Две самых перспективных и одновременно критикуемых концепция ядерной энергетики — это управляемый термояд и замыкание ядерного топливого цикла. Шестьдесят с лишним лет прошло с появления этих энергетических идей, но первая из них так и не сняла лабораторный халат, а вторая осталась в виде единичных опытов “попробовали и бросили”. Но если термоядерная энергетика — это особая история, с коварством природы и слабостью человека в сюжете, то ЗЯТЦ пребывает в зачаточном состоянии по совсем другим причинам.
Таблетки из смеси диоксида урана и плутония — основа сегодняшнего ЗЯТЦ
Идея ЗЯТЦ заключается в том, что бы научится извлекать энергию из неиспользуемых на данный момент урана-238 или тория-232. В них содержится столько же энергии, сколько и в “работающем” в реакторах сегодня U235 — грубо говоря 150 кВт*ч (месяц потребления средней квартиры) электроэнергии на 1 грамм металла. Однако в природном уране всего 0,7% U235 (из которых нам достается 0,5%, остальное идет в отвал при разделении изотопов), и 99,3% того самого U238. Если бы можно было использовать двести тридцать восьмой уран, это расширило бы запасы ядерного топлива в 200 раз. И в этом залючена первая проблема ЗЯТЦ — в мире нет какой-то особой срочной потребности в расширении запасов топлива, его хватает в силу стагнации общей мощности АЭС.
Камера сборки МОКС тепловыделяющих сборок для реактора БН-800. Стены и оборудование из нержавейки, роботизация и герметичность — типичные составляющие подобных производств.
Каким образом в ЗЯТЦ собираются использовать энергию урана 238? Этот изотоп не поддерживает цепную реакцию деления, необходимую для извлечения энергии. Но, оказывается, путем поглощения одного нейтрона, он может превратиться в плутоний-239, который уже поддерживает цепную реакцию. На наше счастье, при делении U235 и Pu239 из них “выпадает” два-три нейтрона и если один идет на продолжение цепной реации, то второму “лишнему” можно найти полезное примерение: потратить на конверсию U238 во что-то делящееся (напр. в Pu239). Таким образом складывается концепция замыкания — “жжем” плутоний в реакторе, попутно получая из U238 новый плутоний.
В отработавшем ядерном топливе всего 3-5% радиоактивных продуктов деления, которые нужно захоранивать, а остальное (несколько упрощая) вполне можно пустить в новый цикл.
Минимальный ЗЯТЦ получается состоящим из трех элементов:
- Реактор
- Фабрика переработки облученного ядерного топлива
- Завод по изготовлению свежего топлива с делящимися материалами полученными в пункте 2.
Где начинается ЗЯТЦ?
А где начинается обруч? Для простоты изложения допустим, что
Типичные схемы ЗЯТЦ. И это очень укрупненно!
Более менее традиционные варианты реактора-размножителя из предыдущего абзаца предусматривают физическое разнесение зон деления и воспроизводства. Поскольку, опять же, традиционно, активную зону набирают из специальных кассет, получается, что после топливной кампании, скажем, раз в год, мы извлекаем из реактора облученное ядерное топливо, в части которого у нас делящегося материала стало меньше, а в части — сильно больше.
Российские разработчики ЗЯТЦ ключевым элементом сейчас видят реактор БН-1200. Плутоний будет браться из переработанного ОЯТ реакторов ВВЭР и РБМК, что решает проблему его хранения.
Почему этот наработанный делящийся материал (ДМ) нельзя использовать сразу в реакторе? В основном по технологическим причинам — он находится внутри изолирующих элементов (твэлов), которые имеют определенный ресурс нахождения внутри активной зоне. Кроме того, та часть ДМ, которая делилась с выработкой энергии и нейтронов, оставляет после себя продукты деления, которые являются нейтронными ядами и постепенно ухудшают характеристики реактора.
Крупнейший в мире завод по переработке ОЯТ — французкий La-Haug, способный перерабатывать годовой объем ОЯТ от 90 энергоблоков — все европейское отработанное топливо.
Зёрна от плевел. Переработка.
Далее это топливо необходимо переработать и разделить:
- металлические пассивные конструкции кассеты
- стартовый материал (U235, U238)
- продукты деления
- наработанный материал (Pu239)
- остаточный делящийся материал.
Традиционно, этим занимаются радиохимические заводы, например “Маяк”. И если вариантов реакторов-размножителей есть примерно десяток, то технологических вариантов переработки точно больше сотни.
Например, так выглядит весьма передовой процесс переработки ОЯТ реактора БРЕСТ-300, который выполняется прямо на АЭС. Под словом «пиро» тут понимается адский процесс электролиза расплава облученного ядерного топлива в кадмии.
Начнем с того, что важен вид топлива, который работает в реакторе. Это может быть как и металлический уран и плутоний (или сплав с цирконием, молибденом и т.п. и т.д), так и химическое соединение: оксид, нитрид, карбид — т.е. соединение урана и плутония с кислородом, азотом, углеродом и т.д. В традиционной энергетике используется оксид урана UO2, обладающий некоторыми удобными характеристиками (например по удержанию в себе газообразных продуктов деления ксенона, гелия и йода). Химия топлива определяется нейтронно-физическими требованиями от реактора размножителя и определяет в свою очередь технологию, которая будет использоваться на заводе по переработке ОЯТ. Традиционно и относительно широко используется переработка ядерного топлива в виде растворов в азотной кислоте, или PUREX-процесс. Самый технологически простой (от этого не менее опасный) PUREX был разработан с целью извлечения оружейного плутония из ОЯТ военных реакторов-наработчиков еще на заре атомной эпохи.
Кстати, PUREX можно сделать и дома.
Однако в перспективе ЗЯТЦ радиохимики хотели бы отойти как от оксидного топлива перейдя на карбид или нитрид (точнее смесь карбидов/нитридов плутония и урана), так и от жидкосной радиохимии, переключившишь на переработку облученной массы в виде расплавов солей или даже ионизированного газа (!). С одной стороны такой переход дает заметные бонусы к всему проекту ЗЯТЦ, например при работе на нитриде реактор можно сделать без зон воспроизведения (а значит двух схем переработки ОЯТ), а переработка тонны ОЯТ не будет оставлять за собой десятков кубометров жидких радиоактивных отходов. С другой — приходится решать одновременно гигантский круг вопросов, как по реактору, так по переработке ОЯТ и еще и по фабрикации свежего топлива, о которой мы поговорим чуть ниже.
Разное оборудование, с помощью которого выполняется переработка ОЯТ. После отладки оно навсегда покидает мир людей, что бы работать в герметичных камерах, а затем стать радиоактивными отходами и быть захороненным.
А вот проектируемое оборудование, которое будет перерабатывать «горячее» ядерное топливо в виде расплавов
Именно на нитридном топливе базируется проект ЗЯТЦ “Прорыв”, предусматривающий быстрый реактор со свинцовым теплоносителем и пристанционную безжидкосную переработку-фабрикацию топлива. Такой набор технологий очень сильно относит “Прорыв” от мейстримового ЗЯТЦ, в котором реактор — натриевый, топливо — оксидное, а переработка — жидкостная, поэтому смешивать, например завод по производству нитридного топлива, который сейчас строят в Северске и БН-800 нет никакого смысла — это как две параллельные линии.
Вот, например опытная линия, на которой можно производить до 20 килограмм в месяц таблеток из смеси урана, плутоний и нептуния. Т.е. линия внутри, а мы видим только защитные боксы, в которых она находится в бескислородной и безводной атмосфере.
Третья нога ЗЯТЦ. Фабрикация топлива
Фабрикация — это сборка топливных кассет (ТВС) из каркаса, ТВЭЛов, предварительно набитых урановым топливом (обычно в форме таблеток). Разумеется каждый реактор в мире, не задумывающийся о ЗЯТЦ, потребляет каждый год эти ТВС, поэтому фабрикация — хорошо освоенный промышленный процесс. который включает в себя технологически тонкие этапы размола порошка UO2, прессования этого порошка в таблетки, спекания таблеток.
Так вот, фабрикация топлива для ЗЯТЦ ломает все широкие промышленные традиции заводов ТВС. Во-первых, собираемая из остатков облученного ядерного топлива ТВС радиоактивна, значит все процессы должны происходить без участия людей. Во-вторых, порошок оксида плутония отличается от урана. В третьих, если мы все же решились вместо оксидов использовать нитриды или карбиды урана-плутония, то нас ждет неприятное открытие — они самовоспламеняются на воздухе или в присутсвии влаги. Значит размол-прессование-спекание придется вести в изолированных боксах, наполненных сухим азотом.
Например, справа в кадре бокс, где стоит пресс, изготавливающий МОКС-таблетки для ТВС БН-800
Как итог, фабрикация топлива в ЗЯТЦ оказывается не менее важной и столь же непростой, как два предыдущих этапа.
Итогом “правильного” замыкания должно стать потребление стартового материала (U238 или Th232) на заводе фабрикации ТВС, выработка электричества реактором и поток высокорадиоактивных отходов (продуктов деления и некоторых технологических абсорбентов) от фабрики переработки ОЯТ. Материальный балланс всего этого будет весьма невелик — для гигаваттного реактора понадобится порядка 2,5 тонн U238 в год и приблизительно столько же будет получатся осколков деления, которые придется захоранивать на десятки тысяч лет.
Существует так же и любимый публицистами вариант ЗЯТЦ, в котором в каждом цикле оборота вещества в реакторе получается больше делящихся материалов, чем загружали — ЗЯТЦ с расширенным воспроизводством. К нему есть важный термин “время удвоения топлива”, т.е. срок, за которой в замкнутой системе из двух фабрик и реактора плутония становится в два раза больше и можно запустить еще один блок. Для рассматриваемых вариантов этот срок обычно лет 30, что в устах некоторых превращается в главных недостаток ЗЯТЦ: количество стартового плутония ограничено и с таким временем удвоения построить, скажем, 100 гигаватт быстрых реакторов можно лет за 100 и не быстрее. Однако не стоит забывать о тысячах тонн U235, который сейчас лежит в составе природного урана где-то в породах оконтуренных месторождений, а так же о последнем ключевом моменте ЗЯТЦ, который надо знать.
В 2020 году планируется запуск завода по переработке ОЯТ (ОДЦ) от РБМК-1000 и ВВЭР-1000, рядом с уже существующими хранилищами.
ЗЯТЦ — уже сегодня
Этот момент довольно прост — ЗЯТЦ давно существует и работает. Правда он не полноценный, а эдакий “полуЗЯТЦ”, но технологически все на своих местах. Речь идет о MOX топливе и переработке ОЯТ обычных энергетических (обычно с водой под давлением и тепловым спектром нейтронов) реакторов. На сегодня эта практика наиболее широко используется Францией, перерабатывающей топливо с ~100 гигаватт реакторов со всей Европы и фабрикующей ТВС с выделенным из ОЯТ плутонием для загрузки в эти же реакторы. Тут есть все элементы — реакторы, работающие на уран-плутониевом топливе (собственно МОХ — это и есть Mixed Oxides — смешанные оксиды плутония и урана), переработка ОЯТ с накопившемся в результате облучения стартового U238 плутонием, фабрикация из этого плутония новых MOX-ТВС. Более того, у Франции есть уникальный опыт фабрикации ТВС из плутония, который нарабатывался в MOX-ТВС, т.е. удвоение использования энергии природного урана.
Ну и конечно не надо забывать небольшое производство МОКС-топлива для БН-800, запущенное на ГХК в этом году. В кадре автоматическая приварка головки ТВС к пучку твелов.
Почему же это “НедоЗЯТЦ”? Тепловые реакторы обладают слишком “неправильным” спектром нейтронов, поэтому на каждый акт деления приходится всего 0,4-0,5 наработанных атомов. Кроме того, в таком спектре в плутонии появляются не только целевые изотопы 239 и 241, но и нейтронные яды 240, 242, а в уране нарабатывается такой же яд U236. Получается, что стартовый материал и целевой деляющийся материал в реакторе на тепловом спектре слишком “грязный” и его слишком мало, что бы поддерживать цикл, поглощая только U238.
Тем не менее, ОЯТ тепловых реакторов содержит примерно 20% от стартового содержания U235 (коэффициент конверсии — 0.4-0.5, но часть сгорает в реакторе в ходе работы). Перерабатывая ОЯТ 100 гигаваттных реакторов французы получают возможность загрузить 15 гигаватт мощностей “на халяву”, не тратя природный уран. Хотя на самом деле эти “халявные MOX-ТВС” обходятся в три раза дороже, чем сделанные из обогащенного природного урана, для французов важнее возможность не заниматься хранением гигантского количества ОЯТ своих реакторов (как это происходит в США, где хранится почти 100 тысяч тонн ОЯТ), а захоранивать относительно небольшой объем продуктов деления.
Важная иллюстрация пользы переработки ОЯТ: доля радиотоксичности разных компонент с годами. Видно, что если отделить плутоний, уран и минорные актиноиды, радиотоксичность топлива сильно снижается, особенно через 100 лет. Непереработанное ОЯТ же придется хранить сотни тысяч лет.
Подводя итог под ликбезом по ЗЯТЦ хочется сформулировать основные тезисы:
1. ЗЯТЦ вполне себе существует и наличие/отсутствие быстрых реакторов — маленькая деталь на большом полотне. Сегодня ЗЯТЦ внедряется не потому что уран закончится в ближайшее время а что бы сократить объем захораниваемых радиоактивных отходов.
2. Топливо, полученное в цикле ЗЯТЦ, сегодня в три раза дороже полученного из природного урана, что является важнейшим тормозом на пути замыкания цикла. Вторым важным аспектом является проблема возможного распространения по планете вместе с ЗЯТЦ ядерного оружия.
3. ЗЯТЦ имеет потенциал улучшения с переходом на новые химии и техпроцессы (в чем состоит базис проекта “ПРОРЫВ”), но этот переход требует много НИОКР и строительства.
Комментарии (108)
barsuksergey
27.12.2015 20:59переход требует много НИОКР и строительства
Валентин, интересно, какую часть этой НИОКРы мог бы выполнить средний специалист на благо Отечества и собственного кармана? Где раздают ТЗ?
tnenergy
27.12.2015 21:22+6Да все это в конце-концов делается средними специалистами, работающими на профильных предприятиях. Идея же отработать дома, скажем, разделение америция и кюрия с смертельными радиотоксичностями порядка долей миллиграмма, гм, несколько экстремальная :)
Rumlin
27.12.2015 21:16+1off первая фотка такая привлекательная — хочется покопаться в этих штучках…
lostpassword
28.12.2015 07:54Я вообще думал, что на них должен быть нарисован такой маленький значок радиоактивности…
tnenergy
28.12.2015 09:07+2Что бы добраться до этой таблетки, придется пройти мимо кучи значков радиоактивности. На них лучше тогда написать «Давай чувак, нет, мы не радиоактивны».
Кстати таблетки из диоаксида урана (без плутония) действительно почти не радиоактивны, разве что пылью дышать крайне не рекомендуется, в руки брать без проблем.
herrmannelig
27.12.2015 21:31+1Вот этот момент: «в три раза дороже полученного из природного урана, что является важнейшим тормозом на пути замыкания цикла», имхо, должен преодолеваться волевым усилием государства. Сейчас дороже, а потом окажется, что без него никак, какой бы ни была цена. К этому моменту должны быть отработаны все необходимые технологии, камеры, механизмы, чтобы потом просто отмасштабировать их до нужного размера и запустить без сюрпризов. Кто трудится над этой (казалось бы) экономически не нужной штукой, тот будет рулить в будущем, а остальные вдруг выяснят, что надо несколько десятков лет на опыты.
Извините, если капитаню.tnenergy
27.12.2015 22:06+4Уран не закончится вот так сразу. Этому будет предшествовать десятилетия роста цены, которые будут делать ЗЯТЦ все более и более рентабельным.
Но хорошо, что есть вторая практическая задача — снижение объемов ОЯТ — которая подталкивает государство вкладываться в ЗЯТЦ, иначе бы было как с термоядом — один опытный реактор всем миром.
ad1Dima
28.12.2015 10:26Вроде в Новосибирском ИЯФе делают эксперементальную модель. http://academ.info/news/30137
PretorDH
28.12.2015 02:58-9С развитием альтернативных источников энергии солнечной и ветровой, при их простоте установки и эксплуатации,
Атомной энергетике (19% от мировой выработки) не Светит Светлое Будущее. Будет применима в виде ритегов только для космоса.
Уже сейчас в удаленный от комуникаций дом проще и некоторых случаях дешевле поставить ветряк и солнечные панели чем тянуть туда коммуникации. Возможно за лет 50 вообще в этом не будет смысла. Как и смысла в больших электростанциях, что атомных так и термоядерных. И мы будем видеть как люди активно пилят на металолом высоковольтные линии.
P.S. Видимо по-этому и разрабатывают новые производственные ЗЯТЦ так натужно. Сложно, грязно, не безопасно и ДОРОГО.
ushanov90
28.12.2015 05:32+8Тяжелую промышленность тоже от ветряка запитаете?.. Возможно когда-то… возможно.
PretorDH
28.12.2015 06:01-9Например, алюминивому комбинату — одному из найболее энергоемких производств, нужны вполне реальные мощности. Запитать 5000 мВт от солнечной наверное даже сегодня будет дешевле чем строить АЭС, обслуживанвать и утилизировать её.
ПОГУГЛИЛ. Стоимость АЭС даже по самым низким Китайским ценам 9 млд.у.е. — и это только стройка, а обслуживание, топливо и утилизация в плюс. А стоимость панелей на эту мощность 4 млрд.у.е. — за теже деньги можно удвоить мощность. Благо пореблем у солнечных с маштабированием нет, в отличии от АЭС.
fuCtor
28.12.2015 08:12+8Тут есть маленький нюанс, заводу эта мощность нужна стабильно и гарантированно, а если пасмурно стоит неделю, зимой снегом засыпает, и так далее. Запасать при таком потреблении не сильно то реально. В тоже время АЭС дает прогнозируемую мощность и выработка не зависит от чего-либо.
PretorDH
28.12.2015 14:22Для справки Красноярский завод запитан от ГЭС. Дешевле.
Выработка АЭС зависит от многих факторов: и от погоды тоже. Например: летом при высоких температурах мощность снижают.
kbtsiberkin
28.12.2015 20:46+4И завод и Красноярская ГЭС строились в 1950-60-х. Атомные станции тогда только-только вышли на промышленный уровень с относительно — Сибирская и Белоярская, по 600 МВт на станцию. Красноярская ГЭС даёт 6 ГВт, из которых три четверти забирает алюминиевый завод. Но тем не менее, для той же мощности и сегодня нужен десяток рядовых атомных реакторов, что действительно, менее выгодно, чем ГЭС. Но. Выше речь шла о солнечных станциях, у ГЭС по сравнению с ними на данный момент — копеечная энергия.
tnenergy
28.12.2015 09:05+8А стоимость закозленных электролизеров, которые остывают за 4 часа, вы учли? Заново их уже не запустить так просто.
>а обслуживание, топливо и утилизация в плюс.
Кстати, не думаю, что схожая по выработке солнечная ЭС будет сильно дешевле атомной. Сегодня в России атомный гигаватт обходится в 3-4 миллиарда рублей за год — обслуживание, ремонт, топливо. Вырабатывая 7 ТВт*ч, прикиньте площадь СЭС такой мощности.
Кроме того, когда говорят про СЭС, как-то забывают, что это не только солнечные панели. Вам придется поставить 2х мощности СЭС инверторов (в силу иерархичной организации преобразования) стоиомостью порядка бакса за ватт. И их тоже надо будет обслуживать, ремонтировать, а СЭС охранять.Rumlin
28.12.2015 09:37+1С прибылью у СЭС сложно:
Солнечные электростанции (СЭС) в Крыму мощностью более 200 МВт из-за долгов их основателей в размере примерно 800 миллионов евро переходят в собственность российских госбанков
…
ВТБ, Сбербанк и ВЭБ уже начали добиваться от правительства поддержки для солнечной энергетики в Крыму, но пока вопрос не решен. По словам двух собеседников издания, госбанки уже обсуждали вопрос о компенсации затрат на СЭС на совещании у вице-премьера Дмитрия Козака в конце 2014 года.
Представитель вице-премьера Илья Джус подтвердил: «Никто ненамерен разрушать эту инфраструктуру, но найти подходящую экономическую модель сложно — условия украинской системы поддержки ВИЭ были намного привлекательнее для инвесторов, чем российские меры».
РИА Новости ria.ru/economy/20150406/1056824193.html
Вообще, даже поверхностный анализ деятельности «высокотехнологичного» детища Клюевых наводит на определенные размышления. Например, к концу 2013 года у Activ Solar было аж 256,6 млн. евро долговых обязательств! Если учесть, что ни один вменяемый банк не даст солидный кредит компании с уставным капиталом в 50 тысяч евро, нетрудно предположить, что долговые обязательства были привлечены от связанных компаний, способных оказывать такие услуги.
В 2013 году Activ Solar «заработал» 32,9 млн. евро по австрийским стандартам отчетности (т.к. есть только баланс, эта статья называется «нераспределенная прибыль» и может отличаться от чистой прибыли по международным стандартам). Интересно, что в балансе отсутствует нераспределенная прибыль предыдущих периодов — похоже, что все кредитные средства просто выводились, на развитие не оставлялось ни евроцента. Главным же кредиторам в лице украинских госбанков оставалось довольствоваться «шлаком» безнадежных кредитов.
Activ Solar
PretorDH
28.12.2015 13:19-1Братья Клюевы известные «распильщики».
А подержка ВИЭ для России не считается приоритетом. Проще срать светящимся дерьмом себе на голову.Rumlin
28.12.2015 13:47+2У альтернативной много ограничений, а климатически территория РФ совсем не благоприятна к этой энергетике:
- не так много мест, где сильный уровень солнечной радиации и большое количество солнечных дней.
- выпал снег — надо десятки гектар панелей очистить.
- ветряки работают только в узком диапазоне скоростей ветров — выше/ниже и их надо переключить в режим свободного вращения, либо отвернуть.
Интересный факт проявился крымским блекаутом — все СЭС вырабатывали всего около 20-40МВт. И это в Крыму, а не в Подмосковье, где солнца совсем нет.
P.S. в ближайшее время хочу написать статью о забытой альтернативной энергетике. Удалось в ноябре побывать и пофотографировать на забытой советской геотермальной станции.
PretorDH
28.12.2015 14:12-3Отмазки.
… а в Москве «солнца совсем нет» — ночь постоянно…Rumlin
28.12.2015 14:48+5Когда свет нужен — солнца нет. А главное — СЭС не вырабатывают тепло. Значит для отопления будет использоваться это же электричество. С 1960-х существовавшие ГРЭС переоборудовались в ТЭЦ именно из-за перекоса в потреблении и с развитием магистральных высоковольтных сетей.
В Иркутске еще можно попробовать построить несколько станций.
Например, в Санкт-Петербурге около 75 дней в году бывает ясная погода (это полностью безоблачные дни, когда солнце видно с утра до вечера), примерно столько же в Москве. При этом в Хельсинки число солнечных дней — 56, т. е. существенно меньше, чем в крупнейших городах России. А в Исландии их число колеблется от 3 до 8 в год (!), так что никакое самое пасмурное место в нашей стране не может с ней даже близко конкурировать. Причина в том, что Исландия — остров среди океана, а в России климат в основном континентальный, у нас в целом суше.
Самые солнечные наши регионы — это юг Сибири и Забайкалье (даже не Черноморское побережье). В Иркутске солнце светит около 200 дней в году, а в некоторых районах, где условия благоприятствуют размыву облаков (остров Ольхон на Байкале, Чуйская степь на Алтае и др.), — ещё больше, около 250. Для сравнения: в Ницце около 150 ясных дней в году, т. е. существенно меньше, чем в Иркутске.
Солнечное сияние, часов (Wikipedia)
- Москва — 1731
- Иркутск — 2143
PretorDH
28.12.2015 13:54-2!!! 42000 км2!!! Для справки: Начальна площадь отчуждения после Чернобыльской аварии — 46000 км2.
Обслуживание расчитаной 5 мВт СЭС стоит явно на порядок меньше чем 3-4 миллиарда рублей в год за 1 мВт атомной… Указанняя мной выше стоимость включает инверторы.
АЭС нужно охранять покруче СЭС — и не только от воров, а ещё от терористов, природных явлений (Фокусима) и человеческой тупости (Чернобыль). Максимальный убыток который может принести солнечная электростанция, это только её стоимость. А атомная, особенно рекламируемая в статье с плутонием в сборках, при ЧП наделает бед на 1000 лет. И обеспечит убытки на порядки превышающими её стоимость.tnenergy
28.12.2015 20:20+2>Обслуживание расчитаной 5 мВт СЭС стоит явно на порядок меньше чем 3-4 миллиарда рублей в год за 1 мВт атомной…
Мне вот не явно. Давайте расчет или ссылку на расчет.
>Указанняя мной выше стоимость включает инверторы.
У вас там 4 миллиарда за 5 гигаватт. Только инверторы на эту мощность будут дороже.PretorDH
28.12.2015 21:43Например 10 сотрудников достаточно для обслуживания 10 км2. И 3 из них будут чистить панели, 6 охранников, и 1 инженер-электрик. Средняя зарплата 5000 руб. х 12 месяцев — Итого 1,8 миллиарда. Топливо на небе. Утилизация — металолом сама денег стоит.
Станции ставить около объектов потребления, без высоковольных повышающих интверторов. Они нужны если транспортировать на дальние растояния.
VenomBlood
28.12.2015 22:06+310 сотрудников достаточно для обслуживания 10 км2. И 3 из них будут чистить панели
1 сотрудник на 3.33км2. При 8 часовом рабочем дне это 116 квадратных метров в секунду если чистить раз в день. Даже если чистить панели надо раз в месяц (а это ~21 рабочий день) — получится примерно 5.5 квадратных метров в секунду. Тогда уж проще что-то автоматическое прилепить, не знаю каким ручным девайсом можно 5.5 квадратов в секунду чистить на протяжении всего дня.
tnenergy
28.12.2015 22:26+3>Например 10 сотрудников достаточно для обслуживания 10 км2. И 3 из них будут чистить панели,
Я молчу про снег, но даже в варианте запыленности, если один работник будет протирать панели раз в 2 недели, то на него придется 50 тысяч панелей в день (исходя из того, что в крупнейшей СЭС мира Solar Star площадью 13 км^2 1,7 млн панелей). 1,7 секунды на панель, не считая времени на перемещение, смену инструмента, просто ничего не делание. Я бы увеличил количество протирщиков на два порядка. С зарплатой 20 тысяч рублей, отчислениями на фот 32%, и накладными расходами 10 тысяч на протирщика в месяц получится 180 млн рублей в год.
>6 охранников,
Класс. Т.е. будет работать то 1 охранник, то 2 (у нас же посменный график) на 10 квадратных километров. Думаю, через год станция недосчитается половины панелей — сбил две камеры в разных углах — и таскай. А еще есть КПП. Реальное количество охранников — смены по 25-30 человек, всего порядка 150 человек, ФОТ 75 млн рублей в год.
Впрочем ладно. Сами вы посчитать не в состоянии, но для вас есть хорошая статистика, графики на 16 странице. По которой обслуживание одного киловатта панелей обходится минимум в 20 долларов в год. Пусть даже случится чудо, и в России ваша станция будет обходится в 10 долларов за киловатт или 50 млн долларов за 5 гигаватт, которые нужны для замены одного гигаваттного блока АЭС. Т.е. в те же 3,5 миллиарда рублей, надо же. Ну или в 7, если чуда не случится.PretorDH
29.12.2015 00:12-2Благодярю, сами статистикой ответили на все вопросы.
Стоимость/Вт обслуживания в США у СЭС = стоимость/Вт обслуживання Росиийской АЭС.
Это значит одно: или у нас «распил» — обслуживание АЭС дорогое. Или недоплата значит что-то на АЭС делают не по регламенту. И одно и другое приводит к плачевным результатам. Для обслуживания АЭС в основном строят специальный город, и я считаю, что содержание всего города + топливо + утилизация/переработка отходов и есть содержание АЭС.
Дальше есть вопросы?
В перспективе АЭС будут только дорожать, это указано в обсуждаемой статье. Солнечные только начинают выходить на себестоимость и еще лет 5-10 будут дешеветь и совершенствоваться.
P.S. Недавнее событие: http://www.rbc.ru/rbcfreenews/5674095a9a794779bce22111. Таких собитий на солнечных электростанциях просто не может быть.ad1Dima
29.12.2015 06:20+2>Стоимость/Вт обслуживания в США у СЭС = стоимость/Вт обслуживання Росиийской АЭС.
> Это значит одно: или у нас «распил» — обслуживание АЭС дорогое. Или недоплата значит что-то на АЭС делают не по регламенту.
даю ещё бесплатный вариант в вашу пользу: распил «у них», а на самом деле там 1 глухонемой мексиканец на СЭС работает.
ЗЫ. событие-то штатное.
fuCtor
29.12.2015 08:38+3Только если быть уж совсем честными, давайте прибавим субсидии государства на эти самые СЭС, в то время как АЭС абсолютно рентабельны сами по себе, в худшем случае выходят в ноль.
kbtsiberkin
28.12.2015 20:51+2И Вы получите 42000 км^2 тени. Затененной земли, на которой можно было бы что-нибудь вырастить, раз уж там условия позволяют, ей-богу. Ещё один из факторов, так или иначе ограничивающих возможность внедрения СЭС в умеренном «зелёном» климате.
PretorDH
28.12.2015 21:18Только земель которые пустырем стоят не меньше, на них тоже можно что-нибудь вырастить.
Крыш цехов предприятий тоже не на одину тысячц квадратных километров наберется, там уж точно ничего выращивать не нужно.
kbtsiberkin
28.12.2015 21:25+3И тогда всё упрётся в логистику — либо станция далеко, либо пустырь.
Крыши покрывать солнечными панелями, конечно, можно — но снова нужна система сбора и хранения энергии плюс уход за панелями.
Как один знакомый пуэрториканец, приехав на стажировку, удивлялся: «Эти люди ездят на выходные за 400 км на дачу. У нас весь остров 200 на 100 км размерами».
Muzzy0
04.01.2016 23:16Если панели ставить в пустыне, на солончаках и так далее, то это не критично. Критичной становится передача :)
Ниже верно замечено насчёт крыш. Затенение крыши, к слову, снизит затраты на вентиляцию и кондиционирование. Но 46 000 кв. км крыш — это что-то циклопическое :)tnenergy
05.01.2016 00:13Ну, передать 10 гигаватт на 3-4 тысяч км с 10% потерь сегодня возможно. Дорого, правда, да, но возможно.
Muzzy0
05.01.2016 13:26А мне казалось, что на ВЛ потери около 5%. Или это с учётом инверторов и повышения напряжения?
Rumlin
05.01.2016 17:21В «обычной» энергетике закладывают 20% на «собственные нужды». подозреваю тут и потери и питание зданий, оборудования, линий связи и т.д.
Muzzy0
05.01.2016 18:26Собственные нужды и потери — это не одно и то же.
Собственные нужды, это, во-первых, возбуждение. Освещение, КИП, системы управления. На газотурбинных электростанциях, которые я запускал, в собственные нужды входили компрессоры, которые сжимали газ перед двигателем до 30 атм.
А потери… Из-за них, например, 6 кВ — это, со стороны генерации, фактически 6300 В, 10 кВ — 10500 В и т.д. 5% закладывается на потери.Rumlin
05.01.2016 20:17Я имел ввиду «региональную энергосистему в целом», а не конкретный объект. Попадалась диаграмма распределения потребления по районам области, в которой 20% определялось как «собственные нужды».
Muzzy0
05.01.2016 23:01Можно и 50% отвести под «собственные нужды начальства» :)
20% на собственные — как-то многовато. Собственные нужды с потерями вместе — ещё можно поверить.
Mad__Max
05.01.2016 18:36А что значит около 5% без указания длины линии? Есть конечно и фиксированные потери (на преобразование в начале/конце линии), но основная часть потерь прямо пропорциональна длине ЛЭП
И для постоянного тока высокого напряжения(наиболее эффективный вариант для больших расстояний) составляет порядка 2-3% на 1000 км. Это минимум, оптимизировать/модернизировать в котором нечего. Дальше уже либо совсем свехтолстые проводники с большим запасом использовать (для снижения омических потерь), но тогда неприемлемо дорого получается. Либо переход на сверхпроводники, что пока еще дороже да и полностью потери на каждый км все-равно не устраняет — потерь в самом проводнике не будет, но будут потери энергии на постоянное охлаждение так же пропорциональные длине линии.Muzzy0
05.01.2016 23:09С постоянным током другие проблемы. Его надо выпрямить и потом инвертировать обратно. А это тоже потери и дополнительное оборудование, которое снижает общую надёжность.
tnenergy
05.01.2016 23:25Потери на преобразование на таком масштабе — 2-3% Надежность, стоимость конечно это ухудшает.
tnenergy
05.01.2016 19:56Потери на ВЛ задаются при ее проектировании. Можно допустить больше капитальных затрат и обеспечить меньше потерь, или наоборот, что удобнее для экономики.
gleb_kudr
28.12.2015 14:24+3При подсчетах цены на альтернативную энергетику почему-то никто не приводит расчет так же и по требующимся для этого площадям и рыночной цены на землю. А в большинстве развитых стран земля — основной один из самых дефицитных ресурсов.
Tiberius
28.12.2015 16:01+4И все забывают как делается солнечный кремний — не самое чистое производство, так сказать…
PretorDH
28.12.2015 21:24Явно раз в 100500 чище атомных предприятий по длительным неутилизируемым(закопать в могильник не считается) остаткам.
Tiberius
30.12.2015 02:05+2Ох сколько копий было сломано об эту тему…
ИМХО, солнечная энергия на кремнии окутана некоторой мифологизированностью.
Просто пример приведу: девочка учится на MBA в Эуропейской стране, задали ей про электрокары написать. И вот подготовила она шикарную презентацию, какие же электрокары «клафные», только забыла, что электроэнергия в основном получается из угля, нефти и урана…
Mad__Max
04.01.2016 21:38Только при современных технологиях его нужно уже всего чуток: около 6 кг очищенного кремния на 1 кВт мощности элементов. Которые за срок своей службы способны выработать порядка 30 000 кВт*ч энергии в умеренном (не самом солнечном) климате.
Упорно напоминающие про «грязность» кремния при этом «забывают», что промышленная деятельность (и получение энергии особенно) полностью чистым и безвердным не бывает в принципе. И можно только выбирать «меньшее из зол» при производстве одного и того же количества энергии:
1. Порядка 5000 кг топлива (угля/нефти/газа), которые придется сжечь и ~15 000 кг отходов выброшенных в атмосферу от его сгорания
2. Порядка нескольких десятков кг высокорадиоактивных отходов с АЭС (и сотни или тысячи кг низкоактивных отходов и «хвостов» урановой руды не используемых сейчас и лишь постоянно накапливающихся)
3. 6 кг «грязного» кремния (и несколько десятков кг относительно безвредных промышленных материалов типа алюминия, стекла, меди, пластика)
По-моему выбор очевиден, если без предубеждений объективно подходить.
И собственно выбор уже большинством сделан — мощности ВИЭ по миру уже сейчас растут в несколько раз быстрее чем мощности АЭС и всего за последние примерно 10 лет догнали атом развивавшийся почти 50 лет. Шанса на «реванш» у классической ядерной энергии(на расщеплении ядра, без учета термояда который все еще слишком далекая перспектива) уже не будет. Хотя от АЭС тоже отказываться не планируется, как один из сегментов энергокомплекса они почти незаменимы.tnenergy
04.01.2016 22:39+1>2. Порядка нескольких десятков кг высокорадиоактивных отходов с АЭС (и сотни или тысячи кг низкоактивных отходов и «хвостов» урановой руды не используемых сейчас и лишь постоянно накапливающихся)
30 мегаватт*часов — это примерно 212 килограмм природного урана, превращенные в 25 килограмм обогащенного оксида урана (190 килограмм хвостов — не сильно более активных, чем гранит) и 1 килограмм продуктов деления урана, являющихся высокоактивными отходами. Можно, конечно, посчитать без переработки ОЯТ, тогда получится 35 кг.
С другой стороны я согласен, что
>Шанса на «реванш» у классической ядерной энергии уже не будет.
>Хотя от АЭС тоже отказываться не планируется, как один из сегментов энергокомплекса они почти незаменимы.
Конечно планируется, по всей Европе планируется закрывать даже еще вполне рабочие АЭС. Как неманеврирующая генерация они сильно портят экономику ВИЭ, когда произойдет полная перестройка энергосистем на нее.Tiberius
05.01.2016 13:59В ЕС главный фактор — стабильность генерация/потребление, выход к 1/1.
Для этого запускаются вполне себе интересные on-demand проекты, как redox flow batteries, кпд которых ниже нуля, но зато выравнивают потребление и генерацию. Т.е. ночью накапливают энергию, днём отдают.
Если батарейка с V или Ce, то можно делать водород и в балоны для ТопливныхЭлементов-каров продавать.
PS: для любителей жёсткого ураний-плутониевого (электрохимия у них уж больно хороша) порно -> plutonium redox flow battery — фантасмагория в натуре!
Mad__Max
05.01.2016 19:05+1А кто-то кроме Германии разве планирует «резать» еще рабочие АЭС? Еще Франция планирует сокращать, но там это не рамках полной ликвидации атомной генерации как в Германии, а лишь чтобы сократить излишне большую (по их мнению) ее долю одно время доходившую до 70% от всей выработки эл.энергии до более адекватного уровня. И в основном в рамках планового закрытия станций по мере выработки расчетного срока службы.
Остальные страны имеющие собственные АЭС вроде как специально сокращать не планируют, просто не строят новых.
С ВИЭ не так и плохо сочетается. Конечно обязательно нужны маневровые мощности (в качестве которых АЭС не пригодны), но и базовая генерация в энергосистеме так же нужна и сейчас и будет нужна в будущем. Причем чем больше будет доля солнечной энергии среди ВИЭ (а в ближайшем будущем именно она должна в отрыв пойти — пока в лидерах ветряки, но по темпам развития они уже сейчас начинают отставать от солнечной генерации), вырабатывающей энергию исключительно только днем, тем больше нужно будет в энергосистеме базовой генерации. Это сейчас по ночам избыток энергии, но если доля СЭС станет достаточно большой, то можно получить наоборот ее дефицит по ночам если параллельно избавляться от базовой генерации. Ну и баланс зима/лето тоже чем-то нужно закрывать если мы не около экватора конечно. Для таких длинных циклов АЭС тоже можно использовать.
А наиболее эффективная базовая генерация сейчас это уголь и АЭС. Между этими двумя выбор вполне разумен в пользу АЭС.tnenergy
05.01.2016 19:53+1>А кто-то кроме Германии разве планирует «резать» еще рабочие АЭС?
Швеция, иногда такие планы озвучивает Испания. При том, что стран с атомной энергией не так много-то.
>Еще Франция планирует сокращать, но там это не рамках полной ликвидации атомной генерации как в Германии, а лишь чтобы сократить излишне большую (по их мнению) ее долю
Пока да, не планирует резать живые АЭС. Но вот что будет дальше?
>чем больше будет доля солнечной энергии [...] тем больше нужно будет в энергосистеме базовой генерации.
Нет, логика обратная. Чем больше доля СБ в генерации, тем меньше места днем остается остальным. Поэтому либо работа на половинном КИУМ (зарубающая экономику), либо пик-генерация с оплатой мощности, либо аккумуляторы и большой навес «лишней» ВИЭ-генерации. Во всех трех случаях экономика выработки э/э настраивается либо в пользу АЭС либо в пользу ВИЭ и компромисса тут не получится. Поскольку сегодня у ВИЭ явный приоритет, думаю, что при подходе к границе 50-60% общей выработки с помощью ВИЭ АЭС начнут резать.
VenomBlood
28.12.2015 22:13+4А поля аккумуляторов или ГЭС для солнечной электростанции вы в расчет взяли? А то как-то не клево если электричество будет только солнечными днями. Кстати аккумуляторы придется докупать, т.к. емкость будет падать, а ГЭС построить абы где не получится (уж точно не вариант с вашим предложением ставить всем солнечные панели на крыши, тут только аккумуляторы, причем менять их еще чаще надо будет). Да и производство аккумуляторов не то чтобы супер чистое, лития тоже не то чтобы много.
По совокупности атомная энергетика на данный момент — самая чистая из реально применимых. Чище разве что ГЭС, ветряки чистыми можно назвать только до тех пор пока они не являются доминирующим источником электричества энергосистемы, т.к. иначе для них нужны грязные аккумуляторы.PretorDH
29.12.2015 00:21«самая чистая из реально применимых»
и по длительным неутилизируемым(закопать в могильник не считается) остаткам, и по облученному оборудованиию, не применимому после любой обработки. Утилизация которого только в контролируемые захоронения на 100-1000 лет.
Земли у России много можно закапывать. Теперь умножьте затраты по обеспечению атомных могильников на 1000 лет (их охрану и инженерное обслуживание, строительство могильников для могильников — иначе будет куча грязних бомб у кого только не лень). Будет супер дешевое электричество.VenomBlood
29.12.2015 00:31+3Под чистотой я имею выбросы в окружающую среду.
Угольные станции выбрасывают столько радиации что атомные могут сравняться разве в случае разрушения корпуса активной зоны и выброса радиоактивных материалов, и эту радиацию да и прочие выбросы нигде не «захоронишь», она будет летать в воздухе. При производстве солнечных панелей и аккумуляторов тоже выбросов достаточно много, если брать полный цикл. В АЭС основные загрязнения — этап добычи топлива, остальное относительно чисто, захороненное топливо все же не совсем эквивалентно.
1000 лет — это абсолютно бессмысленная цифра, я думаю гораздо быстрее чем через 1000 и может быстрее чем через 100 лет люди уже будут отправлять эти отходы куда подальше.
Конечно термояд еще чище потенциально, но пока только начинают приближаться к положительному выходу энергии.
Будет супер дешевое электричество.
Кстати разговор был про экологичность, а не про дешевизну, но и с точки зрения цены АЭС имеют большой потенциал, даже с учетом содержания могильников.PretorDH
29.12.2015 01:12ЧП — они никуда не денутся, оборудование стареет, а наши чиновники продлевают сроки эксплуатации с легкой руки. Ничего не может работать вечно.
Время свое возьмет. И в нашей дискусии тоже.
Дальневидные люди ставят на СЭС, а вы как хотите.VenomBlood
29.12.2015 01:40+6Дальневидные люди ставят на СЭС,
Это потому что вы так сказали?
У меня вот информация что «дальновидные люди» ставят на термоядерную энергетику. Или вы уже решили озвученные мной выше проблемы с хранением энергии? Будете рядом с каждой солнечной станцией еще поле с батарейками ставить? Не дорого выйдет?
Да и где их ставить? Там где идет снег их надо несколько раз в неделю чистить будет иногда. Мощность эквивалентная современной АЭС (5-10 ГВт общей мощности) будет занимать в той же Европе под 50км2 (и это только эффективная площадь собирающих поверхностей, реальная площадь электростанции будет еще больше), чистить вручную это невозможно (даже 1000 человек не справится), нужна автоматика, а это дополнительные деньги. И это без учета того что панели надо защищать не только от снега, а, например, от града и ледяного дождя — это тоже дополнительные деньги.
Конечно в сухой пустыне как дешевый источник добавляющий 5-10-15% энергии в сеть оно работает идеально. Но с масштабируемостью на все остальные условия у нее проблемы. АЭС же можно строить даже там где есть землетрясения если делать все технологически правильно, даже по существующим технологиям.Muzzy0
04.01.2016 23:21+1В сухой пустыне панели придётся чистить не от снега, а от песка. В худшем случае — всю станцию из-под песка выкапывать — это не снег, он не растает :)
tundrawolf_kiba
29.12.2015 11:28+1поля аккумуляторов
Он еще кстати не задумывается о том — что ведь еще нужно рассчитать — на сколько времени должно хватать запасов. А то вдруг — вместо расчетной недели — плохая погода будет держаться месяц, и как в этом случай быть больницам и социально значимым объектам.Rumlin
29.12.2015 11:54На случай блэкаута соцобъекты будут сжигать тонны ископаемого топлива в ДГУ. По крайней мере операционные и реанимации будут запитаны (обычная мощность аварийного ДГУ на объектах — 100кВт). Вообще ничего выдумывать не надо — можно почитать новости за прошедший месяц из Крыма. Например «Блэкаут в Крыму: жизнь без гаджетов, живое общение и романтика» )
tundrawolf_kiba
29.12.2015 12:31На случай блэкаута соцобъекты будут сжигать тонны ископаемого топлива в ДГУ.
Но это уже не будет иметь никакого отношения к зеленой энергетике. Выше по ветке ведь шла речь о том, что за ней будущее. А вот если за нее не цепляться — вариантов да — полным-полно.Rumlin
29.12.2015 12:55+1На самом деле по этой же причине электромобили в США более «грязны», чем ДВС.
Основным топливом российской энергосистемы, сформированной в 70–80-х годах прошлого века, является газ. В этот же период были созданы и основные мощности. Энергосистемы большинства развитых стран, таких как США, Германия и другие, основаны на угольной генерации, некоторые, например Япония и Великобритания, имеют сбалансированную структуру генерации, в которой не доминирует ни один вид топлива. По российскому «газовому» пути пошли лишь немногие страны, такие как Италия и Новая Зеландия.
Газовая и угольная генерация: реалии и перспектива
Генерация по типу топлива (США)
Tiberius
28.12.2015 12:59+1Вот не помню, писали ли Вы про материалы для реакторов. На мой взгляд получилась бы очень полезная статья, с материловедческой точки зрения!
Видел около БН-800 дифрактометр, поставленный в горячую камеру, чтобы как раз тестировать материалы и изучать их сразу после облучения, чтобы все деформации, изменения кристаллической решётки уловить, ведь энергетически потоки другие и привычные материалы, обычно, не выдерживают «нагрузки».
И ещё вопрос по теме статьи:
1. А как там у карбидов и нитридов с увеличением объёма при нахождении в активной зоне? Насколько быстро таблетку распирает?
2. Как перерабатывать их? Только сухой процесс (электролиз расплава — написано в кадмии, но ине что-то в это слабо верится — температура плавления, токсичность и т.д.)?tnenergy
28.12.2015 16:15+1Я писал про ядерное материаловедение и еще косвенно вот
>1. А как там у карбидов и нитридов с увеличением объёма при нахождении в активной зоне? Насколько быстро таблетку распирает?
Ну, в целом похуже, чем у оксидов. Но надо понимать, что это не монокристаллы, таблетки имеют свой технологический профиль, гранулометрию, профиль прессования, спекания и т.п. Можно улучшать ситуацию, для чего нужны реакторные кампании и послереакторные исследования,
>2. Как перерабатывать их? Только сухой процесс (электролиз расплава — написано в кадмии, но ине что-то в это слабо верится — температура плавления, токсичность и т.д.)?
Несложно вообразить и гидро — сжигаем нитраты/карбиды и вперед по стандартному процессу. Но пиро лучше с т.з. стоимости и объема отходов.Tiberius
30.12.2015 02:08Точно-точно, читал — ведь закралось подозрение, что где-то видел.
За ответы спасибо!
PS: На БН-800 MOX?tnenergy
30.12.2015 09:21MOX, да. На БН-1200 уже развилка, причем нитриды лучше (получается сделать более однородную АЗ с Кв 1,05), но ОКБМ опасается, что технология «не пойдет», поэтому есть запасной вариант.
valenok
04.01.2016 00:12-3Атомная и термоядерная энергетика крайне опасна и крайне грязная.
А ЗЯТЦ природа создала в недрах всех планет и всех звёзд. Причём, не производя болльшой доли радиоактивных отходов.
Этот ЗЯТЦ есть процесс самовоспроизводства бытия равным пропорциональным приростом количества квантов физических полей объёма пространства физического вакуума и количества Атомных Единиц Массы вещества. Масса вещества прирастает рождением, приблизитлеьно 4 миллионов новых нейтронов в грамме любого вещества. Часть этих нейтронов захватывается ядрами некоторых атомов, ещё часть этих нейтронов разделяется на протон электрон и фотон вблизи ядер некоторых атомов (протоны захватываются ядрами атомов, трансмутируя эти атомы в атомы элементов с большим электростатическим зарядом ядра атома), и остальные нейтроны разделяются на протон, электрон и фотон, нагревая фотонами недра планет и звёзд.
Так зачем замусоривать Землю горами опасных радиоактивных отходов, если требуемое тепло у нас прямо под ногами в недрах Земли (обогревает поверхность Земли изнутри), и в нашем Солнце, обогревающем поверхность Земли извне.tundrawolf_kiba
04.01.2016 00:35+4Что я только что прочитал? При чем здесь вообще ЗЯТЦ?
Mad__Max
04.01.2016 21:45+2Не обращайте внимания, это местный образец ПО класса «бредогенератор» работающий на базе белковых нейронных сетей.
valenok
05.01.2016 19:30-1ЗЯТЦ — Закрытый Ядерный Топливный Цикл. То есть, ядерные реакции в порции рабочего вещества, которое без обмена веществом с внешней средой воспроизводит рабочее вещество в процессе работы ядерных реакций рабочего вещества. Теплотехникам-ядерщикам в Ядерных Реакциях требуется тепло, выделяющееся в Ядерных Реакциях.
Недра Земли, а также других планет, Солнца и всех других звёзд, получают тепло, производимое работой ядерных реакций, протекающих в веществе недр всех этих космических объектов.
Нейтрон является неотъемлемым компонентов ядер атомов всех изотопов элементов, за исключением легчайшего изотопа водорода протия.
Свободный нейтрон не считается ядром атома, поскольку не имеет электростатического заряда и вследствие этого не имеет электронного облака.
Но свободный нейтрон в течение 14 минут и 40 секунд неотвратимо разделяется на протон, электрон и фотон. Между протоном, электроном и фотоном в разных пропорциях распределяется энергия 782000 электрон-вольт.
Протон есть ядро атома легчайшего изотопа водорода. Таким образом, разделение нейтрона на протон, электрон и фотон есть всё-таки ядерная реакция, поскольку продуктом этой реакции является ядро атома водорода и электрон, который может образовать электронное облако атома водорода.
Энергия процесса самовоспроизводства бытия (энергия времени) есть Закрытый Ядерный Топливный Цикл потому что неистощимо воспроизводит ядра атомов и электроны электронных облаков атомов. Все ядерные реакции разделения ядер атомов или слияния ядер атомов всегда и повсеместно являются вариантами проявления энергии процесса самовоспроизводства процесса бытия (энергии времени).
Конечно, энергия процесса самовоспроизводства бытия совершенно нетерпима, как анти ортодоксальная научная ересь для фанатиков догм сайентологической религии необратимо текущей энтропии (только распад сложного на простые компоненты, но никак не синтез сложного из простых компонентов, начиная с момента производства сказочного Большого Взрыва беспредельной волшебной силой не существующего в реальности мифического супер существа, породившего всю вселенную).
Но вселенная в реальности такая, какая она есть на самом деле, но не такая, какую сочиняют фанатики ортодоксальной науки энтропийнисты, большевзрывисты, Яхвеисты, Саваофеисты, Иеговисты, Адонаисты, Христосисты, уфологи-кругинаполяхисты, сатанисты, марксисты и т.д.
ufm
Когда-то в раннем детстве для меня было открытием, что атомная электростанция от угольной отличается только дровами. Т.е. это не «перевод радиации в электричество», а просто «топим котёл другими дровами».
Мне интересно, оно технологически невозможно, или просто это никому не нужно и никто в эту сторону не копает?
tnenergy
Ну… теоретически можно придумать еще как минимум три варианта:
ufm
Я скорее про получение электричества из нейтронов. :)
baceolus
Прям из нейтронов? А заряд вы откуда будете брать из нейтральных частиц? )
ufm
Ну фотон, вроде, тоже заряда не имеет. Что не мешает получать электричество в солнечных батареях. :)
Опять таки, нейтрон вроде как распадается с излучением электрона?
devlind
Ну паровой котел — пока самое эффективное, что мы имеем для этого. Знаете поговорку, что всё гениальное просто?
Насчет солнечных панелей, фотон имеет энергию больше, чем ширина запрещенной зоны в полупроводнике, поэтому, он выбивает электроны из атомов, и они текут по дорожкам прямо к вам в розетку. Это, фактически прямое преобразование, правда кпд коммерческих образцов пока оставляет желать лучшего.
BalinTomsk
40-45% лишь в двое хуже чем паровая турбина
kbtsiberkin
Это пока далеко не коммерческие образцы. При массовом производстве, как утверждают многие разработчики и лично на собственном опыте подтверждают и коллеги из университета Луисвилля, 20-25% пока предел — иначе цена недоступна для потребителя.
bARmaleyKA
Кстати, интересный вопрос. Ведь на самом деле ядерщики не смотрят на отсутствие заряда у нейтрона с целью получения электроэнергии. Для них это частица, имеющая определённую энергию, которую нужно пустить в дело. Только пока дойдёт до получения электроэнергии прогреется несколько контуров с энергоносителями, потом ещё турбину надо крутануть, на оси с которой находится заветный генератор.
Но помимо нейтронов ещё есть источники высокоэнергетических частиц. Гамма излучение — практически (с некоторыми оговорками) электромагнитная волна, причём, довольно высокой энергии, бетта излучение — высокоэнергетический электрон, хоть сейчас ег в цепь кидай. Неужели нет идей как задействовать эти источники излучения в качестве источников энергии? Хрен с ним с невысоким КПД. Зато это источников излучения немеряно тонн и будут они по могильникам ещё тысячи лет лежать фонить.
Rumlin
Фотоэлементу гамма лучи еще лучше. E=hV/e, где Е — ЭДС фотоэлемента, h — постоянная Планка, е — заряд электрона, V — частота излучения. Но от мощных гамма лучей очень быстро деградируют/разрушаются фотоэлементы. Элемент с к.п.д. 50% только за счет потерь должен нагреться до разрушающих его температур.
bARmaleyKA
Т. е. думать в этом направлении дальше больше не надо? Пусть оно мирно фонит в бункерах.
tnenergy
>Зато это источников излучения немеряно тонн и будут они по могильникам ещё тысячи лет лежать фонить.
Не так и немеряно, кстати. Если представить себе, что АЭС России выбрасывают каждый год n тонн ОЯТ, то в пределе энерговыделение от всего ОЯТ будет стремится к 120 мегаваттам (сейчас даже меньше, потому что раньше ОЯТ было меньше). Не тот объем, что бы задуматься о каком-то энергоизвлечении.
bARmaleyKA
Как далеко вы от могильника живёте? Мне до него 25 км. В следующем году его собираются потревожить. Якобы с благой целью. Но похоже на то что его собираются расширить, углубить и обобщить. Он с 60-х годов был закрыт. И ещё с тех времён мало кто задумывается о том чтобы хоть как-то извлекать энергию.
tnenergy
Вы как-то легко очень переключили тему. Ну потревожат, дальше что? Опасность радиации преувеличена.
bARmaleyKA
Переключил, понявши, что вопрос исчерпан. А про опасность радиации прекрасно знаю по своему здоровью, родителей (все кто работал в закрытых цехах остались без желчного и с серьёзными проблемами со здоровьем), учительницу химии помню, она в своё время на п/я с плутонием работала, помимо прочего вижу соседа из ликвидаторов и его младшую дочь. В остальном радиация безопасна. Вон в Орешкинском лесу как деревья колосятся, как нигде. Ну и одна из причин что наш навоз гомно .
tnenergy
Давайте не будем сравнивать опасность нахождения годами в одном помещении, где идет производственный процесс с плутонием и «потревоженный» могильник в 25 километрах от вас. Это несопоставимые вещи по эффекту, десятки порядков по зивертам радиотоксичности может набежать.
tnenergy
Нейтроны несут 1,5% энергии делящегося урана. А основную массу 98,2% — осколки деления, которые тормозятся за пару микрон в топливе, выделяя энергию практически исключительно в виде тепла. Что-то нетепловое можно придумать как раз с нанометровыми пленочками топлива.
rusec
А в нанометровой плёночке цепная реакция возможна? Или их надо много накрутить, прослаивая преобразователями, тоже нано?
tnenergy
Можно набрать из нанометровых пленочек критмассу, без проблем. А вот вообразить конструкцию преобразователя гораздо сложнее.
rusec
ага, логично. А можно ли массу сильно ниже критической завернуть в какой-нибудь отражатель нейтронов?
Чтоб получилась маленькая такая батарейка. Нанометровые плёночки топлива, между ними плёночки преобразователя, и всё это скатано в трубочку и покрыто отражателем. В формате ААА.
Было бы удобно.
tnenergy
Позволю себе угадать, что вы думаете, что критическая масса — это как в палате мер и весов, нечто фиксированное. Нет, критмасса зависит от всего на свете — собственно массы, геометрии, плотности, температуры, наличия замедлителя и отражателя и определяется критичностью, т.е. моментом, когда из всех нейтронов деления ядра урана в среднем один начнет находит следующее ядро урана. Если все перечисленные параметры приводят к тому, что доля таких нейтронов будет меньше единицы, энерговыделение будет с практической точки зрения нулевым.
PretorDH
Только, разгерметизировать такую батарейку будет смертельно наверное не только для владельца. Учитывая, что вспыхнет (плутоний горюч на воздухе) и разлетится по окресностям в виде аэрозоля. Народ как минимум будет веселится сжигая такие батарейки. А потом дохнуть.
А вообще, наш народ(90%) не может нормально утилизировать токсичные ртутные лампы-экономки. Что говорить о плутониевых батарейках. Их будут тупо выбрасывать на свалку и пох.
Hellsy22
Потому что неправильно перекладывать вопросы утилизации на потребителей. Потребитель никаких обязательств по утилизации не подписывал при покупке ртутных ламп. А с учетом того, что «наш народ» заставили покупать эти со всех сторон сомнительные лампы путем запрета ламп накаливания мощностью выше 100 ватт и ростом стоимости электроэнергии, то и на сознательность давить сложно. Да и токсичность подобных ламп, как бы сказать… слегка преувеличена — там несколько миллиграмм паров ртути. Для сравнения, в обычном ртутном градуснике — два грамма и почему-то производители не озаботились тем, чтобы сделать градусники небьющимися.
PretorDH
Так втом то и дело, что паров. Жидкую ртуть можно собрать и утилизировать. А пары впитаются в стены и будут систематически травить ваших детей. Как следствие синдром рассеяния внимания и есть подозрение — аутизм.
Как вы видете заботу государства кроме открытия пунктов приема и социальной рекламы… Что ещё нужно сделать? Приставить к каждой лампочке чиновника. :)
CaptainFlint
PretorDH
Станут выкручивать по подъездах, что-бы сдать в утиль. :)
Хотя как механизм: Можно было-бы возвращать НДС за сданую лампу.
Psychosynthesis
Достаточно не принимать рабочие лампы.
ad1Dima
долго ли их нерабочими сделать? перепад напряжения и все
Psychosynthesis
Не очень понял о чём вы.
Если речь о ворующих бомжах и прочих антисоциальных элементах, то очень маловероятно что они будут городить какой-то прибор, чтоб из рабочей лампочки сделать нерабочую и потом её сдать.
ad1Dima
Вы недооцениваете «антисоциальные» элементы.