Category: технологии

Category was added automatically. Read all entries about "технологии".

Верхний пост

Привет. Здесь я пишу про ядерные и термоядерные машины - реакторы, установки, исследовательские лаборатории, ускорители, а так же про радиацию. Я инженер-электронщик, но увлекаюсь этой тематикой уже не первое десятилетие и стараюсь рассказывать интересующие меня вещи с инженерной позиции.

Collapse )

Тороидальная катушка

Мне тут задали вопрос, "Валентин, а не фотошоп ли на картинке с тороидальной катушкой из предыдущего поста"? Речь про обведенные странные борозды в корпусе катушки:



По клику можно открыть большую картинку и разглядеть это место поподробнее. Это, кстати, первая сданная европейская катушка, перед отправкой в кадараш, на площадку ИТЭР она приедет 3 апреля.

На самом деле, конечно нет, царапины - не фотошоп. Эти полуцилиндрические углубления предназначены для установки элементов (на сленге называемых "сухарями"), предотвращающих вращение катушек относительно друг друга вокруг оси проходящей перпендикулярно плоскости соприкосновения. Если посмотреть на корпус внимательнее - можно увидеть 4 пояса силовой связи между катушками - две коробки с 12 отверстиями снизу и сверху и две пары "ушей" для установки промежуточных плит на внешней стороне. Однако все эти элементы имеют слабую жесткость против проворачивания катушек относительно друг друга, а электромагнитные силы в этом направлении могут достигать сотен тонн. С учетом потребности в очень точном расположении электромагнитов тороидального поля относительно друг друга, пришлось придумывать такое вот решение.

Collapse )

Робосклады продолжают эволюционировать

В свое время мне приходилось погружаться в тему роботизированных складов, где точная механика пытается соревноваться в скорости с водителями штабелеров (которые работали на не роботизированных складах). В принципе уже тогда были десятки форм роботов, но выглядело это все не очень эффективно, обычно решая какую-то одну небольшую задачу, ну скажем, доставления складируемого груза к комплектовщику и обратно в ячейку хранения, что-то вроде вот этого



Потом появилась система KIVA (которую купил Амазон) - уже что-то прикольное и выглядящее производительным, но все равно, на мой взгляд, довольно узко заточенное под задачи Амазона



Но вот, буквально недавно люди догадались, что для роботизированных складов можно не мимикрировать под людские склады. Для начала анимация того, как устроена новая система



Хранение все еще не совсем универсально (например, типичная проверка склада на универсальность - умение хранить и выдавать выхлопную трубу машины), но гораздо, гораздо компактнее и может быть полностью автоматизировано в довольно универсальном ключе. Под последним я понимаю, что не придется для каждого склада изобретать свою систему конвееров, сканеров, перегружателей, автоматизировать это хозяйство, отлаживать и ловить исключения - здесь можно довольно уверено обойтись одними масштабируемыми решениями.

И как это работает в реальности:

Collapse )

Проблема лазерного термоядерного синтеза решена! (нет)

Последнюю неделю СМИ заполонили тексты про решение всех проблем лазерного термоядерного синтеза, и даже достижение не только дейтерий-тритиевого горения, но гораздо более заветного протон-борного. Все эти тексты в итоге сводятся к одному источнику - статье австралийского ученого Генриха Хора в журнале Laser and Particles Beams про новую конфигурацию установки лазерного УТС, которая теоретически должна дать возможность получить термоядерный реактор с протон-борным топливом.


На деле к этой статье есть множество претензий, и постулируемые чудеса, скорее всего, недостижимы  в том виде, которые описан там. Но прежде чем высказывать эти претензии стоит немножко вспомнить про то, как и зачем существует лазерный инерциальный управляемый термоядерный синтез (ЛТС).


На фоне испытательной камеры крупной французской установки ЛТС Laser Megajoule


Это направление разработки термоядерного реактора появилось в 60х года (практически одновременно с появлением лазеров). Концептуально ЛТС - это борьба с проблемами магнитного удержания термоядерной плазмы путем отказа от удержания. Если увеличивать плотность и температуру плазменной мишений, то скорость термоядерной реакции будет быстро расти, однако еще быстрее будут возрастать сложности с удержанием Если на этом пути отказаться от постоянного удержания и просто нагреть плотный кусочек термоядерного топлива до оптимальной температуры, то до момента разлета, как показывали теоретические оценки, выделится гораздо больше энергии термоядерной реакции, чем будет затрачено на нагрев. Фактически реакция будет идти в виде взрыва, а весь концепт называется "инерционным удержанием", с тем смыслом, что термоядерная реакция идет, пока плазменную мишень от разлета удерживают силы инерции.

Collapse )

Новости ядерной отрасли

Конец года близится, поэтому совсем нет времени писать в блог. Однако за последнюю неделю произошло несколько интересных событий, о которых стоит упомянуть (ну и попозже будет пост)


Первым у нас идет начало работы на исследовательском комплексе ОДЦ Горно-химического комбината (ГХК) Росатома  - отработка новой технологии переработки отработанного ядерного топлива (ОЯТ) ВВЭР-1000, где еще 17 ноября загрузили на переработку первую ТВС.  Напомню, что за аббревиатурой "ОДЦ" скрывается опытно-демонстрационный комплекс завода по переработки ОЯТ РТ-2, который планировали создать еще в 80х годах (и даже начали строить) рядом с центральным мокрым хранилищем ОЯТ ВВЭР-1000. В 80х завод не достроили и сейчас эта идея снова реализуется вокруг уже вокруг значительно расширившегося хранилища и на фоне поиска задач для ГХК (который до начала 2010х занимался производством оружейного плутония).


Видео полуторагодичной давности по строительству ОДЦ, в т.ч. монтажу оборудования в комплексе исследовательских горячих камер (см ниже). Вокруг синие здания - сухие хранилища ОЯТ.

Подробнее про ОДЦ я рассказывал в этой заметке, пока лишь отмечу следующее:
Collapse )

На второй блок Ленинградской АЭС-2 произведена установка реактора новым способом

Через недостроенный верх контейнмента



Такая технология установки впервые используется в России. Ее плюс в том, что бы запараллелить дальнейшую сборку реакторной установки и строительство контейнмента (при этом над реакторным залом обычно возводится временное легкое укрытие) и сократить общее время строительства блока. Раньше применение этой довольно очевидной идеи упиралось в отсутствие кранов, способных перемещать 330 тонные элементы в 50 метрах от себя, но последние 10 лет такая технология применяться по миру все чаще, например ниже фотография установки в 2016 году корпуса реактора AP-1000 в недостроенный контейнмент 2 блока печально известной достройки двух блоков АЭС V.C. Summer.

Электрические магистрали будущего

В 2003 году в Евросоюзе возник большой проект Desertec, представлявший тогдашнее видение  о переводе Европы на рельсы возобновляемой энергетики. Основой “зеленой энергетики” ЕС должны были стать тепловые электростанции с концентрацией солнечной энергии, расположенные в пустыне Сахара, способные запасать энергию как минимум на вечерний пик потребления, когда обычная фотовольтаика уже не работает. Особенностью проекта должны были стать мощнейшие линии электропередач (ЛЭП) на десятки гигаватт, с дальностью от 2 до 5 тысяч км.



СЭС подобного рода должны были стать основной европейской возобновляемой энергетики.

Проект просуществовал около 10 лет, и затем был заброшен концернами-основателями, так как действительность Европейской зеленой энергетики оказалась совершенно другой  и более прозаичной - китайская фотовольтаика  и наземная ветрогенерация, размещаемая в самой Европе, а идея тянуть энергетические магистрали через Ливию и Сирию - слишком оптимистичной.



Планировавшиеся в рамках desertec ЛЭП - 3 основные магистрали мощностью по 30 гигаватт (на картинке одна из более слабых версий) и несколько подводных кабелей.

Однако, мощные ЛЭП возникли в проекте desertec не случайно (забавно, кстати, что площадь земли под ЛЭП в проекте получалась больше площади земли под СЭС) - это одна из ключевых технологий, которая может позволить  ВИЭ-генерации вырасти до подавляющей доли, и наоборот - при отсутствии технологии передачи энергии на большие расстояния ВИЭ, вполне возможно обречены на не более чем на долю в 30-40%  в энергетике Европы.  

Collapse )

Минутка статистики

В январе этого года была закончена кампания по производству ниобий-оловянных стрендов для ИТЭР. В общей сложности с 2007 по 2017 год (причем массовое производство началось с 2009) было выпущено 825 тонн материала, в пике больше 100 тонн в год. Производство было распределено между 6 странами-партнерами - Китаем (7,5%, проводник для токовводов), Европа (20,18%, проводник для тороидальных катушек), Япония (25%, проводник для центрального соленоида), Корея (20,18%, проводник для тороидальных катушек), Россия (19,3%, проводник для тороидальных катушек) и США (8% проводник для тороидальных катушек). Общая стоимость материала составила 350 млн евро.


Один из современных вариантов ниобий-оловянного проводника: при общем диаметре 0,81 мм в бронзовой (сплав меди, олова и титана) матрице организовано 8035 филамента из ниобий-танталового сплава. Бронзовое ядро окружено танталовым защитным барьером и медной оболочкой. После намотки в ходе термообработки ниобий образует с оловом из бронзы сверхпроводник Nb3Sn, бронзовая матрица станет медной, тантал организует защитные продиводифуззионные барьеры. Критический ток при 4.2К - до 800 А на мм^2.

В середине 2000х годов, перед началом кампании ИТЭР выпуск ниобий-оловянных стрендов не превышал 15 тонн в год, т.к. этот проводник требует сложных технологических операций при намотке в магнит - длительной термообработки и организации электрической изоляции без разворачивания термообработанного проводника. Под производство такого количества нового материала в каждой из стран-участниц было создано новое производство, и есть надежда, что в целом применение ниобий-олова вырастет (кроме традиционного потребителя в виде СП-магнитов для научных приборов в последние годы еще появились и ЯМР-томографы с ниобий-оловянными сверхпроводящими магнитами).

Железная рота Фукусимы.

В почему-то в России мало кто знает про реальное положение дел с использованием различной робототехники на аварийной площадке Фукусимской АЭС. У широкой публики сложился однозначный стереотип:





На самом деле в различных работах при ликвидации последствий аварии на Фукусимской АЭС (я, пожалуй, буду писать для краткости дальше ФАЭС) применялись и применяются сотни единиц различных телеуправляемых роботов. Масштаб использования телеуправляемых машин несопоставимо больше, чем на ЧАЭС, по тем простым причинам, что вся эта техника здорово развилась за последние 30 лет и потому, что авария на ФАЭС, более масштабна, чем на ЧАЭС.


Прежде чем смотреть на роботов, стоит хотя бы в общих чертах представить, что за работы проводились на ФАЭС за прошедшие с аварии уже почти 6 лет.


Общее представление о конструкции блоков Фукусимской АЭС дает эта упрощенная картинка: реактор здесь по центру (коричневый) располагается в цетре грушеобразного бетонного контейнемента, внутри которого довольно много оборудования. Сверху справа от реактора находится бассейн выдержки, прямо под реактором - помещение приводов стержней управления и защиты (в отличии от PWR, в BWR они вводятся в АЗ снизу). Снизу и вокруг реактора расположен
торообразный бассейн-барботер, предназначенный для конденсации пара в случае крупного разрыва основного корпуса реактора.

Collapse )

Boston Dynamics

Пока работа и написание поста по роботам, применявшимся на Фукусимской АЭС не дают времени писать какие-то новости, но мимо этого пройти невозможно:


Умеют, конечно, бостонские динамики делать вау-роботов.