Реактор Holos для армии США

Аватар пользователя Ctavr

Интерес армии США к малым реакторам в последние годы значительно возрос. Возможные выгоды от их применения проанализировали авторы статьи в журнале "Journal of Defense Management" (том 8, вып.1, 2018) Кеннет Аллен и др., представляющие военную академию США (Нью-Йорк).

Реактор "Holos"

В своей статье американские авторы рассмотрели проект микромодульного реактора "Holos Highly Integrated Micro Modular Reactor" ("Holos" HI-MMR), разработанный компанией "Filippone and Associates LLC".

Активная зона реактора "Holos" состоит из длинного узкого псевдоцилиндрического массива тепловыделяющих сборок, расставленных вокруг центрального канала для органов управления. Число сборок в активной зоне варьируется в зависимости от мощности реактора, для целей статьи выбрана компановка из 78 кассет.

Каждая ТВС состоит из массива топливных каналов и каналов теплоносителя, окружённого стальной оболочкой. Топливо - шаровое, TRISO, плотность упаковки 0,4. Обогащение урана для целей статьи было выбрано равным 10%.

В качестве теплоносителя авторы статьи для своего моделирования взяли чистый гелий. На рисунке ниже гелий показан жёлтым цветом, а корпус реактора, выполненный из оксида бериллия и играющий роль отражателя - зелёным.

Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра

 

z0317_1s.jpg

 

Нейтронно-физические параметры

С помощью широко известного монте-карловского кода MCNP6.1, авторы провели расчёты некоторых нейтронно-физических параметров реактора "Holos" (с учётом принятых допущений).

Для свежего топлива в горячем состоянии (900 градусов Кельвина) значение kэфф составило 1,05810±0,00166. Это достаточно большой запас реактивности, и для его компенсации в проекте должны быть предусмотрены соответствующие средства.

В холодном состоянии (при комнатной температуре) запас реактивности ещё больший, значение kэфф достигает 1,094. Температурный коэффициент реактивности, как и следовало ожидать, отрицательный и равен -0,0000338±0,000005 Δk/k.

Интересное поведение реактивность демонстрирует при выгорании (расчёты велись для мощности 30 МВт(т)).

Во-первых, исходного запаса реактивности хватает на 35-40 лет работы. Однако следует учесть, что этот результат был получен для идеализированной модели, в которой не учитывался паразитный захват в органах регулирования, компенсирующих превышение реактивности над нулём. Расчёты по моделям, более приближенным к реальным условиям работы, дают значение кампании порядка 13 лет.

Во-вторых, в первые 100 суток работы реактора реактивность не падала, а слегка возрастала. Это связано с более высоким, по сравнению с легководными аппаратами, значением коэффициента воспроизводства в реакторе "Holos".

Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра

 

z0317_2s.jpg

 

Сравнение для Баграма

Во второй части статьи авторы проанализировали возможности применения малых реакторов для баз передового развёртывания (forward operating base), использовав для сравнения данные по базе "Баграм" в Афганистане.

Потребности базы "Баграм" в электроэнергии составляют 56 МВт(э). Их обеспечивают, в общей сложности, 15 генераторов.

Авторы статьи предложили рассмотреть следующий вариант - четыре реактора "Holos" мощностью 13,5 МВт(э) каждый и 10 генераторов мощностью по 1 МВт(э) каждый. Кампания реакторов составляет в этом сравнительном расчёте 13 лет.

Сравниваемые варианты для базы "Баграм"

 

z0317_3.jpg

 

В следующей таблице рассмотрены возможные варианты доставки генераторов и реакторов воздушным и наземным путём с точки зрения соответствия по габаритным размерам и весу.

Как видно из таблицы, "Holos" может быть доставлен к месту службы военно-транспортными самолётами C-5 и C-17.

Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра

 

z0317_5s.jpg

 

В следующей таблице приводятся данные по экономике проекта "Holos Quad", одного из вариантов в линейке проектов "Holos".

Для демонстрационного аппарата (FOAK) приведены два набора данных. Первый учитывает все затраты, включая подготовку площадки, топливо и лицензирование. Второй набор приведен для собственно реактора.

Как видно из таблицы, в первом случае демонстрационный аппарат обойдётся в сумму свыше 180 миллионов долларов, во втором речь идёт о примерно 50 миллионах долларов. Для серийных аппаратов стоимость существенно снижается.

Экономические параметры "Holos Quad"

 

z0317_4.jpg

 

Наконец, следующие данные, использованные при анализе, касались потерь (casualties), понесённых армией США при прохождении конвоев с топливом.

Авторы взяли статистические данные, в соответствии с которыми в Ираке потери составляли 0,026 человека на конвой, а в Афганистане - 0,042 человека на конвой.

Итоговый вывод, к которому пришли авторы статьи после завершения моделирования и сравнительного анализа, таков.

С экономической точки зрения, применение реакторов "Holos" для электроснабжения баз передового развёртывания становится выгодным примерно через 500 суток. Таким образом, если база создаётся на срок два года и более, то её снабжение с помощью реакторов имеет экономический смысл.

С точки зрения потерь личного состава, применение реакторов "Holos" позволяет снизить потери на порядок за счёт существенного сокращения числа конвоев.

Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра

 

z0317_6s.jpg

Авторство: 
Копия чужих материалов

Комментарии

Аватар пользователя dmar
dmar(6 лет 2 месяца)

Поскольку реактор хотят использовать военные и в местах отдалённых  , то вопрос защиты и безопасности такой маленькой атомной бомбы встаёт ребром и в полный рост. 

Аватар пользователя Навуходоносор

Реактор это не бомба. Взоварваться он  не может даже если сильно захотеть. Другой вопрос радиоктивное заражние в случае разрушения  защиты.

Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(9 лет 1 день)

правильней будет взорваться он может, но не как ядерная бомба, т.е давлением/ температурой корпус разворотить теоретически можно, но взрыв будет иметь тепловую природу.

Аватар пользователя Навуходоносор

Ну общем ты меня понял. Я для непосвященых. Атомный или Ядреный взрыв на атомной станции невозможен в принципе. В Чернобыле не было атомного или Ядерного взрыва. Был просто взрыв водорода. Который раскидал радиоактивный материал. 

Аватар пользователя Сергейл
Сергейл(6 лет 5 месяцев)

Это тут почти все понимают. Но это доступ к материалам и потенциал хорошего теракта или шантажа. Но по теме, я очень сомневаюсь в реализации. Одно дело посчитать сферическую курицу в вакууме, а другое сделать в реальности.

Комментарий администрации:  
*** отключен (невменяемое общение, провокатор) ***
Аватар пользователя KorchaginSA
KorchaginSA(6 лет 7 месяцев)

Ну, именно в тех местах - это хорошая заявка заполучить "грязную бомбу" в руках талибов или еще каких бармалеев. Этих ребят будет интересовать не столько возможность оное чудо техники немножко подвзорвать, сколько заполучить делящиеся материалы в количестве.

Аватар пользователя Omni
Omni(11 лет 7 месяцев)

Кто-ж позволит на игры тапочников тратить драгоценное топливо?

Аватар пользователя KorchaginSA
KorchaginSA(6 лет 7 месяцев)

У тапочников много хозяев, и не все они друг с другом ладят, прямо скажем.

Аватар пользователя Omni
Omni(11 лет 7 месяцев)

Транжир среди них нет, как только тапочники потеряли смысл их слили.

Аватар пользователя Николай Зубков

Это был ВТОРОЙ взрыв. Первый - паровой, как в обычном паровом котле...

Аватар пользователя dmar
dmar(6 лет 2 месяца)

В случае попадания снаряда в этот реактор личному составу будет все равно на природу этого взрыва и характер реакций, атомный реактор кстати даже более неприятен в этом плане т. К. Будет ещё долго фонить и выбрасывать радиоактивную пыль в атмосферу. 

Аватар пользователя vGimly
vGimly(9 лет 2 месяца)

Предполагается развёртывание этого добра в странах куда американский солдат понесёт демократию и свободу.

Чтобы разнести реактор до разваливания его ядра по местности надо будет знатно отбомбиться -
так что личному составу в итоге на радиоактивное заражение.. будет уже до лампочки.

Относительно компактный "атомный остров", очевидно, будут защищать покруче "Бункеров Хуссейна".
Бетонные перекрытия многослойные - чтобы в крышку даже "бетонобоями на 60+ метров" не пробить.

Диверсанты прорвутся? Вытащить не вытащат - утащить может что и утащат (но есть куча способов куда более эффективнее умереть).
Взорвать - ну пусть взорвут: будет ядерный могильник готовый.

Обвязку попортят а-ля Фукусима? Предусмотреть глушение вручную. В крайнем случае полчаса на эвакуацию у (основной массы) персонала будет.
Ну перенесут базу на 20 км в сторону от развалин старого реактора - делов то.

Аватар пользователя dmar
dmar(6 лет 2 месяца)

"Чтобы разнести реактор до разваливания его ядра по местности надо будет знатно отбомбиться " - или один раз удачно попасть в мишень

Относительно компактный "атомный остров", очевидно, будут защищать покруче "Бункеров Хуссейна".
Бетонные перекрытия многослойные - чтобы в крышку даже "бетонобоями на 60+ метров" не пробить. - тогда эффективность работы военной базы будет очень низкой, т.к. все пойдут в охранение, а военная база станет стационарной и дико дорогой по строительству.

"Взорвать - ну пусть взорвут: будет ядерный могильник готовый." - вместе с базой.

Аватар пользователя абра
абра(6 лет 3 месяца)

Знаний студента второго курса химфака достаточно, чтобы из содержимого

этого "реактора" сляпать "грязную бомбу". Там для этого полный комплект surprise

 

Аватар пользователя vGimly
vGimly(9 лет 2 месяца)

Вот только студенту химфака заполучить содержимое этого реактора как на Луну слетать и грунта накопать.
Мало того что его наковырять непросто - так вокруг злые реднеки с автоматическим оружием под прикрытием авиации.

Как минимум в бункере с под грудой бетона и подходами, заваленными при экстренном отступлении взрывами.

Аватар пользователя абра
абра(6 лет 3 месяца)

Что, в армии нет отчисленных студентов?surprise

Аватар пользователя Simurg
Simurg(7 лет 2 месяца)

Кстати, в соседнем топике тут ржут над глупыми-глупыми американцами, которые помимо дизелей собираются разворачивать на своих базах массированно солнечные батареи.

Хотя арифметика как бы подсказывает нам, что при удельной массе 50 кило на кВт и КПД дизеля в реальной работе 30%, солнечная батарея "окупает" себя сэкономленной массой топлива уже через несколько недель.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в клевете и ложном цитировании, отказ принести извинения - https://aftershock.news/?q=comment/11527284#comment-11527284 ***
Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(9 лет 1 день)

 СЭС очень не устойчивы к осколкам и прочим радостям. Одна мина посечет осколками несколько палаток. Но есть и преимущество маленький вес, простота установки... Для сидения на базе в пустыне подойдет, если периметр на пару км контролировать.

Аватар пользователя Simurg
Simurg(7 лет 2 месяца)

Так а что при это с СБ-то будет? См. типичную схему коммутации элементов: частично выйдут из строя (потеряют в выработке) продырявленные элементы и соотвествующие столбцы.

Токоплёночные батареи даже разворачивать не нужно, если они нашиты на палатках. Полатку поставил - сразу ток есть, кондей работает. Площади палаток такие, что вполне адекватно говорить о частичном (днём) солнечном отоплении избытками энергии зимой и кондиционировании летом.

А на бабло военным пофиг, эта сотня тысяч ни на что толком не влияет, одиин потеряный в засаде конвой - в десятки раз дороже.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в клевете и ложном цитировании, отказ принести извинения - https://aftershock.news/?q=comment/11527284#comment-11527284 ***
Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(9 лет 1 день)

С Луганска пользователь СЭС писал что во время заварушки у него часть панелей именно осколками побило, пришлось ему их выкинуть из-за полной не работоспособности. Ну это в любом случае лучше чем взрыв склада ГСМ или осколка в дизель. Энергоснабженияснизилось, но не до нуля же.

Аватар пользователя Simurg
Simurg(7 лет 2 месяца)

Да, наверное, мы даже одного и того же человека читали. Ну так у него было стекло. Осколок, попав в стекло, раскалывает и его, и - как следствие - сразу несколько элементов. Представьте себе тоже самое, но на поликарбонатной (к примеру) подложке. Там один пробитый элемент - это один пробитый элемент.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в клевете и ложном цитировании, отказ принести извинения - https://aftershock.news/?q=comment/11527284#comment-11527284 ***
Аватар пользователя Сергейл
Сергейл(6 лет 5 месяцев)

Тонкопленочные имеют кпд 10%... да и посчитать бы не плохо в общем.

Комментарий администрации:  
*** отключен (невменяемое общение, провокатор) ***
Аватар пользователя Simurg
Simurg(7 лет 2 месяца)

Какие именно?

А то вот 3-переходные арсенид-галлиевые тоже тонкопленлёночные. :)

CdTe - около 17% сейчас.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в клевете и ложном цитировании, отказ принести извинения - https://aftershock.news/?q=comment/11527284#comment-11527284 ***
Аватар пользователя Сергейл
Сергейл(6 лет 5 месяцев)

Ну может.

Комментарий администрации:  
*** отключен (невменяемое общение, провокатор) ***
Аватар пользователя Rashad_rus
Rashad_rus(12 лет 2 месяца)

Цена высокая, и это еще демпингуют, а реальная значительно выше. Дешевле использовать U233 в вакуумной камере с приёмной пластинкой, для съёма заряда - лет на 150-200 хватит, с рассчётом на киловатт с квадратного метра, да это не ахти что - но автономность высокая, только бронировать придётся серьёзно и защиту от тормозного излучения делать.

Аватар пользователя Навуходоносор

Кстати и я над ними ржу. Ты упомянул про базы, а военная база не может зависеть от солнца или ветра. Дизель или газ надежней.

Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(9 лет 1 день)

там смысл не в том чтоб заменить дизель, смысл экономить топливо для дизеля. Меньше жрет топлива меньше конвоев надо вести. А дизель как был так и останется. 

АСММ они рассматривают чтоб минимально доставкой топлива заниматься, так как бензовоз подорвать ума много не надо в отличии от жрачки...

Аватар пользователя Навуходоносор

Поле с панелями солнечными захерачить можно имея пару минометов из-за соседней горы. Как тебе такой расклад.

Аватар пользователя Simurg
Simurg(7 лет 2 месяца)

Как и базу, как и людей. Причём, люди в палатках ГОРАЗДО более уязвимы: они полностью выходят из строя из-за отдой дырки, проделанной осколком. СБ - нет.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в клевете и ложном цитировании, отказ принести извинения - https://aftershock.news/?q=comment/11527284#comment-11527284 ***
Аватар пользователя green
green(11 лет 1 месяц)

Я таки подозреваю,что 50% потребляемой военными базами энергии - это моторное топливо,так что  конвои как были,так и останутся.Про потери конвоев из-за  засад просто смешно слышать при нынешнем уровне технических средств разведки и обнаружения.

Ну,а так да,мы за ценой не постоим.Почему бы  и не попилить госбюджет.

Комментарий администрации:  
*** Матерый зеленый пропагандист - которого поймали на противоречиях в показаниях ***
Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(9 лет 1 день)

не поленитесь посчитайте сколько литров жрет дизельная станция в 56 МВт в час. У меня при нагрузке в 75% вышло 11 000 л, в час. 1 бензовоз на 2 часа или 5-7 на 1сутки.

При таком расходе топлива на технику у нее моторесурс кончится за месяц если не раньше.

Аватар пользователя green
green(11 лет 1 месяц)

Сколько там в Баграме  военных? Где-то 5000.Т.е. по 10 кВт мощности на рыло.А харя  не треснет от такого изобилия?Или там секретный алюминиевый завод?

Комментарий администрации:  
*** Матерый зеленый пропагандист - которого поймали на противоречиях в показаниях ***
Аватар пользователя Simurg
Simurg(7 лет 2 месяца)

Ну так Вы подозреваете. А люди электропотребление базы рассчитывают. :)

Смешно-не смешно... 0.04 человека на конвой - это 15000$ только на прямые выплаты по страховкам. С каждого конвоя.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в клевете и ложном цитировании, отказ принести извинения - https://aftershock.news/?q=comment/11527284#comment-11527284 ***
Аватар пользователя Simurg
Simurg(7 лет 2 месяца)

Ну и глупо же.

Дизель само собой. Но соляру нужно доставлять и хранить. Доставлять соляру по вражеской территории - очень дорого, и в жизнях, и в деньгах, да и силы небесконечны. У американцев в Ираке в плохие дни до 80% личного состава занималось обеспечением логистики - сопровождением конвоев. Нахрена такие вояки нужны, если вся их война - за самообеспечение? База в эти дни была полностью бесполезна - не могла выделить людей и средства для какой-то иной задачи.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в клевете и ложном цитировании, отказ принести извинения - https://aftershock.news/?q=comment/11527284#comment-11527284 ***
Аватар пользователя Навуходоносор

Грузовики и БРЭДЛИ как поедут на солнечной энергии. Вы вообще со своей энергией зеленой ......

Аватар пользователя Simurg
Simurg(7 лет 2 месяца)

Чего?

Простите, Вы дурак?

Речь идёт о самообеспечении базы - компьютеры, связь, освещение, кондиционеры, системы очистки воды, насосы... вот всё это добро сейчас работает на круглосуточно молотящем дизеле и жрёт прорву горючки. Которую на не своей территории с риском для жизни нужно доставлять на базу. Эти доставки нужно сокращать. Вон - выше предложен реактор. Что само по себе крайне спорное решение.

СБ со всех сторон гораздо проще, надёжнее и дешевле. А 100% резервирование у вояк уже есть по определению.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в клевете и ложном цитировании, отказ принести извинения - https://aftershock.news/?q=comment/11527284#comment-11527284 ***
Аватар пользователя Навуходоносор

Конечно я идиот. Увидев как в прошлом году в конгресе допрашивали американского генерала из Афгана, куда были истрачены 500 млн. долларов. Он сказал построили 2 бензозаправки и купили 10 ангорских коз,9 из которых умерли. Все остались в конгресе довольны.

Аватар пользователя Simurg
Simurg(7 лет 2 месяца)

Синдром рассеянного внимания? Не можете закончить мысль?

Как связано топливо с козами?

Комментарий администрации:  
*** Уличен в клевете и ложном цитировании, отказ принести извинения - https://aftershock.news/?q=comment/11527284#comment-11527284 ***
Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(9 лет 1 день)

Станция как в статье жрет не меньше 10 тыс литров в час, т.е на сутки надо несколько бензовозов пригнать.

 

 

Аватар пользователя Навуходоносор

А охранять поле в несколько гектаров. Причем это энергонезависимость. В Афгане это бред. Амеры не совсем идиоты, в отличи от....

Аватар пользователя green
green(11 лет 1 месяц)

А разве США строят свои базы в пустыне?Что-то мне подсказывает,что большинство их баз расположены в вполне обжитых районах,где даже существуют энергосистемы.А в полевых условиях никто  АЭС возить с места на место не будет.

Комментарий администрации:  
*** Матерый зеленый пропагандист - которого поймали на противоречиях в показаниях ***
Аватар пользователя Simurg
Simurg(7 лет 2 месяца)

Понятно, что на своей земле в обжитых областях лучше всего запитаться от гражданских сетей. Но это же не все случаи, а реактор - именно для случаев крайних.

Типичный пользователь реактора - база ПВО/ПВО, радар NORAD, удалённая долговременная база в необитаемой местности.

Русские тоже думают о реакторе на северах.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в клевете и ложном цитировании, отказ принести извинения - https://aftershock.news/?q=comment/11527284#comment-11527284 ***
Аватар пользователя dmar
dmar(6 лет 2 месяца)

СЭС хоть безопаснее, чем атом в случае диверсий и боевых действий. 

Аватар пользователя Simurg
Simurg(7 лет 2 месяца)

И дешевле, и мгновенно монтируется, и не требует обслуживания... СБ - практически идеальная энерготехнология для вояк.

Комментарий администрации:  
*** Уличен в клевете и ложном цитировании, отказ принести извинения - https://aftershock.news/?q=comment/11527284#comment-11527284 ***
Аватар пользователя Above_name
Above_name(11 лет 5 месяцев)

Кстати, в соседнем топике тут ржут над глупыми-глупыми американцами, которые помимо дизелей собираются разворачивать на своих базах массированно солнечные батареи.

ЕМНИП Овче наш топил за это с полгодавзад- солнечьенопанельки для боевыхпидарасовипиндосовнашефсё - мы только ЗА!

Аватар пользователя калибровщик
калибровщик(8 лет 3 месяца)

Реактор в Баграме? талибы говорят пиндосам "огромное человеческое спасибо"!

Аватар пользователя Влад Нет
Влад Нет(11 лет 7 месяцев)

Входит ли в стоимость этого сооружения и работы по утилизации его?Планируется перевозить его  в случае закрытия базы, или просто оставить туземцам?

Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(9 лет 1 день)

Планируют мобильность это одно из требований к АСММ для военных США.

Аватар пользователя Влад Нет
Влад Нет(11 лет 7 месяцев)

А как его перевозить при, например, 10 -летней эксплуатации? Он же светиться как новогодняя ёлка будет.

Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(9 лет 1 день)

В спец контейнер погрузят и повезут. Сейчас эшелонами у нас возят распиленные лодочные реакторы через пол страны на переработку\утилизацию.

Страницы