PRoAtom
proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Авторские права
  Агентство  ПРоАтом. 27 лет с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





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

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

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

Разместить комментарий

Re: Советский Айдахо под Мелекессом: как начинался НИИАР (Всего: 0)
от на 05/08/2021

Цитата:"
Первый раз читаю расчёты, что КВ БР падает с увеличением единичной мощности. По крайней мере до величины 3 ГВт тепловых наблюдается рост КВ на оксидах. На практических данных серии БН, на Фениксах. "

Полный КВ быстрого реактора снижается с увеличением габарита /и увеличением тепловой мощности/ быстрого реактора, из-за разбавления плутония ураном-238 у которого сечение неупругого рассеяния достигает 3 барна. По сравнению с компактной 10-килограммовой сферой металлического плутония-239 окружённой тонной урана-238. От такого идеального с точки зрения КВ реактора невозможно отвести много тепла. Поэтому разбавляют плутоний ураном-238, в количестве допустимом по условию критичности, для увеличения площади теплосъёма.

У плутония-239 сечение неупругого рассеяния заметно меньше, чем урана-238. В то время как в крупном реакторе уровня БН-1600, на одно ядро Pu239 порядка шести ядер урана-238. Уран очень быстро переводит нейтроны ниже порога неупругого рассеяния по энергии, где деление 239-го даёт меньше нейтронов а уран-238 вовсе их только захватывает.

Таким образом, при увеличении габарита активной зоны разбавляя плутоний ураном-238, растёт только КВ активной зоны за счёт уменьшения воспроизводства в отражателе вследствие снижения утечки нейтронов туда а также смягчения спектра. В случае БН-1200, активная зона на оксиде плутония имеет КВ 0,89. Отражатели верхний плюс нижний плюс боковой в сумме дают КВ = 0,3.

При переработке ОЯТ в первом приближении, плутоний активной зоны плюс верхнего и нижнего отражателей в виде торцов обеднённого урана в ТВЭЛах дают КВ чуть выше единицы и перерабатываются совместно. С учётом распада плутония-241 в америций за время выдержки, химпереработки и облучения в реакторе - будет как раз единица. Боковой отражатель с чистым оружейным плутонием имеет парциальный КВ~0,12 и производит ~ 130 килограмм чистого плутония-239 в год. Величина более чем скромная по меркам советской ядерной программы. С другой стороны, она получается можно сказать даром, побочным продуктом оплаченного гражданским бюджетом электричества.

Цитата:
"Сравните КВ при отношении U/Pu в АЗ 5/1 и 3/1. Эта разница определяет выбор большого реактора, с малым содержанием плутония. Плюс радиохимия (ЯБ) безопаснее на порядок. "

В большом реакторе парциальный КВ активной зоны ближе к единице, меньше изменение реактивности в течение кампании, что упрощает регулирование.  В остальном, КВ второго "3/1" варианта будет выше. По условию критичности в одинаковом большом корпусе реактора этот случай - избыток плутония - соответствует так называемой "внутрикассетной гетерогенности". КВ растёт но время удвоения топлива почти то же самое, т.к. концентрация плутония в ТВЭЛах выше при прежнем теплосъёме. К тому же важно: сколько регулирующих стержней приходится на одну локальную критмассу. В гомогенном физически малом реакторе - все борные стержни. При ВКГ с 200 локальными критмассами - не ясно, можно ли несколько локальных околокритичных масс на один стержень.
Ни одного такого реального реактора на мощности в мировой истории не работало хотя критсборки нулевой мощности делались.

Цитата:"
"Нас убеждали, что оптимально 1,5-1,8 ГВтэ с уплощенной АЗ. Кувэ 0,5 Мвт/л, не менее, для темпа 16% в год. Ессно, бланкит по максиму. "

Энергетика СССР образца 1991 года, 350 ГВт(эл), равнялась 219 реакторам БН-1600. При гипотетической возможности сделать реактор ещё в 10 раз больше, вывод одного энергоблока в ремонт создавал бы 5% дефицит мощности. И по-видимому, величине 1600 МВТ(эл) соответствовал максимум возможности транспортировки элементов оборудования с массо-габаритным ограничением железной дороги.

Цитата:
"На металле или сплавах, достаточно менее 1 ГВт, чтобы получить достойный КВ. "

Наивысший КВ у 10-килограммовой сферы плутония окружённой тонной урана-238.
Большой реактор позволяет приблизить парциальный КВ активной зоны к единице, когда малы изменения реактивности за кампанию и можно малым числом регулирующих стержней разбавлять активную зону.

Модель Бейкера, соответствующая при разумных предположениях тепловой мощности 1 ГВт, порядка БН-350, давала начальный КВ=1,28 и при 10-процентном выгорании текущий КВ=1,15. В случае большого реактора топливо более разбавленное ураном-238 и полный КВ ниже.

Что касается металла.
Уран имеет температуру плавления 1130 Цельсия, и перепад в рабочем режиме при 550 Цельсия на оболочке ТВЭЛа окажется градусов 300 при обычном 2-кратном запасе. На оксиде может быть в 4 раза больше, что нивелирует преимущество металла в теплопроводности.

Плотность металлического урана 19,04 воды при комнатной температуре. Однако при гамма-фазе выше 805 Цельсия уже только 18,06. Если уран легирован цирконием 20% по массе для закрепления высокотемпературной кристаллической решётки, его парциальная плотность 14,45. Учитывая нестойкость материала при облучении, были идеи применять кашицу металлического топлива плотности 0,75 слитка: сдерживая её твёрдой оболочкой ТВЭЛа. Получается, парциальная плотность 0,75*14,45 = 10,8 тогда как смесь UO2 с 20% PuO2 имеет плотность 11,1 при парциальной плотности тяжёлых атомов 9,8.

Нитрид на азоте-15 даёт более высокую чем оксид в 1,3 раза парциальную плотность тяжёлых ядер, и более высокую чем возможные практические сорта металлического топлива. Плюс, нитрид высокотемпературный. Поэтому не исключено, что нитрид лучше различных разновидностей металлического топлива, в том числе таких как U3Si.

Цитата:
"Возможно, Вы имели ввиду плотное топливо, когда большая зона вредна?"

На плотном нитридном топливе критмасса может быть раза в полтора меньше чем на оксиде, не принципиально. Большая активная зона хороша для приближения её парциального КВ к единице.
Феноменальная устойчивость быстрых реакторов, отсутствие перекосов поля энерговыделения связана с тем что быстрые реакторы физически малые, с большой утечкой нейтронов в отражатель были сделаны все кроме "Суперфеникса".





Ваше имя: [ Новый пользователь ]

Тема:


Комментарий:

Для вставки HTML кода используйте редактор


наберите код, который вы видите здесь
(сделано против роботов-спамеров):

Секретный код







Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.05 секунды
Рейтинг@Mail.ru