Обнинской АЭС исполнилось 70 лет! Это первая в мире атомная электростанция, о которой говорили все. Как современные российские учёные продолжают дело своих советских предшественников?
Я помню когда ещё был действующий Семипалатинский ЯП,то у нас в Устькамане почти каждый день от взрывов тряслись домА и дрожали стёкла.Почти каждый день были громкие хлопки.Родители всегда говорили,что это самолёт в воздушную яму попал. Берегли психику видимо мою.Как хорошо что это давно закончилось..
ПС
Просто вспомнилось
Как-то так это было
Семипалатинский испытательный полигон (также известный как 2-й Государственный центральный научно-исследовательский испытательный полигон) — первый и один из крупнейших ядерных полигонов СССР.Расположен в городе Семипалатинск,Казахстан.Последний взрыв на полигоне был осуществлён 19 октября 1989 года.29 августа 1991 года указом Нурсултана Назарбаева Семипалатинский ядерный полигон был закрыт
Вечная память ликвидаторам аварии на Чернобыльской атомной электростанции.
Документальный фильм о БАЭС — Белоярской атомной электростанции имени Игоря Васильевича Курчатова. Производство Свердловской студии кинохроники в 1964 году.
Автор сценария и режиссёр: А. Д. Купер
Научный консультант: Л. А. Кочетков
Оригинал оцифрован с позитива формата 35 мм в разрешении 3040x2160 пикселей.
Документальный фильм о 4-ой Международной конференции по мирному использованию атомной энергии, которая проходила с 6 по 16 сентября 1971 года в Женеве, Швейцария. Фильм рассказывает о пленарных и технических заседаниях, проходивших на конференции, а также о выставке разработок различных стран в области мирной атомной энергетики. Производство Центральной студии документальных фильмов (ЦСДФ) в 1971 году.
Оператор и режиссёр: И. Бессарабов
Автор текста: Б. Семёнов
Оригинал оцифрован с позитива формата 35 мм в разрешении 2976x2160 пикселей.
Давно хотел посмотреть что-нибудь содержательное по китайской ядерной космической энергетике. Наконец, что-то такое попалось.
Мировые СМИ разнесли новость, опубликованную гонконгским изданием South China Morning Post, об успешных испытаниях наземной модели 1,5 МВт ядерной энергетической установки.
Из содержательного в новости.
1) В работе принимало участие более 10 институтов.
2) Прототип системы ядерного реактора с литиевым охлаждением прошел некоторые начальные наземные испытания.
3) Рабочая температура реактора - 1276 С.
На фото ниже - установка, на которой проводились испытания. Надпись сверху: "Внедряй инновации или погибни. Никаких оправданий".
Перейдем к первоисточнику - статье "Проектирование мегаваттного космического ядерного реактора с литиевым охлаждением" китайского журнала "Ядерная наука и технологии" (использовался машинный перевод).
Аннотация
"Разработана техническая схема малого космического реактора мегаваттного класса с литиевым охлаждением, используемого в сочетании с системой преобразования энергии на цикле Брайтона, которая является легкой и долговечной. Рассматриваются ключевые технологии, задействованные в проектировании".
Введение
Обоснование необходимости проведения работ.
"По мере того как ситуация космической конкуренции становится все более серьезной, требования к функциональности и эксплуатационным характеристикам космических аппаратов и космического оборудования постепенно возрастают. Запрос на мощное и надежное энергоснабжение постепенно возрастает."
"Приводится проект мегаваттного космического реактора с литиевым охлаждением. Основное внимание уделяется проектным идеям и концепциям. Приводится план проектирования некоторых ключевых компонентов и рассказывается о ходе разработки и экспериментальных испытаний проверочных образцов и прототипов".
Основная часть
"Метод охлаждения реакторной системы жидкометаллическим контуром имеет значительное преимущество в весе", потому выбран именно он.
"В системе машинного преобразования тепла в электричество используется гелий-ксеноновая генераторная установка, которая вырабатывает мощность 1,55 МВТ. Чистая электрическая мощность составляет 1,5 МВТ. Расчетный срок службы системы не менее 10 лет".
"Чтобы уменьшить общий вес системы, учитывая, что холодильника излучателя пропорциональна четвертой степени температуры, температура рассеивания излучаемого тепла искусственно повышается. Вес системы рассеивания излучаемого тепла уменьшается, но это также приводит к определенной потере эффективности выработки электроэнергии. После комплексной оптимизации температура на входе компрессора выбрана 560 К. Температура на входе турбины составляет 1500 К. Эффективность цикла системы выработки электроэнергии составляет 25,79%. Система радиационного охлаждения использует ртутно-калиевые тепловые трубы с ребрами радиационного охлаждения." (Тепловая схема на рисунке ниже.)
Распределение различных элементов по массе (в кг).
Ядро и первый контур - 656
Радиационный щит - 1267
Система выработки электроэнергии - 2660
Система радиационного охлаждения - 2759
Другое - 524
Общий вес - 7866
Экспериментальная часть
Эксперименты проводились с целью "проверки ключевого оборудования системы космического реактора с литиевым охлаждением, проверки совместной работы главного контура с литиевым охлаждением и выработки электроэнергии в цикле Брайтона, а также испытаний высокотемпературных материалов на коррозионную стойкость".
Заключение
"Фактические потребности в применении космических реакторов мегаваттного класса в нашей стране ожидаются примерно в 2035-2050 годах".
Финансирование
Финансируется Национальным проектом ключевого плана НИОКР (Номер: 2018YFB1900600)
Впечатления
Объектом для "списывания" стал американский проект "Прометей" 20-летней давности. В тексте гигантское количество отсылок к нему; повторен выбор всех ключевых технических решений.
Что поражает - китайцы всерьез воспринимают многие американские рекламные проспекты 90-х годов и закладывают обещанные в них показатели в свой проект.
В тексте очень мало ссылок на российские работы. Подчеркивают лишь отличия. Причем подчеркиваются не таким образом: "Русские делают так, а мы так". Отличия обсуждаются в следующем стиле: "Весь цивилизованный мир, и мы в том числе делаем так то, и только эти русские делают иначе". Буквально такое, конечно же, не говорится. И может быть дело вообще в машинном переводе. Но впечатление именно такое.
Ну и, наконец, сравнение с российскими работами. Пример аналогичной российской статьи от 2020 года. По уровню российскую и китайскую работы и сравнивать не имеет смысла: настолько мы сейчас впереди.
Такие российские научные статьи проходит без какого-либо внимания СМИ, как российских, так и мировых. А китайские скромные успехи обсуждает и приветствует весь мир. С чего бы это?
Источник: https://t.me/IngeniumNotes
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 распространенных изотопов в расчёте на один нуклон
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.
Плохая новость для аравийских нефтяных монархий пришла из Китая, местные атомоведы успешно селекционировали атомный реактор 4-го поколения и 6 декабря 2023 года раскочегарили его. Важность этого события заключается в том, что реактор 4-го поколения во многом лишен привычных недостатков ядрёных реакторов, которые до икоты пугают человечество десятки лет: он безопасен в плане эксплуатации – минимальная возможность выброса радиоактивных отходов, и самое главное, он способен функционировать на собственных ядерных отходах, т.е. после того, как он отработал топливо, это самое топливо дорабатывают на заводе и вновь загружают в реактор образуя т.н. замкнутый ядерный топливный цикл (и так до тех пор, пока котел не переработает уран до практически безопасной степени).
Получается, что новый реактор способен утилизировать ядерные отходы, которые десятки лет копились на Земле, и китайцы будут стричь деньги с тех стран, которые всей душой хотят избавиться от опасного мусора из ядерных могильников. Зная повернутость богатых государств на экологии можно не сомневаться, что их общественность начнет буквально заставлять собственные власти платить китайцам за утилизацию радиоактивных отходов (или требовать построить свои собственные реакторы 4-го поколения). Более того, есть мнение что имеющихся на горбу матушки-Земли ядерных отходов, вполне достаточно для питания новых котлов в течение сотен лет, а значит на некоторое время можно прекратить добычу урана.
Еще одно несомненное преимущество реактора – это более низкие требования к строительству защитных сооружений. В современных АЭС на долю защиты приходится 40% всех затрат, получается, что АЭС с котлами нового поколения станут значительно дешевле.
Конечно, должно пройти еще много лет прежде чем эту новую технологию обкатают, но очень вероятно, что теперь Китай примется штамповать реакторы стахановскими темпами, ибо атомной энергетике Поднебесной есть куда расти: сейчас только 5% всей энергии Китай добывает из ядра, к 2035 году этот процент удвоиться. Кажется, что прирост в 5% это не особенно много, но на самом деле это означает, что Китай снизит потребление нефти просто в гигантских количествах и аравийские монархии лишатся миллиардных прибылей от экспорта нефти. Плюс найдется множество желающих из других стран припасть к технологической диковине 4-го поколения, следовательно, доходы нефтедобытчиков упадут кратно сразу же после начала серийного клепания реактора нового поколения.
Но есть нюанс, в своем ролике (видео небольшое, на 15 минут, в конце поста) Б. Марцинкевич - один из спецов в области энергетики, скептически оценивает китайское новшество. Он говорит, что реактором четвертого поколения считается котел с быстрыми нейтронами на натриевом теплоносителе и подобные реакторы: БН-600 и БН-800 работают в РФ на Белоярской АЭС уже давно, более того, БН-800 с 2022 гг. полностью перешел на диету из отработанного топлива. По его мнению, китайский ректор — это просто рекламный трюк, который к тому же надо еще дорабатывать.
«Росатом» не то чтобы не согласен с Марцинкевичем, просто определяет главную фишку реактора 4 поколения несколько шире:
«Реализуемый Госкорпорацией «Росатом» проект «Прорыв» нацелен на достижение нового качества ядерной энергетики, разработку, создание и промышленную реализацию замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ) на базе реакторов на быстрых нейтронах»,
т.е. реактор должен быть изначально заточен потреблять отходы, без всяких дополнительных ошкуриваний, тогда как БН-800 сначала, как и все прочие мальчики- реакторы, питался топливом стандартной сборки и только потом перешел на диетическое питание из отходов. Еще одной важной чертой котлов 4-го дженерейшена является способность давать на выходе температуру в 1000 градусов, а у БН-800 температура на выходе 500 градусов (но, согласно Марцинкевичу, китайцы пока не греют так сильно). Получается, что БН-800 - мост на пути от котла третьего поколения к четвертому.
В общем, время покажет кто дует в уши: Марцинкевич или китайцы, но в любом случае, это очень плохой звоночек для сырьевых государств, говорящий им, что современные энергетические технологии совершенствуются чрезвычайно быстро. Если не китайцы, то мы, или Запад успешно запустим котел нового поколения и он позволит человечеству вскрыть ядерные могильники и успешно использовать отработанное топливо атомных станций предыдущих поколений. В результате чего люди неизбежно сократят потребление ископаемого топлива, что в свою очередь приведет к резкому падению поголовья гаремов аравийских монархов, чудовищному прореживанию стад спортивных авто в гаражах шейхов и эмиров, и уменьшению флота суперяхт российских сырьевых олигархов. Монархии Залива это прекрасно понимают и видят, что новые энергетические технологии понемногу отбирают у нефтянки долю рынка, поэтому они последние пару десятков лет и бегают, как в зад ужаленные, с программами диверсификации своих экономик.
Автор: ТГ-канал «Персидский залив и вокруг него» https://t.me/AsiaNearEast
Ссылки по теме:
China Launches World's First Fourth-Generation Nuclear Reactor
Shidaowan: world’s first fourth-generation nuclear reactor begins commercial operation on China’s east coast
FOURTH GENERATION NUCLEAR POWER
Chinese Trade With Persian Gulf Region Grows Despite Pandemic
Реактор БН-800 полностью перешел на МОКС-топливо
Современные реакторы российского дизайна
Евгений Адамов: проект "Прорыв" поможет лидерству России на атомном рынке
Глава Росатома: Проект «Прорыв» - гордость российской атомной отрасли
Система безопасности АЭС: стержни, спринклер, контейнмент
