Ядерный реактор с твёрдым теплоносителем

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск
К:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан) К:Википедия:Страницы на КУ (тип: не указан)

Ядерный реактор с твёрдым теплоносителем — ядерный реактор, рабочим телом теплоносителя которого, вместо воды, является материал на основе пиролитического углерода.



Концепция

Если рассматривать ядерные реакторы как основной источник электрической и тепловой энергии для человечества в будущем для решения глобальных задач экономии органических соединений природного происхождения (газ, нефть) и уменьшения выбросов газов от их горения в атмосферу, надо решить, по крайней мере, три задачи:

  • Исключить возможность аварийного выброса радиоактивности и снизить выход в биосферу радиоактивности при функционировании всей цепочки технологий ядерной энергетики.
  • Обосновать технологические схемы использования запасов ядерного топлива, способные решить задачу экономически конкурентоспособного, широкомасштабного функционирования ядерной энергетики в течение длительного времени.
  • Исключить возможность применения ядерных компонентов производства энергии для создания ядерного оружия.

После аварии на Чернобыльской АЭС, МАГАТЭ поставила задачу о разработке радикально новых ядерных реакторов. Концепция первого контура безопасного ядерного реактора — рабочее тело теплоносителя должно представлять собой твердое тело, но одновременно обладать текучестью. В качестве рабочего тела первого контура предполагается использовать материал, выдерживающий температуры до 4000К, на основе пиролитического углерода. На сегодняшний день ведется лишь одна разработка ядерного реактора с таким охлаждением. По результатам исследований получены российские патенты по тематике:

  • создание условий, для осуществления надежного равномерного движения теплоснимающих твердых частиц;
  • определение оптимальных размеров, форм и химического состава частиц, обеспечивающих высокий коэффициент теплоотдачи;
  • пиролиз частиц, с целью придания поверхности определенных физических свойств;

а также по специфическим характерным особенностям конструкции ядерного реактора на твердом теплоносителе.

Достоинства ядерного энергетического реактора с твёрдым теплоносителем

  • Независимость давления в теплоснимающем контуре от температуры теплоносителя, вплоть до температуры сублимации твёрдого теплоносителя — при давлении ниже атмосферного можно иметь первый контур реактора с температурами в тысячи градусов с запасом до испарения (сублимации) теплоносителя также в тысячи градусов.
  • В отличие от газа, обычно применяемого в реакторах типа HTGR, твёрдый теплоноситель имеет достаточно высокую плотность и коэффициент поглощения теплового излучения. При достаточно большой разнице температур теплоносителя и оболочки твэла теплопередача в основном осуществляется излучением. При достаточно высокой температуре оболочки тепловыделяющего элемента вся мощность может быть снята излучением.
  • При использовании твёрдого теплоносителя практически не возникает проблем коррозии топливных элементов, а эрозия может быть сделана достаточно малой.
  • Реактор с твёрдым теплоносителем может быть построен с использованием доступных в природе материалов для построения всех конструктивных элементов.
  • Меньшая металлоемкость и стоимость сооружения установки.
  • Высокие температуры в первом контуре реактора позволяют иметь высокий термический коэффициент полезного действия. Может быть создана конструкция с высоким ресурсом по времени его работы и по выделенной энергии (флюенсу).
  • Возможность создания конструкции реакторной установки, стоимость и сложность демонтажа которой значительно ниже, чем существующих реакторов типа PWR. Радиоактивные отходы от демонтажа такого реактора будут иметь уровень удельной радиоактивности и суммарную радиоактивность в сотни раз меньше, чем у существующих реакторных систем.
  • Малое степень образования жидких отходов. Твёрдые эксплуатационные отходы низкой активности не требуют больших затрат на хранение.
  • Возможность постройки реактора большой мощности с низкой удельной энергонапряженностью активной зоны и большим запасом до критических значений, а также высокой надежностью.


Напишите отзыв о статье "Ядерный реактор с твёрдым теплоносителем"

Отрывок, характеризующий Ядерный реактор с твёрдым теплоносителем

Денисов взял подаваемую ему закуренную трубку, сжал в кулак, и, рассыпая огонь, ударил ею по полу, продолжая кричать.
– Семпель даст, паг'оль бьет; семпель даст, паг'оль бьет.
Он рассыпал огонь, разбил трубку и бросил ее. Денисов помолчал и вдруг своими блестящими черными глазами весело взглянул на Ростова.
– Хоть бы женщины были. А то тут, кг'оме как пить, делать нечего. Хоть бы дг'аться ског'ей.
– Эй, кто там? – обратился он к двери, заслышав остановившиеся шаги толстых сапог с бряцанием шпор и почтительное покашливанье.
– Вахмистр! – сказал Лаврушка.
Денисов сморщился еще больше.
– Сквег'но, – проговорил он, бросая кошелек с несколькими золотыми. – Г`остов, сочти, голубчик, сколько там осталось, да сунь кошелек под подушку, – сказал он и вышел к вахмистру.
Ростов взял деньги и, машинально, откладывая и ровняя кучками старые и новые золотые, стал считать их.
– А! Телянин! Здог'ово! Вздули меня вчег'а! – послышался голос Денисова из другой комнаты.
– У кого? У Быкова, у крысы?… Я знал, – сказал другой тоненький голос, и вслед за тем в комнату вошел поручик Телянин, маленький офицер того же эскадрона.
Ростов кинул под подушку кошелек и пожал протянутую ему маленькую влажную руку. Телянин был перед походом за что то переведен из гвардии. Он держал себя очень хорошо в полку; но его не любили, и в особенности Ростов не мог ни преодолеть, ни скрывать своего беспричинного отвращения к этому офицеру.
– Ну, что, молодой кавалерист, как вам мой Грачик служит? – спросил он. (Грачик была верховая лошадь, подъездок, проданная Теляниным Ростову.)
Поручик никогда не смотрел в глаза человеку, с кем говорил; глаза его постоянно перебегали с одного предмета на другой.
– Я видел, вы нынче проехали…
– Да ничего, конь добрый, – отвечал Ростов, несмотря на то, что лошадь эта, купленная им за 700 рублей, не стоила и половины этой цены. – Припадать стала на левую переднюю… – прибавил он. – Треснуло копыто! Это ничего. Я вас научу, покажу, заклепку какую положить.
– Да, покажите пожалуйста, – сказал Ростов.
– Покажу, покажу, это не секрет. А за лошадь благодарить будете.
– Так я велю привести лошадь, – сказал Ростов, желая избавиться от Телянина, и вышел, чтобы велеть привести лошадь.
В сенях Денисов, с трубкой, скорчившись на пороге, сидел перед вахмистром, который что то докладывал. Увидав Ростова, Денисов сморщился и, указывая через плечо большим пальцем в комнату, в которой сидел Телянин, поморщился и с отвращением тряхнулся.
– Ох, не люблю молодца, – сказал он, не стесняясь присутствием вахмистра.
Ростов пожал плечами, как будто говоря: «И я тоже, да что же делать!» и, распорядившись, вернулся к Телянину.
Телянин сидел всё в той же ленивой позе, в которой его оставил Ростов, потирая маленькие белые руки.
«Бывают же такие противные лица», подумал Ростов, входя в комнату.
– Что же, велели привести лошадь? – сказал Телянин, вставая и небрежно оглядываясь.
– Велел.
– Да пойдемте сами. Я ведь зашел только спросить Денисова о вчерашнем приказе. Получили, Денисов?
– Нет еще. А вы куда?
– Вот хочу молодого человека научить, как ковать лошадь, – сказал Телянин.
Они вышли на крыльцо и в конюшню. Поручик показал, как делать заклепку, и ушел к себе.
Когда Ростов вернулся, на столе стояла бутылка с водкой и лежала колбаса. Денисов сидел перед столом и трещал пером по бумаге. Он мрачно посмотрел в лицо Ростову.
– Ей пишу, – сказал он.
Он облокотился на стол с пером в руке, и, очевидно обрадованный случаю быстрее сказать словом всё, что он хотел написать, высказывал свое письмо Ростову.
– Ты видишь ли, дг'уг, – сказал он. – Мы спим, пока не любим. Мы дети пг`axa… а полюбил – и ты Бог, ты чист, как в пег'вый день создания… Это еще кто? Гони его к чог'ту. Некогда! – крикнул он на Лаврушку, который, нисколько не робея, подошел к нему.
– Да кому ж быть? Сами велели. Вахмистр за деньгами пришел.
Денисов сморщился, хотел что то крикнуть и замолчал.