Получилось даже интереснее чем "сначала роботы, потом радиация". Вам удалось наглядно показать фундаментальную проблему с ядерной энергетикой, которая вовсе не радиация. Сначала разделаюсь с пустячками тезисно: 1. Активация. Проблема фрагментации проекта позволяет не учитывать в стоимости проекта стоимость деконструкции и хранения активированных материалов. В результате конструкторы легко выбирают материалы с активирующимися компонентами, основываясь лишь на закупочной стоимости и древних правилах, и не напрягаясь выбором неактивирующихся материалов. Эта проблема известна, и легко решается на государственном уровне путём публичных финансовых расстрелов. 2. Активность топлива. Эта проблема практически полностью решается даже частичным переходом на быстрые реакторы с ЗЯТЦ. Оставшиеся после цикла ПД можно хранить лишь сотни лет, а не вечность. Ни один топливный цикл с делящимися изотопами не протянет тыщу лет -- даже торий и уран из океана. Поэтому если потомки переживут 2050~2100 годы, в чём есть большие сомнения, к 3000 году будет либо синтез, либо не будет вообще никаких проблем с энергетикой. 3. Переработка после деконструкции. При правильном (с учётом всех затрат) выборе конструкционных материалов, можно подумать о полной их переработке с выделением из них активных изотопов. Эта радикально новая мысль (по сравнению с традицией "закапывать") вовсе не нова для других областей промышленности, и приводит к самому интересному.
А теперь самое интересное, тоже тезисно. 1. Вечная изоляция конструкционных материалов внутри ядерной промышленности принципиально позволяет решить проблему деконструкции. Частично к этому пришли в ЗЯТЦ, но можно закрыть и ядерный конструкционный цикл, где радиации меньше, а материалы проще (чем цирконий, ПД и актиноиды). Активированная нержавеющая сталь после переплавки и повторного производства изделий останется той же самой сталью -- и так со всеми. При грамотном выборе материалов можно изолировать их внутри ядерной промышленности навечно, но для этого нужен отказ от одной парадигмы -- вездесущих белковых тушек. 2. Роботы, полностью автоматические или дистанционно-управляемые производства. Не "перчаточные боксы" из сороковых годов, а современные мехатронные инструменты принципиально позволяют делать всё что нужно в ядерной промышленности без постоянной паранойи о ничтожно-радиоактивном тритии или слабоактивированных сталях. Всё за пределами активной зоны и облучённого топлива может быть немедленным предметом для автоматизации, преимущественно полной, или вынужденно частичной. А в сильных радиационных полях уже не существует альтернатив, о чём вы собираетесь написать в следующей статье.
Попробуйте представить ИТЭР, в котором не шныряют белковые тушки, и контейнмент которого изолирует внутри все активные изотопы также как снаружи все белковые тушки. Внезапно тритий вообще перестаёт быть проблемой -- это просто один из газов в системе, поэтому вся возня и затраты на ядерную безопасность тритиевой системы исчезает из бюджета. Машины для работы внутри реактора перестают быть чем-то экзотическим -- это просто одна из групп машин, работающих внутри контейнмента. А если по какой-то немыслимой причине в контейнмент проникли белковые тушки, то им придётся быть внутри изолирующего скафандра, сохраняя концепцию контейнмента лишь на более высоком уровне личного риска. Парадигма "руками не трогать" открывает возможности решения массы "нерешаемых" проблем на стадии до, во время и после эксплуатации ядерной станции. Сейчас японцы проходят процесс медленного постижения этой парадигмы, копаясь в созданном собственными руками гадюшнике, который иначе как "без рук" убрать невозможно. Лучше бы чему-то научиться на их печальном примере.
Здесь показаны разные стали, которые пытаются сделать менее активируемыми. Результат на лицо. Т.е. конструкторы думают, и давно думают, в этом направлении, а не выбирают, что подешевле.
Ничего, я подожду. :) Картинка хорошая, у меня тоже такие есть. Однако со сталью есть экзистенциальная проблема: "..it would obviously be advantageous if the troublesome elements Mо, Nb and Ni could be substituted.." -- перечислены основные элементы, которые отличают хорошую конструкционную (Nb) или нержавеющую (Mo, Ni) сталь от плохой. Поэтому есть смысл взглянуть на выбор материалов шире, чем "какой тип HSLA или нержавейки наименее плохой". Вот о чём был тезис, но и он лишь на базовом уровне "ну, если вы больше ничего не хотите". А основной тезис -- игнорировать фактор активации, убрав из контейнмента все тушки, и изолировав все конструкционные материалы внутри ядерной промышленности, как изолируются делящиеся и ПД в ЗЯТЦ.
Ааа, понял идею. Ну вот доберемся до роботов итэр, посмотрим. Там тоже получается, что некоторые роботы упираются в свой смертельный предел по радиации (примерно мегагрей). Думаю, оптимально все же идти по обоим дорожкам сразу - расширять возможности ядерной робототехники (и это идет довольно активно, где выгодно так) и находить новые материалы, одновременно удачные с т.з. мех. характеристик и ядерно-стойкие.
Решением концентрирования радиоактивных веществ из сталей м.б. карбонилирование сталей с последующей ректификацией карбонилов металлов и получением отдельно друг от друга чистых карбонилов разных металлов с дальнейшим их разложением на химически чистые порошки металлов и угарный газ. Причём разделение металлов будет идти ещё при карбонилировании стали, т.к. для образования ряда карбонилов нужны свои температуры и давления.Карбонил никеля образуется уже при 100° и атмосферном давлении. Для производства карбонила железа Fe(CO)5 необходимы температуры 150 −200° и давления до 20 МПа. В итоге железе ч/з несколько лет из нестабильных изотопов будет фактически один 60Fe с периодом полураспада 2,6 млн лет, интересно сколько его будет. 14С (β-излучатель, Т½= 5730 лет) будет в стали, будет оставаться в остатке после карбонилирования и частично будет переходить в угарный газ, но его можно рециркулировать для получения карбонилов металлов. Какие марки стали используются? Хотелось бы понять, какие ещё будут радионуклиды в результате активации?
1. Активация. Проблема фрагментации проекта позволяет не учитывать в стоимости проекта стоимость деконструкции и хранения активированных материалов. В результате конструкторы легко выбирают материалы с активирующимися компонентами, основываясь лишь на закупочной стоимости и древних правилах, и не напрягаясь выбором неактивирующихся материалов. Эта проблема известна, и легко решается на государственном уровне путём публичных финансовых расстрелов.
2. Активность топлива. Эта проблема практически полностью решается даже частичным переходом на быстрые реакторы с ЗЯТЦ. Оставшиеся после цикла ПД можно хранить лишь сотни лет, а не вечность. Ни один топливный цикл с делящимися изотопами не протянет тыщу лет -- даже торий и уран из океана. Поэтому если потомки переживут 2050~2100 годы, в чём есть большие сомнения, к 3000 году будет либо синтез, либо не будет вообще никаких проблем с энергетикой.
3. Переработка после деконструкции. При правильном (с учётом всех затрат) выборе конструкционных материалов, можно подумать о полной их переработке с выделением из них активных изотопов. Эта радикально новая мысль (по сравнению с традицией "закапывать") вовсе не нова для других областей промышленности, и приводит к самому интересному.
А теперь самое интересное, тоже тезисно.
1. Вечная изоляция конструкционных материалов внутри ядерной промышленности принципиально позволяет решить проблему деконструкции. Частично к этому пришли в ЗЯТЦ, но можно закрыть и ядерный конструкционный цикл, где радиации меньше, а материалы проще (чем цирконий, ПД и актиноиды). Активированная нержавеющая сталь после переплавки и повторного производства изделий останется той же самой сталью -- и так со всеми. При грамотном выборе материалов можно изолировать их внутри ядерной промышленности навечно, но для этого нужен отказ от одной парадигмы -- вездесущих белковых тушек.
2. Роботы, полностью автоматические или дистанционно-управляемые производства. Не "перчаточные боксы" из сороковых годов, а современные мехатронные инструменты принципиально позволяют делать всё что нужно в ядерной промышленности без постоянной паранойи о ничтожно-радиоактивном тритии или слабоактивированных сталях. Всё за пределами активной зоны и облучённого топлива может быть немедленным предметом для автоматизации, преимущественно полной, или вынужденно частичной. А в сильных радиационных полях уже не существует альтернатив, о чём вы собираетесь написать в следующей статье.
Попробуйте представить ИТЭР, в котором не шныряют белковые тушки, и контейнмент которого изолирует внутри все активные изотопы также как снаружи все белковые тушки. Внезапно тритий вообще перестаёт быть проблемой -- это просто один из газов в системе, поэтому вся возня и затраты на ядерную безопасность тритиевой системы исчезает из бюджета. Машины для работы внутри реактора перестают быть чем-то экзотическим -- это просто одна из групп машин, работающих внутри контейнмента. А если по какой-то немыслимой причине в контейнмент проникли белковые тушки, то им придётся быть внутри изолирующего скафандра, сохраняя концепцию контейнмента лишь на более высоком уровне личного риска. Парадигма "руками не трогать" открывает возможности решения массы "нерешаемых" проблем на стадии до, во время и после эксплуатации ядерной станции. Сейчас японцы проходят процесс медленного постижения этой парадигмы, копаясь в созданном собственными руками гадюшнике, который иначе как "без рук" убрать невозможно. Лучше бы чему-то научиться на их печальном примере.
Reply
У меня для вас есть такая вот картинка
http://s5.postimg.org/h2trkbys7/2015_09_27_21_50_40.png
Здесь показаны разные стали, которые пытаются сделать менее активируемыми. Результат на лицо. Т.е. конструкторы думают, и давно думают, в этом направлении, а не выбирают, что подешевле.
Reply
Картинка хорошая, у меня тоже такие есть. Однако со сталью есть экзистенциальная проблема: "..it would obviously be advantageous if the troublesome elements Mо, Nb and Ni could be substituted.." -- перечислены основные элементы, которые отличают хорошую конструкционную (Nb) или нержавеющую (Mo, Ni) сталь от плохой. Поэтому есть смысл взглянуть на выбор материалов шире, чем "какой тип HSLA или нержавейки наименее плохой". Вот о чём был тезис, но и он лишь на базовом уровне "ну, если вы больше ничего не хотите". А основной тезис -- игнорировать фактор активации, убрав из контейнмента все тушки, и изолировав все конструкционные материалы внутри ядерной промышленности, как изолируются делящиеся и ПД в ЗЯТЦ.
Reply
Reply
Причём разделение металлов будет идти ещё при карбонилировании стали, т.к. для образования ряда карбонилов нужны свои температуры и давления.Карбонил никеля образуется уже при 100° и атмосферном давлении.
Для производства карбонила железа Fe(CO)5 необходимы температуры 150 −200° и давления до 20 МПа.
В итоге железе ч/з несколько лет из нестабильных изотопов будет фактически один 60Fe с периодом полураспада 2,6 млн лет, интересно сколько его будет.
14С (β-излучатель, Т½= 5730 лет) будет в стали, будет оставаться в остатке после карбонилирования и частично будет переходить в угарный газ, но его можно рециркулировать для получения карбонилов металлов.
Какие марки стали используются? Хотелось бы понять, какие ещё будут радионуклиды в результате активации?
Reply
Leave a comment