Гонка коммерческих ядерных реакторов
Буквально пару недель назад публиковал материал о том, что компания Google строит что-то вроде нуклеарной атомной электростанции. Небольшие реакторы, далеко в пустыне. А акцент сделан не на мощность, а стабильность и безотходность работы. И вот уже Oklo Inc. при поддержке Сэма Альтмана из Open AI, представила эдакий бассейн с ядерным подогревом для желающих.
При поддержке Сэма Альтмана, генерального директора OpenAI и создателей ChatGPT, Oklo Inc. — компания, которая перерабатывает ядерное топливо и использует его в своем микрореакторе ядерного деления под названием Aurora — планирует выйти с коммерческим предложением на рынок.
Ядерный реактор как общественный центр
Поскольку проект Aurora ориентирован на удаленные районы, Oklo разрабатывает концепт, в котором площадка реактора будет общественным центром. Места, где зимы могут быть долгими и суровыми, часто влияют на психическое благополучие жителей. А появление такого комфортного места для общения станет еще дополнительным преимуществом.
Для тех из нас, кто родился в 90-е, мысль о плавании в крытом бассейне на местной атомной электростанции, вероятно больше ассоциируется с Гомером Симпсоном, но Oklo уверяет, что это совершенно безопасно.
В любопытное мы живем время, когда риски прошлого становятся нормой. Частные ядерные реакторы, импланты в мозг, искусственный интеллект. Мир меняется, а человечество, всё же, двигается шаг за шагом к технологической сингулярности.
Но это не только безопасно, но и экологично. Микрореактор практически не производит парниковых газов и не создает ядерные отходы. Даже наоборот. Реактор использует переработанное ядерное топливо, и фактически уменьшает количество существующих ядерных отходов.
Концепция общественного реактора
Микрореактор по большей части спроектирован с идеологией «запустил и забыл». Его называют «микрореактором» не только из-за его небольшой площади, но и из-за его небольшой мощности в 1,5 МВт — достаточной для питания около 1000 домов в идеальных условиях. Он отличается от реактора малого модуля (SMR), который рассчитан примерно на 50-125 МВт мощности. Традиционные ядерные реакторы могут выдавать 500 МВт, вплоть до гигантской АЭС Касивадзаки-Карива в Японии, которая выдает 8200 МВт (8,2 ГВт).
Он рассчитан на непрерывную работу в течение 20 лет без необходимости дозаправки.
Микрореактор Aurora построен с пассивными функциями безопасности и герметичным ядром. Он не имеет подвижных частей и может охлаждаться и выключаться без вмешательства человека. Он рассчитан на непрерывную работу в течение 20 лет, прежде чем потребуется дозаправка. Вместо того, чтобы использовать пару пинцетов, чтобы вытащить зеленый светящийся стержень — опять же, а-ля Гомер Симпсон — весь комплекс ядра извлекается и заменяется другим герметичным ядром, содержащим следующую партию переработанного ядерного топлива.
Топливо и эффективность
Aurora использует топливо с высоким содержанием низкообогащенного урана-235 (HALEU) в конструкции быстрого реактора – то есть, он использует высокоэнергетические нейтроны для поддержания ядерной цепной реакции. Традиционные ядерные реакторы используют замедлитель (обычно воду) для замедления нейтронов, чтобы сделать цепные реакции более управляемыми, стабильными и более предсказуемыми.
Побочный продукт ядерного деления – тепло. Aurora оснащена компонентами утилизации отработанного тепла, чтобы максимизировать его эффективность до 90% в целом. Теплообменники могут передавать тепло во вторичные системы, где его можно применять для других практических целей, таких как отопление близлежащих зданий, процесс опреснения для преобразования морской воды в пресную, направлять тепло на пастбища и теплицы. Или промышленные комплексы, такие как химические производства или производство материалов.
Aurora расположена в очень нетрадиционном здании для ядерных реакторов. Здесь нет огромных градирен, которые часто ассоциируются с атомными электростанциями. Вместо этого это простое здание в форме буквы А размером с небольшой дом, и больше похоже на миниатюрную шикарную горнолыжную базу. Солнечные панели на крыше помогают питать неатомные системы объекта, такие как панели управления и системы мониторинга, что делает объект почти полностью автономным.
Практическое применение частного реактора
Цель Oklo: развернуть реактор в отдаленных регионах, где традиционные ядерные реакторы нецелесообразны или невозможны. Речь про изолированные и удаленные населенные пункты, военные объекты и исследовательские центры.
Первое развертывание должно состояться недалеко от Айдахской национальной лаборатории (IDL) к западу от Айдахо-Фолс. В 2020 году IDL объявила, что предоставит Окло доступ к пяти тоннам восстановленного отработанного ядерного топлива из реактора EBR-II для разработки и демонстрации микрореактора Aurora. Извлеченный из EBR-II HALEU пройдет через расплавленную солевую ванну и электролиз для очистки, прежде чем его смешают с низкообогащенным ураном (НОУ) и отльют в небольшие круглые слитки.
Министерство энергетики США только что одобрило концептуальный проект завода по производству топлива Aurora Fuel Fabrication Facility компании Oklo, и компания планирует ввести в эксплуатацию первую коммерческую электростанцию Aurora к 2027 году.
Больше про передовые новости технологий, прогресса, работы мозга и изменения образа жизни – читайте в материалах сообщества. Подписывайтесь, чтобы не пропустить свежие статьи!
Ответ на пост «АЭС во время зомби апокалипсиса»1
На ВВЭР-1000 при срабатывании АЗ в работу включаются насосы СБ, а именно аварийного-планового расхолаживания и начинают отводить остаточные тепловыделения от топлива, но ещё там есть бассейн выдержки, который охлаждают насосы (3 канала, один в работе) системы охлаждения бассейна выдержки и они при обесточении самостоятельно не заведутся, да и вполне могут сами выйти из строя, АВР нет, другие не включатся. Скорее всего это предусмотрено проектом и перегрева ни свежего топлива, ни отработавшего не произойдёт из-за естественной циркуляции теплоносителя через а.з. реактора и применения поглотителя нейтронов в теплоносителе и в стеллажах бассейна
АЭС для Google
Когда речь заходит о биохакинге и улучшении работы мозга, фокус направляется не только на то, что потребляет человек, но и на его окружение. Мы – среднее арифметическое того набора идей, который нас окружает. И когда передовые корпорации мира переносят акцент со слепой эксплуатации на созидание и развитие, это замечательно. На примере Google, что делает новый шаг в создании первого корпоративного ядерного реактора.
Речь идет про «первое в мире корпоративное соглашение о покупке ядерной энергии в формате нескольких модульных реакторов». Для Google это инструмент достижения цели — нулевые углеродные выбросы в производственной цепочке к 2030 году. Больше материалов, в которых объединяются корпорации, биотехнологии, нейросети и перспективы улучшения человека как вида – в нашем сообществе. Подписывайтесь, чтобы не пропустить свежие статьи!
Видение энергетики от Google
Что касается снижения углеродного следа, Google, безусловно, подкрепляет свои слова делами. Только в прошлом году компания запустила передовую геотермальную электростанцию в Неваде, которая уже достигла впечатляющих результатов в использовании тепла из-под поверхности Земли для выработки электроэнергии.
Теперь технологический гигант подписал соглашение с Kairos Power, компанией, которая специализируется на разработке малых модульных ядерных реакторов, или SMR. Как следует из их названия, эти модульные блоки намного меньше традиционных ядерных реакторов. Их главное преимущество – ориентация на совместное использование, поэтому их можно объединить в сеть для производства того количества энергии, которое необходимо предприятию или коммерческой электросети.
В 2023 году компания Kairos получила одобрение Комиссии по регулированию США на строительство демонстрационного реактора Hermes, а в начале этого года компания приступила к реализации проекта в Ок-Ридже, штат Теннесси.
Цели и перспективы ядерного проекта Google
Новое соглашение между Kairos и Google предусматривает развертывание нескольких парков SMR от Kairos в районах, где Google возводит центры обработки данных. Ключевая цель – выход на 500 МВт ядерной энергии в сети к 2035 году. Первое развертывание SMR запланировано на 2030 год.
Наличие соглашения о множественных развертываниях важно для ускорения коммерциализации передовой ядерной энергетики, демонстрируя техническую и рыночную жизнеспособность решения, критически важного для декарбонизации электросетей, обеспечивая при этом столь необходимую генерацию энергии и мощности. Этот шаг со стороны Google стал мощным сигналом о потребительском спросе, который подкрепляет постоянные инвестиции Kairos Power в наш итеративный подход к разработке и масштабирование коммерческого производства.
Джефф Олсон, вице-президент Kairos Power по развитию бизнеса и финансам.
В сообщении в блоге о соглашении Google указывает, что Министерство энергетики США утверждает, что ядерная энергетика имеет «самый высокий экономический эффект среди всех источников генерации электроэнергии», и что агентство оценивает, что ввод 200 ГВт новой ядерной энергии в эксплуатацию к 2050 году создаст 375 000 рабочих мест. Google также заявляет, что в ближайшие годы понадобятся новые источники электроэнергии для поддержки развития технологий искусственного интеллекта.
Безопасность прежде всего
Упомяните «ядерный реактор» и слово «безопасность» само придет на ум. Хотя катастрофы вроде Чернобыля и Фукусимы ярко горят в нашей коллективной памяти, факт в том, что современные модульные ядерные реакторы, известные как реакторы IV поколения, намного безопаснее гигантских установок, которые были развернуты в прошлом.
Kairos производит ММР, в которых используются топливные таблетки, известные как триструктурные изотропные (TRISO) частицы.
Эти частицы размером с маковое зернышко состоят из ядра урана, кислорода и углерода, инкапсулированных в три слоя материалов на основе углерода и керамики. Оболочки обеспечивают удержание радиоактивных частиц, образующихся в процессе деления. Для реакторов Kairos частицы TRISO формируются в более крупные «камешки», размером примерно с бильярдный шар. Эти камешки можно подавать в реакторы во время их работы.
Вторая важная особенность безопасности реакторов Kairos заключается в том, что они охлаждаются расплавленными солями вместо воды. Эти соли могут оставаться стабильными при чрезвычайно высоких температурах. Это означает, что если завод остановится из-за чрезвычайной ситуации, соли охладят реактор естественным образом, поскольку они не выкипят, за счет чего будет снижен риск перегрева.
Кусочек паззла
Со своей стороны, Google рассматривает SMR как всего лишь один компонент стратегии чистой энергии, которая также включает ветровую, солнечную и геотермальную энергию. Однако в отличие от ветровых и солнечных решений SMR предлагают возможность производить безуглеродную энергию круглосуточно, независимо от погоды или интенсивности солнечного света в любом месте в любое время.
Несмотря на кризисы и перипетии последних 5 лет, нам повезло жить в интересную эпоху. Когда частные компании становятся флагманами в освоении космоса и ядерной энергии, когда отдельные сайты внезапно становятся «угрозой государственности» посредством развлекательных или научпоп видео, или когда у одного человека оказывается достаточно ресурсов в распоряжении, чтобы вести образ жизни, который ему интересен.
Больше о дивных парадоксах, природе сознания и симбиоза человека с технологиями – читайте в материалах сообщества. Подписывайтесь, чтобы не пропустить новые статьи!
АЭС во время зомби апокалипсиса1
Всем доброго времени суток, среди всех этих споров о борьбе и религии я хочу поднять ПО НАСТОЯЩЕМУ ВАЖНУЮ тему
Каждый ведь размышлял что бы он делал во время зомби апокалипсиса, как бы занимал оружейни, ТЦ или строил избушки на курих деревниных ножках. Я естественно не исключение, но время идёт я становлюсь старше и от мыслей о "как я им мозги размажу" я пришёл к вопросу о АЭС. Предположим что у нас довольно классический расклад, за кратчайшие сроки вирус охватил весь мир. Не получиться ли так что ВСЕ АЭС спровоцируют вторую величайшую после вируса катастрофу для человечества и первую для всей экосистемы?
Я будучи озадаченным этим вопросом попробую с вами разобраться. Сразу скажу что я не физик не химик и вообще учился далеко не на пятёрки, но что солнце не вращается вокруг земли вроде знаю )
Вооружаемся Википедией и чатом GPT
Итак, говоря упрощённо (а иначе я и не понимаю)
Ядро системы — это ядерный реактор. Здесь происходит основной процесс — ядерное деление. В процессе выделяется огромное количество энергии в виде тепла.
Тепло нагревает воду, превращая её в пар.
Пар приводит в движение турбину
Турбина подключена к генератору, который превращает механическое движение в электричество.
Оставшийся пар охлаждается в конденсаторе и снова превращается в воду, чтобы использовать её по кругу.
Сегодня используется двухконтурная система, считающаяся одной из наиболее безопасных.
В ней по первому контуру идёт вода которая нагревается от реактора, но при этом не превращается в пар, во втором же контуре вода уже переходит в газообразное состояние.
Если чуть подробнее то электричество у нас есть благодаря циклу Ренкина превращаем тепло в работу, в нашем случае телом выступает вода
на насыщенном паре, то-есть в наших условиях обычным (оказалась есть ещё и перегретый пар) С перегретым паром кпд для турбин по идее растёт, но двухконтурная система делает его использование принципиально невозможным.
Вроде понятно, вот вам гиф для наглядности
Схема работы атомной электростанции на двухконтурном водо-водяном энергетическом реакторе
Итак реактор остался без контроля, на АЭС пришли зомби и сказали что это гос проверка, всех покусали уууу что дальше?
В близко к аварийной ситуации срабатывает автоматическая система защиты SCRAM
Аварийная остановка достигается введением в середину делящегося материала большого количества "negative reactivity mass"
Исполнительными элементами аварийной защиты являются, в большинстве случаев, стержни с веществом, хорошо поглощающим нейтроны (бором или кадмием). Иногда для остановки реактора жидкий поглотитель впрыскивают в контур теплоносителя.
Цепная ядерная реакция остановлена, что дальше?
А дальше это ещё не решило все проблемы после аварийной остановки, реактор всё равно будет продолжать выделять тепло в течение нескольких дней или даже недель. Это может привести к проблемам, если системы охлаждения не будут поддерживаться.
Из того что я смог найти для работы аварийного охлаждения станции жизненно необходимо электричество, поэтому там по идее стоят бензогенераторы.
Чем нам грозит остаточное тепло?
Если насосы, которые прокачивают воду через реактор для его охлаждения, перестанут работать (например, из-за отсутствия электричества), это может привести к перегреву топлива.
Он в свою очередь может спровоцировать плавление топлива. Тепловыделяющие элементы (ядерное топливо) могут начать плавиться, что приведёт к так называемой аварии с расплавлением активной зоны — это самый серьёзный вид аварии, так, например, случилось на АЭС в Чернобыле и Фукусиме.
Если вкратце на АЭС Фукусима-1 в 2011 году после землетрясения и цунами была страшная авария. Сначала реакторы автоматически заглушились, но из-за потери электропитания и отказа резервных генераторов системы охлаждения перестали работать, что привело к расплавлению активной зоны и выбросу радиации.
Попробую подвести итоги
В условиях зомби апокалипсиса если люди не догадаются остановить реакторы в первые дни угрозы вероятнее всего случиться катастрофа и людям станет не до сбора патрон и поисков катан.
Буду рад любым правкам ответам в комментариях, и искренне рад если кто то действительно компетентный сможет поставить в данном вопросе который терзает мой (и возможно не только) ум точку.
Ну и ссылочки на все материалы которые я использовал
Работа АЭС
Цикл Ренкина
Система аварийной остановки реактора
Ру
Анг (Scram)
Расплавление активной зоны ядерного реактора
Фукусима 1
Ядерная энергия - что это такое?
Ядерная энергия (атомная энергия) — внутренняя энергия атомных ядер, выделяющаяся при некоторых ядерных превращениях.
Использование ядерной энергии основано на осуществлении цепных реакций разделения тяжелых ядер и реакций термоядерного синтеза легких ядер.
Природа и получение
Атомная энергия — энергия, выделяемая при превращении атомных ядер. Эти преобразования могут происходить спонтанно (см. Радиоактивность) или при столкновениях с ядрами нейтронов или ускоренных заряженных частиц (см. Ядерные реакции). Эта энергия в миллионы раз превышает химическую энергию, выделяемую, например, при горении.
Атомная энергия обусловлена ядерными силами, действующими между нуклонами, то есть нейтронами и протонами. В формировании энергии ядра участвуют два типа сил: притяжение между всеми нуклонами за счёт остаточного сильного взаимодействия и кулоновское отталкивание между положительно заряженными протонами.
Энергия связи на нуклон
Энергия связи, приходящаяся на 1 нуклон, неодинакова для различных ядер. Она самая большая для ядер средней массы (8,6 МэВ); для тяжёлых ядер - ок. 7,5 МэВ; для лёгких ядер она изменяется от 1,1 МэВ (дейтерий) до 7,0 МэВ (4He). Превращение ядер с меньшей энергией связи, приходящейся на 1 нуклон, в ядра с большей энергией связи сопровождается выделением энергии. К примеру, если поделить ядро с атомной массой А = 200 и средней энергией связи нуклонов 7,5 МэВ на два ядра со средней энергией 8,6 МэВ, то при этом выделится энергия Е = 200 X (8,6—7,5 ) = 220 МэВ. Если образовать ядро гелия из двух ядер дейтерия, выделится энергия Е = 4 х (7—2·1,1) = 23,6 МэВ.
Ядерный синтез
Для получения атомной энергии можно использовать ядерные реакции деления и ядерные реакции синтеза. Реакции синтеза могут происходить только тогда, когда ядра приближаются друг к другу на расстояние менее 10^-13 см, на котором начинают действовать ядерные силы. Сближению ядер противодействуют кулоновские отталкивающие силы; поэтому, чтобы эти силы преодолеть, ядра должны обладать достаточной энергией. Получение свободных нейтронов и ускорение заряженных частиц требует затрат энергии. Вероятность попадания таких частиц в ядра очень мала. Поэтому израсходованная энергия превышает энергию, выделяемую при ядерных реакциях. Энергетический выигрыш можно получить только в том случае, когда превращение происходит вследствие цепных реакций. Реакции синтеза могут быть цепными при очень высоких температурах – в десятки и даже сотни миллионов градусов (см. Термоядерные реакции). При этих условиях вещество существует в виде плазмы и энергия отдельных частиц плазмы (ε = 3/2 kT) достаточна для преодоления кулоновского отталкивания. Такие высокие температуры существуют в недрах звёзд, одной из которых Солнце. Именно в результате термоядерных реакций синтеза Солнце излучает энергию.
В области овладения управляемыми термоядерными реакциями синтеза уже решена одна из основных проблем — термическая изоляция плазмы, которая осуществляется с помощью магнитных полей. Особенно важно в реакциях синтеза то, что в качестве «горючего» для них можно использовать дейтерий в практически неограниченном количестве. Дейтерий содержится в тяжёлой воде, являющейся примесью к воде морей и океанов.
Разделение ядра
Цепные реакции разделения могут происходить потому, что разделение каждого ядра сопровождается выделением нескольких нейтронов, которые при захвате их другими ядрами снова могут вызвать разделение с выделением новых нейтронов, и т.д. , будет, в среднем больше одного нейтрона на разделение, цепная реакция сможет самоподдерживаться. Если цепная реакция развивается очень быстро, то она приобретает характер взрыва, как, например, в атомной бомбе. После взрыва атомной бомбы возникает очень высокая температура. являющееся необходимым условием протекания термоядерных реакций; это используется пока только в водородной бомбе. Скорость цепных реакций деления регулируют пока только в ядерных реакторах. Энергия, выделяемая в результате этих реакций, отводится от реактора в виде тепла с помощью теплоносителей, которыми могут быть вода, пар, жидкие металлы, газы и т.д. Эта тепловая энергия используется на ядерных электростанциях и атомных двигателях.
Использование
Ядерная энергия используется человечеством в военных целях, для производства электроэнергии и ядерных энергетических установках (двигателях).
В середине 20 в. были сконструированы атомная и водородная бомба. К концу столетия пять ядерных держав накопили достаточный ядерный арсенал для уничтожения всего человечества.
Использование атомной энергии стимулируется, прежде всего, тем, что уже на первом этапе её использования стоимость электроэнергии, получаемой от атомных и угольных станций, примерно одинакова.
Экономическое преимущество атомных электростанций над тепловыми будет непрерывно расти как вследствие их усовершенствования, так и вследствие удорожания каменного угля, торфа, нефти и природного газа, запасы которых в верхних слоях Земли быстро уменьшаются. При современных темпах роста использования энергии этих запасов топлива может хватить на 100–150 лет, использование же ядерных реакций разделения урана, тория и плутония сможет увеличить этот срок ещё на 200–300 лет.
Лишь овладение термоядерными реакциями синтеза обеспечит человечество энергией в неограниченном количестве и на неограниченный срок.
Использование в энергетике
Основой ядерной энергетики являются атомные электростанции, обеспечивающие около 6% мирового производства энергии и 13-14% электроэнергии. Первая в мире атомная электростанция была построена в СССР и пущена 27 июня 1954 года. По данным МАГАТЭ в 2007 году в мире работало 439 промышленных ядерных реакторов, расположенных на территории 31 страны.
Использование в технике
В 1959 году в СССР закончено строительство первого в мире ледокола «Ленин» с ядерной энергетической установкой На 2012 год в мире построено более 150 судов с ядерными энергетическими установками.
Космический шахтер, роковая клешня, атомное переобувание | Новости науки
Космический шахтер, роковая клешня, атомное переобувание | Новости науки
https://oper.ru/news/read.php?t=1051626417
В этом выпуске:
00:00 Начало
00:36 Атомный реактор в каждый дом
03:35 Самые громкие морские гады
06:25 Вечный зов Дементия
07:58 Как услышать приятный звук
09:38 Приключения космических шахтеров
Аудиоверсия:
https://oper.ru/video/getaudio/nauka_reactor.mp3






