...прикуривает от пустоты
Всем привет с пиратской шаланды!
С вами снова отмороженный Капитан Крыс и его Очень Краткий Курс Радиационной Технологии!
обращение к читателям и пиратские трофеиЯ знаю, что среди ПыЧей есть те, кто подписался ко мне только ради этих тематических постов, поэтому обращаюсь в первую очередь к ним - РЕБЯТА, ЗАДАВАЙТЕ ВОПРОСЫ! Если уж пришли ко мне только за атомной энергетикой... а то у меня тут кроме неё ещё много всякого пишется... А вопросы всем будут полезны, хе-хе. А то я ж даже не знаю, что именно вам интересно послушать, и рассказываю на свое капитанское разумение. И если что-то непонятно - тоже спрашивайте. Мы ж тут просто тусуемся, в самом деле))) так что ВСЕ ДУРАЦКИЕ ВОПРОСЫ - МНЕ!
*Автору самогодурацкого интересного вопроса, я подарю самый ядерный пиратский трофей (конечн, он светится!)
Ну а теперь к делу. Команда, по местам! Матросы на паруса, канониры к пушкам, абордажная команда к борту!
2. ЯДЕРНЫЙ ТОПЛИВНЫЙ ЦЫКЛ
Куда есть пошел мирный атом
Тут я обещал рассказать про типы и виды ядерных реакторов, поэтому эта глава будет больше не общенаучно-познавательная, а инженерная. читать дальшеЗнаете шутку про отличие ученых от инженеров? Ученый знает, почему работает, а инженер – как это работает. Отсюда собственно главный инженерный мемас: «Работает? Не трогай!». Может показаться, что инженерия имеет много общего с экспериментальной наукой, но нет – целеполагание у них принципиально разное. У экспериментатора главная цель, это выяснить почему работает и почему именно так; а у инженера – как сделать так, чтобы это работало четко, крепко и наиболее эффективно и безопасно. По идее ученые и инженеры друг без друга как голова без рук и наоборот.
Поэтому все-таки сперва немного науки.
Про распад урана пыщ-пыщ (235U) я уже немного говорил раньше, но не грех повторить. Для наглядности проще всего представить себе вокзал – огромный зал с переходами, заполненный кучей взвинченного народу с чемоданами и баулами. Представили? Едем дальше. А тепе-ерь… «БАХ!» - божественный вброс – кому-то из нервных пассажиров вдруг прилетает по башке сумкой! Мужик краснеет от злости, орет матом, хватает свой чемодан и кидает его в ответку в толпу, на кого бог пошлёт. Вот так в ядро урана-пыщ-пыщ попадает нейтрон, его ядро переходит в нестабильное состояние и распадается на два осколка. При этом выделяется колоссальное количество энергии, и вылетает еще 2-3 нейтрона. Эти нейтроны «быстрые», то есть обладают большой кинетической энергией. Мужик швырнул свои чемоданы со всей злости, и они попали по башкам других нервных пассажиров и… пошло-поехало – цепная реакция.
Цепная ядерная реакция подразумевает, что хотя бы один нейтрон из образованных распадом атома урана попадет в другой атом урана и, соответственно, вызовет его распад. В первом приближении это означает, что летящий чемоданнейтрон должен попасть на злого пассажира атом 235U раньше, чем покинет вокзал пределы реактора. Значит, вся конструкция вокзала со злыми пассажирами реактора с ураном должна быть достаточно компактной, чтобы вероятность найти следующий атом урана для нейтрона была достаточно высока. Значит, в вокзале должно постоянно поддерживаться достаточное количество злых мужиков. Но каждый отдельный мужик, сбросив пар, успокаивается – по мере работы реактора 235U постепенно выгорает – что уменьшает вероятность встречи летящего чемодана с головой злого мужика (нейтрона с атомом 235U). Про обогащение простого урана ураном-пыщ-пыщ я говорил в прошлой лекции (вспомните процент злых мужиков в среднем по вокзалу), поэтому, если обогащение невелико (злых мужиков немного), то возможны варианты:
1. Сделать вокзал достаточно большим, чтоб чемодан дольше по нему летал;
2. Нагнать в вокзал побольше пассажиров, соответственно увеличив количество и злых мужиков тоже;
3. Ускорить отправление поездов, чтоб успокоившиеся мужики удалялись, а свежие злые прибывали, не снижая общей концентрации по вокзалу.
[В ядерном оружии задача обогащения практически такая же: требуется, чтобы за предельно короткое время ядерного взрыва максимальное число атомов 235U нашли свой нейтрон, распались и выделили энергию. Для этого нужна предельно возможная объёмная плотность атомов 235U, достижимая при предельном его обогащении злыми мужиками.]
В процессе совершенствования ядерных технологий были найдены самые удачные конструкции вокзалов реакторов. И щас я о них расскажу.
В первом приближении «средний реактор в вакууме» выглядит так как скороварка, которую я упоминал тутъ.
Жучка за внучку, внучка за бабку, бабка за дедку, дедка за репку - Таблетки в стержень (ТВЭЛ), ТВЭЛы в ТВС (сборка), ТВС-ки вскороварку реактор, реактор в яму с водой. Уран распадается, нейтроны летят, энергия выделяется, вода греется и кипит, этот пар нагревает сквозь стенки теплообменников другую, чистую воду, которая тоже начинает кипеть и уже этот пар идет на турбину, которая «Ууууу!» делает нам энергию.
А теперь перейдем к шокирующим подробностям внутреннего мира реакторов.
(картинка не моя, нумерация неудачная, поэтому не по порядку)
5 – это собственно ТВС-ки – топливо в собрках.
4 - это замедлитель быстрых чемоданов нейтронов (такое вещество, проходя через которое нейтрон теряет энергию и замедляется до тепловых энергий, чтоб энерговыделение в реакторе шло более эффективно).
6 – это теплоноситель (такое вещество (часто вода), которое принимает тепло выделяемое топливом и греет), который, видите – снизу входит холодный, а сверху выходит горячий, и несет свое тепло дальше.
1 – это стержень управления народным гневом реактором (такое вещество, которое поглощает энергию нейтронов почти совсем) – его глубина погружения в реактор регулирует скорость цепной реакции, и если стержни погрузить в реактор до дна, то его можно остановить.
3 – это защитный кожух для теплоизоляции (чтоб тепло не разбегалось) и для отражения нейтронов (чтоб чемоданы из вокзала не вылетали).
2 – это радиационная защита – охеренно большая, толстая и многослойная бетонная яма с кучей апгрейдов и примочек.
Вторая картинка это вид сверху, как ТВС-ки и замедлители в реактор понатыканы. Их разноцветность говорит нам во-первых о том, кто есть ху, а во-вторых о том, какой свежести топливо в данной ТВС-ке и где оно стоит. Это важно и за эти следят, потому что неравномерность энерговыделения и прогрева нашей «вокзальной скороварки» может породить кучу нехороших эффектов, вплоть до локального пи$дыха.
Так выглядит и работает самый распространенный тип промышленных энергетических реакторов – ВВЭР – водо-водяной энергетический реактор. Топливо греет воду, эта вода греет другую воду (чистую, которая топлива не касалась), потом идет на турбину, которая делает электричество.
Вообще вокзалов реакторов много и разных. Если погуглить тему, можно встретить кучу непонятных терминов и аббревиатур, и сходу хрен проссышь, кто есть кто. Можно конечно во всём этом по уши закопаться, но… нахрена??? Главное, что стоит запомнить: основное различие между разными реакторами в том, что на что намазывать, как, и с какой стороны – какое в нем топливо (урановое, плутониевое, оксидное, нитридное, прочее); какие нейтроны (тепловые или быстрые); какой теплоноситель, какой замедлитель (и есть ли он вообще), какие особенности конструкции (как все части в реакторе расположены и связаны).
Про разное топливо мы, наверное, углубляться не будем, а то завязнем сразу и надолго [но если кому интересно, я могу развернуть подробно].
Реакторы на разных нейтронах отличаются тем, что в «быстрых» реакторах замедлитель нейтронов не используется. Зато быстрые нейтроны (злые летящие чемоданы) способны раззадорить и разозлить даже спокойных пассажиров вокзала (таких как не-пыщ-пыщ-уран238) и он превратится в плутоний238, который создаст цепную реакцию и будет давать энергию. Конечно в «быстрых» реакторах нейтронно-чемоданные потоки более суровые, поэтому активной зоне нужна более крепкая защита. А главное – в таких реакторах принципиально не должно быть ничего такого, что замедляет нейтроны. А вода их замедляет очень неплохо. Поэтому в качестве теплоносителя она для БН-ов не годится, а годятся легкоплавкие металлы – ртуть, свинец, натрий. БН-ы любят за то что они считаются более безопасными, т. к. в них не надо следить за выкипающей водой или давлением этой воды (хе-хе, зато надо следить чтоб, например, натрий случайно не встретил где-то воду, иначе будет нехилый пи$дых), а кроме того за то, что БН-ы позволяют «гореть» негорючему топливу, что очень расширяет возможности бедного урана238, который без БН-ов пришлось бы весь выкинуть (а его в урановой руде 99,3%, я говорил про это в прошлой лекции). Но, конечно, натрий дороже воды, поэтому хоть «быстрых» реакторов в мире и хватает, но все же они не так распространены, как реакторы с более медленными тепловыми нейтронами, в которых (для торможения нейтронов) используют замедлитель.
Замедлителем в реакторе может быть все, что хорошо замедляет чемоданы нейтроны – кроме простой и тяжелой воды, это, как правило, графит, бериллий или разные металлогидриды.
Теплоносителем в реакторе может быть не только вода или жидкий металл. Бывают реакторы с тяжеловодным (про тяжелую воду я в прошлый раз рассказывал), органическим или даже газовым теплоносителем. Бывают реакторы на расплавах солей. Тяжелая вода и органика хорошо замедляют нейтроны, поэтому тут можно иметь два в одном – и теплоноситель и замедлитель в одном флаконе. Газовый теплоноситель хорош тем, что практически совсем неворует чемоданы поглощает нейтроны; а солевые расплавы хороши в теплопередаче и позволяют быстрее, сильнее и дольше «делать горячо». Жидкометаллический теплоноситель тоже выгоднее в плане лучшей теплопередачи (то есть его по сути надо меньше, чем воды и реактор выйдет компактнее). Конечно, жидкий металл дороже воды, поэтому такие реакторы используют как правило только на лодках или в космических аппаратах.
Всё это разнообразие в различных технологических сочетаниях используется по всему миру с разной степенью успешности – смотря для чего использовать. Поэтому существует еще одна классификация реакторов – по назначению. Какой реактор для чего нужен: энергетические (для того чтоб давать нам свет-тепло-интернет); транспортные (компактные реакторы атомных подводных лодок, ледоколов и космических аппаратов); экспериментальные и исследовательские (ну понятно, для чего они нужны); промышленные (раньше были для наработки ядерного оружия, а теперь для наработки разных полезных изотопов (помните, что такое изотопы?) для медицины, промышленности и всего такого).
Реакторы на подводных лодках и кораблях в основном отличаются от наземных, «больших» реакторов более компактными размерами (оно и понятно – место в лодке не резиновое) и более мощной и продуманной системой защиты (потому что все части реактора расположены близко друг к другу и к людям). В основном там тоже система реактора топливо-пар-вода, турбина и всё такое. Но бывает и как на космических, где теплоноситель жидкометаллический, а замедлитель какой-нибудь хитрожопый гидрид циркония.
Реакторы на космических аппаратах, т.н. РИТЭГи, не могут себе позволить такой роскоши как вода, пар и турбина. Потому что места для реактора на космическом аппарате ещё меньше, а кроме того и вес реактора должен быть как можно ниже (чтоб ракета его вообще подняла). Энергия распада топлива преобразуется в тепло не за счет нагрева воды, а хитрым образом, за счет нагрева разных твердых проводящих заряд материалов. Эти материалы нагреваются по-разному и от этой разности нагрева в них возникает ток – так и получается энергия. Эта херня называется по-умному термоэлектрическим преобразованием. Кроме того, космический реактор может юыть эээ… не совсем реактором. В нем может не идти цепная реакция распада урана или плутония, а может просто распадаться какой-нибудь достаточно сильный по энергии и времени жизни изотоп (вроде Стронция-90). То есть по сути это уже не реактор, а ниэпическая ядерная батарейка. Про ядерные батарейки, если интересно, можно рассказать отдельно.
Реакторы для наработки и производства медицинских и промышленных изотопов, по сути штучный товар. Идея в том, что при «горении» топлива в процессе его распада и превращений, образуется и накапливается (нарабатывается) нужный изотоп. Поскольку мир говно, то изначально такие «наработочные» реакторы строились для производства компонентов ядерного оружия, и злое человечество в этом весьма преуспело. Мегатонны сраного оружейного плутония, наработанного в США, например, теперь бы придумать куда девать… Но потом умные люди научились использовать радиацию в мирных целях – для медицинской диагностики, целенаправленного уничтожения раковых опухолей и прочего такого. И «наработочные» реакторы допёрли использовать для спасения жизней, а не наоборот. Медицинских изотопов много и разных, и нужны они, как правило, не в том количестве, что электроэнергия, поэтому, как правило, специальные медицинские центры строят мини-реакторы прямо у себя при клинике. Если интересно про ядерную медицину поподробнее, могу рассказать.
И вот все эти разнообразно хитрожопые реакторы, порождение инженерного гения, пашут на благо человечества. И в процессе работы реактора происходит превращение урана в другие элементы, которые тоже сталкиваются, распадаются, превращаются, выделяют или хавают нейтроны. И в процессе работы реактора урана, естественным образом, становится всё меньше (он выгорает), а всех этих продуктов его жизнедеятельности всё больше. Дрова сгорают, остается сажа, зола и головешки. Когда почти весь уран прогорел, реактор надо остановить, а топливо заменить на свежее. И все бы хорошо, но есть одно НО. Специфическая особенность ядерного топлива в том, что, после прекращения цепной реакции деления выделение тепла в реакторе продолжается ещё долгое время за счет активности этих самых продуктов жизнедеятельности реактора – ядерного дерьма, по-научному именуемого ОЯТ – отработавшее ядерное топливо.
Остаточное тепловыделение происходит в дерьме за счет распада продуктов деления, которые накопились в топливе за время работы реактора. Ядра продуктов деления вследствие распада переходят в более стабильное или полностью стабильное состояние с выделением значительной энергии. И занимает это, как правило, довольно длительное время, в течение которого ТВЭЛы, которые уже энергии дать не могут, всё ещё светят и греют. Из-за этого воззникает необходимость как-то с этим дерьмом обращаться - обеспечивать теплоотвод от активной зоны реактора после его остановки. А потом хранить извлеченные из реактора ТВС-ки в специальных бассейнах при станции 3-4 года. И только потом с дерьмом можно начинать как-то обращаться.
На сегодня все, ребят. Абордаж мозга окончен.
В следующий раз будем обсуждать волнующий многих «говно-вопрос».
P.S.: Предыдущие части чекаем по тэгу "ядрён-батон!"
Вводная первая часть
вторая часть
третья часть
четвертая часть
С вами снова отмороженный Капитан Крыс и его Очень Краткий Курс Радиационной Технологии!
обращение к читателям и пиратские трофеиЯ знаю, что среди ПыЧей есть те, кто подписался ко мне только ради этих тематических постов, поэтому обращаюсь в первую очередь к ним - РЕБЯТА, ЗАДАВАЙТЕ ВОПРОСЫ! Если уж пришли ко мне только за атомной энергетикой... а то у меня тут кроме неё ещё много всякого пишется... А вопросы всем будут полезны, хе-хе. А то я ж даже не знаю, что именно вам интересно послушать, и рассказываю на свое капитанское разумение. И если что-то непонятно - тоже спрашивайте. Мы ж тут просто тусуемся, в самом деле))) так что ВСЕ ДУРАЦКИЕ ВОПРОСЫ - МНЕ!
*Автору самого
Ну а теперь к делу. Команда, по местам! Матросы на паруса, канониры к пушкам, абордажная команда к борту!
Очередная часть
Очень Краткого Курса Радиационной Технологии
Очень Краткого Курса Радиационной Технологии
2. ЯДЕРНЫЙ ТОПЛИВНЫЙ ЦЫКЛ
Куда есть пошел мирный атом
Тут я обещал рассказать про типы и виды ядерных реакторов, поэтому эта глава будет больше не общенаучно-познавательная, а инженерная. читать дальшеЗнаете шутку про отличие ученых от инженеров? Ученый знает, почему работает, а инженер – как это работает. Отсюда собственно главный инженерный мемас: «Работает? Не трогай!». Может показаться, что инженерия имеет много общего с экспериментальной наукой, но нет – целеполагание у них принципиально разное. У экспериментатора главная цель, это выяснить почему работает и почему именно так; а у инженера – как сделать так, чтобы это работало четко, крепко и наиболее эффективно и безопасно. По идее ученые и инженеры друг без друга как голова без рук и наоборот.
Поэтому все-таки сперва немного науки.
Про распад урана пыщ-пыщ (235U) я уже немного говорил раньше, но не грех повторить. Для наглядности проще всего представить себе вокзал – огромный зал с переходами, заполненный кучей взвинченного народу с чемоданами и баулами. Представили? Едем дальше. А тепе-ерь… «БАХ!» - божественный вброс – кому-то из нервных пассажиров вдруг прилетает по башке сумкой! Мужик краснеет от злости, орет матом, хватает свой чемодан и кидает его в ответку в толпу, на кого бог пошлёт. Вот так в ядро урана-пыщ-пыщ попадает нейтрон, его ядро переходит в нестабильное состояние и распадается на два осколка. При этом выделяется колоссальное количество энергии, и вылетает еще 2-3 нейтрона. Эти нейтроны «быстрые», то есть обладают большой кинетической энергией. Мужик швырнул свои чемоданы со всей злости, и они попали по башкам других нервных пассажиров и… пошло-поехало – цепная реакция.
Цепная ядерная реакция подразумевает, что хотя бы один нейтрон из образованных распадом атома урана попадет в другой атом урана и, соответственно, вызовет его распад. В первом приближении это означает, что летящий чемодан
1. Сделать вокзал достаточно большим, чтоб чемодан дольше по нему летал;
2. Нагнать в вокзал побольше пассажиров, соответственно увеличив количество и злых мужиков тоже;
3. Ускорить отправление поездов, чтоб успокоившиеся мужики удалялись, а свежие злые прибывали, не снижая общей концентрации по вокзалу.
[В ядерном оружии задача обогащения практически такая же: требуется, чтобы за предельно короткое время ядерного взрыва максимальное число атомов 235U нашли свой нейтрон, распались и выделили энергию. Для этого нужна предельно возможная объёмная плотность атомов 235U, достижимая при предельном его обогащении злыми мужиками.]
В процессе совершенствования ядерных технологий были найдены самые удачные конструкции вокзалов реакторов. И щас я о них расскажу.
В первом приближении «средний реактор в вакууме» выглядит так как скороварка, которую я упоминал тутъ.
Жучка за внучку, внучка за бабку, бабка за дедку, дедка за репку - Таблетки в стержень (ТВЭЛ), ТВЭЛы в ТВС (сборка), ТВС-ки в
А теперь перейдем к шокирующим подробностям внутреннего мира реакторов.
(картинка не моя, нумерация неудачная, поэтому не по порядку)
5 – это собственно ТВС-ки – топливо в собрках.
4 - это замедлитель быстрых чемоданов нейтронов (такое вещество, проходя через которое нейтрон теряет энергию и замедляется до тепловых энергий, чтоб энерговыделение в реакторе шло более эффективно).
6 – это теплоноситель (такое вещество (часто вода), которое принимает тепло выделяемое топливом и греет), который, видите – снизу входит холодный, а сверху выходит горячий, и несет свое тепло дальше.
1 – это стержень управления народным гневом реактором (такое вещество, которое поглощает энергию нейтронов почти совсем) – его глубина погружения в реактор регулирует скорость цепной реакции, и если стержни погрузить в реактор до дна, то его можно остановить.
3 – это защитный кожух для теплоизоляции (чтоб тепло не разбегалось) и для отражения нейтронов (чтоб чемоданы из вокзала не вылетали).
2 – это радиационная защита – охеренно большая, толстая и многослойная бетонная яма с кучей апгрейдов и примочек.
Вторая картинка это вид сверху, как ТВС-ки и замедлители в реактор понатыканы. Их разноцветность говорит нам во-первых о том, кто есть ху, а во-вторых о том, какой свежести топливо в данной ТВС-ке и где оно стоит. Это важно и за эти следят, потому что неравномерность энерговыделения и прогрева нашей «вокзальной скороварки» может породить кучу нехороших эффектов, вплоть до локального пи$дыха.
Так выглядит и работает самый распространенный тип промышленных энергетических реакторов – ВВЭР – водо-водяной энергетический реактор. Топливо греет воду, эта вода греет другую воду (чистую, которая топлива не касалась), потом идет на турбину, которая делает электричество.
Вообще вокзалов реакторов много и разных. Если погуглить тему, можно встретить кучу непонятных терминов и аббревиатур, и сходу хрен проссышь, кто есть кто. Можно конечно во всём этом по уши закопаться, но… нахрена??? Главное, что стоит запомнить: основное различие между разными реакторами в том, что на что намазывать, как, и с какой стороны – какое в нем топливо (урановое, плутониевое, оксидное, нитридное, прочее); какие нейтроны (тепловые или быстрые); какой теплоноситель, какой замедлитель (и есть ли он вообще), какие особенности конструкции (как все части в реакторе расположены и связаны).
Про разное топливо мы, наверное, углубляться не будем, а то завязнем сразу и надолго [но если кому интересно, я могу развернуть подробно].
Реакторы на разных нейтронах отличаются тем, что в «быстрых» реакторах замедлитель нейтронов не используется. Зато быстрые нейтроны (злые летящие чемоданы) способны раззадорить и разозлить даже спокойных пассажиров вокзала (таких как не-пыщ-пыщ-уран238) и он превратится в плутоний238, который создаст цепную реакцию и будет давать энергию. Конечно в «быстрых» реакторах нейтронно-чемоданные потоки более суровые, поэтому активной зоне нужна более крепкая защита. А главное – в таких реакторах принципиально не должно быть ничего такого, что замедляет нейтроны. А вода их замедляет очень неплохо. Поэтому в качестве теплоносителя она для БН-ов не годится, а годятся легкоплавкие металлы – ртуть, свинец, натрий. БН-ы любят за то что они считаются более безопасными, т. к. в них не надо следить за выкипающей водой или давлением этой воды (хе-хе, зато надо следить чтоб, например, натрий случайно не встретил где-то воду, иначе будет нехилый пи$дых), а кроме того за то, что БН-ы позволяют «гореть» негорючему топливу, что очень расширяет возможности бедного урана238, который без БН-ов пришлось бы весь выкинуть (а его в урановой руде 99,3%, я говорил про это в прошлой лекции). Но, конечно, натрий дороже воды, поэтому хоть «быстрых» реакторов в мире и хватает, но все же они не так распространены, как реакторы с более медленными тепловыми нейтронами, в которых (для торможения нейтронов) используют замедлитель.
Замедлителем в реакторе может быть все, что хорошо замедляет чемоданы нейтроны – кроме простой и тяжелой воды, это, как правило, графит, бериллий или разные металлогидриды.
Теплоносителем в реакторе может быть не только вода или жидкий металл. Бывают реакторы с тяжеловодным (про тяжелую воду я в прошлый раз рассказывал), органическим или даже газовым теплоносителем. Бывают реакторы на расплавах солей. Тяжелая вода и органика хорошо замедляют нейтроны, поэтому тут можно иметь два в одном – и теплоноситель и замедлитель в одном флаконе. Газовый теплоноситель хорош тем, что практически совсем не
Всё это разнообразие в различных технологических сочетаниях используется по всему миру с разной степенью успешности – смотря для чего использовать. Поэтому существует еще одна классификация реакторов – по назначению. Какой реактор для чего нужен: энергетические (для того чтоб давать нам свет-тепло-интернет); транспортные (компактные реакторы атомных подводных лодок, ледоколов и космических аппаратов); экспериментальные и исследовательские (ну понятно, для чего они нужны); промышленные (раньше были для наработки ядерного оружия, а теперь для наработки разных полезных изотопов (помните, что такое изотопы?) для медицины, промышленности и всего такого).
Реакторы на подводных лодках и кораблях в основном отличаются от наземных, «больших» реакторов более компактными размерами (оно и понятно – место в лодке не резиновое) и более мощной и продуманной системой защиты (потому что все части реактора расположены близко друг к другу и к людям). В основном там тоже система реактора топливо-пар-вода, турбина и всё такое. Но бывает и как на космических, где теплоноситель жидкометаллический, а замедлитель какой-нибудь хитрожопый гидрид циркония.
Реакторы на космических аппаратах, т.н. РИТЭГи, не могут себе позволить такой роскоши как вода, пар и турбина. Потому что места для реактора на космическом аппарате ещё меньше, а кроме того и вес реактора должен быть как можно ниже (чтоб ракета его вообще подняла). Энергия распада топлива преобразуется в тепло не за счет нагрева воды, а хитрым образом, за счет нагрева разных твердых проводящих заряд материалов. Эти материалы нагреваются по-разному и от этой разности нагрева в них возникает ток – так и получается энергия. Эта херня называется по-умному термоэлектрическим преобразованием. Кроме того, космический реактор может юыть эээ… не совсем реактором. В нем может не идти цепная реакция распада урана или плутония, а может просто распадаться какой-нибудь достаточно сильный по энергии и времени жизни изотоп (вроде Стронция-90). То есть по сути это уже не реактор, а ниэпическая ядерная батарейка. Про ядерные батарейки, если интересно, можно рассказать отдельно.
Реакторы для наработки и производства медицинских и промышленных изотопов, по сути штучный товар. Идея в том, что при «горении» топлива в процессе его распада и превращений, образуется и накапливается (нарабатывается) нужный изотоп. Поскольку мир говно, то изначально такие «наработочные» реакторы строились для производства компонентов ядерного оружия, и злое человечество в этом весьма преуспело. Мегатонны сраного оружейного плутония, наработанного в США, например, теперь бы придумать куда девать… Но потом умные люди научились использовать радиацию в мирных целях – для медицинской диагностики, целенаправленного уничтожения раковых опухолей и прочего такого. И «наработочные» реакторы допёрли использовать для спасения жизней, а не наоборот. Медицинских изотопов много и разных, и нужны они, как правило, не в том количестве, что электроэнергия, поэтому, как правило, специальные медицинские центры строят мини-реакторы прямо у себя при клинике. Если интересно про ядерную медицину поподробнее, могу рассказать.
И вот все эти разнообразно хитрожопые реакторы, порождение инженерного гения, пашут на благо человечества. И в процессе работы реактора происходит превращение урана в другие элементы, которые тоже сталкиваются, распадаются, превращаются, выделяют или хавают нейтроны. И в процессе работы реактора урана, естественным образом, становится всё меньше (он выгорает), а всех этих продуктов его жизнедеятельности всё больше. Дрова сгорают, остается сажа, зола и головешки. Когда почти весь уран прогорел, реактор надо остановить, а топливо заменить на свежее. И все бы хорошо, но есть одно НО. Специфическая особенность ядерного топлива в том, что, после прекращения цепной реакции деления выделение тепла в реакторе продолжается ещё долгое время за счет активности этих самых продуктов жизнедеятельности реактора – ядерного дерьма, по-научному именуемого ОЯТ – отработавшее ядерное топливо.
Остаточное тепловыделение происходит в дерьме за счет распада продуктов деления, которые накопились в топливе за время работы реактора. Ядра продуктов деления вследствие распада переходят в более стабильное или полностью стабильное состояние с выделением значительной энергии. И занимает это, как правило, довольно длительное время, в течение которого ТВЭЛы, которые уже энергии дать не могут, всё ещё светят и греют. Из-за этого воззникает необходимость как-то с этим дерьмом обращаться - обеспечивать теплоотвод от активной зоны реактора после его остановки. А потом хранить извлеченные из реактора ТВС-ки в специальных бассейнах при станции 3-4 года. И только потом с дерьмом можно начинать как-то обращаться.
На сегодня все, ребят. Абордаж мозга окончен.
СПАСИБАЗАВНИМАНИЕ!
В следующий раз будем обсуждать волнующий многих «говно-вопрос».
P.S.: Предыдущие части чекаем по тэгу "ядрён-батон!"
Вводная первая часть
вторая часть
третья часть
четвертая часть
@темы: Рейд, Капитанские байки, ядрён-батон!
-
-
20.04.2020 в 09:36-
-
20.04.2020 в 10:30-
-
20.04.2020 в 10:32-
-
20.04.2020 в 10:34-
-
20.04.2020 в 11:46Фактически СУЗ - стержень управления защитой - это любое вещество с достаточно большим сечением захвата гейтронов. Бор, кадмий, гафний, тот же графит... Они комплексные, эти стержни.
Скороварка, чо!
да, про систему защиты реактора наверное имеет смысл развернуть подробнее...
Не буду исправлять
-
-
20.04.2020 в 11:48-
-
20.04.2020 в 14:40А теперь перейдем к шокирующим подробностям внутреннего мира реакторов.
4 - это замедлитель быстрых чемоданов нейтронов
Они графитовые обычно?а, дальше прочиталЕсли погуглить тему, можно встретить кучу непонятных терминов и аббревиатур
И забыть о них через месяц
БН-ы любят за то что они считаются более безопасными Ух ты. Я сперва подумал, что они, наоборот, должны быть более опасными, потому что быстрые же! А оказалось с точностью до наоборот
Теплоносителем в реакторе может быть не только вода или жидкий металл. Бывают реакторы с тяжеловодным (про тяжелую воду я в прошлый раз рассказывал), органическим или даже газовым теплоносителем. Бывают реакторы на расплавах солей. Ого, столько всего интересного! Я знал только про воду и тяжелую воду
Согласен с предыдущими ораторами, надо это издавать))
так что ВСЕ ДУРАЦКИЕ ВОПРОСЫ - МНЕ!
Йа, йа имею дурацкие вопросы! На схеме (не где таблетка с очаровательным пыщ-пыщ, а где внутренний мир реактора) стержни управления. Я когда-то видел где-то, что при их опускании до самого конца скорость реакции может сначала возрасти, хотя, по идее должна замедлиться, но так и не понял, почему?
-
-
20.04.2020 в 14:40-
-
20.04.2020 в 21:56«Я сперва подумал, что они, наоборот, должны быть более опасными, потому что быстрые же! А оказалось с точностью до наоборот» - хех, не то чтобы совсем наоборот))) Тут же как - там безопаснее, а сям опаснее. Инженер всегда балансирует в обосновании технических решений. В чем-то БН-ы выгоднее и лучше, в чем-то хуже и опаснее.
«Я когда-то видел где-то, что при их опускании до самого конца скорость реакции может сначала возрасти, хотя, по идее должна замедлиться, но так и не понял, почему?» - ОХУЕННЫЙ ВОПРОС! я долго ломал мозг, как это объяснить без сложных углублений в термины и прочую хероту. Сломал!
Хотя по сути все просто - ты перепутал "реакцию" и "реактивность". Реактивность это такое свойство цепной реакции, оно связано с размножением нейтронов
Реактивность ядерного реактора изменяется путём перемещения в активной зоне регулирующих стержней, поглощающих нейтроны
Для измерения реактивности есть коэффициент реактивности. При расчетах, при нормальном состоянии реактора он отрицательный. И при связывании реактивности (погружении стержней) он растет.
-
-
20.04.2020 в 22:09Инженер всегда балансирует в обосновании технических решений Лезвие бритвы))
Хотя по сути все просто - ты перепутал "реакцию" и "реактивность". Точно! В памяти внезапно всплыл термин "остаточная реактивность", а что-нибудь перепутать - это ко мне, всегда пожалуйста
Величина связываемой реактивности зависит как от материала и величины поверхности стержня, так и от места погружения в активную зону,
То есть если нам надо, э, не знаю, как сказать, связать достаточно много реактивности, стержень надо засовывать ближе к середине?
-
-
20.04.2020 в 22:15Вот вам и шокирующие подробности внутреннего мира реакторов...
читать дальше
-
-
20.04.2020 в 22:23и это должен быть ОЧЕНЬ БОЛЬШОЙ И ТОЛСТЫЙ стержень. Засунутый прямо в середину!
А можно ещё вопрос? Про пи$дыхи! Какие они могут быть. Я понимаю, что это некорректный вопрос, потому что для каждого типа реактора, вероятно, эти пи$дыхи должны быть свои (как для реактора с натриевым теплоносителем - пи$дых из-за слившихся в экстазе натрия с водой), но интересно про хоть какое-нибудь)) Неконтролируемый рост реактивности, пароциркониевая реакция, а ещё?
-
-
20.04.2020 в 22:30"как рвануть реактор". Ну, теоретически)))
Вот очень распространено мнение, что аварию на АЭС можно устроить типа случайно, с полпинка - "кто бросил валенок на пульт?!" - БАХ! и вот вам Чернобыль и Фукусима. На самом деле даже если очень захотеть рвануть реактор, и очень хорошо в нем разбираться, то сделать это практически и физически ой как непросто!
--------------------------------------------------------------
Да, правда наверное стоит включить в план главу про системы защиты и безопасности реактора.
-
-
20.04.2020 в 22:34Буду ждать с нетерпением))
-
-
20.04.2020 в 22:48Но в интернете наслушался и насмотрелся таких умонастроений, что всех голливудских террористов можно выносить покурить)))
Но однако это говорит о том, что народные умы таки ОЧЕНЬ волнует безопасность АЭС. Лучше бы о безопасности на дорогах подумали. Во!
-
-
20.04.2020 в 22:58Лучше бы о безопасности на дорогах подумали. Во! Вот да, это Обескоенной Общественности было бы проще)
Интересно, кстати, почему так происходит. Возможно, из-за масштабов? Или из-за того, что а прошлом о части ядерных аварий - Чернобыль, Кыштым - не было вовремя дано информации, что породило недоверие, которое закрепилось и приняло вот такие вот формы?
-
-
20.04.2020 в 23:04«Интересно, кстати, почему так происходит. Возможно, из-за масштабов?» - я ваще думаю, что из-за того, что как-то автомобили они привычнее, и польза от них ощутимее и виднее, и... их вообще виднее - на дорогах вон сколько! И все такие яркие, разные, веселенькие.И куча народу умеет водить - а что такого?!
А вот АЭС это что-то эээ... хтоническое)))) страшное непонятное сложно-техническое, не-для-средних-умов и радиация она такая... невидимая, страАшная... "и встанет гриб лиловый и кончится земля" (с)
Все же началось с чего - мир говно, и первыми ядерную реакцию получили нацисты, а потом американцы и именно для бомбы, и рванули её потом в Хиросиме... И первая реакция на что-то "ядерное" - это страх.
-
-
20.04.2020 в 23:11О. Вот "хтоническое" - самое верное слово)) Мне про радиацию и АЭС читать очень интересно, но этот с таким... лёгким оттенком опасливого восхищения) Завораживает и притягивает.