?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Сенат США утвердил финансирование на концептуальную проработку нового исследовательского быстрого реактора, который пока называет просто  "versatile reactor-based fast neutron source" т.е. "универсальный источник быстрых нейтронов на базе реактора". Напомню, что последний (исследовательский) быстрый реактор и в США Fast Flux Test Facility был остановлен в 1993 году в силу произошедшей к этому моменту полной потерей государством и бизнесом интереса к быстрым реакторам.


Верх активной зоны реактора FFTF перед заполнением натрием и пуском в 1978 году.

Надо заметить, что умение менеджеров в США быстро закрывать направления, которые перестают казаться перспективными, и не обещают отдачи в ближайшие 5-10 лет, обычно благоприятное для бизнеса, здесь сыграло двоякую роль. Сегодня исследовательские быстрые реакторы, доступные для проверки новых идей - абсолютный эксклюзив, в мире функционирует ровно 1 (одна) такая установка - БОР-60 в институте НИИАР. У кого же не получается попасть в места в активно зоне этого реактора вынуждены довольствоваться либо маломасштабными экспериментами в кольцевых твэлах исследовательских реакторов с тепловым спектром нейтронов, либо строить национальные установки, как сделали в Индии, Японии и Китае (впрочем, Китай пока только в начале пути, с мучительным освоением первого быстрого реактора).

В итоге именно вокруг БОР-60 и его наследника МБИР собираются команды, занимающиеся реальной разработкой быстрых реакторов - будь то американские инженеры из TerraPower, финансируемые Биллом Гейтсом или южнокорейские разработчики из KAERI, а так же лишенные на сегодня своего быстрого реактора опытнейшие французы из Areva (теперь Orano). Возможность общения, наблюдения за методиками и частично - топливом ведущих специалистов в такой хайтечной сфере как технологии быстрых реакторов стоит многого. И, кажется, это понимают и американцы, форсируя развитие своего центра притяжения.


Молчаливая презентация МБИР

Пока точно неизвестно, какой из проектов национальных атомных лабораторий США будет двинут вперед, но вот известный американский атомный эксперт Эд Лайман считает, что это реактор FASTER, концептуальную проработку которого сделала Аргонская национальная лаборатория.

FASTER - это быстрый реактор тепловой мощностью 300 мегаватт (в 2 раза больше, чем МБИР), охлаждаемый натрием и с несколькими интересными фишками. Во-первых, здесь планируется использовать металлическое топливо, т.е. сплав из урана, плутония и циркония - никакого кислорода, никакого азота в активной зоне. Это топливо обладает двумя важными плюсами - оно очень теплопроводно, что позволяет создавать активные зоны колоссальногой энергонапряженности (и забегая вперед - в FASTER именно такая АЗ) и имеет максимальную концентрацию атомов делящегося вещества из всех вариантов топливных композиций. Что в свою очередь облегчает создание потоков нейтронов высокой мощности. В частности, в FASTER планируются потоки до ~5*10^15 н*c/см^2 - такие же, как в МБИР, в котором концентрация плутония в топливе будет в два раза выше, и чуть ниже, чем в более мощной FFTF.

Активная зона реактора шагает от топлива - очень высокое объемное энерговыделение доходящее до 900 мегаватт на кубометр (для сравнения - у ВВЭР ~100 мегаватт, а у БН-600 - 400), высокий подогрев натрия при проходе через АЗ (155 С). Предполагается наличие 3 петлевых ячеек (т.е. там можно организовать петлю с другим теплоносителем - водой, жидким свинцом, газом, расплавом соли и т.п.) и 36 позиций для тестовых сборок и облучательных устройств. Одной из фишек реактора вляется наличие зоны с замедлителем и тепловым спектром, что позволяет исследовать и облучать и образцы, которым нужен тепловой спектр, хотя здесь у реактора будет множество конкурентов.



За пределами активной зоны планируется практически стандартное решение: бассеновое размещение теплообменников 1-2 контура и ГЦН 1 контура, разве что одинарная поворотная пробка и внутренняя перегрузочная машина-манипулятор - нестандартное решение (что-то похожее можно увидеть на реакторе MYRRHA). Второй контур - натриевый, отводит тепло на турбогенератор с мощностью около 120 МВт (кпд 40% - примерно стандарный для натриевых реакторов с такой температурой теплоносителя на выходе).


Разрез корпуса реактора.

Стоимость строительства оценивается в 2,8 млрд долларов (и 13 лет на реализацию, включая НИОКР) разработчиками, Сенат в своем законе указывает гораздо более оптимистичные цифры - 2 млрд и 7 лет. Содержание реактора оценивается в 170 млн долларов в год, при этом производство электроэнергии может приносить 100 млн.

Однако, даже не касаясь переменчивости политической коньюктуры, и вполне вероятного закрытия проекта демократической администрацией, которая наверняка рано или поздно придет к власти в США, встает вопрос - кто может быть потребителем услуг такой немаленькой установки? Да, в 5 раз меньший БОР-60 загружен полностью и выкуплен до конца срока службы, однако МБИР, скажем, все таки не набрал пока достаточного количества твердых клиентов, что бы полностью загрузить комплекс (и оплатить производство оборудования, которое бюджет РФ не финансирует). Надо вспомнить, что большими программами быстрых реакторов сегодня занимаются только в рамках национальных стратегий (России, Индии, Китая и с некоторыми оговорками Европы, Японии и Южной Кореи), но не занимается бизнес - т.е. компании типа Areva (т.е. Orano), Westinghouse, GE Hitachi, хотя у последней, например, есть проект быстрого реактора PRISM.

Есть и еще один момент. Как я показал не так давно, быстрые реакторы очень хорошо совместимы экономически с переработкой ОЯТ, и плохо - с открытым циклом. А запрет на переработку ОЯТ по всему миру - краеугольный камень политики США, которую она продвигает уже не первое десятилетие.


На момент строительства FFTF в середине 70х (на фото), будущее быстрых реакторов в США еще виделось в гораздо более позитивном ключе.

Масштабные национальные программы России, Индии и Китая, понятно, не станут клиентами нового американского БР. Бизнес, в основном, тоже не станет в силу плохой совместимости развития быстрых реакторов и политики США, хотя, скажем TerraPower вполне могла бы занять несколько ячеек в активной зоне предлагаемой установки. Какое же будущее ее ждет?

Comments

( 77 comments — Leave a comment )
livejournal
Feb. 20th, 2018 09:31 pm (UTC)
Здравствуйте! Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal России! Подробнее о рейтинге читайте в Справке.
pos4
Feb. 20th, 2018 09:41 pm (UTC)
Если и дадут ход, то исходя из истории большинства современных проектов, цена перевалит за 10 млрд долларов, а реализация затянется лет на 25 - 30, ждём к году 45 - 50, вряд ли раньше.

И для быстрых реакторов есть проблема нераспространения, просто вырисовывается интересная картина будущего, когда стабильные источники энергии будут доступны не только лишь всем, 3-й мир будет сидеть с ветряками и панельками. Хотя будет все не так уж и плохо, например, по моему опыту, светодиод на 1 Вт гораздо лучше керосиновой лампы, а на 0.1 гораздо удобнее лучины.
lubezniy
Feb. 21st, 2018 04:49 am (UTC)
Смотря для чего удобнее: самовар разжигать я предпочитаю лучиной, а не светодиодом. :)
(no subject) - tnenergy - Feb. 21st, 2018 06:37 am (UTC) - Expand
(no subject) - science_power - Feb. 21st, 2018 07:23 am (UTC) - Expand
Лена Иванова
Feb. 20th, 2018 09:51 pm (UTC)
А запрет на переработку ОЯТ по всему миру - краеугольный камень политики США, которую она продвигает уже не первое десятилетие.

А переработка ОЯТ им чем не угодила-то?

Edited at 2018-02-20 09:55 pm (UTC)
pos4
Feb. 20th, 2018 10:35 pm (UTC)
Так переработка - прямой путь к ядерному оружию, так как предполагает выделение плутония и фабрикацию топлива. Имея хорошо отлаженную переработку путь до ядерной бомбы можно пройти за пару лет.

Edited at 2018-02-20 10:40 pm (UTC)
(no subject) - seregas1 - Feb. 21st, 2018 12:19 am (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Feb. 21st, 2018 06:43 am (UTC) - Expand
(no subject) - permea_kra - Feb. 21st, 2018 08:20 am (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Feb. 21st, 2018 08:24 am (UTC) - Expand
(no subject) - b_my - Feb. 21st, 2018 05:08 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Feb. 21st, 2018 05:43 pm (UTC) - Expand
jr0
Feb. 20th, 2018 09:54 pm (UTC)
Видимо, какая-то часть установки будет занята проектами накопления изотопов. Какая по-вашему она может быть, насколько значительна?
nucon
Feb. 21st, 2018 12:40 am (UTC)
В условиях скорой остановки одного из двух действующих, надо планировать. Но так далеко, вряд ли...
(no subject) - jr0 - Feb. 21st, 2018 03:42 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Feb. 21st, 2018 05:19 pm (UTC) - Expand
(no subject) - jr0 - Feb. 22nd, 2018 08:26 am (UTC) - Expand
(no subject) - nucon - Feb. 22nd, 2018 04:27 am (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Feb. 21st, 2018 06:46 am (UTC) - Expand
(no subject) - jr0 - Feb. 21st, 2018 07:51 am (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Feb. 21st, 2018 08:04 am (UTC) - Expand
permea_kra
Feb. 20th, 2018 11:11 pm (UTC)
Ну, на часть нейтронов могут претендовать научники - нейтронография, анализ с нейтронной активацией, вот это все.
На часть будут претендовать военные.
На часть -материаловеды, наверное.
tnenergy
Feb. 21st, 2018 06:48 am (UTC)
Пока FASTER настолько концептуальный, что в нем нет даже нейтроновыводящих каналов, может быть в дальнейшем появятся. В целом активация, нейтронография - это можно и на обычном бассейновом TRIGA делать успешно, тут не нужна такая сложная машина.
(no subject) - permea_kra - Feb. 21st, 2018 07:23 am (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Feb. 21st, 2018 07:45 am (UTC) - Expand
(no subject) - permea_kra - Feb. 21st, 2018 08:19 am (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Feb. 21st, 2018 08:39 am (UTC) - Expand
seregas1
Feb. 21st, 2018 12:18 am (UTC)
Что. опять?!
Первые миллиарды ушли в песок. Пиндосские специалисты уверенно заявили. что это невозможно (после того. как деньги освоили), а тут наши за 1000 раз меньшие средства сделали "невозможное". ))
Пиндосы отстают от России лет на 25-50 в атомной энергетике. Решили наверстать. Народ ликует.))
kubrix
Feb. 21st, 2018 05:48 am (UTC)
Смешной рашкован. Купи водки бухай дальше
(no subject) - tnenergy - Feb. 21st, 2018 06:54 am (UTC) - Expand
nucon
Feb. 21st, 2018 12:39 am (UTC)
Терра не исследуется в Штатах, потому, что очень дорого. Разовые эксперименты еще куда ни шло, но на постоянку они идут в Китай или даже Россию. Это заявление Гейтса нескольколетней давности. Будет ли ФАСТЕР? Вопрос. Но то, что движение началось и Аргон, пожалуй дальше всех, факт. Последние 15 лет они работают в этом направлении. Мой "аднакашник" на программе там. Но есть и иные телодвижения в том же направлении.
tnenergy
Feb. 21st, 2018 07:19 am (UTC)
Интересно, спасибо.

С террой понятно, интересно, какие вообще перспективы у всей этой кучи стартапов с быстрыми реакторами (в часности, жидкосолевыми), при наличии отсутствия реактора, где можно вести НИОКР?
(no subject) - nucon - Feb. 21st, 2018 01:58 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Feb. 21st, 2018 03:52 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nucon - Feb. 22nd, 2018 04:26 am (UTC) - Expand
(no subject) - nucon - Feb. 22nd, 2018 04:31 am (UTC) - Expand
kuzmith008
Feb. 21st, 2018 03:15 am (UTC)
Да, вопрос о переработке ОЯТ остался нераскрытым.
tnenergy
Feb. 21st, 2018 07:19 am (UTC)
(no subject) - kuzmith008 - Feb. 21st, 2018 12:53 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Feb. 21st, 2018 01:08 pm (UTC) - Expand
(no subject) - nucon - Feb. 21st, 2018 02:14 pm (UTC) - Expand
h14th
Feb. 21st, 2018 05:31 am (UTC)
США готовятся к тому, что БОР-60 станет недоступен. Причины: от войны до развала страны где установка находится.
tnenergy
Feb. 21st, 2018 07:21 am (UTC)
Не сказать, что для них это прям критичная потеря. Я как раз задаюсь обратным вопросом - а чем они свой новый реактор-то собираются загружать, если национальной программы быстрых реакторов нет, и не похоже что будет? Сейчас в США под вопросом вообще существование атомной энергетики за пределами военных задач.
(no subject) - h14th - Feb. 21st, 2018 07:27 am (UTC) - Expand
(no subject) - masuk0 - Feb. 21st, 2018 01:01 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Feb. 21st, 2018 01:26 pm (UTC) - Expand
(no subject) - masuk0 - Feb. 23rd, 2018 07:23 am (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Feb. 23rd, 2018 08:28 am (UTC) - Expand
(no subject) - Master jkl - Feb. 22nd, 2018 12:37 am (UTC) - Expand
bash_m_ak
Feb. 21st, 2018 08:31 am (UTC)
странная новость - со всех сторон странная. DOE последние годы резко ужесточило политику соблюдения сроков/объемов и режет проекты чисто по формальным признакам влет. У нас так проект уже профинансированный на четверть ярда (все бабло было потрачено и нового не требовалось) чуть не пролетел из-за формальных вещей и задержек в единицы недель. А тут явный недоучет и по срокам, и по деньгам.
Не может это быть чисто внутреDoEшной борьбой? По наше тематике у них какое-то бурление идет - эмисаров рассылают на разнообразные тематические конференции, смотрят что народ предлагает в виде новых проектов, просят мемо приготовить. Может и по реакторам так же?
tnenergy
Feb. 21st, 2018 08:35 am (UTC)
Ну я не настолько понимаю внутреннюю кухню, что бы что-то сказать. Это пусть Эд Луман и Род Адамс пишут про скандалы и интриги.

P.S. А что за "ваша" тематика, если не секрет?
(no subject) - bash_m_ak - Feb. 21st, 2018 08:51 am (UTC) - Expand
(no subject) - nucon - Feb. 21st, 2018 02:01 pm (UTC) - Expand
freedom_of_sea
Feb. 21st, 2018 08:42 am (UTC)
а самое главное где?
топливо нарабатывается ли, и будет ли бегущая зона
tnenergy
Feb. 21st, 2018 12:00 pm (UTC)
Re: а самое главное где?
Это же исследовательский реактор, где Кв всячески портят запихиванием множества экспериментальных конструкций в АЗ.

А бегущая волна как была мечтой пока, так и остается, так что здесь классическая конструкция.

Если углубляться, то у FASTER планируемое выгорание - 34 ГВт*дней на тонну, тогда как у БН-800 - от 90 до 120 ГВт*дней на тонну (это самый главный минус металлического топлива). А для бегущей волны нужно 400 ГВт*дней на тонну.
drozdoff97
Feb. 21st, 2018 11:32 am (UTC)
Чисто для повышения собственной образованности -- зачем натрий во втором контуре?
tnenergy
Feb. 21st, 2018 11:57 am (UTC)
Ну потому что теплообменники/парогенераторы натрий-вода самое слабое место этих реакторов - любая самая маленькая протечка из-за бурного характера реакции быстро превращается в большую протечку, а потом и взрыв.

Так вот, учитывая, что натрий в первом контуре радиоактивный (за счет реакций Na23(n, gamma)Na24 и Na23(n,2n)Na22 а так же за счет неплотностей твэлов и коррозии активированных конструкций первого контура), никому не хочется что бы аварии натрий-вода проходили с натрием первого контура. Отсюда промежуточный контур.

Есть еще соображение, что парогенератор прямо в корпусе быстрого реактора очень опасно. Допустим у нас лопнул парогенератор, и водород (из воды и бывшей воды, прореагировавшей с натрием) затягивает насосами в активную зону. Это эквивалентно вводу замедлителя в АЗ, резкому росту реактивности и разгону на мгновенных нейтронах а-ля чернобыльская АЭС. Не самый радостный вариант, да? Даже в петлевом исполнении такой риск есть, хотя теоретически там можно сделать ловушки для пара, быстродействующие отсечные клапаны и т.п., но все это внушает опасение. Лучше промежуточный контур.
(no subject) - savechenkov - Feb. 22nd, 2018 02:44 am (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Feb. 22nd, 2018 06:33 am (UTC) - Expand
(no subject) - savechenkov - Feb. 22nd, 2018 10:10 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Feb. 23rd, 2018 08:49 am (UTC) - Expand
(no subject) - savechenkov - Feb. 23rd, 2018 07:12 pm (UTC) - Expand
(no subject) - masuk0 - Feb. 22nd, 2018 06:37 am (UTC) - Expand
(no subject) - nucon - Feb. 22nd, 2018 04:28 am (UTC) - Expand
magict30p
Feb. 21st, 2018 06:20 pm (UTC)
ТОП: 21:20 (московское)
Вы попали в Т30P самых обсуждаемых тем в блогосфере.
Это Ваш 4-й ТОПовый пост в этом году.
Посмотреть статистику автора можно в карточке топблогера.
za_neptunie
Feb. 24th, 2018 01:12 pm (UTC)
Спасибо за обзор. Насколько я понимаю, в последние годы развитие атомной энергитике больше не ВИЭ тормозит, а бум добычи трудноизвлекоемой нефти и газа в США. Непонятно, что с ценами на углеводороды будет: толи в рост пойдут, толи снова упадут. В США последние недели наблюдается очень значительный рост добычи трудноизвелекаемой нефти:

https://www.eia.gov/dnav/pet/hist/LeafHandler.ashx?n=PET&s=WCRFPUS2&f=W
tnenergy
Feb. 24th, 2018 06:36 pm (UTC)
Сланцевый газ, действительно, гораздо более значимый фактор. Но и дороговизна продления очень старых блоков, и антиатомные настроения (в Калифорнии, например) тоже играют роль.
enginee_i
Mar. 10th, 2018 08:59 am (UTC)
Как-то я писал научно-фантастический рассказ, где описал реактор на быстрых нейтронах, в котором тепло ядерных реакций парадавалось натриевому теплоносителю, который передавал его в котле-теплообменнике углеводороду керосинового типа, который кипел и его пары крутили турбины первой ступени, после чего мятый пар конденсировался в котле-конденсаторе, отдавая тепла воде, которая в свою очередь тоже кипела и её пар крутил турбину второй ступени, после чего попадал в обычный конденсатор, где отдавал тепло проточной воде.
( 77 comments — Leave a comment )

Profile

tnenergy
Ядерная энергия

Latest Month

April 2019
S M T W T F S
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
282930    
Powered by LiveJournal.com