Технология которая изменит мир

Макс

28 1666 13:21 29.09.2019

Рейтинг темы: +6

Макс
35370

Сообщений: 8963

Компактное и относительно безопасное устройство через 10−20 лет позволит увеличивать генерацию энергии на евразийском пространстве по экспоненте. Главные достоинства. 1 Экономичность торий в десятки раз дешевле урана 2 Экологичность. Полностью отсутствует необходимость в хранении и охлаждении отработанных сборок. (урановые сборки нужно охлаждать несколько десятилетий для прекращении реакции) В тории реакция угасает сразу как только пропадает источник термоядерных нейтронов. 3 Безопасность. Такой реактор можно доверить любой стране и не бояться возможности производства ядерного оружия Торий слабо радиоактивен и не годится даже для создания грязной бомбы.

Российские ученые предложили концепцию ториевого гибридного реактора, в котором для получения дополнительных нейтронов применена высокотемпературная плазма, удерживаемая в длинной магнитной ловушке.

Этот проект — результат тесного сотрудничества трех организаций: Российского федерального ядерного центра — Всероссийского научно-исследовательского института технической физики имени академика Е. И. Забабахина, Томского политехнического университета и Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН. От используемых сегодня ядерных реакторов предложенный гибридный ториевый реактор отличают умеренная мощность, относительно небольшие размеры, высокая безопасность при эксплуатации и малый уровень радиоактивных отходов.

«На начальном этапе при помощи специальных плазменных пушек создается относительно холодная плазма, количество которой поддерживается дополнительной подпиткой газом из атомов тяжелого водорода — дейтерия. Инжекция в такую плазму нейтральных пучков с энергией частиц масштаба 100 кэВ обеспечивает образование высокоэнергетичных ионов дейтерия и трития, а также поддержание необходимой температуры. Сталкиваясь друг с другом, ионы дейтерия и трития соединяются в ядро гелия, и происходит выделение высокоэнергетических нейтронов. Такие нейтроны беспрепятственно выходят через стенки вакуумной камеры, где магнитным полем удерживается плазма, поступают в область с ядерным топливом и после замедления поддерживают протекание реакции деления тяжелых ядер, которая служит основным источником выделяемой в гибридном реакторе энергии», — цитирует пресс-служба Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН главного научного сотрудника института, профессора Андрея Аржанникова.

Основное преимущество гибридного ядерно-термоядерного реактора — одновременное использование реакции деления тяжелых ядер и синтеза легких, что позволяет свести к минимуму недостатки при использовании этих ядерных реакций порознь.

Кроме того, такие реакторы снижают уровень требований к качеству плазмы и позволяют заменить до 95% делящегося урана на торий, который не способен к саморазгону. При этом гибридные реакторы отличаются относительно компактными размерами при высокой мощности и небольшим количеством радиоактивных отходов.

«Гибридная установка состоит из двух частей. Основная — энергогенерирующая часть (бланкет) — представляет собой активную зону ядерного реактора. В ней распределен делящийся материал, входящий в состав ядерного топлива. Благодаря этому возможно протекание цепной реакции деления тяжелых ядер. Вторая часть установки, помещенная внутри бланкета, служит для того, чтобы генерировать нейтроны, которые попадают в энергогенерирующий бланкет. В этой части установки в плазме дейтерия протекают термоядерные реакции синтеза ядер, в которых и образуются нейтроны. Особенностью гибридной установки является то, что та часть установки, в которой идут цепные реакции деления тяжелых ядер — бланкет, во время работы находится в подкритическом состоянии. А обычная реакторная установка при работе на постоянном уровне мощности находится в строго критическом состоянии, которое поддерживается системой управления и защиты», — объясняет руководитель отделения естественных наук ТПУ и заведующий лабораторией изотопного анализа и технологий ТПУ Игорь Шаманин.

По его словам, за основу бланкета была взята концепция многоцелевой высокотемпературной газоохлаждаемой реакторной установки малой мощности, работающей на ториевом ядерном топливе. Эта концепция разработана в Томском политехническом университете и широко представлена в периодических научных изданиях различного уровня.

«Проекты такого масштаба под силу группам исследователей, объединяющих вузовскую, академическую и отраслевую науку. Такая кооперация обеспечивает синергетический эффект и значительно сокращает путь от идеи до реализации проекта на практике», — говорит ученый.

Сейчас участники проекта рассматривают возможность создания экспериментального стенда на реакторной площадке ТПУ, который будет состоять из ториевой топливной сборки и нейтронного источника.

«Fuel evolution in hybrid reactor based on thorium subcriticalassembly with open trap as fusion neutron source (computer simulations)»; Andrey V. Arzhannikov, Sergey V. Bedenko, Aleksandr A. Ivanov, Dmitry G. Modestov, Vadim V. Prikhodko, Stanislav L. Sinitsky, Igor V. Shamanin, Vladimir M. Shmakov; журнал Plasma and Fusion Research: Regular Articles, сентябрь 2019 г.

Если Вам было интересно это прочитать - поделитесь пожалуйста в соцсетях!