Состоят такие системы из источника термоядерных нейтронов и активной зоны (так называемого бланкета), в которой протекает деление тяжелых ядер. Топливом служит смесь тория и оружейного плутония. Торий, по словам ученых, сам по себе не может быть источником энергии, зато из него образуется уран-233, накопление которого в активной зоне увеличивает длительность топливного цикла. Замена торием урана-238, применяющегося в обычных реакторах деления, позволяет резко снизить объем радиоактивных отходов.
В отличие от реакторов деления, управление которыми основано на использовании поглотителей нейтронов, состояние бланкета гибридной системы регулируется, напротив, добавкой нейтронов из термоядерного источника. В проекте ученых ТПУ им служит газодинамическая магнитная ловушка, в которой дейтерий и тритий удерживаются в состоянии высокотемпературной плазмы.
В плазме ионы дейтерия и трития, сталкиваясь друг с другом, объединяются в ядра гелия с выделением высокоэнергетических нейтронов. Те поступают из вакуумной камеры в бланкет в импульсном режиме, поддерживая деление тяжелых ядер, которое и дает основную энергию. Ключевое отличие гибридной системы в том, что ядерный материал находится не в строго критическом состоянии, как в традиционном реакторе, а в состоянии, близком к критическому, что исключает возможность развития неконтролируемой цепной реакции",
— объяснил доцент отделения ядерно-топливного цикла ТПУ Сергей Беденко.
По словам ученых, энергия, выделяемая при делении, отводится гелиевым теплоносителем. Разогретый до примерно 730 градусов Цельсия гелий при подключении газотурбинной установки и электрогенератора можно использовать для производства не только электроэнергии, но и водорода методом паровой конверсии метана.
Разрабатываемый гибридный реактор будет отличаться компактными размерами, мощностью около 60-100 мегаватт и способностью работать без перезагрузки топлива более восьми лет. По мнению ученых, его можно применять в труднодоступных регионах и получать электроэнергию, тепло и экологически чистое водородное топливо.
Газодинамическая магнитная ловушка, отмечают авторы исследования, позволяет удерживать высокотемпературную плазму значительно дольше других существующих систем. Это поможет лучше исследовать как процесс термоядерного синтеза, так и работу различных элементов реактора в условиях жесткого нейтронного облучения. Все это должно существенно ускорить развитие термоядерной энергетики, подчеркивают ученые.
В ходе проведенных исследований мы определили оптимальные параметры термоядерного источника нейтронов для постоянного поддержания бланкета гибридной системы в контролируемом околокритическом состоянии, а также изучили эффект "волны делений ядер", возникающей после однократного импульса термоядерного горения",
— рассказал Сергей Беденко.
Концепцию ториевого гибридного реактора предложил в 2019 году коллектив ученых Томского политехнического университета, Всероссийского научно-исследовательского института технической физики имени академика Е. И. Забабахина и Института ядерной физики имени Г. И. Будкера Сибирского отделения РАН. Исследования проводятся в рамках гранта Российского фонда фундаментальных исследований.
Комментарии
Прежде чем будет принято решение о постройке, считают сколько всё это стоит в деньгах и человекочасах и потенциальный полезный выход. Можно строить эксеприментальные устройства для отработки технологий, они могут быть импульсными и собственно ими и являются. Но их постройка имеет смысл только в том случае, если конечная цель - стационарный режим.
Ну это вопрос... Смотря как часто можем давать импульсы, и как долго длятся его последствия, и самое главное, энергетический выход с этого импульса... Свечка в двигателе тоже не постоянно искрит, а в импульсном режиме...
И не только. Линейный ускоритель, РЛС - это что первое пришло в голову.
Если мы хотим промышленно нарабатывать топливо/перерабатывать отходы/вырабатывать энергию используя термоядерную установку, об импульсном режиме речь не идёт.
В пределе, вообще нет ни одного непрерывного процесса, все дискретные. А так, возможно, мы по-разному воспринимаем импульсный режим работы. По мне, так если импульс запускает реакцию, в которой коэффициент размножения быстрых нейтронов несколько больше единицы (ну или пусть даже немного меньше), то вполне может пройти довольно длительный промежуток времени прежде, чем запущенная реакция затухнет, длительный настолько, чтобы установка дала следующий импульс, то в целом, ничего страшного в импульсном режиме нет.
Второй момент, если реакция, запущенная импульсом, даст энергии больше, чем затрачено на импульс, причем больше настолько, что можно запитывать другие потребители, то почему не быть импульсному режиму? Если процесс получится самоподдерживающийся с положительным выходом энергии?
Каковы возражения против импульсного режима?
Написано же - изучают волну деления после импульса облучения нейтронами. Подберут частоту и мощность импульсов и вот достаточно легко управляемый квазистационарный режим деления. А термоядерная часть - это как свеча зажигания, она не должна сама себя обеспечивать энергией.
Никто не мучается с удержанием плазмы:)
Мучаются с проблемой выбора материалов, которые должны долго стоять под нейтронным облучением и сохранять свои термомеханические свойства. Но не считаю эту проблему неразрешимой, куча народу по всему миру думает, что нибудь да придумают.
Только хотел добавить, как вы уже дописали. Тоже подумал, что то, что могут удержать в ловушке - само по себе, как источник энергии интереса не представляет, но как запал, чтобы расколоть что-то вроде тория, вполне. Я думаю, тут потенциал именно в этом, ибо 235 урана очень мало, а 238 уран, торий и некоторые другие потенциальные элементы сами делиться не хотят. Но если им чуть-чуть помочь, то можно использовать как топливо. И экономическая эффективность тут как раз в этом: 235 урана мало и он будет только дорожать, а 238 урана в разы больше и в традиционной ядерной энергетике он практически бесполезен. А торий вообще под ногами лежит...
Ну да. От открытий А. Вольта и М. Фарадея до электродвигателя и промышленных электростанций с переменным трёхфазным током тоже типа больше полувека прошло
В принципе, это так и есть.
Да, ТЯ-реактор условно есть, но их сейчас никто не строит (кроме ИТЭР во Франции) по банальной причине: науке это ничего не даст, а энергия с него будет слишком дорогая.
Поэтому идея в том, чтобы сделать термоядерную часть как можно меньше и дешевле, но всё-таки получить с неё выгоды. Q в гибриде предполагается чуть выше единицы, так что система не энергоубыточна в полном смысле слова... но основную энергию всё же даёт дешёвое деление.
Кроме того, установка с высоким Q с нынешними знаниями (100% подтверждёнными, а не на уровне идей) должна быть очень большой, так что проблема с чисто термоядерным реактором не только в удельной стоимости, но и в том, что стоимость минимального энергоблока очень высока, а сам блок - большая фиговина. Над повышением эффективности и уменьшением размеров сейчас физики и работают... но это не значит, что люди НЕ МОГУТ построить ТЯР прямо сейчас.
Могут. Где-то с начала-середины нулевых - могут.
Ну а чо, логично.
Почему это у нас при термояде нейтроны непонятно куда разбазариваются? Давайте сбоку присобачим БН чтобы балерина крутила динамо.
Ну здесь и есть идея развития БН. Только с ТЯ.
И всё это в рамках идеи ЗЯТЦ, чтобы всё в дело шло. И современное ОЯТ - будет просто готовое топливо для таких реакторов будущего.
Это как бы развитие тренда реакторов на быстрых нейтронах в реакторах ЗЯТЦ.
В самом простом - тритий-дейтериевом - они не разбазариваются.
Они все на учёте и штука в штуку посчитаны. Нейтронный баланс тритиевого реактора околонулевой: сжигание трития даёт нейтрон и он тоатится на получение трития из лития-6.
Да, есть небольшой излишек на вяло горящем дейтерии... но он тратится более-менее на непроизводительные захваты нейтронов всякой побочной ерундой в бланкете.
...
Идея гибрида в некотором смысле красивее - "прокрутить" нейтрон через деление: быстрый ТЯ-нейтрон делит тяжёлое ядро, которое даёт где-то 2-3 более медленных нейтрона, и вот на эти "проценты" уже можно жить. Один нейтрон отчислить на наработку трития (там годится и ннйтрон деления), а ещё 1-2 пусть на своё усмотрение.
Господи, это статья из серии "учёные победили смерть". От возмущения с трудом подбираю цензурные слова.
" создали и испытали термоядерный компонент уникального гибридного реактора " - и дана ссылка на статью, посвящённую компьютерному моделированию
.
Гибридные реакторы считают по всему миру. В России не Томск в этом отношении лидер, а Курчатовский институт, тут приложились Велихов, ныне покойный Азизов, Кутеев и очень многие учёные рангом пониже. Идут работы над техническим проектом, стадия концептуального проектирования пройдена.
Да, гибридная энергетика перспективнее термояда и даёт ядерной энергетике плюшки ввиде наработки топлива в бланкете и пережигания долгоиграющих радиоактивных отходов. Думается, построят быстрее, и пользу начнёт приносить раньше, чем чисто термоядерный реактор.
Но машина довольно сложная, требует большого количества инженерно-физических мозго-часов. При наличии очень хорошего финансирования построили бы лет за 10.
Ага:
https://aftershock.news/?q=node/789793&full
Спасибо, добавил ссылку под материал.
Двухступенчатый Царь-реактор.
Я не думаю, что эта идея выстрелит в экономическом плане.
Основной сегмент таких схем это маломощные реакторы. Но требование безопасности, зоны отчуждения заставляют атомных энергетиков ставить по несколько гигаваттных реакторов на одной площадке. Будет как с малой и региональной авиацией. Идея красивая, но сопутствующие расходы, которые нельзя уменьшить пропорционально полезному выхлопу, загонят экономический КПД в ноль.
Там есть некоторые побочные плюшки - дожигание миноров, например, вообще беспроблемно.
(Ну и наработка топлива с околонулевой начальной загрузкой. Головная боль разработчиков ядерного цикла - невозможность ввести много реакторов на быстрых нейтронах за короткий срок: пускового материала не хватит, а время удвоения большое; то есть переход мира на атомную энергетику даже если решение будет принято, будет занимать сотню+ лет. Термояд снимает эти ограничения. Ну, не то, чтоб они были прям уж очень актуальны - мир как-то не ломится в ядерную энергетику вообще... но проблема существует.)
Это не "гибридный термоядерный" реактор. А электроядерный реактор деления с нейтронным источником синтеза. Гибридным был бы реактор, в котором основная доля энергии получается из абсолютно некритичной массы U238 делимой нейтронами из DT реакции. Преимущество этой же модели в том, что подкритичность можно поддерживать на низком уровне, например, 0,99 - и таким образом термоядерная реакция может быть очень и очень слабой и с оч. низким Q (ниже 0,01). Для настоящего гибридного реактора необходимо, что бы доля ТЯ энерговыделения была не ниже 10% и ее Q >=0,12-0,15 ...
Срок реализации проекта выше срока морального устаревания. К тому моменту когда построят какой нибудь китаец или японец изобретет пальчиковую батарейку с таким же энергетическим потенциалом. Шах и мат.
Давно вас, хiхлив с такими заявлениями не было видно.
Даже соскучился по этому вашему цирку
Надеюсь, вам, клоунам, за такие гастроли платят?
Хотя бы репой и цибулей
Ага. Если к тому времени у этих японо-китайцев ещё будет возможность что-либо изобретать.
Cпециалисты Томского политехнического университета совместно с другими российскими учеными создали и испытали термоядерный компонент уникального гибридного реактора ... в результате чего с карты мира исчезли Фашингтон и Лондон
Такая новость была бы лучше
Интересно насколько компактный? С такими характеристиками как раз и нужно идти в сторону компактности т.к. перспективная тема для транспорта может получится. Тем более если реактор безопасен в случае аварий. Вплоть до самолетов. 8 лет без заправки летать при интенсивном использовании, круть
Доктор Острецов И.Н. автор тутошний, в среднем два раза в год пишет в блоге печальную статью примерно про это же, как он с помощь компактного ускорителя величиной с троллейбус мог бы поджигать неделящийся U238 но это направление не развивают.
Ну, что же, похоже товарищ Острецов Игорь Николаевич был прав, чем искать мифический ускоритель вот он источник высокоэнергетических нейтронов для его технологии, чем не метод?
очередная попытка выклянчить бабла на брехливый термояд
Обоснуете?
элементарно
ядерный реактор-горячий,варум нихт?
для термояда нужны сверхмагниты в жидком гелии -уже потери превышающие выгоду
при том что термояд не работает с начала 60х,то есть полвека вваливают миллиарды а выхлопа нет и не будет
а тут классический развод лохов на бабки-попытка скрестить ужа с ежом
Выше был такой комментарий:
Ключевое
Если делать, то не публиковать. Если публиковать, то авторы ограничиваются хайпом публикации в журнале Q1. Вот и весь пар в свисток.
А если не публиковать, то деньги на работы... будут?
Ну за публикацию может быть порядка 1000$ заработали.
Если арестов в ближайшее время не будет, значит к строительству реального реактора опубликованный текст отношения не имеет. И это хорошо.
Да, со стороны так просто не видать - хорошо ли это. А, может, вот это - хорошо.
А, может, сей топик это вообще сигнал "партнерам". А, может, вы и правы :о))
Страницы