Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

В поле мирно пашет трактор, за холмом горит реактор (NUC26)

Аватар пользователя Already Yet

В мире птиц есть уникумы. Различные страусы, курицы, павлины, эму или киви. Эти птицы летают плохо и неуклюже, а иногда и вообще не могут подняться в воздух, используя крылья только для устрашения противника и во время ухаживаний за самкой.
Это и есть проклятие почти всех сложных природных и инженерных систем — чем сложнее устроена система внутри, тем более она приспособлена к каким-то внешним условиям обитания. Ведь именно приспособленность к внешним условиям среды и двигает вперёд эволюцию природных и инженерных систем — иначе бы мы так и оставались беззаботными и позитивными комочками первобытной слизи в глубинах земного протоокеана.
Но, одновременно, вместе с улучшением приспособленности — всё труднее и труднее становится такой усложняющейся системе согласовать все разнообразные связи, которые возникают уже между различными элементами внутри самой системы.

Так и произошло с нелетающими птицами. Или ты быстро бегаешь — или ты хорошо летаешь. Как в старом мультике про "крылья, ноги и хвост".

Однако, к сожалению, многие считают, что в случае инженерных систем об ограничениях мира можно легко забыть. И что адамантиевая броня, титаниумный корпус, плутониевый реактор, и хрендостаниумный каркас позволяют обойти всё и вся, что ограничивает наш смелый полёт инженерной мысли.
Ну и, конечно же, на выходе процесса у нас получаются они. Шушпанцеры.
Жуткие агрегаты, которые успешно сочетают в себе "гибрид ужа и ежа", но при этом не являются колючей проволокой.



Тяга к шушпанцерам (вундервафлям, мирным советским тракторам и американским бульдозерам) у человечества неистребима, как и поиск "философского камня" и рецепта вечной молодости.
Более того, часто именно очередной удачный шушпанцер и становился зачинателем очередного прорывного технического решения, которое и двигало вперёд какую-нибудь отрасль инженерного дела.

Мало кто знает сейчас, что изначально двигатель Дизеля пытались приспособить для сжигания угольной пыли и измельчённых опилок.
В 1871 году будущий изобретатель дизельного двигателя, Рудольф Дизель едет в Аугсбург, чтобы учиться у профессора Линде, изобретателя современного холодильника. На лекциях Линде Дизеля очаровал термодинамический цикл великого француза Сади Карно, позволяющий обратить в работу до 70 % тепла сжигаемого топлива.
На полях студенческой тетради Дизеля появляется надпись: "Изучить возможность применения изотермы на практике". Эта фраза становится программой всей его жизни. В своей брошюре, вышедшей через несколько лет после окончания учёбы,  Дизель так описывает свою машину-мечту: "сжатие в цилиндре достигает 250 атмосфер, топливом станет угольная пыль, а водяное охлаждение перестанет быть необходимым." Смотря на дизельный двигатель спустя век, нам стоит сказать, что ни один из пунктов этой программы так и не был выполнен.

Однако, несмотря на это, человечество благодаря Дизелю получило в своё распоряжение самый массовый и эффективный поршневой двигатель внутреннего сгорания.
Однако разговор у нас сегодня не о дизеле, а об АЭС.
Ну ведь и в самом деле — надо же попытаться рассказать о современных АЭС как-то так, чтобы читатели не заснули во время этого рассказа и не сказали, что автор сухарь и ботан, который не может доступно рассказать о столь простом агрегате, как АЭС.
Который, на деле, сука, совсем не простой.

В прошлой записи, рассказав о начале реакторной эры, я лишь эскизно обрисовал основные направления развития реакторов, которые во всех странах были заложены ещё во второй половине 1950-х годов.
Надо сказать, что когда говорят о том, что термояд, возникший в то же время "не оправдал возлагавшихся на него надежд", то комментаторы немного кривят душой.
Ядерная энергетика, возникшая чуть раньше термоядерной, оказалась по факту столь же капризной девушкой, как и термоядерный тор. И реакторы, которые в основном сейчас работают в мире, с точки зрения дедушки Сади Карно не то, что родственники — они практически родные братья.
Поэтому мы начнём наш рассказ с самого массового типа современных реакторов — водо-водяных реакторах на лёгкой и на тяжёлой воде.

Вода, как теплоноситель, известна инженерам уже давно. Воду в качестве теплоносителя использовал в своей паровой машине ещё английский изобретатель Томас Ньюкомен, который построил в 1712 году первый действующий паровой водоподъёмник.
Это, по современным меркам, был жуткий шушпанцер, который вместо расширения пара, как в более поздних агрегатах, использовал для подъёма воды силу атмосферного давления, конденсируя водяной пар в цилиндре:



В силу того, что паровая машина Ньюкомена работала только в пределе давлений до одной атмосферы (а большего от вакуумной машины и ожидать-то трудно) и пар из котла был вынужден каждый раз нагревать остывший цилиндр, то её КПД составлял просто таки эпические 0,5%. Однако подъёмник Ньюкомена уже мог использовать энергию угля, а не ставить на насос лошадей, которые требовали уже дефицитный тогда овёс.

Совершенствование машины Ньюкомена, однако, потребовало ещё целого полувека ожидания. Вплоть до 1763 года ёжики мучались и ели кактус горняки сыпали и сыпали тонны угля в топки котлов Папена, которые питали насосы Ньюкомена, но никто особо и не задумывался, "как же оно таки работает".
И лишь в 1763 году В Англии появился исследователь, который смог сделать следующий важный шаг в совершенствовании водяного парового цикла. Это был Джеймс Уатт.


"Папа" революции угля и пара.

Зимой 1763 года  приятель Уатта, профессор физики университета Глазго Джон Андерсон, обратился к нему с просьбой отремонтировать действующий макет паровой машины Ньюкомена, который Андерсон использовал в своей преподавательской деятельности. Уатт на то время занимался тем, что делал и чинил музыкальные инструменты.
Макет Андерсона был оснащен 2-дюймовым цилиндром и имел рабочий ход поршня в 6 дюймов — по факту это была лишь настольная игрушка, которую сейчас часто покупают детям для опытов по физике.
Уатт провел ряд экспериментов с макетом Андерсона, в частности, заменил металлический цилиндр на деревянный, смазанный льняным маслом и высушенный в печи, уменьшил количество поднимаемой за один цикл воды и макет, наконец, заработал. При этом Уатт убедился в неэффективности машины и внёс в конструкцию многочисленные усовершенствования. Уатт показал, что почти три четверти энергии горячего пара тратятся неэффективно: при каждом цикле пар должен нагревать цилиндр, так как перед этим в цилиндр поступала холодная вода, чтобы сконденсировать часть пара для уменьшения давления. Таким образом энергия пара тратилась на постоянный разогрев цилиндра, вместо того, чтобы быть преобразованной в механическую энергию.

Уатт проводит ряд опытов над кипением воды, изучает упругость водяных паров при различных температурах. Теоретические и опытные изыскания приводят к его к пониманию важности скрытой теплоты. Опытным путём он устанавливает, что вода, превращённая в пар, может нагреть до кипения в шесть раз большее количество воды. Уатт приходит к выводу: «…Для того, чтобы сделать совершенную паровую машину, необходимо, чтобы цилиндр был всегда так же горяч, как и входящий в него пар; но, с другой стороны, сгущение пара для образования пустоты должно происходить при температуре не выше 30 градусов Реомюра». Уатту остаётся сделать один шаг до того, чтобы отделить «сгущение пара» от цилиндра и осуществлять его в отдельном сосуде. Однако на этот шаг у него уходит очень много времени. А если точно — целых шесть лет. В 1765 году ему, наконец, приходит на ум догадка и начинаются попытки воплотить её в жизнь.
Первым значительным усовершенствованием, которое Уатт запатентовал в 1769 году, была изолированная камера для конденсации. В этот же год ему удаётся построить действующую модель, работающую по этому принципу. Вот принцип её работы:



Как видите — шесть лет ушло лишь на то, чтобы додуматься, что водяной пар надо конденсировать в отдельном от рабочего цилиндра объёме. Конечно, глядя сейчас на изобретение Уатта, любой школьник, прошедший курс термодинамики, скажет: "Да конечно же! Элементарно!".
Однако тогда это был поистине революционный прорыв.
Конденсатор Уатта позволил поднять эффективность паровых машин... до 2%. Ну или в четыре раза по сравнению с машинами Нькомена.

Надо сказать, что дальнейшая история, завязанная на персоналию Уатта, могла вполне сложиться совсем иначе. Уже в начале 1770-х годов Уатт получает предложение... от Российской академии наук.
Русское правительство предложило тогда в лице академии английскому инженеру «занятие, сообразное с его вкусом и познаниями» и с ежегодным жалованьем в 1000 фунтов стерлингов.
Однако уже тогда русских жутко не любили в Англии.
Намерение Уатта уехать в Россию вызвало переполох. Поэт Эразм Дарвин, дед создателя теории эволюции Чарльза Дарвина, пишет тогда Уатту: «О Боже, как я был напуган, когда услышал, что русский медведь зацепил Вас своей громадной лапой и тянет в Россию! Умоляю не ездить, если только это возможно… Я надеюсь, что Ваша огненная машина оставит Вас здесь».
Уатт в итоге Россию не поехал и создал, совместно с Мэттью Болтоном всемирно известную потом компанию "Baulton and Watt".

Российской инженерной школе не повезло тогда и ещё один раз.  В 1763 году, задолго до английских опытов с увеличением числа цилиндров, первая в мире двухцилиндровая вакуумная паровая машина была спроектирована механиком И. И. Ползуновым и построена им же в 1764 году для приведения в действие воздуходувных мехов на Барнаульских Колывано-Воскресенских заводах.
Однако, по злому року, сам Ползунов умер от чахотки за неделю до пробного пуска своей машины, по всей видимости, от напряжения постоянной работы над своим революционным механизмом.

В итоге первенство в изготовлении паровых машин всерьёз и надолго захватывают англичане.

К чему же мы пришли после более, чем 300 лет совершенствования паровых машин?
Да, мы по-прежнему кипятим воду. И пусть наши современные агрегаты мощнее машин Ньюкомена, Уатта и Ползунова в миллионы раз, пусть их КПД вырос до невозможных во времена Уатта величин в 40-42%, но мы по прежнему кипятим воду.

И это вызывает всё те же проблемы, которые мучали Уатта и Ньюкомена и которые описал в совём уравнении Сади Карно. И с чем бился всю свою жизнь Рудольф Дизель, пытаясь всячески поднять температуру и степень сжатия для своего двигателя.
Вот это фундаментальное ограничение на КПД любой тепловой машины:


Чем выше температура нагревателя, тем выше КПД. Чем ниже температура холодильника, тем выше КПД. Или наоборот.

В 1800 году, путём совершенствования машины Уатта, давления в цилиндрах паровых машин достигало уже 3-3,5 атмосфер. Сейчас это давление рассматривается как очень низкое — давление в современных паровых котлах сейчас в десятки раз выше.
И вот тут мы подходим к интересному факту. Для роста КПД тепловых машин нам надо повышать температуру. Однако, вместе с температурой для воды у нас начинает резко расти и давление.


Как видите, температура пара (которая нам, собственно говоря и нужна для КПД) растёт гораздо медленнее, чем давление водяных паров, которое так и норовит разнести нам на кусочки стенки котла.
Поэтому даже суперсовременные так называемые сверхкритические угольные блоки не рискуют запускать в работу при температурах более 600-650 °С. Именно на этой верхней планке сейчас и застыли самые современные угольные электростанции — поднимать давление (и нужную нам температуру!) в водяном цикле выше — уже просто боязно.
Скажу лишь, что при таких давлениях и таких температурах даже высоколегированные стали теряют до 80% своей прочности и каждый следующий десяток градусов вверх даётся современным конструкторам станций с водяным циклом всё труднее и труднее:


Каждая марка стали отбирается и испытывается чуть ли не поплавочно, строжайше контролируются химия, структура, процессы прокатки, термообработки и правки готовых труб и листов, сварка производится тоже со всеми предосторожностями и со строжайшим контролем.
Ну и потом — испытания, испытания и ещё раз испытания.  Сотни, тысячи часов испытаний. Или же — годы инженерного труда.

И сейчас вопрос уже стоит отнюдь не в сообразительности или в удаче, как было у мастера музыкальных инструментов Джеймса Уатта. Речь идёт именно о согласовании всех понимаемых, просчитанных и осознанных параметров сложной системы под названием "тепловая электростанция".

Однако, в случае атомных тепловых блоков никто даже и не думает рисковать повреждением какой-то трубы, которая не выдержит давления и температуры водяного пара внутри реактора.
Поэтому первые контура реакторов АЭС работают с водой при гораздо более низких температурах, нежели современные угольные блоки.
Исходя из соображений безопасности температура воды в первом контуре АЭС составляет "детские" 250-350 °С.
Конечно, не времена Джеймса Уатта, но вполне себе середина XIX века по уровню температуры и параметрам давления в котле.
Именно поэтому, как вы понимаете, КПД ядерных реакторов и современных АЭС в целом оказывается гораздо ниже, чем у современных угольных блоков.
Просто дедушка Карно не велит получать больше при такой небольшой разности температур, которая присутствует в современных водо-водяных реакторах АЭС.

А почему водо-водяные, собственно говоря?
Опять-таки, во главе угла у нас не шушпанцер, а безопасность. И поэтому тепло с реактора мы сейчас обычно снимаем не напрямую, а через промежуточный контур.
Как вы уже, наверное, слышали, реакторы у нас имеют первый и второй водяные контуры. Первый контур обычно содержит радиоактивную воду, поскольку постоянно соприкасается с излучающими во все стороны ТВС (тепловыделяющими сборками). Именно он и служит тем промежуточным теплоносителем, который снимает тепло с раскалённой активной зоны реактора.



А вот второй контур уже соприкасается только с водой первого контура, которая уже лучит гораздо меньше и практически не выделяет нейтронов распада, которые и наводят радиацию на всё, с чем соприкасаются.
Ведь только нейтроны являются источниками вторичных наводок в теплоносителе и в конструкции — обычные реакции α-распада, β-распада и излучения гамма-лучей никак не изменяют радиоактивность сопредельных материалов. Важен лишь источник нейтронов, а он находится внутри реактора, за щитом надёжной радиационной защиты.


Корпус водо-водяного реактора ВВЭР. Всё опасное — внутри.

Сейчас водо-водяные реакторы являются основным типов вновь вводимых в эксплуатацию машин. И именно водо-водяные реакторы уже составляют основу современного парка АЭС.

Однако не всегда в прошлом конструктора поступали столь мудро. До момента создания, в том числе и путём испытаний на "грязных" угольных блоках, материалов для корпусов водо-водяных реакторов, приходилось всё время выбирать между радиационной и конструкционной безопасностью. Ведь даже при температурах в 300 °С давление внутри корпуса реактора ВВЭР достигает 160 атмосфер.
Джеймс Уатт, Иван Ползунов, мы идём вперёд!

Именно таким весьма уродливым (но объективно осознанным) компромиссом и были так называемые кипящие водяные реакторы.
В таких реакторах, в отличии от водо-водяных, радиоактивный пар из первого контура реактора идёт прямо в турбину:



Давление воды в первом контуре кипящего водяного реактора составляет всего около 70 атм, по сравнению со 160 атмосферами водо-водяного реактора. При этом давлении вода закипает в объёме активной зоны уже при температуре 280 °C, что тоже ниже 350 °С для реакторов типа ВВЭР. Кипящие реакторы обладают рядом достоинств по сравнению с некипящими, водо-водяными реакторами. В кипящих реакторах корпус работает при более низком давлении, в схеме АЭС нет парогенератора, который в водо-водяных реакторах передаёт тепло из первого контура во второй, а повседневная регулировка такого реактора гораздо проще, чем в случае водо-водяной машины.

Но для устойчивой работы кипящего водяного реактора необходим режим, при котором массовое паросодержание в активной зоне не превышает определённую величину. При больших значениях массового паросодержания работа реактора может быть неустойчивой. Такая неустойчивость объясняется тем, что пар вытесняет воду из активной зоны, а это увеличивает свободный пробег нейтронов до момента замедления. При слишком бурном кипении пробег нейтронов возрастает настолько, что реактор получает отрицательную реактивность и мощность реактора начинает падать. Нейтроны просто "вылетают" из активной зоны, не оказывая никакого влияния на цепную реакцию.
То есть, с одной стороны — кипящие реакторы являются достаточно простыми саморегулируемыми машинами, но, с другой стороны — у них гораздо больше неустойчивых режимов из которых они могут свалиться как в полное "глушение", так и в ситуацию теплового взрыва.

Именно такая несложная регулировка кипящего реактора и простота его конструкции одновременно играет с ним и злую шутку.
Ведь именно к типу кипящих водяных реакторов относился и печально знаменитый реактор РБМК, установленный на Чернобыльской АЭС.
РБМК — это классический кипящий водный реактор, прямой наследник первого курчатовского реактора на Обнинской АЭС. И непонимание того, что лёгкая регулировка кипящего водяного реактора одновременно сопряжена с массой нештатных режимов, персонал станции на кажущейся легкости обращения с реактором бодро загнал его в состояние теплового взрыва.

Кроме того, РБМК в силу малых давлений, характерных для кипящих водяных реакторов, был выполнен вообще по бескорпусной схеме, и в итоге даже взрыв средней силы смог разбросать все его останки по громадной территории.В силу этого основной проблемой позже стало даже не глушение реактора (он остыл уже через неделю), а методичное отскребание графита от битума крыши и цезия от брони мирных бульдозеров.


Мирный советский бульдозер убирает внутренности и кишки горящего реактора.

Кстати, Фукусимская АЭС тоже была оснащена кипящими водяными реакторами — только в их американской версии, называющейся BWR  (Boiling water reactor). Поскольку корпус данного реактора совершенно не рассчитан на высокие давления (напомню, кипящие водяные реакторы никто и не проектировал на давления выше 70 атмосфер и температуры выше 280 °C), то и процесс выброса внутренностей и кишок американского собрата чернобыльского реактора произошёл почти столь же скоропалительно, как и в городе на Припяти.

Ну а роботов и мирных японских тракторов для уборки всего радиоактивного мусора, как и зондер-команды пожарников и ликвидаторов в Японии и вообще не нашлось, несмотря на всю продвинутость страны.



Вот так и происходит проектирование реальных шушпанцеров в реальном мире: хочешь высокого КПД — повышай параметры всех элементов, долго и нудно экспериментируй с материалами. Или же жертвуй системами безопасности и делай простой реактор, который может при нештатной ситуации выкинуть тебе какой-то непонятный фортель.

Поэтому сейчас реакторы на кипящей воде строят уже совсем уж последние нищеброды, а все передовые ядерные державы вовсю шлифуют концепцию водо-водяного реактора, навешивая на него дополнительные системы безопасности и понемногу поднимая температуру в активной зоне.


Ловушка расплава. "Китайский синдром" не пройдёт!

И вот тут мы подходим к ещё одной интересной особенности наших шушпанцеров.
Реакторы на кипящей воде и на воде под давлением (водо-водяные) обладают совершенно неудачным с точки зрения ядерной физики теплоносителем.
Всё дело в том, что вода в реакторе, кроме того, что радует своим нагревом дедушку Карно и всех нас, ещё и служит (в случае обычной воды) замечательным поглотителем и замедлителем нейтронов.
И с этим надо что-то делать — если мы, конечно, хотим выйти за все ограничения водяного цикла и научиться выращивать топливо в реакторах, как мы выращиваем на грядках огурцы или морковь.

Нам нужен какой-то другой элемент для нашего шушпанцера.
Нам нужна замена воде, которая служила нам верой и правдой со времён Ивана Ползунова и Джеймса Уатта.

Нам нужен Прорыв.

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя parrit
parrit(4 года 7 месяцев)(16:52:36 / 23-07-2013)

Мирный советский бульдозер убирает внутренности и кишки горящего реактора.

Поправлю немного, это СТР-1, сделан на основе узлов Лунохода.

http://chornobyl.in.ua/robot-str.html

А про Прорыв будет продолжение?


Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 7 месяцев)(17:11:41 / 23-07-2013)

Мирный бульдозер - это мем.

Ну а про прорыв, про СВБР, про БРЕСТ, про реактор на расплавах солей, про гелиевый теплоноситель - про всё будет. Как и про "последнюю полировку" воды, как теплоносителя в виде ВВЭР-1200, EPR-1600 и АР-1000 - "последних из могикан" в классе водо-водяных реакторов.

Аватар пользователя parrit
parrit(4 года 7 месяцев)(17:18:05 / 23-07-2013)

Спасибо, будем почитать.

Аватар пользователя tachankin
tachankin(5 лет 2 месяца)(19:58:17 / 23-07-2013)

Какой вы почтительный!

Аватар пользователя RocK
RocK(5 лет 3 недели)(18:46:30 / 23-07-2013)

Ну а про прорыв, про СВБР, про БРЕСТ, про реактор на расплавах солей, про гелиевый теплоноситель - про всё будет.  

 

А из экзотики что нибудь.. про газофазный, и про подкритический, хотя бы пару слов. Для расширения кругозора аудитории, так сказать.

Аватар пользователя ErrorFF
ErrorFF(5 лет 10 месяцев)(19:07:10 / 23-07-2013)

Были в Чернобыле и мирные советские бульдозеры ИМР-2 на базе танка Т-72А, в том числе и роботизированная версия для работы в ососбо злачных местах. :-)

Аватар пользователя trader
trader(5 лет 1 месяц)(17:12:31 / 23-07-2013)

Нам нужен Прорыв.

В смысле свинец в качестве теплоносителя, как у Бреста?

Можно в кратце в чем Брест лучше/хуже ВВЭР и БН600/800/1200 ?

Аватар пользователя parrit
parrit(4 года 7 месяцев)(17:20:05 / 23-07-2013)

Кратенько: http://forum.atominfo.ru/index.php?showtopic=695&view=findpost&p=39681

Аватар пользователя maxvlad
maxvlad(5 лет 10 месяцев)(17:26:25 / 23-07-2013)

Схема, как у ВВЭР. Но теплоноситель первого контура можно греть до 600 градусов, ни о чём не беспокоясь - температура кипения свинца около 1200 градусов. В отличие от БН, теплоноситель инертный - в БРЕСТе чистый свинец будет, без висмута, так что никакого полония. Компактный, не требует суперкрепкого корпуса, как ВВЭР, поскольку давления нет. Безопасен -  если заглохнет, то превратится в свинцовую чушку.

Аватар пользователя trader
trader(5 лет 1 месяц)(17:29:36 / 23-07-2013)

А в чем тогда плюсы ВВЭР и БН?

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 7 месяцев)(17:33:19 / 23-07-2013)

Они уже есть. А БРЕСТ и СВБР - это опытные машины. Перспективные шушпанцеры.

То есть, налицо очень разумная позиция - и синица в руке, и журавль в небе. Чтобы не оказаться с уткой под кроватью.

Да и утку (ВВЭР) тоже совершенствуют. До уровня ВВЭР-1200.

Аватар пользователя maxvlad
maxvlad(5 лет 10 месяцев)(17:36:14 / 23-07-2013)

В случае ВВЭР -  в том, что они есть, и их много. БН - 600-й действующий, 800-й в следующем году должны стартануть. А БРЕСТ - только разрабатывается. Отдельные элементы отработаны, но вот хотя бы экспериментального реактора пока нет.

Аватар пользователя psilar
psilar(4 года 11 месяцев)(22:49:24 / 23-07-2013)

> теплоноситель инертный - в БРЕСТе чистый свинец будет

При высоких температурах несовсем инертный.

> Безопасен -  если заглохнет, то превратится в свинцовую чушку.

Да не дай бог.

Аватар пользователя Ngin
Ngin(5 лет 10 месяцев)(17:17:05 / 23-07-2013)

У меня папа в вертолетном полку служил инженером, когда с крыши пепел собирали. про вертолетную очистку, в которой он участвовал, рассказывал так: к вертолету на тросе подвешивается большая такая решетка, она обматывается тряпками и пропитывается гудроном. дальше вертолет летит, зависает над реактором и техник спускает на тросе решетку на крышу. Надо шмякнуть ее так, чтобы она попала на пепел. Тогда он прилипает. Когда прилипнет - вертолет взлетает и пепел уносит. На земле соответственно, тряпки снимают и в утилизацию. Новые наматывают. Беда в том, что прицелиться сложно - ветер дует, трос качает, решетка болтается туда-сюда. Чем выше - тем сложнее. чем ниже - тем больше радиация. В итоге, среднее время зависания над реактором - полторы-две минуты. экипажи дозы хватали просто эпические. Так вот. Бате с товарищем дали Ленинскую премию за создание суставчатого гибко-жесткого троса. Его можно намотать на барабан - и он гибкий. над реактором разматываешь... Потом техник внутри дергает специальный рычаг, и эта штука фиксируется типа спиннинга. Становится жесткой. И вот в жестком варианте пилоту гораздо проще "ткнуть" в нужную точку. потом, соответственно, рычаг обратно, сматываем и улетаем. Время зависания сократилось в несколько раз. Вот за это и дали. 

а вообще статья очень годная, да :) спасибо, интересно!

Аватар пользователя serghey
serghey(5 лет 10 месяцев)(17:56:15 / 23-07-2013)

само это изобретение видел дитем в цирке: толстая веревка мотком, потом ее вытягивают вверх, внизу фиксируют, верх отпускают и по ней маленький гимнастик ползет наверх. Папа сразу объяснил, что да как. Здорово, что пригодилось. Но не приходилось читать про это замечательное использование самой идеи...

... а еще помнится, что вертолетчики под себя клали сковороды чугунные, как защиту, сами садились сверху. Было?

Аватар пользователя Ngin
Ngin(5 лет 10 месяцев)(18:48:41 / 23-07-2013)

Это ты с пилотами второй мировой путаешь. Они так от пулеметов спасались :) А вот свинцовые пластины на трусы нашивали, да :)

Аватар пользователя serghey
serghey(5 лет 10 месяцев)(19:04:58 / 23-07-2013)

не путаю. И в Афгане так делали, действительно от пуль

Аватар пользователя Omni
Omni(5 лет 2 месяца)(10:17:27 / 24-07-2013)

У полевых раций так антенны сделаны и Останкинская башня по этому принципу поддерживается.

Аватар пользователя serghey
serghey(5 лет 10 месяцев)(12:50:52 / 24-07-2013)

точно

Аватар пользователя GentleLady
GentleLady(4 года 8 месяцев)(17:27:09 / 23-07-2013)

Спасибо, удивительно доходчивая, подробная и просто красивая статья. Дам сыну почитать. Ждем продолжения! 

Аватар пользователя korsunenko
korsunenko(5 лет 11 месяцев)(17:28:04 / 23-07-2013)

.

Аватар пользователя Listener
Listener(4 года 5 месяцев)(17:57:38 / 23-07-2013)

Каждой 500 тысячной агломерации по АЭС, трамвайному депо и будет всем счастье.  

Я правильно понял, что в новых реакторах сначала нагревают рабочее тело из не поглощающего нейтроны материала и уже оно будет греть воду, которая будет крутить турбину. И рабочее тело второго контура обязательно вода или можно другое?

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 7 месяцев)(21:06:24 / 23-07-2013)

Да, следующие поколения ядерных реакторов воду лучше поменять на что-то более интересное.

Аватар пользователя Listener
Listener(4 года 5 месяцев)(21:28:47 / 23-07-2013)

Инертный газ к примеру для турбины хорошая вещь... И тут сотрудничество с сименс по турбинам играет новыми красками.

Аватар пользователя trader
trader(5 лет 1 месяц)(21:43:10 / 23-07-2013)

Я правильно понял, что в новых реакторах сначала нагревают рабочее тело из не поглощающего нейтроны материала и уже оно будет греть воду, которая будет крутить турбину.

А в этой схеме можно вместо воды использовать фреон? Т.е. свинец рабочее тело, кот. греет фреон, а последний крутит турбину?

П.С. я в этих вопросах вообще мало что знаю, поэтому извините, если вопрос дурацкий ))


Аватар пользователя Farseer
Farseer(4 года 8 месяцев)(18:00:18 / 23-07-2013)

Уважаемый AY, помучаю вас и здесь вопросами:
1. Возможно ли в будущем при развитии технологий отказаться от посредника в виде воды, легкоплавких металов и т.п., преобразуя энергию распада напрямую в электричество, минуя "тепловую" стадию?
2. Если это возможно, то насколько увеличится КПД установки?
3. Если это невозможно, то каким вы себе представляете следующий революционный шаг  в развитии энергетики в целом?

Аватар пользователя Dark Side
Dark Side(5 лет 2 месяца)(20:26:58 / 23-07-2013)

И даже потрогать руками. Только бетта распад! Только хардкор!

Аватар пользователя mastak
mastak(4 года 11 месяцев)(22:36:39 / 23-07-2013)
Хардкор - это нейтронный поток
Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(5 лет 3 месяца)(11:01:45 / 24-07-2013)

Хардкор - это энергия аннигиляции.

Аватар пользователя Капитан
Капитан(5 лет 9 месяцев)(18:21:16 / 23-07-2013)

Ускоренье важный фактор.

Мы построили реактор.

И теперь наш мирный атом

Вся Европа кроет матом.

Стишок из 86-го года. ))))

Аватар пользователя Rashad_rus
Rashad_rus(5 лет 9 месяцев)(18:27:25 / 23-07-2013)

Можно использовать и источники ионизирующего излучения для получения электричества, что излучает альфа или бетта - вполне пригодны. Так можно утилизировать немало отходов и получать доходы.

Аватар пользователя Лем
Лем(5 лет 1 месяц)(18:39:52 / 23-07-2013)

"Дарагая передача!

Вся Канальчикова дача"

Под воздействием прогрессу

Продолжает давний спор-

Что быстрее сдохнет:

-Трактор;

- супер водяной реактор;

-Иль закончится подпитка,

 Блин,уран япона мать?

Аватар пользователя Greit
Greit(5 лет 4 месяца)(19:43:58 / 23-07-2013)

Статья понравилась. Доходчиво и наглядно. Жду продолжений.

Аватар пользователя Ёлёт
Ёлёт(4 года 4 месяца)(19:58:30 / 23-07-2013)

Нам нужен Прорыв.

Мне думается прорыв надо искать в другой схеме реактора. Тепловыделяющие элементы не должны разгонять реакцию друг друга как это происходит сейчас, стоит только убрать графит. Эта схема при любом исполнении может уйти в саморазгон при нештатной работе систем безопасности. Ведь по сути это бомба: всё необходимое для реакции деления заперто в одной ёмкости. Это не удивительно, так как  конструировали первые реакторы те же люди что и бомбы. :)

Активную зону нужно сделать так, чтобы реакция деления шла только при внешнем потоке нейтронов из некоего внешнего ускорителя.  Отключаем ускоритель (убираем поток нейтронов) - реакция прекращается тут же. Тогда не нужно всех заморочек с попытками глушения когда реактор уже не стабилен. Такой реактор выключить будет не сложнее чем свет в подъезде.

 

 

 

Аватар пользователя roman.kuvaldin
roman.kuvaldin(5 лет 11 месяцев)(20:17:36 / 23-07-2013)

Эм, насколько я знаю, если убрать воду или графит - то реактор как раз глохнет.

Аватар пользователя Ёлёт
Ёлёт(4 года 4 месяца)(20:34:28 / 23-07-2013)

Нет. Графит и вода являются замедлителями нейтронов и соответственно замедлителями реакции деления.

Аватар пользователя mastak
mastak(4 года 11 месяцев)(13:25:39 / 28-07-2013)
вам- 2 по ядерной физике
Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 7 месяцев)(20:43:35 / 23-07-2013)

На тепловых нейтронах - да. Именно из-за этого эффекта кипящие реакторы сами себя регулируют.

Аватар пользователя ErrorFF
ErrorFF(5 лет 10 месяцев)(21:05:10 / 23-07-2013)

Безопасность кипящих ректоров миф, если часть воды вытечет или выкипит, заглохнет управляемая реакция. Но есть ещё и распад коротко живущих изотопов - стержни продолжат греться, просто с меньшим тепловыделением но этого хватит чтобы они расплавились, после чего они  падают с температурой под 2000С в остатки воды на дне реактора и начинается пароциркониевая реакция с бурным выделением водорода и прочая Фукусима.

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 7 месяцев)(21:07:56 / 23-07-2013)

Я написал, что Фукусима - это тоже кипящий реактор. Лёгкость регулирования реактора при нормальной работе тут же нивелируется его быстрым выходом из строя при аварии.

Аватар пользователя parrit
parrit(4 года 7 месяцев)(21:07:58 / 23-07-2013)

Не порите чушь, ей больно.

Аватар пользователя ErrorFF
ErrorFF(5 лет 10 месяцев)(21:45:14 / 23-07-2013)

Самокритично, но маловато информации на тему зачем вы пороли чушь и как определили что ей больно.

Аватар пользователя parrit
parrit(4 года 7 месяцев)(21:58:52 / 23-07-2013)

1) Расплавляются не стержни а сборки, твэлы.

2) На фукусиме не было повреждения корпуса реактора, там был даже предусмотрена аварийная система для охлаждения, которая банально не сработала из-за залива систем питающих управления ими.

3) Ни один реактор невозможно остановить вот так сразу, все они требуют расхолаживания, интенсивного сьёма тепла.

4) Как только сборка падает в воду, её температура падает и ПЦР останавливается, ибо это ПЦР.

Аватар пользователя ErrorFF
ErrorFF(5 лет 10 месяцев)(03:52:44 / 24-07-2013)

1) Допустим.

 2) Как раз охлаждение на Фукусиме сработало штатно, сразу после землетрясения и аварийного отключения блоков, однако на на первом блоке произошла нештатная ситуация с резким падением давления. И это за пол часа ДО самого цунами, которое затопило распределительные щиты и лишило станцию внешнего электропитания. Причём японцы происхождение нештатной ситуации на первом блоке не объяснили, однако неофициально озвучиваются версии что на первом блоке был разрыв трубопровода в первом контуре из-за чего и начались проблемы с охлаждением. Собственно Япония думаю поэтому и не запускает свои АЭС, потому что оказалось, что они и от землетрясения разваливаются. Защитится от цунами имея опыт Фукусимы вполне возможно, для этого не нужно на годы отключать все АЭС. А вот бракованные трубы в первых контурах реакторов, которые не выдерживают заявленные характеристики или же липовые данные о сейсмостойкости старых реакторов это посильнее Фауста Гёте будет. Этим вполне можно объяснить стоящие третий год реакторы по всей Японии и пристальное внимание к сейсмоопасности районов их расположения.

http://www.atominfo.ru/news6/f0893.htm

3) Основная проблема водяных реакторов при нештатных ситуациях это водород. Свинцовые реакторы как раз теоретически не несут опасности взрыва водорода и проплавления корпуса при аварийном останове. Натриевые тоже в этом плане безопасны.

4)Пароцирконий может идти просто на поверхности разогретой до 900С сборки. А когда сборка плавится и падает в воду имея температуру 1850С то там даже пароцирконий уже не нужен, будет ещё и прямое разложение воды на водород и кислород.

Аватар пользователя parrit
parrit(4 года 7 месяцев)(00:05:01 / 24-07-2013)

1) Хорошо.

2) Понять конкретно что там произошло практически нереально, изза противоречивой информации на начальном этапе, и понять толи там руками открывали-закрывали задвижки на IC, или он был поврежден, или трубы порвало, неясно. Но все это было бы решаемо при наличии электропитания приборов и оборудования, а его не было.

Вот тут до сих пор гадают:

http://forum.atominfo.ru/index.php?showtopic=575&st=15000

3) Взрыв водорода опасен, если его стравливать в реакторный зал. В ввэр используют азот для отсечки водорода с последующим дожиганием.

4) Что бы произашел такой сценарий, нужны японцы.

Но это оффтоп. полный.

Аватар пользователя lonewolf
lonewolf(5 лет 9 месяцев)(01:18:27 / 24-07-2013)

3) Не помню, где-то писали, что на АЭС в Фукусиме в зале реактора не было платиновых трубок, которые там должны быть на случай большого кол-ва водорода.

При наличии таких трубок водород катализировался до воды.

Аватар пользователя tokomak
tokomak(5 лет 11 месяцев)(00:40:23 / 24-07-2013)

То, что вы описали - называется электрояд... так вот, его КПД крайне низкий. Это так, из-за огромных затрат энергии на ускорение протонов и дальнейший загон их в мишень для превращения в нейтроны... а иного источника нейтронов в виде некого внешнего ускорителя - не существует, ну, за исключением ещё более дорогих - радиоактивных источников нейтронов...

Аватар пользователя Андрей Гаврилов

В этом направлении есть (и возможен дальнейший) прогресс, см. например:

http://crustgroup.livejournal.com/36553.html?thread=2360521#t2360521

> а иного источника нейтронов в виде некого внешнего ускорителя - не существует, ну, за исключением ещё более дорогих - радиоактивных источников нейтронов...


- термояд. Причем не нужен Q>1 даже. Берем какой-нибудь "плазменный фокус Филиппова" (он же Dence Plasma Focus (DPF)), простой как три копейки (==дешевизна, простота разработки/ смены и засовывания в реахтур), суем в реахтур, и в путь. На D+T, разумеется.

На самом деле про DPF - это бабушка на двое сказала, насколько там эффективность/ потоки поднять можно, а вот линейные ловушки уже сейчас точно понятно, что можно так использовать. Точно такие же, как уже сделанные. Т.е. без всяких ИТЕР'ов. Звоните в Будкер, вам откроють. 

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(11:22:41 / 01-08-2013)

будьте осторожны. tokomak -ярый противник всевозможных ускорителей! ;-)

Аватар пользователя tokomak
tokomak(5 лет 11 месяцев)(12:31:46 / 01-08-2013)

Спасибо, я всё это отлично знаю. Но термояда пока ещё нет, всё только в лабораториях. А вот как внедрят - то без всякого сомнения - эта тема получит серьёзное развитие.

Аватар пользователя Андрей Гаврилов

во-первых, там было высказывание по двум направлениям - одно - про ADR (про которое, судя по Вашим предыдущим высказываниям, Вы как раз последних новостей не знаете) (см. ссылку из предыдущего коммента), другое - про гибридеры, они же TDR.

Вы ссылку-то гляньте, там про лазерные ускорители речь идет.

 

Во-вторых, я не очень понимаю (точнее <<"не очень понимаю">>, в кавычках) возражение "термояда еще нет - все только в лабораториях". Строй ГДМЛ о 30-ти метрах, и он будет, цена вопроса - дестяка миллионов баксов, от длины соленоида (==установки) зависит линейно. Вот про DPF нужно считать и проверять (в РФ есть "Тюльпан", на котором по ППФ (англ. DPF) работают, на нем и проверять), там цены на пару порядков ниже быть должны.


Мы тут вообще про перспективы говорим (а изначально - про перспективные истчники для подкритичных реакторов). Ускорители для ADR с высоким КПД сделать можно.

Причем, даже для случая маааленького КПД (не наш случай), и вообще, "для общего развития" я хочу обратить внимание на мааааленькую деталюшку, которая ускользает от внимания рассуждающих "КПД невысок - в топку способ!": Важны энергетические потери, которые заставляют "прокачивать" энергию/ работу через человеческие системы/ "внешние системы" (извлечение, переработка ресурсов, etc). Если же вы копеечного обедненного урана вынуждены в топку бросить будете не 1 кг, а два (кг) - то вот это совершенно пофиг. Ибо урана того - завались, вовлечения людей/внешних ресурсов в обслуживание этой "неэффективности" (энергопотерь/энергозатрат) не произойдет, "никто и не почувствует даже", что называется (кроме складов урана).

ADR не "упираются" в ограничения по топливу, что позволяет наклепать их быстро тасячами, и "дотянуть до термояда".  Тем они и интересны (кроме всего прочего). Плюс задел по "масшатбированию вниз", и, в перспективе, по простоте (поетенциальной) и, немаловажно, -  управляемости.



Что же касается "термояда в лабораториях" в конетесте данного разговор, - то куча вариантов есть с Q<1, которые легко допилить (это радикально более простая задача, тем энергетический термояд (не говоря уже о "энергетический термояд через жопу токамаков, прости господи)), и при том получать положительный энерговыход на гибридных реакторах. 

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(14:11:47 / 01-08-2013)

все верно, - но уже десятки лет НЕСТРОЯТ! :-( Взамен строят ИТЕРы, БАКи, и БНы. Уверен этому есть наисерьезнейшая причина, и похоже, она лежит не в технической области, а в области политических игрищь. Это уже само по себе тема для расследования.

Аватар пользователя Андрей Гаврилов

ладно "не строят", готовое, с иголочки, - разбирают в день сдачи установки, ни разу на ней не стрельнув.

1986 г, Mirror Fusion Test Facility (MFTF-B), в Lawerence Livermore National Laboratory in California (LLNL).


Отоно: http://elephant.livejournal.com/836181.html?thread=4873557#t4873557

На вопрос "почему", я предпочитаю отвечать "ошибка". Ну, первым тактом как миниум. Как у Тайлерана: "Это не преступление, Государь, хуже, - это ошибка!". 

"Не искать злонамеренности там, где все прекрасно объясняется глупостью" в общем. А вот что сделать, чтобы не наступать на такие грабли впредь (да ладно - хоть сейчас перестать на них прыгать) - это да, достойно подробного расследования/ исследования.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(14:40:09 / 01-08-2013)

рад встретить  единомышленника в этом вопросе. И кстати, я согласен с tokomak, - сделайте цикл подборок/статей по этой тематике, очень интересно ваше видение вопроса.

Аватар пользователя tokomak
tokomak(5 лет 11 месяцев)(14:53:01 / 01-08-2013)

Про Lockheed и его "успехи" - у нас на сайте уже было, обсуждали но за не имением никаких достоверных намёток - чё это может быть - ни к какому разумному заключению не пришли.

Ибо такие заявы как от Lockheed - запросто могут быть политикой больше, чем здравым смыслом. Вдруг это психическая атака на цены на нефть?

А ещё есть Росси, со своим ХУЯСом... короче - мир полнится слухами, и что-то в ближайшее время произойдёт с энергетикой планеты. А иначе - мы банально вымрем, из-за войн за нефть, или просто из-за социального хаоса, связанного с недостатком энергии.

Короче, ещё раз вас прошу - пишите статью. Вот, Lockheed - обсуждать бессмысленно, у них чёрный ящик, а вот ускоритель - это интересно, там хоть конструкция в общих чертах есть и пару чисел дано для размышления...

Аватар пользователя tokomak
tokomak(5 лет 11 месяцев)(14:23:40 / 01-08-2013)

Я всё прочитал, спасибо. Не нужно так беспокоится.

По поводу КПД не высок и т.д. - ну, главное что б затраты электричества на ускорение и прочие нужды были бы в разы меньше чем выход тепла реакции - тогда ОК. И, то что можно там сжечь - да, на самом деле дофига, я это прекрасно знаю.

Но покуда это не вышло из лаборатории, и нет нескольких результатов от разных лабораторий, то пока это только гипотеза, вот это: ускорители для ADR с высоким КПД сделать можно. Т.е. ускоритель - это одно, а вот вся установка в целом с запихнутым туда ураном - будет? иметь положительный выход или не очень???

А вообще, перевели бы вы эти тексты, и выложили б тут статью хорошую на эту тему, в том числе и по недопиленному "недотермояду" в варианте его использования как "дешёвый" источник нейтронов для гибридного реактора. Вдруг есть прикидки в числах - чё по чём...

Может, найдётся народ, который предметно это обсудит тут с вами, да и общественности будет интересно, что есть ходы у нас - перед, так сказать, энергетической смертью - в ожидании манны небесной от ИТЭРА.

Аватар пользователя Андрей Гаврилов

я вот даже боюсь на это отвечать - еще больше "взявши обязательства" ((с)В.С.В.) "подамши надежды" окажусь, но как раз у Lockheed - понятно, "что именно". Правда для этого нужно знать <...> немало, но честно скажу - они ничего не прятали, в той единственной презентации достаточно сказано. Да, схема реально очень хорошая и многообещающая (желающие погордиться могут добавить - "дык, "Сделано в СССР""), и ей уже "20 лет в обед". Но об этом я сейчас подробнее не буду, не обессудьте.

Я не обещаю ни сделать цикл по термояду (про Lockheed - это вообще отдельный вопрос), ни тем паче сделать это в какое-нибудь короткое время, но как/ если до этого дело дойдет - это будет одно из первых мест, где я об этом дам знать/ отпишусь.

Аватар пользователя tokomak
tokomak(5 лет 11 месяцев)(15:41:58 / 01-08-2013)

Так оне сами всё сказали: 5 лет - прототип, 10 лет - промышленный образец, а схема то, хорошая, да :-) Ещё бы они для этого атакующего вброса - взяли бы плохую схему.

Вот когда они покажут работающее устройство, пусть и лабораторное - вот тогда можно рассуждать о цене на нефть, а пока - это психическая атака.

С другой стороны - я всячески им всем, и прочим иным, желаю реальной удачи, ибо энергия нужна планете.

Аватар пользователя Андрей Гаврилов

я, если честно, не вижу ничего принципиально невозможного в этих сроках, правда, с парой оговорок: если (1-е и наиглавнейшее) плазма сюрпризов не подкинет (от этого ни одна схема не застрахована, - плазма все-таки; но Вы бы только знали, насколько эта схема в этом смысле "застрахованней" и безгеморройней токамака! Я, если честно, не представляю пока что, как это (даже хотя бы про часть "геморройность токамака" и о том, создание гоммороя - не единственный путь) донести можно в статье , не вызывающей панники типа "АААА!!! Лекция по неустойчивостям в плазме!!! БЕЖАТЬ!-БЕЖАТЬ ОТСЮДА!!"), и (необязателное условие, способное в некоторых семтах упростить работу) они таки возьмутся за D-He3 реакцию (под что впервые и была расчитана эта схема); ну и деньги, конечно, и "правильно заточенные" руки.



Установка крайне проста. За пять лет, при правильной организации труда, и достаточном финансировании физически склепать несколько можно (это, к примеру, не только не случай ИТЕР или ИГНИТОР (или, царствие небесное, Т15), но и даже не уровень какой-нить простой и дешевой ГДМЛ), что дает какой-то зазор на "придумать" и "допилить, если обнаружится необходимость". Использование D-He3 на втором этапе кучу сил сэкономило бы (да и на первом местами тоже). [Про D-He3 заранее предупрежу/посоветую - не совершать ошибку, которой грешил даже Алексей (AY) тут где-то: мол, если температура/ время удержания на реакции А больше в Х раз, чем на реакции Б, то она и "сложнее для использования(/осуществления/etc) в Х раз"; это не так в общем случае, и D+He3 vs D+T это касается по полной]. 

Рассуждения же в конспирологическом ключе (или даже в такой терминологии (онтологии)) - это не мое, я уже говорил выше. В данном случае - это привлечение лишних сущностей, как минимум, и потенциальная возможности лишить себя шага "в хорошее".
Аватар пользователя tokomak
tokomak(5 лет 11 месяцев)(20:26:43 / 01-08-2013)

Я в курсе о чём вы толкуете, но вот этот момент не понял: "в Х раз; это не так в общем случае" ... Везде где я об энтом читал - пишут именно так, что мол - кроме всего прочего, ещё и известный всем критерий - там тяжелее для достижения чем случай D + T. Но, если это не так, то хоть направьте где почитать существенные подробности, пожалуйста.

Аватар пользователя Андрей Гаврилов

тут есть два момента существенных (как минимум):

1. вопрос не в "достичь температуры" по большому счету. Вопрос в "удержать, чтоб не разбежалось", так оно и плотность теряет и температуру разом. Получаем сзхему, подавляющаю неустойчивости (намек на ту, что использует Lockheed), вместо того, чтобы сношаться со схемой, которая неустойчивости продуцирует (намек на токамаки), - и все, львиная доля забот на этот счет - с плеч долой. 

2. Конкретно о преимуществе D+He3 над D+T: продукты реакции. > 70% энерговыхода с D+T - нейтроны, для которых плазма - прозрачна. Т.е. другими словами - она никак с ними не реагирует. Это значит, что для того, чтобы поддерживать реакцию, нам придется вкачивать энергию в плазму (ибо нейтроны тут - канал потерь, по сути). Т.е. ловить эти нейтроны, преобразовавать их энергию в лепестричество, лепестричество в то, чем можно подогреть плазму (ИЦР/ быстрые нейтралы/ etc), и вкачивать ее в плазму. Три стадии преобразования как минимум. Плюс представьте, этот контур - это "труба", по которой циркулирует энергия тех же порядков, что и полезная мощность реактора, при чем "труба" сложная, высокотехнологичная, в которой на нескольих стадиях теряется (тепло, тепло!) энергия. Жесть.

D+He3 же выделяет энергию по большей части в виде альфы и СВЧ (канал потерь в виде нейтронов от D+D можно "притушить") - и то, и другое прекрасно способны греть плазму. Т.е. в этом смысле обеспечить "горение" на D+He3 как раз легче.  (На D+T чтобы такое сделать, не вкачивая энергию извене после стадии зажигания - Q просто нереальный сейчас (для магнитного удержания, напомню) нужно достичь; т.е. - "не в этой Вселенной жизни").

Что почитать присоветовать - я даже теряюсь сходу.  По неутойчивости плазмы что-нить из классики (это чуть ли не основное); и учебные курсы прям по тематике -  н-ские институты/ университеты  выкладывали крсы по специальностям a la "термоядерный синтез" иль "термоядерная энетретика" - (видел не оч. давно, но точнее прям сейчас не вспомню). "Гнезд" не так уж и много осталось значимых в РФ - Курчатник, МИФИ, ин. им. Будкера, ин. им Иоффе. (Мож кого еще спросонья забыл, не суть), у них и смотреть учебные материалы/ программы. Как отправная точка - сойдет.

Аватар пользователя tokomak
tokomak(5 лет 11 месяцев)(21:31:40 / 01-08-2013)

Теперь я понял, о чём вы...

Аватар пользователя Андрей Гаврилов

рад, что получилось объяснить.

Ну а дальше D+He3 облегчает работы по второй стадии (станция) во той же самой "причине №2" - никакого гемороя с "ловим и преобразовываем энергию нейтронов", как на D+T, ничего подобного -  электростатические преобразователи на диверторы, и в - вперед и с песней! Ну, можно и маааленький тепловой преобразователь - Карно, все дела, с контра охлаждения преобразователей, сделать. А так, в целом - благодать. Да и требования к защите etc куууда ниже. Потому и в "пять лет на станцию" вписаться в каком-то смысле проще и будет в таком раскладе.

Вообще сейчас не до жиру, ЛПР бы сейчас озаботиться гибридом Манэетеннского проекта с DARPA-конкурсами, и вообще - любыми способами (оргформами) как можно быстрее как можно более широкое поле недорогих перспективных направлений охватить; цены там смешные в рамках государства, - у нескольких перспективных проектов. А про "не до жиру" - я про то, что я бы параллельно и D+T, и D+He3 на такой конфигурации делал бы.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(22:41:50 / 01-08-2013)

Это понятно. Только вот ничего из этого не делается. И даже планы не озвучиваются. Зато закладываются прожекты, которые может быть дадут выхлоп к 60-80 годам 21 века. (с официальных слов самих термоядщеков). А кто к тому времени будет жив-то?!

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(5 лет 3 месяца)(11:04:48 / 24-07-2013)

Прорыв (качественный) - это принципиально новый способ обработки энергии, не связанный с циклом Карно, т.е. не кипятить воду.  Остальное это только количественное накопление и ограниченное увеличение КПД, не более того.

Если я правильно автора понял.

Аватар пользователя Ёлёт
Ёлёт(4 года 4 месяца)(12:53:51 / 24-07-2013)

Проблема в том, с реакции распада ядер мы можем просто снять в основном только кинетическую энергию осколков этой реакции через промежуточный теплоноситель. Можно вообще избавиться от паровой машины и перейти на двигатель Ванкеля. Можно избавиться от воды и забирать тепло потоком газа. Но сути это не меняет. Мы получаем избыток тепла над окружающей средой, который преобразуется через разницу давлений между нагретой внутренней средой и окружающей средой в механическую работу, которая в свою очередь преобразуется в движение электроэнергии по проводам.

Вообще абсолютно любой двигатель работает вследствие разницы давлений. Цикл Карно не что иное как эфемизм, который выдаёт сопутствующую причину (теплоту) за основную.

Для примера, представьте что выхлопную трубу ДВС вывели в вакуум. На сколько возрастёт мощность? Причём здесь Карно? :)

 

 

 

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(5 лет 3 месяца)(12:59:58 / 24-07-2013)

Вот Вы сами несколько раз подтвердили мои слова:

>>>Можно избавиться от воды и забирать тепло потоком газа

>>>Мы получаем избыток тепла над окружающей средой, который преобразуется через разницу давлений между нагретой внутренней средой и окружающей средой в механическую работу, которая в свою очередь преобразуется в движение электроэнергии по проводам.

Опять забирать тепло-тепло-тепло! Посчитайте, сколько ступеней в этой системе, и на каждой происходит потери. Качественный же скачек возможен, когда непосредственно энергию деления ядра преобразуют в те же самую электрическую. В идеале такую энергию надо использовать без преобразования, напрямую. Типа ядерная батарейка.

Аватар пользователя Ёлёт
Ёлёт(4 года 4 месяца)(13:13:24 / 24-07-2013)

Тепло (нагрев рабочего тела) это всего лишь один из способов получения избыточного давления над окружающей средой. И ничего больше. Надуйте воздушный шарик и отпустите - Карно будет плакать :)

Батарейка это хорошо, только это будет радиоактивная батарейка, и такие кстати существуют.  Но делящиеся ядра дают прежде всего кинетическую энергию. Нужно придумать как снять с кинетики разлетающихся частиц поток электричества с большим КПД. 

 

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(5 лет 3 месяца)(15:36:50 / 24-07-2013)

>>>Карно будет плакать

Ага, особенно если вспомнить о том, что для надутия шарика сначала затратили энергию, полученную от того же тепла ;)

>>>Тепло (нагрев рабочего тела) это всего лишь один из способов получения избыточного давления над окружающей средой

Я что то пропустил? Человечество имеет еще один источник энергии, не связанный с нагревом рабочего тела?

Аватар пользователя Ёлёт
Ёлёт(4 года 4 месяца)(16:30:28 / 24-07-2013)

 "Ага, особенно если вспомнить о том, что для надутия шарика сначала затратили энергию, полученную от того же тепла ;)"

Тепло в вашем организме есть побочный продукт метаболизма или другими словами окисления углерода. Что есть химическая реакция, а тепло её побочный продукт. 

 "Я что то пропустил? Человечество имеет еще один источник энергии, не связанный с нагревом рабочего тела?"

Правильно ставьте вопросы. Что считать "источником", что считать "связанным" тут мы впадаем в казуистику. Гидроэлектростанции, ветряки, солнечные панели будем связывать с нагревом рабочего тела? Круговорот материи в природе рано или поздно проходит через изменение температуры, плотности и давления и многих других параметров. Вырывать тепло из гаммы свойств и ставить его как единственную причину неправомерно как это сделал Карно. Тепловые процессы происходят в природе непрерывно и являются составной часть гаммы процессов в материи. Скажем молнии сопутствуют помимо электричества тепло, звук, свет, инфракрасное, ультрафиолетовое, альфа, бета, гамма излучения, поток нейтронов. Вы можете из молнии вырвать только тепло и рассматривать его отдельно? Конечно можете, только к реальности это имеет опосредованное отношение.

 

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(14:13:52 / 01-08-2013)

Надуйте воздушный шарик и отпустите - Карно будет плакать

неверно. Шарик это тоже тепловая машина.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(14:15:36 / 01-08-2013)

"Для примера, представьте что выхлопную трубу ДВС вывели в вакуум. На сколько возрастёт мощность? Причём здесь Карно?"

потому что  Карно и описыват - на сколько возрастет мощность. 

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(5 лет 3 месяца)(15:21:24 / 01-08-2013)

PV=RT

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(15:26:45 / 01-08-2013)

Да. Но для цикла - дельта P начало-конец цикла. Вт.ч. поэтому движки на высоте требуют перенастройки. В общем, мощность изменится, на сколько - можно высчитать для конкретного случая., но это не для этой темы.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(17:39:29 / 29-07-2013)

Да, это было бы здорово. Но пока, цикл Карно, - самый эффективный из известных способов съема внутренней энергии вещества. Все остальные открытые эффекты прямого преобразования внутренней энергии в электричество имеют скромный КПД. Поэтому, КМК в макромашинах это пока невозможно.

Вот всякие наномашины, возможно, в этом могли бы принести существенную пользу. 

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(5 лет 3 месяца)(07:25:50 / 30-07-2013)

Да, остальные работоспособные, внедренные технологии имеют малый КПД. К примеру те же солнечные панели на кремнии имеют КПД  от 6%(аморфный) до 17%(монокристаллический).

Пока КПД альтернативных методов не станет конкурентоспособен углеводородам (а это не менее 30%) говорить о массовости применения не приходится.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(11:27:11 / 01-08-2013)

.

Аватар пользователя Tuktarov
Tuktarov(5 лет 3 месяца)(10:57:56 / 24-07-2013)

>>>Но для устойчивой работы кипящего водяного реактора необходим режим, при котором массовое паросодержание в активной зоне не превышает определённую величину.

Не совсем так. Скорее речь должна вестись о стабильности уровня "зеркала" воды в реакторе.

 >>>И непонимание того, что лёгкая регулировка кипящего водяного реактора одновременно сопряжена с массой нештатных режимов, персонал станции на кажущейся легкости обращения с реактором бодро загнал его в состояние теплового взрыва.

Регулировка совсем не легкая, критична к стабилизации уровня воды в реакторе. Собственно основная проблема стабильной работы парового котла и состоит в стабильности уровня. Кто занимался обслуживанием или пуско-наладкой обычных котлов поймет меня очень хорошо.

Да, система управления процессом водо-водяного реактора безусловно более «балваноустойчивая», чем парового.

 

 

Аватар пользователя Андрей Гаврилов

<del>

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...