Александр Розов (alex_rozoff) wrote,
Александр Розов
alex_rozoff

Category:

По состоянию на сейчас вполне можно сделать атомную котельную. Давайте попробуем?

Внезапная ветка возникла из темы: Поле мнений: прогресс и благополучие, труд и свободное время. ЧТО И ДЛЯ ЧЕГО НУЖНО?
Вопрос 1: Смысл НТП для среднего человека в том, чтобы: увеличить благополучие при снижении времени необходимого труда?..
dbatyuk:"По первому вопросу есть ещё одно важное разделение — готов ли человек ради увеличения благополучия и/или снижения времени жертвовать рядом мифов и фобий. По состоянию на сейчас вполне можно сделать атомную котельную, но..." далее ссылка на диспут с неготовностью отказаться от мифов и фобий
antontsau: "SL1"
https://alex-rozoff.livejournal.com/345941.html?thread=93797717#t93797717
Примечание: https://ru.qaz.wiki/wiki/SL-1 представлял собой экспериментальный легководный малый реактор 2,3 м × 2,7 м × 6,1 м, массой 9100 кг, на высокообогащенном уране (в уран-алюминиевых ТВЭЛах), с тепловой мощностью 3 МВт, для автономного обеспечения заполярных баз и поселков. SL-1 был запущен в 1958-м, а в 1961-м на нем произошла авария (из-за человеческого фактора при техническом обслуживании: некорректного извлечения стержней управления - поглотителей нейтронов). Авария не удивительна - заря атомной эры, первые опыты мирного применения этого вида энергии...
...Тем не менее, давайте попробуем сделать маленькую атомную котельную (с котлом приблизительно 100 литров и тепловой мощностью порядка 100 КВт), которая не подвержена аварийности от разгона реактора при неправильном обслуживании, и к тому же будет очень дешевой.
Метод предложен д-ром Карлом Руббиа еще в прошлом веке - это подкритический процесс с необогащенным (природным) ураном или с природным торием. В обоих случаях самопроизвольная цепная реакция деления с размножением нейтронов не происходит - требуется внешняя "подкачка" нейтронов.

Есть исследованная схема подкритическрого реактора на быстрых протонах:
Кратко: https://en.wikipedia.org/wiki/Accelerator-driven_subcritical_reactor
Подробнее: http://large.stanford.edu/courses/2013/ph241/baxevanis1/
Суть дела конспективно:
1. Для устойчивого процесса деления требуется плотность нейтронного потока порядка 10^11 (т.е. 100 миллиардов) нейтронов в секунду на см2. Допустимый энергетический спектр этих нейтронов - отдельный вопрос.
2. Наиболее эффективный неизотопный источник нейтронов - это бомбардировка мишени из жидкого тяжелого металла - протонами с энергией порядка 1 Гэв (т.е. порядка миллиарда гигаэлектронвольт). При взаимодействии такого протона с ядрами тяжелого металла порождается короткая цепочка распадов с выбросом от 20 до 90 нейтронов.
3. При кпд взаимодействия около 30%, требуется поток порядка 10^10 (т.е. 10 миллиардов протонов высокой энергии в секунду на см2.
4. До недавнего времени, пульсирующие протонные ускорители высокой энергии были громоздкими и кране прожорливыми в плане энергопотребления. Но эта ситуация радикально изменилась с появлением доступных фемтосекундных тераваттных лазеров. Это - ключевой момент.

В 2013-м был продемонстрирован экономичный, буквально настольный интенсивный источник заряженных частиц с энергиями более 1 Гэв.
https://www.nanonewsnet.ru/news/2013/nastolnyi-uskoritel-dostig-rekordno-vysokikh-energii
Впрочем, еще в 2001-м было расмотрено несколько вариантов таких источников.
http://www.scientific.ru/journal/news/n281101.html
Все они основаны на взаимодействии импульса терваттного лазера с легким газом, или с твердой мишенью - сэндвичем.

Серийные малогабаритные лазерные установки тераваттного класса при частоте импульсов 20 Гц, дают энергию единичного импульса 0.1 Дж, и длительность импульса около 30 фсек, при диаметре светового пятна около 1 см. Иначе говоря: в течение импульса, поток энергии на мишени составляет около 4 ТВт/см2, что соответствует 2.5*10^22 Гэв на см2 в секунду.
Поскольку требуется (см выше) лишь 10^10 протонов высокой энергии на см2 в секунду, очевидно, что условие срабатывания подкритического реактора соблюдает ся даже при низких коэффициентах преобразования лазерного излучения в поток протонов.

Похоже, что машинка работоспособна - хотя, выкладки крайне приблизительные. Соответственно - конструктивные замечания и дополнения приветствуются.

...Такие дела...
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic
  • 312 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →