Плазмофазный ядерный реактор

 

yuu2

опытный

Татарин> Ааа... понял. То есть, по-Вашему, берем критичную твердотельную АЗ и простреливаем через нее ампулу с гексафторидом?

Ага!

Татарин> Так ведь если основная масса вещества в твердом виде, то ведь там же и основное энерговыделение будет. А нафига тогда вся затея?

Основной массой твердотельной зоны может быть и замедлитель.
 

yuu2

опытный

При этом можно будет "развязать" по температурам и ресурсу твердотельную часть и газонаполненные ампулы.

Wyvern-2

координатор
★★★☆
yuu2> Основной массой твердотельной зоны может быть и замедлитель.

yuu2> При этом можно будет "развязать" по температурам и ресурсу твердотельную часть и газонаполненные ампулы. [»]

При этом ТАК:
0,85 критмассы - слабообогащенный U-235 с замедлителем\отражателем , например, легководным\бериллиевым, причем вода же охладитель;
0,1 критмассы - простреливаемая через центр.камеру, ампула с сжатым U233 F6
0,05 критмассы - импульсный поток нейтронов от внешнего источника (например, бетатрона или ускорителя протонов) подаваемый в фокус крит.зоны.
При этом твердофазная часть будет разогреваться очень слабо, а вот газовая фаза - то плазмы.
Получается, кстати, очень безопасный и управляемый реактор. Нет?

Ник
P.S.Кстати, гексафторид урана при комнатной температуре твердое вещество (температура плавления - 64°С, возгонки - 56,4°С)
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  
Это сообщение редактировалось 15.07.2005 в 15:50
+
-
edit
 

sibnick

новичок
Wyvern-2> 0,1 критмассы - простреливаемая через центр.камеру, ампула с сжатым U233 F6

А какой процент успеет там сгореть за время пролета? Что-то не очевидно что большой.

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Татарин
В момент импульса газ сильно ионизируется (разлет осколков!), магнитное поле отжимается к стенкам, в катушках съема генерируется импульс.
 


И вот это - как раз самое узкое место схемы, а даже не пролетающие капсулы с гексафторидом.
Это сообщение редактировалось 15.07.2005 в 17:11
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★☆
Wyvern-2>> 0,1 критмассы - простреливаемая через центр.камеру, ампула с сжатым U233 F6
sibnick> А какой процент успеет там сгореть за время пролета? Что-то не очевидно что большой. [»]

Сама камера наполненна, например, гелием. При очередном импульсе повышением давления гелий+продукты предыдущего импульса вытеснются в фильтро-разделяющую установку.

Ник

Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
valture
чем выше Т, тем выше КПД ..... + в отличие от ДВС и турбин рабочее тело не уносит остатки тепла в атмосферу , а возвращается в активную зону (замкнутая система ) ......
 


Т и КПД - это всё так. Но! Когда говорят о высоком КПД МГД-преобразователей - то речь, как правило, идёт о преобразовании кинетической энергии струи в электричество. И это преобразование можно действительно осуществить с высоким, хоть и ограниченным (в частности, температурой, при которой рабочее тело еще обладает достаточной проводимостью) КПД - до 90%. Но вот тепловая изначально энергия рабочего тела в энергию струи перекачивается при помощи сопла, которое есть тепловая машина со всеми вытекающими. И её КПД нужно еще умножать на ту самую 0,9, которая в МГД-преобразователе. А КПД сопла ограничено температурой, а она - материалами.

Рекуперацию тепла осуществлять тоже можно. Однако она лишь помогает приблизить КПД реальной тепловой машины к КПД машины, работающей по циклу Карно (пример тепловой машины с рекуперацией - двигатель Стирлинга).

поминится предлагали механическую сепарацию плазмы - т.к. электроны значительно легче ионов ,то их можно разделять например по типу центрифуги\циклона ....
 


У, ёёё... :blink: Ну что ж вы путаете-то всё на свете! :o Какое нафиг разделение электронов с ионами в плазме?! Вы вообще знаете, что такое плазма?! Она нейтральна по определению, малейшее разделение электронной и ионной компонент приводит к возникновению огромных электрических полей! В различных центрифужных установках работают с холодной (химически активной) плазмой, и разделяются там не электроны с ионами, а тяжелые компоненты, разные хим. вещества.

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
yuu2
Ион-то должен существовать. Вопрос ведь о времени жизни в условиях облучения.
 


Вот тут не понял. Чем нейтронное и гамма-облучение могут повредить иону UF6? Сечения ионизации гамма-квантами малы, да сама по себе доплнительная ионизация не сразу развалит молекулярный ион. Нейтронное тем более ничего плохого не сделает - разве учинит какую гадость с ядром фтора, но вероятность этого заметно меньше, чем вероятность нужной нам реакции деления урана, да даже если какая-то гадость с одним из фторов и случится - это приведет лишь к тому, что вместо одного молекулярного иона UF6 возникнет пара-тройка других ионов.

А то и в обычном топливе АЭС можно при желании наткнуться на ион U(+3), но ведь никто на называет это плазмой, бо он существует только во время перелёта из одной "дырки" кристаллической решётки в другую.
 


Сколько он там существует - само по себе неважно. Если таких ионов будет достаточно много, то о плазме вполне можно будет говорить. Другой вопрос, что технически такая плотность ионов U(+3) недостижима.

Простая 2-4 МэВная альфа-частица пробегает в воздухе до 10-20 см ионизируя попутные атомы. 2 осколка - в сумме ~160-170 МэВ. В газовой среде до торможения они будут ионизировать десятки атомов/молекул. Но это не повод называть газ плазмой.
 


Определение плазмы (необходимые критерии):

1. Квазинейтральность.
2. Малость дебаевского радиуса по сравнению с характерным размером плазмы.
3. Большое число заряженных частиц в дебаевской сфере.

Выполняются эти критерии - называть газ плазмой не только можно, но и нужно. И если осколков будет много, плюс они в газе чего еще наионизуют - это будет весомым поводом говорить о плазме. Но это просто к вопросу о терминологии - такая плазма всё равно для первоначальной идеи (магнитного удержания с прямым преобразованием энергии) непригодна... Т.е. так плазмофазность не даст преимуществ.
 

valture

опытный

Fakir> У, ёёё... :blink: Ну что ж вы путаете-то всё на свете! :o Какое нафиг разделение электронов с ионами в плазме?! Вы вообще знаете, что такое плазма?! Она нейтральна по определению, малейшее разделение электронной и ионной компонент приводит к возникновению огромных электрических полей! В различных центрифужных установках работают с холодной (химически активной) плазмой, и разделяются там не электроны с ионами, а тяжелые компоненты, разные хим. вещества. [»]

скорее можно говорить не о полном разделении ,а об образовании градиента - в одной части возникает некоторый избыток электронов ,а в другой избыток ионов ......причем не обязательно за счет центробежных сил , магнитное поле тоже можно использовать .... :blink:

 
Это сообщение редактировалось 15.07.2005 в 19:18
+
-
edit
 

valture

опытный

простейший газофазный импульсный реактор : стакан с газообразным ядерным топливом и поршень сжимающий газ до критического обьема - газ нагревается ,выталкивая поршень и расширяется ,прекращая цепную реакцию .... :blink:
 
EE Татарин #21.07.2005 00:38  @Fakir#15.07.2005 16:26
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
Татарин> В момент импульса газ сильно ионизируется (разлет осколков!), магнитное поле отжимается к стенкам, в катушках съема генерируется импульс.
Fakir> И вот это - как раз самое узкое место схемы, а даже не пролетающие капсулы с гексафторидом. [»]

Почему?

В магнитном поле вдруг появляются носители заряда с высокой скоростью. Есть сомнения, что они будут искривлять свои траектории, создавая магнитное поле, противоположно направленное? Есть сомнения, что при низких (тысячи К, но не десятки тысяч) температурах плотная (единицы атмосфер) плазма быстро (микро- и миллисекунды) рекомбинирует после импульса?

Твое "фи" относится к принципиальной работоспособности схемы или к количественным параметрам (КПД и проч.)?
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Татарин
Твое "фи" относится к принципиальной работоспособности схемы или к количественным параметрам (КПД и проч.)?
 


В первую очередь к принципиальным. Во-первых, чтобы поле было эффективно вытеснено, давление заряженной компоненты должно быть порядка давления поля (по сути, тут получается аналог классической плазменной беты - и она должна быть порядка единицы). Во-вторых, чтобы можно было говорить о возникновении диамагнитного тока, который, собссно, и выталкивает внешнее поле, нужно, чтобы частицы успели заметно "прокрутиться" под действием поля.

Есть сомнения, что при низких (тысячи К, но не десятки тысяч) температурах плотная (единицы атмосфер) плазма быстро (микро- и миллисекунды) рекомбинирует после импульса?
 


В первую очередь есть сомнения, что она достаточно эффективно ионизуется...

+
-
edit
 

valture

опытный

если реактор импульсный - то при микровзрыве электроны будут двигатся быстрее ионов ,т.е. достигнут стенок - электродов первыми ....получится простой генератор переменного тока ... :blink:

эффективность ионизации кроме температуры сильно зависит от хим . состава плазмы\газа небольшие добавки например щелочных металлов значительно повышают степень ионизации .....а главное - сам ядерный реактор (особенно импульсный ) оказывает мощное ионизирующее воздействие ..... :blink:
 
EE Татарин #21.07.2005 01:58  @Fakir#21.07.2005 00:52
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
Fakir> В первую очередь к принципиальным. Во-первых, чтобы поле было эффективно вытеснено, давление заряженной компоненты должно быть порядка давления поля
Очевидно. Ионизация, температура и плотность должны соответствовать.

Fakir> Во-вторых, чтобы можно было говорить о возникновении диамагнитного тока, который, собссно, и выталкивает внешнее поле, нужно, чтобы частицы успели заметно "прокрутиться" под действием поля.
Факт. И тут плотная плазма - большое неудобство, конечно. Лучше бы среду иметь разряженную, очень горячую и полностью ионизированную. Ясное дело.

Самый неприятный момент тут. :\

Fakir> В первую очередь есть сомнения, что она достаточно эффективно ионизуется... [»]
А это-то с чего бы? Энергия, что осколков, что нейтронов, что гаммы деления >> энергии ионизации; нет никакого способа нагреть среду, не ионизировав ее хорошенько. Мне кажется очевидным, что почти вся первичная ядерная энергия уйдет на ионизацию.

И другой момент: для эффективного преобразования кинетическая энергия заряженной частицы должна быть больше или хотя бы сравнима с энергией ионизации... то бишь, среда, чтобы отдавать энергию, должна быть сильно неравновесной (она и будет - продукты деления в самом начале несут основную энергию).
Или, лучше, целиком очень горячей в момент импульса, с последующим остыванием ниже температуры ионизации. Если энерговыделение неравномерно, и такие температуры только в самом центре АЗ, то почему бы и нет? Когда среда у стенок примет эту энергию, температуры там будут уже далеки от начальных в центре...
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  
Это сообщение редактировалось 21.07.2005 в 02:04

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Татарин
Факт.
 


Хотя... Похоже, я прогнал. Пожалуй, при любом отклонении под действием поля будет возникать фактически диамагнитный ток, проворот необязателен.

Лучше бы среду иметь разряженную, очень горячую и полностью ионизированную.
 


Ну была б она такая - получалось бы исходное бредовое предложение :) Держим в магнитной бутылке, и работаем соответственно.

нет никакого способа нагреть среду, не ионизировав ее хорошенько.
 


А не обязательно. Смотря что и как сильно греть. Например, водород при 5000 только-только весь диссоциирует. И тут возникает вопрос - а какие температуры мы вообще можем себе позволить? Плазма плотная - значит, магнитную теплоизоляцию не применишь. Остаётся либо газовая завеса, как в ГФЯРД, либо греть до температуры, которую стерпят стенки.

А это-то с чего бы? Энергия, что осколков, что нейтронов, что гаммы деления >> энергии ионизации;
 


Во-первых, нейтроны на ионизацию вообще работать не станут; не выбьет же нейтрон электрон из атома. У гаммы сечения ионизации тоже будут небольшие, так что скорее всего почти вся гамма просто высвистнется на стенки. Осколки - тут надо смотреть и сравнивать сечения ионизации и пробеги.

И другой момент: для эффективного преобразования кинетическая энергия заряженной частицы должна быть больше или хотя бы сравнима с энергией ионизации...
 


Почему?

то бишь, среда, чтобы отдавать энергию, должна быть сильно неравновесной (она и будет - продукты деления в самом начале несут основную энергию).
 


Отдавать энергию она будет по-любому. Неравновесность позволяет в принципе получить больший КПД - термодинамику ведь никто не отменял, но в случае неравновесности можно работать с подсистемой, имеющей большую температуру.
 
EE Татарин #21.07.2005 21:50
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
Fakir> Хотя... Похоже, я прогнал. Пожалуй, при любом отклонении под действием поля будет возникать фактически диамагнитный ток, проворот необязателен.
Не совсем прогнал. :)

Татарин> нет никакого способа нагреть среду, не ионизировав ее хорошенько.
Fakir> А не обязательно. Смотря что и как сильно греть.
Дык прямой ядерный же нагрев-то! ...не отвлекаемся на абстракции, товарищи. :)
Вот есть у нас осколок - ядро стронция с полной энергией этак под 50МэВ. И как, спрашивается, оно нагреет среду, не ионизировав ее по самое "не хочу"?

Fakir> Например, водород при 5000 только-только весь диссоциирует. И тут возникает вопрос - а какие температуры мы вообще можем себе позволить?
Причем тут водород? 8o

А позволить мы себе можем очень многое. В импульсе. Энерговыделение обустроим в центре,

Fakir> Плазма плотная - значит, магнитную теплоизоляцию не применишь. Остаётся либо газовая завеса, как в ГФЯРД, либо греть до температуры, которую стерпят стенки.
Одно другому не мешает.

Fakir> Во-первых, нейтроны на ионизацию вообще работать не станут; не выбьет же нейтрон электрон из атома.
Ы?
Как же это не выбьет? Зачем же нейтронные бомбы делали?
Любое упругое рассеяние нейтрона на ядре оставит ядру энергию, а дернувшееся ядро неизменно возбудит атом, со всеми вытекающими. Если эта энергия - десяток кэВ, то электроны просто гроздьями посыпятся.

Fakir> У гаммы сечения ионизации тоже будут небольшие, так что скорее всего почти вся гамма просто высвистнется на стенки.
Да как сказать "вся"... у нас же уран все же в АЗ, многими килограммами...

Fakir> Осколки - тут надо смотреть и сравнивать сечения ионизации и пробеги.
Ну дык пробег напрямую зависит от ионизационных потерь. :)
Говорим "пробег", имеем в виду количество заряженых частиц, впрямую.

Татарин> И другой момент: для эффективного преобразования кинетическая энергия заряженной частицы должна быть больше или хотя бы сравнима с энергией ионизации...
Fakir> Почему?
Потому что энергию (свою кинетическую) в МГД-системе отдают только заряженные частицы. после того как частица рекомбинировала, энергия ионизации улетела нафиг на нагрев... впустую. И уже ее не поймать.


Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  

yuu2

опытный

Татарин> Вот есть у нас осколок - ядро стронция с полной энергией этак под 50МэВ.

С кинетической

Да и 50 МэВ на осколок - маловато будет. На паре осколков урана "мнгновенный" выход энергии не меньше 150-160 МэВ.



Татарин> А позволить мы себе можем очень многое. В импульсе.

В ампуле содержимое которой по истечении ресурса стенки можно "перелить" в следующую ампулу. А стенку б/у - за борт (на сувениры марсиянам).
EE Татарин #24.07.2005 23:51  @yuu2#22.07.2005 08:05
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
Татарин>> Вот есть у нас осколок - ядро стронция с полной энергией этак под 50МэВ.
yuu2> С кинетической

Да и 50 МэВ на осколок - маловато будет. На паре осколков урана "мнгновенный" выход энергии не меньше 150-160 МэВ.


Ну, того порядка где-то.

Татарин>> А позволить мы себе можем очень многое. В импульсе.
yuu2> В ампуле содержимое которой по истечении ресурса стенки можно "перелить" в следующую ампулу. А стенку б/у - за борт (на сувениры марсиянам). [»]
А не дорого это будет - так массу на сувениры расшвыривать?
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  

yuu2

опытный

Татарин> А не дорого это будет - так массу на сувениры расшвыривать?

1. А кто считал ресурс?
2. При мегаваттных генерируемых мощностях можно к реактору и "станочек" присобачить для отжига радиационных дефектов ампумы. А вот при неподвижной полости и импульсном реакторе это уже проблематично.
 

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru