора с замкнутым ЯТЦ, чего в мире до сих пор нет. Реакторы эксплуатируются с разомкнутым ЯТЦ: топливо облучается в реакторе, получается энергия, и потом оно хоронится. Есть частично замкнутый цикл: после выгрузки топливо частично перерабатывают, ненужное хоронят, а переработанное хранят для дальнейшего использования.

А на площадке СХК будет создан опытно-демонстрационный энергокомплекс (ОДЭК), где будет реализован замкнутый ЯТЦ: мы будем изготавливать топливо, загружать в реактор, облучать, получать энергию, разгружать, перерабатывать, снова из этого изготавливать топливо — и загружать. Есть только подпитка небольшая по урану, плутоний уже не нужен. И есть захоронение радиоактивных отходов, которые в принципе не нужны.

— В чем еще преимущества замкнутого ЯТЦ?

— В разомкнутом цикле идет переработка отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). Уран и плутоний после облучения разделяются, и остается проблема плутония. После переработки в быстром реакторе разделения не происходит. Убираются только ненужные продукты, а так топливо уран-плутониевое крутится дальше. Это очень важный шаг по нераспространению ядерного оружия — не происходит выделение плутония.

Более того, эти реакторы — дожигатели минорных актиноидов: в процессе облучения накапливается америций, кюрий. В тепловой энергетике это выбрасывается, а тут эти элементы также служат топливом.

— Каковы сроки реализации проекта на СХК?

— Первым начнет строиться модуль фабрикации плотного смешанного уран-плутониевого (нитридного) топлива. К концу этого года поставлена задача разработать всю документацию, чтобы с середины 2014-го начать строительство. Завод будет запущен по плану в 2017 году.

Модуль должен наработать первую загрузку для реактора и для последующих перезагрузок, сам реактор пускается в 2020 году, два года будет работать в экспериментальном режиме, и в 2022 году должен быть запущен модуль переработки топлива.

Но нельзя начинать строительство только модуля фабрикации, ведь площадка будет дальше развиваться. И поэтому строительство зданий, сооружений, которые необходимы для существования всей площадки, будет вестись параллельно. Все сети будут тянуться на все объекты сразу. Но пускаться объекты будут в разные годы.
Проект по реактору будет выпущен в 2014 году. Думаю, что в 2015 году начнется собственно его сооружение.

— Все это будет на площадке радиохимического завода (РХЗ)?

— Верно. Площадка находится северо-восточнее РХЗ.

— Каковы первоочередные задачи эксплуатации реактора?

— Как я уже говорил, это будет первый подобный реактор в мире. Это будет опытно-демонстрационный быстрый реактор со свинцовым теплоносителем мощностью 300 МВт (БРЕСТ-0Д-300). Его еще называют быстрым реактором естественной безопасности. Сейчас в мире эксплуатируются быстрые реакторы с натриевым теплоносителем (БН). Натрий — очень легкий. Наш реактор будет с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем.

Первоочередная задача проекта — отработать технологию производства нового топлива, технологию эксплуатации нового реактора малой мощности и технологию переработки ОЯТ и воспроизводства нового. Наша цель — определить возможность работы этого реактора и возможность получения на нем электроэнергии.

— А долгосрочные планы на реактор?

— Планируется эксплуатировать его 30 лет. Сначала это будет физический пуск, не энергетический. На нем будут проходить исследования, и если все будет хорошо, будет принято решение пустить его в энергетическом режиме, чтобы он давал еще и электроэнергию. И, соответственно, будет приниматься решение о переходе на такие реакторы, только большей мощности. Это уже для коммерческой эксплуатации.

— Затраты на проект большие?

— На весь комплекс затраты — около 100 миллиардов рублей. Из них цена энергоблока — около 48-49 миллиардов рублей.

— Откуда будет поставляться оборудование?

— Все будет российское.

— Поскольку в реакторе будет использован свинцовый теплоноситель, то как будет решаться вопрос заморозки-разморозки?

— Это в проекте предусмотрено. Есть внешний источник тепла. Свинец, прежде чем попасть в реактор, разогревается в емкости и только потом попадает в корпус реактора. Все системы этого реактора находятся при температуре выше температуры плавления свинца (327 градусов Цельсия).

Он там циркулирует. Проходя реактор, свинец нагревается, получается энергия. Она выделяется из активной зоны реактора, теплоноситель нагревается, проходит теплообменник, охлаждается, тепло пошло на производство пара — и закрутилась турбина.

— Но специалисты говорят, что свойства жидкого синца до конца не изучены, и никто не знает, как он себя поведет…

— Но с натрием же работают. А натрий — очень активный металл. Если при контакте с воздухом он воспламеняется, потому что есть влага, то при взаимодействии с водой он вообще взрывается. И это не испугало людей создавать натриевые реакторы. Тот же БН-600 эксплуатируется 30 лет.

Свинец в этом плане менее опасен. Он на воздухе не горит, при взаимодействии с водой не взрывается, к конструкционным металлам он очень пассивен, редко вступает в какие-то соединения. С точки зрения химической активности свинец безопаснее натрия.

Чем отличается реактор, так это температурой плавления: нужно держать активную зону под высокой температурой. Все это находится под температурой 500 градусов. Если водо-водяные реакторы работают при температуре 220-250 градусов, то здесь на входе 420 градусов, на выходе — 550. Вот эта дельта и есть энергия. Меня как физика эта температура не пугает, а неспециалистов, возможно, настораживает.

Понимаете, натрий в свое время взяли, потому что у него низкая температура плавления. Тогда конструкционных материалов не было разработано для столь высокой температуры плавления, как у свинца. А ведь при такой температуре реактор работает 30 лет. Сейчас такие материалы есть.

Главный исследователь свинца как теплоносителя — Физико-энергетический институт имени Лейпунского в Обнинске. Они проводят все исследования, связанные с технологиями свинца. Все исследования сразу кладутся в технологию.

— Как учитывается полониевая опасность?

— Полоний — такой же радиоактивный элемент, как все остальные. Да, в результате облучения свинца будет накапливаться полоний-210. Но свинец будет периодически чиститься, как и другие элементы. Ненужные для дальнейшего поддержания реакции элементы будут выделяться в модуле переработки ОЯТ и передаваться национальному оператору на хранение. Оператор присутствует на площадке СХК, ему передан полигон подземного захоронения.

— Общественность волнуется, что опытный реактор, который никогда еще нигде не эксплуатировался, с неотработанной технологией будет строиться в непосредственной близости от крупного города. Что вы можете сказать на это?

— Ничего абсолютно безопасного не существует. Те же пять уран- графитовых реакторов, которые у нас работали на площадке. Когда их строили в 50- х годах, мало кто думал о безопасности. А они были очень опасные. Любое отклонение от номинального параметра требовало усилий от оператора, чтобы вернуть реактор в нормальное состояние. Я на одном из реакторов работал. Тогда людей никто не спрашивал.

Наш реактор будет на быстрых нейтронах, у него физика другая. Чтобы запустить медленный тепловой реактор, которые строились раньше, нужно было создать большой запас реактивности в топливе. И как только этот запас падает, реактор останавливают, перегружают. И так постоянно.

В быстром реакторе процесс совсем другой. В нем очень маленький запас реактивности изначально. Чтобы только запустить, чтобы пошла цепная реакция. А дальше в процессе начинает нарабатываться новое топливо, и он на нем работает в равновесном режиме.

В быстром реакторе невозможен разгон на мгновенных нейтронах: поскольку запас реактивности низкий, доля запаздывающих нейтронов тоже низкая. Ни при какой ситуации разгона на мгновенных нейтронах не происходит, не происходит ядерного взрыва.

— Эксперты говорят, что нитридное топливо слишком "молодое", чтобы его использовать в опытном реакторе опять же поблизости большого города.

— Нитридное топливо с точки зрения физики лучше оксидного. Топливо оксидное — оно жесткое, хрупкое — лопается, трескается, распухает под действием нейтронов. В этом случае нитридное топливо более крепкое. Оно потому и называется "плотное" — оно твердое с точки зрения механических дефектов: не распухает, не лопается, не давит на оболочку. И температурные режимы легче переносит за счет лучшей теплопроводности.

— В чем суть термина "естественная безопасность" по отношению к БРЕСТу?

— Это свойство реактора себя заглушать при отклонении любых параметров.

— Вы говорили, что будут ОЯТ. Помимо полония, что это будет и как будет решена их проблема?

— Никаких новых радиоактивных элементов не образуется, все в рамках проекта. По сравнению с теми отходами, что сейчас существуют в атомной промышленности, это день и ночь: количество и объемы очень маленькие. Самые высокоактивные отходы образуются в топливе. А коль топливо назад возвращается в реактор, в захораниваемые отходы попадает минимум радиоактивных элементов. Хоронить их будут на нашей площадке.

— Когда следует ожидать начала коммерческой эксплуатации реакторов на быстрых нейтронах?

— Наш реактор будет пущен в 2020 году. Планируется, что первым коммерческим будет БР-1200 на Белоярской АЭС. Это аналог нашего БРЕСТа. Параллельно с БРЕСТом идет его проектирование. Причем наш модуль фабрикации, который будет нарабатывать топливо для БРЕСТа, должен наработать и стартовую нагрузку для БР-1200. И если нам нужно 28 тонн, то для БР-1200 — уже 40.

Но по нему решение еще не принято, наверное, ждут реализации программы на СХК. Если все будет хорошо, а модуль фабрикации первым вступает в эксплуатацию, тогда будет принято решение по нему.

Источник

Сообщение отредактировал Abalkin: 07 Март 2015 - 06:48

Делай что должен - и будь что будет!
ФРС должна быть разрушена!

#2 Сергей Гончаров

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 8 411 сообщений
  • LocationКиев, Украина

Отправлено 19 Июль 2013 - 03:53

Очень интересный и главное - весьма многообещающий проект. Удачи в его осуществлении! :)
За хлеб, за воду, за свободу, за счастливый труд - Советские Ракеты буржуев в пыль сотрут!

#3 U-235

    Активный пользователь

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 2 208 сообщений
  • LocationЮжный Урал

Отправлено 21 Июль 2013 - 09:35

Просмотр сообщенияСергей Гончаров (19 Июль 2013 - 03:53 ) писал:

Очень интересный и главное - весьма многообещающий проект. Удачи в его осуществлении! :)
Есть некоторые шероховатости, позже напишу.

#4 Сергей Гончаров

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 8 411 сообщений
  • LocationКиев, Украина

Отправлено 21 Июль 2013 - 10:38

Просмотр сообщенияU-235 (21 Июль 2013 - 09:35 ) писал:

Есть некоторые шероховатости, позже напишу.
С большим интересом жду! :)
За хлеб, за воду, за свободу, за счастливый труд - Советские Ракеты буржуев в пыль сотрут!

#5 Triff11

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 8 206 сообщений
  • LocationЛатвия. Рига

Отправлено 22 Июль 2013 - 08:08

Будет ли использован торий в Норвегии в качестве топлива для реакторов?

Изображение

Впервые в истории торий сжигается в стандартном испытательном реакторе. Это происходит в Халдене(Норвегия).
- Этот процесс подает большие перспективы. В настоящее время интерес общественности прикован к Халдену, и новость об этом распространяется по всему миру, вызывая живой интерес,- сообщил руководитель пресс-службы при норвежском Институте Энергетических Технологий IFE, Виктор А. Викстрём-младший интернет-газете «nettavisen.no».

Через пять лет

Институт Энергетических технологий IFE выполняет испытания топлива для норвежской компании «Thor Energy». Подготовка к проведению испытаний продолжается уже в течение длительного времени и по предварительным данным проект затянется на пять лет. В этот период главной целью эксперимента является обеспечение безопасности производственного процесса. Результаты, полученные по окончании проекта, заложат основу для последующего использования тория в атомной промышленности.

Ведущий исследовательский реактор

- Испытания могли бы быть проведены в других местах, однако ядерный реактор, расположенный в Халдене, признан одним из ведущих исследовательских реакторов в мире по испытанию ядерного топлива. Это то, что мы имеем вот уже 50 лет, - говорит Викстрём.- Это первый случай в истории, когда сжигание торийного топлива происходит в обычном испытательном реакторе.

Торий, крупные запасы которого располагаются в городе Улефосс, в норвежской фюльке Теремарк, в районе рудного поля Фенсфелте, неоднократно рассматривался в качестве замены урана для реакторов будущего.

Крупные месторождения тория находятся в Телемарке

Проведенные исследования показывают, что запасы тория в районе рудного поля Фенсфелте могут дать в сотни раз больше энергии, чем все расположенные на континентальном шельфе Норвегии месторождения нефти и газа. Отчет, представленный норвежской организацией «Thorium Think Tank» также показал вселяющие оптимизм результаты. По данным доклада, Норвегия обладает одним из крупных месторождений тория в мире, и предполагается, что в районе Фенсфелте находятся залежи 56.000 -675.000 тонн этого радиоактивного элемента.

По данным норвежского ведущего технического журнала «Teknisk Ukeblad» проблема состоит в том, что до сих пор не представлялось возможным использование этого элемента в коммерческих целях. Препятствием тому служил легкий доступ к месторождениям и низкие цены на уран, в то время как атомной промышленности требуется строгий набор правил по внедрению инновационных разработок.

Топливо, запатентованное для компании «Thor Energy», состоит из 90% тория и 10% плутония, и, следовательно, отличается от традиционного уранового топлива.

- С момента изготовления гранул до того, когда мы сможем загрузить ее в реактор, может пройти от восьми до десяти лет. На это может потребоваться много времени. Тем не менее, уже сейчас мы видим результаты, которые превосходят наши ожидания, - сообщил генеральный директор компании «Thor Energy» Ойстайн Аспьйелл.

Много преимуществ

По сообщения журнала «Teknisk Ukeblad», одним из преимуществ тория является то, что срок выдержки составляет лишь одну сотую времени хранения урановых отходов от ядерных реакторов. Кроме того, для производства ядерного оружия пригодно либо топливо, либо отходы, а для производства энергии требуется небольшое количество тория в отличие от урана.
Норвежские инвестиции?

Журнал «Teknisk Ukeblad» задал вопрос руководителю пресс-службы при норвежском Институте Энергетических Технологий IFE, Виктору А. Викстрёму-младшему о том, удастся ли благодаря радиоактивному элементу торию перенести Норвегию в ядерный век. На этот вопрос, он дал отрицательный ответ.

- В этом нет необходимости. В Норвегии полно источников энергии. Мы имеем богатый опыт и обладает запасами природных ресурсов в этой области, но у нас нет никаких аргументов для того, чтобы Норвегия инвестировала свои капиталы в область ядерной энергетики.
В норвежском парламенте Стортинге оппозиция за большую инициативу в отношении внедрения тория, чем, по их мнению, успело продемонстрировать правительство.

Представитель правой консервативной партии Сири А. Мелинг, член парламента от фюльке Ругаланн и Комитета по энергетике и защите окружающей среды сообщила в интервью интернет-газете, что Норвегия должна проводить больше исследований, когда речь идет о тории.

- Жаль, что правительство приняло решение отложить решение этого вопроса на неопределенное время. Мы, представители консервативной партии, хотим сосредоточиться на этом вопросе..., - добавила Сири.

Мелинг отмечает положительную сторону использования тория в качестве топлива в ядерных реакторах и указывает на то, что этот элемент является более экологически чистым топливом по сравнению с ураном.

- Уран имеет более длительный период полураспада, а отходы, содержащие торий не могут быть обогащены и использованы для создания ядерного оружия, - отмечает она.
Что из себя представляет торий?

Торий использовали в одном из первых в мире ядерных реакторов. Теперь этот элемент может служить топливом для ядерных реакторов. Интерес международного сообщества к этому вопросу растет, прежде всего он интересует власти Индии, а также Китая и Японии.

В природе существует всего одна модификация тория – торий 232. Огромные месторождения этого вещества находятся в Норвегии, в районе рудного поля Фенсфелте. Для того чтобы торий можно было использовать в производстве энергии, его необходимо превратить в легко расплавляющийся материал. Это происходит в условиях, когда атомное ядро захватывает нейтрон и в течение нескольких недель преобразуется в уран 233.

Такой элемент можно легче и эффективнее расщепить, чем уран 235, который на настоящий момент активно используется в реакторах.

В природе торий встречается чаще, чем уран. Он не образует плутоний, и срок выдержки торийного топлива меньше, чем уранового.

Ученые Института энергетических технологий (IFE) считают необходимым внедрение национальной программы по использованию тория в Норвегии.

Опубликовано: БНИЦ/Шпилькин С.В. Источник: http://norginfo.com /// Институт энергетических технологий
Изображение

#6 Radonezh

    Администратор форума

  • Администраторы
  • 1 849 сообщений

Отправлено 22 Июль 2013 - 11:14

Цитата

Будет ли использован торий в Норвегии в качестве топлива для реакторов?

Не будет

Цитата

Топливо, запатентованное для компании «Thor Energy», состоит из 90% тория и 10% плутония, и, следовательно, отличается от традиционного уранового топлива.

Кто им продаст плутоний? Это же делящийся оружейный материал. А чтобы самим наработать нужен уран, несколько ядерных реакторов (хотя бы обычных энергетических) и радиохимическая промышленность. Никаких шансов.


Цитата

- Уран имеет более длительный период полураспада, а отходы, содержащие торий не могут быть обогащены и использованы для создания ядерного оружия, - отмечает она.

Чушь. В чистом ториевом цикле плутоний вообще не фигурирует ни в каком виде. В том его и безопасность, а эти дураки туда в разы больше плутония, чем в обычном ОЯТ добавляют. Плутоний они не выжгут полностью и его в ОЯТ подобного типа тоже будет достаточно. Короче говоря в плане безопасности это топливо еще опаснее, чем существующее.

Такой вариант могут себе позволить только страны с полным циклом атомной промышленности. Норвегия в этот список не входила, не входит и не войдет.
Я нашел недостающее звено между обезьяной и человеком! Теперь осталось найти человека.

#7 Сергей Гончаров

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 8 411 сообщений
  • LocationКиев, Украина

Отправлено 23 Июль 2013 - 12:05

Немного о том, как на самом деле обстояло и обстоит дело с применением тория в ядерной энергетике (а то "вгорячах" можно даже подумать, что норвежцы тут пионЭры... :D ):

Цитата

Ториевый вариант
Урановые месторождения – не единственная «кладовая» для ядерной энергетики Украины

10.12.2012 | Автор: Сергей ГОНЧАРОВ

Об этом источнике энергии в Украине вспоминают редко. Вот уран — да, вещь! Изотоп же химического элемента №90 с массовым числом 232 остается в глубокой «тени». Причем как общественного и чиновничьего, так и экспертного внимания. А зря! Но обо всем по порядку…

В доядерную эру

Первое знакомство с торием не сулило человечеству ничего особенного. Ну, довольно тугоплавкий (плавится при 1750°С) металл. Но малопрочный и неустойчивый к коррозии. Правда, при углубленном изучении выяснилось, что малые добавки тория упрочняют сплавы на основе железа и меди, но никаких особых преимуществ перед другими легирующими добавками торий не имел.
Прошло много лет, прежде чем легирование торием приобрело практическое значение. В авиационной, радиоэлектронной и легкой бронетехнике наших дней широко используются многокомпонентные сплавы на основе магния. Вместе с цинком, марганцем, цирконием в их состав входит и торий.
Но это, если можно так выразиться, приобретения ХХ века. В ХІХ же выход в практику нашло лишь одно соединение элемента №90 — его двуокись, которую применяли в производстве газокалильных сеток (в конце ХІХ века газовое освещение было распространено намного больше, чем электрическое).
Впрочем, весьма вероятно, что и в подобном «антикварном» ключе разговор о практическом применении тория был бы беспредметным, если бы человечество располагало лишь торием, заключенным в торите. Минерал этот очень богат торием, но и очень редкий. Так же, как и другой богатый ториевый минерал — торианит, содержащий от 45 до 93% двуокиси тория.
Требовался другой источник, и он был найден. Еще в конце XIX века на побережье Бразилии начались разработки монацитовых песков. Монацит — важнейший источник и редкоземельных элементов, и тория. А кроме них — урана. Тория в монаците, как правило, содержится от 2,5 до 12%.
Богатые монацитовые россыпи (и «по совместительству» — прекрасные пляжи), помимо Бразилии, есть в Австралии, Индии (32% мировых запасов), Малайзии, США. Известны и «жилы» тория (жильные месторождения — наподобие месторождений золота и, кстати, часто с ними соседствующие) — в Намибии и ЮАР. Короче говоря, считать торий очень уж редким металлом было бы неправильно. В земной коре его примерно столько же, сколько и свинца. Однако ториевое сырье — не просто комплексное, а, так сказать, мультикомплексное.
Первая попытка использовать на практике радиоактивность тория была предпринята в 1913 году. Однако применение его в лакокрасочной промышленности и медицине закончилось провалом. Причем с печальными, даже трагическими последствиями. Не понимая, где радиоактивные эффекты самого тория, а где — продуктов его распада, не сознавали и того, что эти продукты — не изотопы, а другие химические элементы (с другими, подчас весьма опасными, свойствами). Казалось, «звезда» тория закатилась, так и не взойдя…

Ториевый ядерно-топливный цикл

Но наступление ядерной эры изменило все. Выяснив, что под действием потока нейтронов торий превращается в уран-233 — отличное ядерное топливо и ядерное взрывчатое вещество, его сразу же стали считать стратегическим сырьем. Например, в СССР монацитовые пески, собранные «на всякий случай» на спецкомбинате «Победа» Госкомитета СССР по материальным резервам (сейчас это областное государственное учреждение «Урал Монацит» в Свердловской обл. России), привозили даже из Северной Кореи. Всего набралось аж 82 тыс. тонн.
Уран-233 имеет некоторые преимущества перед другими видами ядерного горючего: при делении его ядер выделяется больше нейтронов. Каждый нейтрон, поглощенный ядром плутония-239 или урана-235, дает 2,03—2,08 нового нейтрона, а урана-233 — намного больше — 2,37! «Намного» — не опечатка. В бридерном процессе («размножении» ядерного топлива) и дополнительные 0,1 нейтрона на одну «усредненную» реакцию имеют большое значение. А тут 0,3—0,35 — до 15% больше!
И главное — в отличие от «быстрых» уран-плутониевых реакторов-«размножителей» (так называемых Fast Breeder Reactor/FBR по международной классификации) торий можно «заряжать» сразу в тепловыделяющий элемент (ТВЭЛ). Вся ядерная «алхимия» свершится внутри герметичной стальной или циркониевой оболочки, притом в потоке более «привычных» для ядерной энергетики тепловых нейтронов. Нужна только «запальная свеча» — добавка 6,25% урана-233 (можно, впрочем, и урана-235, но это усложняет ядерно-физические свойства реактора).
Естественно, что за любое удовольствие надо платить. Применение тория в качестве ядерного топлива затруднено прежде всего тем, что в побочных реакциях образуются изотопы с высокой активностью. Главный из таких загрязнителей — уран-232 — альфа- и гамма-излучатель с периодом полураспада 73,6 года. Но даже тут есть свои плюсы. По меркам индустрии, занимающейся обработкой радиоактивных отходов и облученного/отработанного ядерного топлива (ОЯТ), тот же уран-232 — загрязнитель короткоживущий. ОЯТ на основе тория становится низкоактивным за гораздо более короткие сроки, чем любое другое, кроме «снаряженного» не­обогащенным (для реакторов CANDU) или сверхнизко­обогащенным (для реакторов Advanced CANDU) ураном.
Неудивительно, что опытно-промышленные образцы ториевых ядерных энергетических реакторов появились уже в первой половине 1970-х годов. Любопытно, что и здесь приложили руку опять канадцы: первым в мире производителем ториевых ТВЭЛов стала хоть и с мощными американскими корнями, но все же канадская Addison Energy Inc. Company. Впрочем, годовой расход металлического тория во всех ядерных реакторах мира пока ни разу не поднимался выше нескольких сотен килограммов. Его использованию препятствует то обстоятельство, что торий дороже урана.
В результате этого, а также падения цен на ядерное топливо сейчас «в строю» остался только один ториевый реактор — KAMINI (Kalpakkam Mini-Reactor) в Индии. Стоит отметить, что этот реактор уникален и в другом отношении: он единственный в мире имеет свойства безопасности выше требований (очень немаленьких), предъявляемых ЕС и США к ядерным энергетическим реакторам следующего (!) поколения. Проще говоря, ториевый KAMINI по своим ядерно-физическим свойствам надежнее самых «продвинутых» урановых реакторов на «легкой» (обычной) воде, включая и те, проекты которых пока пребывают только на чертежных досках.
Для страны, пережившей Чернобыльскую катастрофу, уже одно это должно быть веским аргументом в пользу того, что о ториевой ядерной энергетике следует подумать всерьез. К тому же запасы тория только в редкоземельных рудах втрое превышают все мировые запасы урана. А общий баланс — вообще 4:1.

Украинская перспектива

Но то в мире «вообще». А что конкретно у нас? А у нас — парадоксальная ситуация. Украина унаследовала от СССР производство циркония и гафния. Но еще в 2002 году отечественное государственное научно-производственное предприятие «Цирконий» оказалось на грани банкротства и сейчас находится в режиме санации (по состоянию на весну 2012 г. — более свежих данных не опубликовано – главное, собственно циркониевое производство на предприятии было приостановлено, а задолженность по зарплате достигала трех месяцев). Основная причина — объективная нерентабельность производства.
Слишком дорог украинский цирконий. Дорог (по сравнению с главным конкурентом — аналогичным российским полуфабрикатом) и отечественный титановый концентрат. Хотя торийсодержащие ильмениты (титанистый железняк — одна из промышленных титановых руд, являющаяся поставщиком также и дорогостоящих на мировом рынке «редких земель» — ванадия, скандия, тех же гафния и циркония) образуют на территории Украины крупный и богатый рудный массив, в основном «дислоцированный» в Житомирской области. В большинстве наших ильменитовых месторождений встречаются еще и апатиты (одна из главных «агрономических» руд). Да не простые, а с самоцветами, вполне пригодными для ювелирного производства.
С переработкой же всего этого богатства дело обстоит с точностью до наоборот: не было бы несчастья, да счастье помогло. Каждый из ценных минеральных ресурсов уникального рудного массива при попытках переработать его ради извлечения любых одной-двух составляющих превращается в трудноотделимую обузу, дважды дорогостоящий (и в плане отделения от желаемого конечного продукта, и в плане потенциальной стоимости) шлак. Необходимость очищать украинский титан от циркония, гафния и тория «топит» его на рынке.
В свою очередь титан с торием «топят» цирконий и гафний, а титан, цирконий и гафний вместе взятые делают нерентабельной добычу тория. Я уж не говорю о том, что при добыче полудрагоценных камней все эти ценные металлосодержащие породы — отходы производства. А если вы будете просто извлекать из местных месторождений апатит, то те же самые прекрасные самоцветы будут играть роль мелких косточек в жареной рыбе...
Очевидно, что с цирконий-гафниевым и титановым производством в Украине была допущена грубая ошибка. Вместо того чтобы спланировать и реализовать государственную комплексную программу по разведке, добыче, переработке и использованию в национальной экономике ильменитовых и апатитовых руд, к ним подошли как к утилизации боеприпасов. Попытавшись «сепаратным» порядком (каждая компания — свое) «понавыдергивать» два-три-четыре казавшиеся наиболее ценными компонента. В результате «маємо те, що маємо». С той, однако, разницей, что еще не поздно начать исправлять положение.
Тем более что, кроме перспектив в ядерной энергетике, у элемента №90 теперь есть и обширная практическая жизнь в других областях. Как уже отмечалось в начале этой статьи, торий с успехом применяется в современной металлургии, придавая легким сплавам повышенные эксплуатационные характеристики (сопротивление разрыву, жаропрочность). Оксид тория из-за его наивысшей температуры плавления среди всех оксидов (3080°С!) и неокисляемости в воздухе идет на изготовление наиболее ответственных конструкционных элементов, работающих в сверхмощных тепловых потоках. Возможность дальнейшего развития авиационного двигателестроения (что немыслимо без повышения рабочих температур турбореактивных двигателей) — это торий. Сверхвысокотемпературная химия — тоже торий. Сверхмощные генераторные лампы — это тоже торий. Его используют и как катализатор в процессах нефтеперегонки и при получении жидкого топлива из каменного угля.
Разумеется, все это стоит денег. И немалых. Но тут надо вспомнить две вещи. Первая: валовая прибыль (то есть за вычетом себестоимости работ, но без учета налоговых издержек) от комплексного (подчеркиваю! ) извлечения ценных элементов из российского запаса монацита по состоянию на 2005 год оценивалась в $38,5 млн (сейчас — дороже) на каждую тысячу тонн даже без учета стоимости получаемого в результате тория и урана. И вторая: житомирские ильмениты — более богатая тем же набором «редких земель» и ядерного энергетического сырья порода. Так, может, игра все-таки стоит «запальной свечи» в виде стартовых инвестиций?

Источник

Сообщение отредактировал Сергей Гончаров: 23 Июль 2013 - 12:07

За хлеб, за воду, за свободу, за счастливый труд - Советские Ракеты буржуев в пыль сотрут!

#8 Сергей Гончаров

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 8 411 сообщений
  • LocationКиев, Украина

Отправлено 23 Июль 2013 - 12:16

А вот статья еще об одном, и вполне успешно работавшем, ториевом демонстрационном энергетическом реакторе - THTR-300(на укр. яз.; если что будет непонятно - пожалуйста спрашивайте, переведу ;) :) ).
За хлеб, за воду, за свободу, за счастливый труд - Советские Ракеты буржуев в пыль сотрут!

#9 Radonezh

    Администратор форума

  • Администраторы
  • 1 849 сообщений

Отправлено 23 Июль 2013 - 12:55

А вот мне интересно в чем особенности бомбы на уране-233. Самое главное можно ли реализовать на нем пушечную схему? Плутоний хорош, но без приличной научной и технологической базы нечего с ним и связываться - все равно имплозионную схему не удастся реализовать в условиях гаража даже при наличии всех необходимых компонентов. С ураном-235 все намного проще - там работает пушечная схема, доступная любому более менее грамотному бородатому босяку, при наличии материалов. Так что может для террористов ториевый цикл куда интереснее будет, чем урановый
Я нашел недостающее звено между обезьяной и человеком! Теперь осталось найти человека.

#10 Сергей Гончаров

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 8 411 сообщений
  • LocationКиев, Украина

Отправлено 23 Июль 2013 - 01:28

Просмотр сообщенияRadonezh (23 Июль 2013 - 12:55 ) писал:

А вот мне интересно в чем особенности бомбы на уране-233. Самое главное можно ли реализовать на нем пушечную схему? Плутоний хорош, но без приличной научной и технологической базы нечего с ним и связываться - все равно имплозионную схему не удастся реализовать в условиях гаража даже при наличии всех необходимых компонентов. С ураном-235 все намного проще - там работает пушечная схема, доступная любому более менее грамотному бородатому босяку, при наличии материалов. Так что может для террористов ториевый цикл куда интереснее будет, чем урановый
Согласно Вики:

Цитата

В США реализовывались одновременно урановая и плутониевая программы, в СССР - только плутониевая. Оба этих варианта имели существенные технические сложности. Урановая программа требовала задействовать значительные промышленные мощности по обогащению урана. В свою очередь плутоний, имеющий высокий темп спонтанного распада, не позволяет создавать ядерное оружие по "пушечной" схеме, что требовало применения сложной и потенциально ненадежной имплозивной схемы. Уран-233 лишен этих недостатков. Он, подобно плутонию, может нарабатываться в ядерных реакторах, но, подобно урану-235, имеет низкий темп спонтанного распада. Это позволяет использовать уран-233 в боезарядах, реализованных по "пушечной" схеме.

За хлеб, за воду, за свободу, за счастливый труд - Советские Ракеты буржуев в пыль сотрут!

#11 Radonezh

    Администратор форума

  • Администраторы
  • 1 849 сообщений

Отправлено 23 Июль 2013 - 02:55

Прекрасно! Террористы голосуют за ториевую энергетику!
Я нашел недостающее звено между обезьяной и человеком! Теперь осталось найти человека.

#12 Сергей Гончаров

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 8 411 сообщений
  • LocationКиев, Украина

Отправлено 23 Июль 2013 - 03:16

Просмотр сообщенияRadonezh (23 Июль 2013 - 02:55 ) писал:

Прекрасно! Террористы голосуют за ториевую энергетику!
Возможно. :) Но террористическая угроза, при всей ее актуальности, никогда не считалась в ядерной энергетике главной угрозой безопасности. На первом месте всегда была эксплуатационная безопасность, на втором - безопасность при природных и техногенных катастрофах, на третьем - "межгосударственное" нераспространение и только на четвертом - угроза ядерного терроризма (при этом терроризм радиационный считается намного - на порядки - более вероятным, чем собственнно ядерный).

Сообщение отредактировал Сергей Гончаров: 23 Июль 2013 - 03:17

За хлеб, за воду, за свободу, за счастливый труд - Советские Ракеты буржуев в пыль сотрут!

#13 Boxer

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 2 993 сообщений
  • LocationМосковский мещанин

Отправлено 23 Июль 2013 - 07:17

Поджигать торий плутонием, это полный хардкор! А вот по поводу бомбы на U233, тут есть один простой вопрос. В природе его нет. И нарабатывать в промышленных масштабах его никто кажется ещё не пробовал. Почему? Если он такой вкусный и питательный, в чём подвох?
Мне моя брезгливость дорога
Мной руководящая давно
Даже чтобы плюнуть во врага
Я не набираю в рот говно.
Количество разума на земле, величина постоянная. А население растет...

#14 Сергей Гончаров

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 8 411 сообщений
  • LocationКиев, Украина

Отправлено 23 Июль 2013 - 07:37

Просмотр сообщенияBoxer (23 Июль 2013 - 07:17 ) писал:

Поджигать торий плутонием, это полный хардкор!
Согласен.

Цитата

А вот по поводу бомбы на U233, тут есть один простой вопрос. В природе его нет. И нарабатывать в промышленных масштабах его никто кажется ещё не пробовал. Почему? Если он такой вкусный и питательный, в чём подвох?
Нарбатывали во вполне промышленных масштабах еще в 1970-е гг. Тут об этом писалось. "Подвох" же в том, что металлический ядерно-чистый торий пока стоит заметно дороже металлического ядерно-чистого урана.
За хлеб, за воду, за свободу, за счастливый труд - Советские Ракеты буржуев в пыль сотрут!

#15 Boxer

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 2 993 сообщений
  • LocationМосковский мещанин

Отправлено 23 Июль 2013 - 09:19

Боюсь, уран по цене не скоро догонит торий. Уж больно тот размазан по нашей планете. Да и запасливый СССР неплохо постарался, собирал, пока другие не обращали внимания. Но жечь его всё равно придётся. Иначе опять дрова и пещеры.
Мне моя брезгливость дорога
Мной руководящая давно
Даже чтобы плюнуть во врага
Я не набираю в рот говно.
Количество разума на земле, величина постоянная. А население растет...





Количество пользователей, читающих эту тему: 2

0 пользователей, 2 гостей, 0 анонимных