Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Реактор на біжучій хвилі реактор Феоктистова теоретична концепція ядерного реактора на швидких нейтронах що працює на із

Реактор на біжучій хвилі

Реактор на біжучій хвилі

Реактор на біжучій хвилі (реактор Феоктистова) — теоретична концепція ядерного реактора на швидких нейтронах, що працює на ізотопі урану-238 за рахунок напрацювання з нього плутонію-239. Головна відмінність ідеї від інших концепцій реакторів-розмножувачів полягає в тому, що ланцюгова реакція поділу відбувається не відразу у всій товщі активної зони реактора, а обмежена певною ділянкою, яка з плином часу переміщується всередину цієї зони.

Історія концепції

Вперше ідея «саморегульованого реактора», відома на заході під назвою концепції «breed-and-burn» виникла в році в співробітників Курчатовського інституту і . Надалі такі реактори досліджували (1979), , один з творців водневої бомби, який «реанімував» ідею саморегульованого реактора в концепції «біжучої хвилі» в році, Едвард Теллер, батько американської водневої бомби, Ісікава й Вуд (1995), (2000). в році обґрунтував ідею розрахунками та багато разів доповідав про неї на міжнародних семінарах і конференціях.

image
Схематичний розріз проектного реактора Toshiba 4S

Далі теоретичних досліджень концепція так і не рушила. У 2006 році корпорація створила венчурну компанію TerraPower (в число співвласників компанії входить Білл Гейтс і (англ. Nathan Myhrvold)) для створення промислового зразка реактора на біжучій хвилі. У процесі технологічної розробки знаходяться моделі різної потужності — 300 і 1000 МВт. Компаньйон TerraPower, японська компанія Toshiba має власний проект компактного ядерного реактора Super-Safe, Small and Simple (4S), що здатний пропрацювати 30 років, саме його було обрано за основу при створенні нового типу реактора. сподівається побачити перший лабораторний реактор на біжучий хвилі до 2020 року.

Проблеми

Компанія TerraPower відмовилась від створення зразка нового типу ядерних реакторів на біжучій хвилі на користь реактора на стоячій хвилі. Компанія зіткнулась з технологічними проблемами надвисоких вигорянь і доз пошкоджень. Виявились також теоретичні протиріччя: проект робив ставку на довгу активну зону, проти чого виступили великі гідравлічні тиски, коротка ж активна зона не давала достатньо високих коефіцієнтів конверсії палива. Видовжена конструкція реактора Toshiba 4S не дозволяла ефективно використовувати потік нейтронів, направлений в усі боки рівномірно. Нова концепція пропонує використання роботів для постійного переміщення касет з паливом з одних зон до інших. Коефіцієнт вигоряння палива в новому типі реактора буде обмежений 30 %.

Принципи роботи

image
Принцип роботи реактора на біжучій хвилі

Документація та презентаційні матеріали компанії TerraPower описують реактор на біжучій хвилі як реактор басейнового типу, з охолодженням рідким натрієм. Як ядерне паливо використовується збіднений уран, однак потрібна й невелика кількість збагаченого урану для початку ланцюгової реакції. Деякі швидкі нейтрони, вироблені збагаченим паливом, поглинаються прилеглим шаром збідненого урану, який перетворюється на плутоній в результаті реакції:

image

Спочатку, активна зона заповнена збідненим ураном. Невелика кількість збагаченого палива розміщується з одного боку зони. У процесі роботи активна зона реактора ділиться на 4 частини, що містять:

  • відпрацьоване паливо, плутоній-239 (на анімації позначено чорним);
  • збагачене паливо, в якому відбувається утворення нейтронів (на анімації темно-зеленим);
  • паливо, що збагачується, в якому відбувається поглинання нейтронів (на анімації світло-зеленим);
  • матеріал, який ще не вступав в реакцію, уран-238 (на анімації позначено червоним).

Зона реакції переміщується товщею активної зони з плином часу. Тепловиділення від ядерної реакції перетворюється на електричну енергію за допомогою парових турбін.

Ядерне паливо

На відміну від реакторів на легкій воді, до яких відносяться всі водяні реактори, реактор на біжучий хвилі може бути завантажений збідненим ураном для безперервної роботи протягом 60 років. На даний час для вироблення електроенергії ядерні реактори використовують збагачений уран, з підвищеним вмістом урану-235, ізотопом, що становить приблизно 0,7 % від природної суміші ізотопів урану. Після відділення урану-235 в процесі збагачення, решта металу містить переважно уран-238, або так званий збіднений уран, який зазвичай зберігаються як радіоактивні відходи поруч із заводами зі збагачення. Реактори на біжучій хвилі економніші, для них не потрібні спеціальні процедури збагачення ядерного палива. Збіднений уран є досить доступною сировиною. Так тільки в США існує понад 700 000 тонн збідненого урану.

Теоретично, як паливо може використовуватися відпрацьоване паливо як звичайних водяних реакторів, так й інших реакторів на біжучий хвилі.

Роботи в Україні

Американський фізик Едвард Теллер був пов'язаний з харківською школою фізиків-теоретиків Ландау, Курчатова, Ахієзера, Лівшиця. У 1930-х роках він направляв на навчання до Льва Ландау фізика угорського походження, Ласло Тісса, а у 1990-х направив групу з 8 вчених до харківського Інституту теоретичної фізики імені О. І. Ахієзера при Харківському фізико-технічному інституті розробляти атомні реактори нового покоління. У принциповій схемі харківських вчених як пальне використовується суміш (1:1) урану-238 і торію-232 з глибиною вигоряння до 50 %.

Див. також

Примітки

  1. (англ.) S. M. Feinberg Discussion Comment // Record of Proceedings Session B-10, Int. Conf. on the Peaceful Uses for Atomic Energy. — Geneva, Switzerland: United Nations, 1958. — Том 9. — № 2. — С. 447.
  2. (англ.) M. J. Driscoll, B. Atefi, D. D. Lanning, An Evaluation of the Breed/Burn Fast Reactor Concept, MITNE-229 за грудень 1979 року.
  3. (рос.) Феоктистов Л. П. Анализ одной концепции физически безопасного реактора, препринт ИАЭ-4605/4, Москва — ЦНИИатоминформ, 1988.
  4. (англ.) V. D. Rusov, D. A. Litvinov, S. Cht. Mavrodiev, E. P. Linnik, V. N. Vaschenko, T. N. Zelentsova, M. E. Beglaryan, V. A. Tarasov, S. A. Chernegenko, V. P. Smolyar, P. O. Molchinikolov, K. K. Merkotan. The KamLAND-experiment and Soliton-like Nuclear Georeactor. Part 1. Comparison of Theory with Experiment. Cornell University.
  5. (англ.) E. Teller, M. Ishikawa, and L. Wood, Completely Automated Nuclear Power Reactors for Long-Term Operation [ 21 січня 2022 у Wayback Machine.], Proc. Of the Frontiers in Physics Symposium, American Physical Society and the American Association of Physics Teachers Texas Meeting, Lubbock, Texas, United States (1995).
  6. (англ.) H. van Dam, The Self-stabilizing Criticality Wave Reactor [ 24 вересня 2015 у Wayback Machine.], Proc. Of the Tenth International Conference on Emerging Nuclear Energy Systems (ICENES 2000), p. 188, NRG, Petten, Netherlands (2000).
  7. (англ.) H. Sekimoto, K. Ryu, and Y. Yoshimura, CANDLE: The New Burnup Strategy, Nuclear Science and Engineering, 139, 1-12 (2001).
  8. (рос.) Георгий Тошинский: реактор из Обн-Аламоса для СВБР не конкурент [ 24 квітня 2013 у Wayback Machine.]. Интервью с Г. И. Тошинским. — AtomInfo.Ru від 4 лютого 2010 року.
  9. (рос.) Филипп Бетке. Электричество из-под земли. [ 22 серпня 2017 у Wayback Machine.] — публікація на від 19 квітня 2010 року.
  10. (рос.) Антон Благовещенский. Toshiba и Билл Гейтс обеспечат человечество энергией на столетия. [ 16 березня 2014 у Wayback Machine.] — Российская газета від 24 березня 2010 року.
  11. (англ.) K. Weaver, C. Ahlfeld, J. Gilleland, C. Whitmer and G. Zimmerman, Extending the Nuclear Fuel Cycle with Traveling-Wave Reactors, Paper 9294, Proceedings of Global 2009, Paris, France, September 6-11, (2009).
  12. (англ.) Bill Gates, Toshiba in early talks on nuclear reactor. [ 16 березня 2014 у Wayback Machine.] — Sydney Morning Herald, від 23 березня 2010 року.
  13. (рос.) Рычин В. TWR — прибежавшая волна. [ 22 липня 2012 у Wayback Machine.] — Atominfo.ru, 9 червня 2011 року.
  14. (англ.) R. Michal and E. M. Blake. John Gilleland: On the traveling-wave reactor. [ 2012-04-02 у Wayback Machine.] Nuclear News, p. 30-32 — вересень 2009 року.
  15. (англ.) Wald, M. 10 Emerging Technologies of 2009: Traveling-Wave Reactor. [ 16 березня 2014 у Wayback Machine.] — MIT Technology Review, березень-квітень 2009 року.
  16. (англ.) Gilleland, John. TerraPower, LLC Nuclear Initiative. — University of California at Berkeley, Spring Colloquium, за 20 квітня 2009 року.
  17. Реактори нової «хвилі». [ 16 березня 2014 у Wayback Machine.] — Блог Товариства радіаційного захисту України, 6 грудня 2011 року.
  18. (рос.) Олена Зеленіна Зачем Биллу Гейтсу… реактор? [ 16 березня 2014 у Wayback Machine.] — Українська технічна газета від 16 грудня 2013 року.

Посилання

  • (англ.) Опис принципів роботи реактора. [Архівовано 21 квітня 2012 у WebCite]
  • (англ.) Innovating to zero! [ 16 березня 2014 у Wayback Machine.] — відеолекція Білла Гейтса з українськими субтитрами про реактор TerraPower.
  • (англ.)

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Reaktor na bizhuchij hvili reaktor Feoktistova teoretichna koncepciya yadernogo reaktora na shvidkih nejtronah sho pracyuye na izotopi uranu 238 za rahunok napracyuvannya z nogo plutoniyu 239 Golovna vidminnist ideyi vid inshih koncepcij reaktoriv rozmnozhuvachiv polyagaye v tomu sho lancyugova reakciya podilu vidbuvayetsya ne vidrazu u vsij tovshi aktivnoyi zoni reaktora a obmezhena pevnoyu dilyankoyu yaka z plinom chasu peremishuyetsya vseredinu ciyeyi zoni Istoriya koncepciyiVpershe ideya samoregulovanogo reaktora vidoma na zahodi pid nazvoyu koncepciyi breed and burn vinikla v roci v spivrobitnikiv Kurchatovskogo institutu i Nadali taki reaktori doslidzhuvali 1979 odin z tvorciv vodnevoyi bombi yakij reanimuvav ideyu samoregulovanogo reaktora v koncepciyi bizhuchoyi hvili v roci Edvard Teller batko amerikanskoyi vodnevoyi bombi Isikava j Vud 1995 2000 v roci obgruntuvav ideyu rozrahunkami ta bagato raziv dopovidav pro neyi na mizhnarodnih seminarah i konferenciyah Shematichnij rozriz proektnogo reaktora Toshiba 4S Dali teoretichnih doslidzhen koncepciya tak i ne rushila U 2006 roci korporaciya stvorila venchurnu kompaniyu TerraPower v chislo spivvlasnikiv kompaniyi vhodit Bill Gejts i angl Nathan Myhrvold dlya stvorennya promislovogo zrazka reaktora na bizhuchij hvili U procesi tehnologichnoyi rozrobki znahodyatsya modeli riznoyi potuzhnosti 300 i 1000 MVt Kompanjon TerraPower yaponska kompaniya Toshiba maye vlasnij proekt kompaktnogo yadernogo reaktora Super Safe Small and Simple 4S sho zdatnij propracyuvati 30 rokiv same jogo bulo obrano za osnovu pri stvorenni novogo tipu reaktora spodivayetsya pobachiti pershij laboratornij reaktor na bizhuchij hvili do 2020 roku Problemi Kompaniya TerraPower vidmovilas vid stvorennya zrazka novogo tipu yadernih reaktoriv na bizhuchij hvili na korist reaktora na stoyachij hvili Kompaniya zitknulas z tehnologichnimi problemami nadvisokih vigoryan i doz poshkodzhen Viyavilis takozh teoretichni protirichchya proekt robiv stavku na dovgu aktivnu zonu proti chogo vistupili veliki gidravlichni tiski korotka zh aktivna zona ne davala dostatno visokih koeficiyentiv konversiyi paliva Vidovzhena konstrukciya reaktora Toshiba 4S ne dozvolyala efektivno vikoristovuvati potik nejtroniv napravlenij v usi boki rivnomirno Nova koncepciya proponuye vikoristannya robotiv dlya postijnogo peremishennya kaset z palivom z odnih zon do inshih Koeficiyent vigoryannya paliva v novomu tipi reaktora bude obmezhenij 30 Principi robotiPrincip roboti reaktora na bizhuchij hvili Dokumentaciya ta prezentacijni materiali kompaniyi TerraPower opisuyut reaktor na bizhuchij hvili yak reaktor basejnovogo tipu z oholodzhennyam ridkim natriyem Yak yaderne palivo vikoristovuyetsya zbidnenij uran odnak potribna j nevelika kilkist zbagachenogo uranu dlya pochatku lancyugovoyi reakciyi Deyaki shvidki nejtroni virobleni zbagachenim palivom poglinayutsya prileglim sharom zbidnenogo uranu yakij peretvoryuyetsya na plutonij v rezultati reakciyi 92238U 01n 92239U 23 5 minb 93239Np 2 3 daysb 94239Pu 2 4 104 yearsa displaystyle 92 238 textrm U 0 1 textrm n xrightarrow 92 239 textrm U xrightarrow 23 5 min beta 93 239 textrm Np xrightarrow 2 3 days beta 94 239 textrm Pu xrightarrow 2 4 cdot 10 4 years alpha Spochatku aktivna zona zapovnena zbidnenim uranom Nevelika kilkist zbagachenogo paliva rozmishuyetsya z odnogo boku zoni U procesi roboti aktivna zona reaktora dilitsya na 4 chastini sho mistyat vidpracovane palivo plutonij 239 na animaciyi poznacheno chornim zbagachene palivo v yakomu vidbuvayetsya utvorennya nejtroniv na animaciyi temno zelenim palivo sho zbagachuyetsya v yakomu vidbuvayetsya poglinannya nejtroniv na animaciyi svitlo zelenim material yakij she ne vstupav v reakciyu uran 238 na animaciyi poznacheno chervonim Zona reakciyi peremishuyetsya tovsheyu aktivnoyi zoni z plinom chasu Teplovidilennya vid yadernoyi reakciyi peretvoryuyetsya na elektrichnu energiyu za dopomogoyu parovih turbin Yaderne palivoNa vidminu vid reaktoriv na legkij vodi do yakih vidnosyatsya vsi vodyani reaktori reaktor na bizhuchij hvili mozhe buti zavantazhenij zbidnenim uranom dlya bezperervnoyi roboti protyagom 60 rokiv Na danij chas dlya viroblennya elektroenergiyi yaderni reaktori vikoristovuyut zbagachenij uran z pidvishenim vmistom uranu 235 izotopom sho stanovit priblizno 0 7 vid prirodnoyi sumishi izotopiv uranu Pislya viddilennya uranu 235 v procesi zbagachennya reshta metalu mistit perevazhno uran 238 abo tak zvanij zbidnenij uran yakij zazvichaj zberigayutsya yak radioaktivni vidhodi poruch iz zavodami zi zbagachennya Reaktori na bizhuchij hvili ekonomnishi dlya nih ne potribni specialni proceduri zbagachennya yadernogo paliva Zbidnenij uran ye dosit dostupnoyu sirovinoyu Tak tilki v SShA isnuye ponad 700 000 tonn zbidnenogo uranu Teoretichno yak palivo mozhe vikoristovuvatisya vidpracovane palivo yak zvichajnih vodyanih reaktoriv tak j inshih reaktoriv na bizhuchij hvili Roboti v UkrayiniAmerikanskij fizik Edvard Teller buv pov yazanij z harkivskoyu shkoloyu fizikiv teoretikiv Landau Kurchatova Ahiyezera Livshicya U 1930 h rokah vin napravlyav na navchannya do Lva Landau fizika ugorskogo pohodzhennya Laslo Tissa a u 1990 h napraviv grupu z 8 vchenih do harkivskogo Institutu teoretichnoyi fiziki imeni O I Ahiyezera pri Harkivskomu fiziko tehnichnomu instituti rozroblyati atomni reaktori novogo pokolinnya U principovij shemi harkivskih vchenih yak palne vikoristovuyetsya sumish 1 1 uranu 238 i toriyu 232 z glibinoyu vigoryannya do 50 Div takozhTerraPower Reaktor rozmnozhuvach Reaktor na teplovih nejtronah Reaktor na shvidkih nejtronahPrimitki angl S M Feinberg Discussion Comment Record of Proceedings Session B 10 Int Conf on the Peaceful Uses for Atomic Energy Geneva Switzerland United Nations 1958 Tom 9 2 S 447 angl M J Driscoll B Atefi D D Lanning An Evaluation of the Breed Burn Fast Reactor Concept MITNE 229 za gruden 1979 roku ros Feoktistov L P Analiz odnoj koncepcii fizicheski bezopasnogo reaktora preprint IAE 4605 4 Moskva CNIIatominform 1988 angl V D Rusov D A Litvinov S Cht Mavrodiev E P Linnik V N Vaschenko T N Zelentsova M E Beglaryan V A Tarasov S A Chernegenko V P Smolyar P O Molchinikolov K K Merkotan The KamLAND experiment and Soliton like Nuclear Georeactor Part 1 Comparison of Theory with Experiment Cornell University angl E Teller M Ishikawa and L Wood Completely Automated Nuclear Power Reactors for Long Term Operation 21 sichnya 2022 u Wayback Machine Proc Of the Frontiers in Physics Symposium American Physical Society and the American Association of Physics Teachers Texas Meeting Lubbock Texas United States 1995 angl H van Dam The Self stabilizing Criticality Wave Reactor 24 veresnya 2015 u Wayback Machine Proc Of the Tenth International Conference on Emerging Nuclear Energy Systems ICENES 2000 p 188 NRG Petten Netherlands 2000 angl H Sekimoto K Ryu and Y Yoshimura CANDLE The New Burnup Strategy Nuclear Science and Engineering 139 1 12 2001 ros Georgij Toshinskij reaktor iz Obn Alamosa dlya SVBR ne konkurent 24 kvitnya 2013 u Wayback Machine Intervyu s G I Toshinskim AtomInfo Ru vid 4 lyutogo 2010 roku ros Filipp Betke Elektrichestvo iz pod zemli 22 serpnya 2017 u Wayback Machine publikaciya na vid 19 kvitnya 2010 roku ros Anton Blagoveshenskij Toshiba i Bill Gejts obespechat chelovechestvo energiej na stoletiya 16 bereznya 2014 u Wayback Machine Rossijskaya gazeta vid 24 bereznya 2010 roku angl K Weaver C Ahlfeld J Gilleland C Whitmer and G Zimmerman Extending the Nuclear Fuel Cycle with Traveling Wave Reactors Paper 9294 Proceedings of Global 2009 Paris France September 6 11 2009 angl Bill Gates Toshiba in early talks on nuclear reactor 16 bereznya 2014 u Wayback Machine Sydney Morning Herald vid 23 bereznya 2010 roku ros Rychin V TWR pribezhavshaya volna 22 lipnya 2012 u Wayback Machine Atominfo ru 9 chervnya 2011 roku angl R Michal and E M Blake John Gilleland On the traveling wave reactor 2012 04 02 u Wayback Machine Nuclear News p 30 32 veresen 2009 roku angl Wald M 10 Emerging Technologies of 2009 Traveling Wave Reactor 16 bereznya 2014 u Wayback Machine MIT Technology Review berezen kviten 2009 roku angl Gilleland John TerraPower LLC Nuclear Initiative University of California at Berkeley Spring Colloquium za 20 kvitnya 2009 roku Reaktori novoyi hvili 16 bereznya 2014 u Wayback Machine Blog Tovaristva radiacijnogo zahistu Ukrayini 6 grudnya 2011 roku ros Olena Zelenina Zachem Billu Gejtsu reaktor 16 bereznya 2014 u Wayback Machine Ukrayinska tehnichna gazeta vid 16 grudnya 2013 roku Posilannya angl Opis principiv roboti reaktora Arhivovano 21 kvitnya 2012 u WebCite angl Innovating to zero 16 bereznya 2014 u Wayback Machine videolekciya Billa Gejtsa z ukrayinskimi subtitrami pro reaktor TerraPower angl

Дата публікації:
Топ