Главная  Взрывная дейтериевая энергетика 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [ 16 ] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

сдающие приведенные э. выделится около

1 воспроизводства, по-

[а и извлечь его из на-

, тория в цикле будет

[тронов

(2.28)

:ажется

(2.29) эответствует время на

\ (2.30)

чет деления, в топлив-!, плутония, чем в лю-$ода энергомощностей стически любая ско-

ительно использовать 1ергозарядов провере-оний~239 в инициато-[ми, не оговаривая это ямому, и технически, >1тому циклу с распы-

; предполагается при-на внушительные раз--250 м), удельная ма-тем более, солнечных 1ьших (см. табл. 2.1), 1д мировой энергети-

перевода [43], позво->в нефти за счет мате-количествах. Из этих тая на рис. 2.5 как по-iCHHoro энергопотреб-есечение линий 4 и 6)

достаточно использовать всего половину металлургических мощностей России в течение 5... 10 лет (линия 8).

Мр, млн т/год

---------

........................................

.................

4 .......................

э

2 ........................

1990

2010

2030

2050 Годы

Рис. 2.5. Динамика возможного наращивания энергомощностей W КВС-энергетики и соответствующих затрат стали Mpg:

1,2 - современное энергопотребление и энергопроизводство России; 3 - энергопроизводство России при энерговооруженности -25 кВт/чел.; 4, 5 - энергопроизводство на планете при энерговооруженности -2,5 и -10 кВт/чел. соответственно; 6, 7- мощности КВС-энергетики планеты и России соответственно; 8, 9 - затраты стали для планеты и России соответственно (млн т/год)

На первом этапе предлагаем в качестве базового - КВС 10(25), рассчитанный на взрывы в 10 кт т. э., производимые каждые полчаса. Это почти не изменяет основные параметры зависимостей, изображенных на рис. 2.5: больший расход стали на килотонну взрыва компенсируется большей частотой взрывов.

Отметим, что зависимости, представленные на рис. 2.5, предлагались в нескольких статьях, и в настоящее время даже цитируются специалистами по экологии топливных циклов в энергетике [44]. В сущности, рис. 2.5 показывает, как можно, израсходовав миллион тонн стали, сохранить для потомков около 25 миллионов тонн нефти или газа в течение срока службы КВС. Если начать строить КВС в первой пятилетке XXI века, то можно сохранить для потомков 50...70% оставшихся ресурсов нефти. Такую возможность мы попытаемся обосновать в 3-6 главах, политические и экономические решения, препятствующие предлагаемому техническому решению, обсудим в 7-8 главах. Будем считать, что среди рассмотренных энергоисточников, кроме КВС, заменить нефть нечем. Мы не исключаем возможность появления и других источников, но только вероятность этого считаем чрезвычайно малой.



Г

§ 2.9. Сравнение ядерных вариантов

Напомним-, что вся энергия, используемая на Земле, когда-то на Солнце была ядерной и дошла до нас в виде света. Небольшая ее часть была в свое время переведена в химическую энергию нефти, газа, угля. Химические источники кончаются (нефть и газ) либо дороги и опасны (уголь). Вывод Римского клуба: остается надеяться на ядерный вариант - представляется неоспоримым. Среди ядерных вариантов топливный цикл пока может быть замкнут только взрывным способом.

Чтобы еше раз напомнить основные трудности реализации ядерных топливных циклов, приведем сводную табл. 2.4 для нескольких, обсужденных выше, вариантов.

Ранее обсуждались и энергоустановки с дополнительными нейтронными источниками, и гибридный термоядерный реактор (ГТР [43, 45]) и электроядерный реактор (ЭЯР [38, 46]). Так как в этих проектах плотности нейтронных потоков ниже, чем в бридерных реакторах, замыкание топливного цикла для них еше менее реалистично, и они в таблице не приводятся.

Не включена в таблицу также концепция реакторов на расплавленных солях, содержащих литий и бериллий. Эта концепция в настоящее время широко обсуждается [47]. Однако в ней неизбежно возникнут трудности с обеспечением этих реакторов бериллием, аналогичные описанным в § 2.6. Дополнительной

трудностью будет очистка лития от изотопа Li, поглощающего нейтроны.

В наших оценках топливных циклов возможны ошибки в 2...3 раза, поскольку приходилось додумывать характеристики энергоустановок, не сообщенные авторами. Но различия намного выше, чем могут дать эти ошибки, и из анализа табл. 2.4 можно сформулировать следующие ограничения:

бридерные реакторы - нехватка урана, медленная наработка плутония;

инерциальный термоядерный синтез - нереалистичное количество бериллия в топливном цикле (мы условились не обсуждать реалистичность осуществления вспышки малого количества ДТ-смеси);

взрывной ядерный реактор - нереалистичное количество рециклируемого урана и плутония;

PNE - большое количество бериллия в топливном цикле;

КВС - топливных ограничений не найдено.

Позже мы еще вернемся к топливному циклу КВС и частично PNE, обсуждая экономичность КВС-энергетики. Пока предлагаем на основе таблицы 2.4 согласиться со следующим утверждением: по топливному циклу КВС-энергетика вне конкуренции, и пока это единственный реалистичный вариант.

Параметрь при разных ТИ1

Параметр

Энергия взрыва.

Полная мощность у ГВт

Число энергоустанс

Число энергозарядо

Расход, т/год -

Закладка, т

Регенерация, т

Примечание. БН -лем (в примере испол взрывной бридерный р ния; ТВЭЛ - тепловы ны (применяя в качест риллия ~5-10т); подч ные линии) или скорое



когда-то на Солнце tacTb была в свое вре-имические источники лвод Римского клуба: [ неоспоримым. Среди нут только взрывным

изации ядерных топ-их, обсужденных вы-

[ьными нейтронными 3, 45]) и электроядер-гости нейтронных по-1ВН0Г0 цикла для них

la расплавленных со-гоящее время широко ности с обеспечением 2.6. Дополнительной

>щего нейтроны, бки в 2...3 раза, по-гоустановок, не сооб-ут дать эти ошибки, граничения: [работка плутония; [чное количество бе-галистичность осуще-

SCTBO рециклируемого

истично PNE, обсуж-i основе таблицы 2.4 лу циклу КВС-энер-нный вариант.

Таблица 2.4

Параметры энергоустановок и совокупных топливных циклов при разных типах базовой энергоустановки для глобальной энергетики с полной мощностью 10 Вт

Параметр

Тип

ИТС

ВБР

КВС

Энергия взрыва,

нет нет

2,5-10-4

4102 0,1

10 2,5

104 25

кт т. э.

Полная мощность установки, ГВт

Число энергоустановок, щт.

2104

2,5 10

7 10

2 10

Число энергозарядов, (щт./год)

3 10

3 10

Топливный цикл

Расход, т/год

урана-238

4 104

<1000

дейтерия

3 10

3 10

бериллия

1,5 104

лития-6

>610

6 10

Закладка, т

урана-238

3 104

~3104

плутония

2 10

-210

бериллия

10... 10

5 10

лития-6

10.. 10

5-10

>104

следы

Регенерация, т

урана

>З^Ш^

.10!.

-5-10

5 10

плутония

>6-l 0 4

<10

<10

-510

следы

Примечание. БН - реакторн-размножитель на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем (в примере использован БН-1600); ИТС - инерциальный термоядерный синтез; ВБР - взрывной бридерный реактор; PNE - Peaceful Nuclear Explosives; КВС - котел взрывного сгорания; ТВЭЛ - тепловыделяющий элемент; - ТВЭЛ/год; - приведены минимальные величины (применяя в качестве теплоносителя соль FLiBe [27], необходимо иметь: лития - ЗЮт, бериллия ~5 10 т); подчеркнуты топливные барьеры: не обеспеченные ресурсами планеты (сплощ-ные линии) или скоростью производства (штриховые).



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [ 16 ] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов