Википедия ядерный реактор: Недопустимое название — Minecraft Wiki

Ядерный реактор – Factorio Wiki

Ядерный реактор служит для получения тепла путём выработки в нём урановых топливный стержней. Далее данное тепло может быть использовано в теплообменнике для получения пара, который впоследствии может быть использовал для генерации энергии.

В отличие от других генераторов ядерный реактор работает независимо от нагрузки, то есть каждый стержень будет полностью использован за двести секунд, вне зависимости от текущего расхода энергии или температуры. Поэтому чтобы не тратить топливо в пустую, полученный избыток энергии обычно сохраняют в аккумуляторах, а избытки пара в резервуарах.

Также в ядерном реакторе топливо не вырабатывается полностью, как в других генераторах, а превращается в использованный урановый топливный стержень, из которого далее в центрефуге снова может быть получено небольшое количество урана-238.

Ядерный реактор имеет теплоемкость в 10 МДж/C, поэтому он может запасти до 5 ГДж тепловой энергии в своём рабочем диапазоне от 500°C до 1000°C и требует 4,85 ГДж энергии, чтобы выйти в рабочий режим с начальных 15°C до 500°C.

Contents

• 1 Соседний бонус
  • 1.1 Схема с двумя рядами
  • 1.2 Схема квадратом
• 2 Взрыв реактора
• 3 История
• 4 См. также

Соседний бонус

Ядерный реактор получает бонус от соседних с ним реакторов, которые увеличивают его эффективность на 100% за каждый соединённый реактор. Так, например, два реактора, которые работают с друг с другом, будут на выходе выдавать 160 МВт энергии, то есть каждый реактор вырабатывает 40 МВт энергии сам и получает еще по 40 МВт энергии от бонуса сверху.

Для получения данного бонуса реакторы должны быть соединены всеми тремя выходами друг с другом, причем напрямую, т.е. без использования тепловым трубам. Также допускается подключения реактора не только с одним, но и с несколькими другими реакторами, но при этом все три выхода с одной стороны должны быть подключены.

Реакторы, в которых нет топлива, бонуса не дают.

Схема с двумя рядами

Наиболее эффективная на практике схема — это расположение реакторов в две прямых линии произвольной длины.

Для четного числа реакторов выходная мощность будет равна 160 * (n − 1) МВт, где n — это количество реакторов. При разрыве непрерывного ряда реакторов полная мощность будет уменьшаться на 160 МВт за каждый разрыв.

Нечетное количество реакторов использовать не стоит, так как это не так эффективно, но если другого варианта нет, то нечетный реактор должен быть выравнен с одним из рядов. Смещение всего ряда не даст никакого бонуса, к тому же реактор на другом конце также потеряет свой бонус. Расположение реактора по середине двух рядов также приведет к уменьшению бонуса.

В любом случае, такие проблемы вряд ли возникнут, пока у вас не будет очень большой базы, ведь мощность реакторов, да еще и с бонусами, действительна огромна. Так, например, десять реакторов, которые размешены по схеме 5х2 будут выдавать мощность 1,44 ГДж, что сопоставимо с мощностью 1600 паровых двигателей или 24000 солнечный панелей.

Схема квадратом

Теоретически, расположение реакторов квадратом, при которой между ними нет места, будет давать наибольший бонус, так как она минимизирует количество реакторов с не подсоединёнными сторонами. Такое расположение будет давать 200 * n − 160 * sqrt(n) МВт энергии, где n — это количество реакторов, а sqrt(n) — это квадратный корень из n.

К сожалению, такое расположение хоть и позволяет достичь максимальный показателей эффективности, на практике же получается, что из-за того, что между реакторами совсем не остается места, то становится невозможным пополнение их новым топливом и извлечение уже выработанных остатков кроме как руками (так как игрок может ходить по тепловым трубам).

Поэтому данная схема не очень непрактична.

Кроме того, выгода по сравнению со схемой с двумя рядами не такая уж и большая. Так после небольших расчетов мы получаем, что выгоду можно вычислить по формуле (1.25*n − sqrt(n)) ÷ (n − 1). То есть, для шестнадцати реакторов она составит 107%, для 100 – 116%, и в лимите она будет стремится к 125%.

Взрыв реактора

Если реактор был разрушен, когда его температура превышала 900°C, он взрывается, как атомная бомба.

И этого взрыва хватит, чтобы уничтожить все близлежащие реакторы, то есть разрушение пойдет по цепочке, взрывая один реактор за другим. [1]

История

• 0.15.0:
  • Добавлен в игру

См. также

• Генерация энергии
• Тепловая труба
• Паровая турбина
• Полное руководство по ядерной энергии

Инструменты	Ремонтный комплект Чертёж План сноса План обновления Книга чертежей
Электрификация	Бойлер Паровой двигатель Солнечная панель Аккумуляторный блок Ядерный реактор Тепловая труба Теплообменник Паровая турбина
Добыча ресурсов	Твёрдотопливный бур Электрический бур Насос Нефтяная вышка
Плавильные печи	Каменная печь Стальная печь Электрическая печь
Производство	Сборочный автомат 1 Сборочный автомат 2 Сборочный автомат 3 Нефтеперерабатывающий завод Химический завод Центрифуга Лаборатория
Модули	Маяк Модуль скорости Модуль скорости 2 Модуль скорости 3 Модуль эффективности Модуль эффективности 2 Модуль эффективности 3 Модуль продуктивности Модуль продуктивности 2 Модуль продуктивности 3
Space related	Ракетная шахта Спутник
Навигация	Логистика Военная промышленность Компоненты Технологии

Биотехнолог придумал концепт летающего отеля.

Этот самолет может работать на атомной энергии и вместить 5 тысяч человек — Будущее на vc.ru

{“id”:13650,”url”:”\/distributions\/13650\/click?bit=1&hash=b4a44ea9299acb416ac92e110a87e80acc960de1a8f124e06d52ec1ea62c252a”,”title”:”\u041a\u0430\u043a \u043f\u043e\u0441\u0442\u0440\u043e\u0438\u0442\u044c \u0438\u0434\u0435\u0430\u043b\u044c\u043d\u044b\u0439 \u0434\u043e\u043c \u043a\u0430\u043a \u0432 Sims”,”buttonText”:””,”imageUuid”:””,”isPaidAndBannersEnabled”:false}

Биотехнолог и научный коммуникатор из Йемена по имени Хашим Аль-Гайли ведет YouTube-канал о научных открытиях и разработках будущего. Его последним изобретением стал Sky Cruise — отель-самолет, который пользователи уже прозвали «летающим Титаником». Подробнее о воздушном круизе рассказываем в тексте.

3719 просмотров

Вы узнаете:

→ Как Хашим Аль-Гайли представляет Sky Cruise

→ Что вдохновило его на эту разработку

→ И как пользователи отреагировали на летающий отель

Отель-самолет Sky Cruise. Источник: YouTube-канал Hashem Al-Ghaili

Летающий «Титаник»

Несколько дней назад на YouTube-канале Хашима Аль-Гайли появилось видео с прототипом летающего отеля под названием Sky Cruise. По задумке автора, управлять самолетом будет искусственный интеллект. Он способен не только предсказывать непогоду, но и плавно входить в зоны турбулентности.

Летать самолет сможет благодаря атомной энергии — она же позволит отелю годами парить в воздухе. Автор снабдил свое изобретение 20 электродвигателями, которые приходят в действие благодаря ядерному синтезу.

Схема электродвигателя. Источник: YouTube-канал Hashem Al-Ghaili

Чтобы воздушному круизу не пришлось снижаться, биотехнолог спроектировал аэропорт внутри Sky Cruise: так самолеты смогут доставлять гостей отеля прямо на борт.

Воздушное судно, по задумке автора, должно вместить пять тысяч человек. Внутри все продумано для комфортного размещения постояльцев: от роскошных номеров и ресторанов до конференц-залов, игровых комнат и кинотеатров.

Поскольку круиз — это все-таки путешествие, гости смогут насладиться видом на облака со смотровых площадок. Самая красивая выполнена в виде диска с панорамными окнами.

Смотровая площадка. Источник: YouTube-канал Hashem Al-Ghaili

Автор позаботился и о влюбленных парах: для них на самолете выделена зона, где можно сыграть свадьбу и провести банкет.

Что вдохновило изобретателя?

В письме для портала Interesting Engineering Хашим Аль-Гайли рассказал, что считает существующие полеты «утомительными и устаревшими». Он всегда восхищался аниме «Небесный замок Лапута» и верил, что жизнь в небе возможна. Также биотехнолог считает, что его творение «оживет» в ближайшем будущем: не позднее 2040-х годов.

«Сейчас мне не хватает только мощности для взлета. Вот почему ядерная энергия была частью проекта. Это вопрос времени, когда ядерные реакторы станут достаточно маленькими, чтобы поместиться внутри самолета такого размера», — отмечает Хашим Аль-Гайли.

Также автор концепции признается в том, что оригинальный дизайн самолета принадлежит Тони Холмстену. Хашим Аль-Гайли лишь анимировал его и представил, как отель мог бы выглядеть внутри.

Творение Аль-Гайли. Источник: YouTube-канал Hashem Al-Ghaili

Реакция пользователей

Комментаторы разделились на два лагеря. Некоторые действительно впечатлены проделанной работой и называют идею Аль-Гайли «прекрасным упражнением в креативности».

Скептиков оказалось гораздо больше. Сильнее всего они критикуют нереалистичность проекта. В комментариях к видео один из пользователей написал:

«Круто. Значит, нам нужно всего лишь усовершенствовать ядерный синтез, изобрести миниатюрные ядерные реакторы, а затем выяснить, как использовать их для питания мощных реактивных двигателей, которые каким-то образом удерживают эту штуку в воздухе. А что потом? Взрыв? Наверное, я увижу, как он пролетит мимо в следующем году».

Также комментаторы недовольны отсутствием технических подробностей. Они отмечают, что нет информации о размере корабля, его весе или размахе крыльев. Неясно, как он будет летать. Более того, людей пугает возможность падения самолета.

Кто-то с сарказмом написал, что мы могли бы увидеть, как Sky Cruise летит, если бы «физики и аэродинамики не существовало». Другой пользователь отметил, что концепция была похожа на сборку «Титаника с Гинденбургом, а затем установку в них ядерного реактора».

Что думаете вы? Сможем ли мы приобрести билет на воздушный круиз в ближайшие десятилетия?

Подпишитесь на блог Selectel, чтобы не пропустить новые обзоры, новости и кейсы из мира IT и технологий.

Читать также:

Ядерные реакторы

Ядерные реакторы

                          Цель:

 

• Узнать что такое ядерные реакторы
• Устройство и принцип работы
• Когда был построен ядерный реактор

Что такое ядерный реактор?

 

Ядерный реактор — это устройство, в котором осуществляется управляемая цепная ядерная реакция, сопровождающаяся выделением энергии.

              Ядреный реактор

Устройство и принцип  работы

 

• Превращение вещества сопровождается выделением свободной энергии лишь в том случае, если вещество обладает запасом энергий. Последнее означает, что микрочастицы вещества находятся в состоянии с энергией покоя большей, чем в другом возможном, переход в которое существует. Самопроизвольному переходу всегда препятствует энергитический барьер, для преодоления которого микрочастица должна получить извне какое-то количество энергии — энергии возбуждения. Экзоэнергитическая энэргия состоит в том, что в следующем за возбуждением превращении выделяется энергии больше, чем требуется для возбуждения процесса. Существуют два способа преодоления энергетического барьера: либо за счёт кинетической энергии сталкивающихся частиц, либо за счёт энергии связи присоединяющейся частицы.
• Если иметь в виду макроскопические масштабы энерговыделения, то необходимую для возбуждения реакций кинетическую энергию должны иметь все или сначала хотя бы некоторая доля частиц вещества. Это достижимо только при повышении температуры среды до величины, при которой энергия теплового движения приближается к величине энергетического порога, ограничивающего течение процесса. В случае молекулярных превращений, то есть химических реакций, такое повышение обычно составляет сотни кельвинов, в случае же ядерных реакций — это минимум 10⁷ K из-за очень большой высоты кулоновских барьеров сталкивающихся ядер. Тепловое возбуждение ядерных реакций осуществлено на практике только при синтезе самых лёгких ядер, у которых кулоновские барьеры минимальны (термоядерный синтез).
• Возбуждение присоединяющимися частицами не требует большой кинетической энергии, и, следовательно, не зависит от температуры среды, поскольку происходит за счёт неиспользованных связей, присущих частицам сил притяжения. Но зато для возбуждения реакций необходимы сами частицы. И если опять иметь в виду не отдельный акт реакции, а получение энергии в макроскопических масштабах, то это возможно лишь при возникновении цепной реакции. Последняя же возникает, когда возбуждающие реакцию частицы снова появляются, как продукты экзоэнергетической реакции.

 

Конструкция

 

• Любой ядерный реактор состоит из следующих частей:
• Активная зона с ядерным топливом и замедлителем;
• Отражатель нейтронов, окружающий активную зону;
• Теплоноситель;
• Система регулирования цепной реакции, в том числе аварийная защита;
• Радиационная защита;
• Система дистанционного управления.

 

Физические принципы работы

 

Текущее состояние  ядерного реактора можно охарактеризовать эффективным коэффициентом размножения  нейтронов k или реактивностью ρ, которые связаны следующим соотношением:

• Для этих величин характерны следующие значения:
• k > 1 — цепная реакция нарастает во времени, реактор находится в надкритичном состоянии, его реактивность ρ > 0;
• k < 1 — реакция затухает, реактор — подкритичен, ρ < 0;
• k = 1, ρ = 0 — число делений ядер постоянно, реактор находится в стабильном критическомсостоянии.
• Условие критичности ядерного реактора:
• есть доля полного числа образующихся в реакторе нейтронов, поглощённых в активной зоне реактора, или вероятность избежать нейтрону утечки из конечного объёма.
• k₀ — коэффициент размножения нейтронов в активной зоне бесконечно больших размеров.
• Обращение коэффициента размножения в единицу достигается сбалансированием размножения нейтронов с их потерями. Причин потерь фактически две: захват без деления и утечка нейтронов за пределы размножающей среды.

Очевидно, что k < k₀, поскольку в конечном объёме вследствие утечки потери нейтронов обязательно больше, чем в бесконечном. Поэтому, если в веществе данного состава k₀ < 1, то цепная самоподдерживающаяся реакция невозможна как в бесконечном, так и в любом конечном объёме. Таким образом, k₀определяет принципиальную способность среды размножать нейтроны.

k₀ для тепловых реакторов можно определить по так называемой «формуле 4-х сомножителей»:                                    ,где

• μ — коэффициент размножения на быстрых нейтронах;
• φ — вероятность избежать резонансного захвата;
• θ — коэффициент использования тепловых нейтронов;
• η — выход нейтронов на одно поглощение.

 

Объёмы современных энергетических реакторов могут достигать сотен  м³ и определяются главным образом  не условиями критичности, а возможностями  теплосъёма.

Критический объём ядерного реактора — объём активной зоны реактора в критическом состоянии. Критическая масса — масса делящегося вещества реактора, находящегося в критическом состоянии.

Наименьшей критической  массой обладают реакторы, в которых  топливом служат водные растворы солей  чистых делящихся изотопов с водяным  отражателем нейтронов. Для ²³⁵U эта масса равна 0,8 кг, для ²³⁹Pu – 0,5 кг^{[источник не указан 564 дня]}. Широко известно, однако, что критическая масса для реактора LOPO (первый в мире реактор на обогащённом уране), имевшего отражатель из окиси бериллия, составляла 0,565 кг^{[источник не указан 564 дня]}, несмотря на то, что степень обогащения по изотопу 235 была лишь немногим более 14 %. Теоретически, наименьшей критической массой обладает ²⁵¹Cf, для которого эта величина составляет всего 10 г.

С целью уменьшения утечки нейтронов, активной зоне придают  сферическую или близкую к  сферической форму, например короткого  цилиндра или куба, так как эти  фигуры обладают наименьшим отношением площади поверхности к объёму.

Несмотря на то, что величина (e – 1) обычно невелика, роль размножения на быстрых нейтронах достаточно велика, поскольку для больших ядерных реакторов (К_∞ —  1) << 1. Без этого процесса было бы невозможным создание первых графитовых реакторов на естественном уране.

Для начала цепной реакции обычно достаточно нейтронов, рождаемых при спонтанном делении  ядер урана. Возможно также использование  внешнего источника нейтронов для  запуска реактора, например, смеси Ra и Be, ²⁵²Cf или других веществ.

 

Иодная яма

 

Иодная яма — состояние ядерного реактора после его выключения, характеризующееся накоплением короткоживущего изотопа ксенона ¹³⁵Xe. Этот процесс приводит к временному появлению значительной отрицательной реактивности, что, в свою очередь, делает невозможным вывод реактора на проектную мощность в течение определённого периода (около 1-2 суток)

Когда был построен ядерный  реактор

 

Первый ядерный реактор  построен и запущен в декабре 1942 года в США под руководством Э. Ферми. Первым реактором, построенным  за пределами США, стал ZEEP, запущенный в Канаде в сентябре 1945 года. В  Европе первым ядерным реактором  стала установка Ф-1, заработавшая 25 декабря 1946 года в Москве под руководством И. В. Курчатова.

Литература

 

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80

Ядерный реактор – Вики | Golden

Ядерный реактор — это класс устройств, которые инициируют и контролируют самоподдерживающуюся серию ядерных делений. Ранее известные как атомные котлы, ядерные реакторы используются в качестве электростанций для выработки электроэнергии, в качестве исследовательских инструментов, в качестве систем для производства радиоактивных изотопов и в ядерных судовых двигателях. По данным МАГАТЭ, на начало 2019 года в мире эксплуатируется 454 ядерных энергетических реактора и 226 ядерных исследовательских реакторов.

Ядерные реакторы изначально были рассчитаны на срок службы от тридцати до сорока лет. Однако за счет инвестиций в системы, конструкции и компоненты многие из этих реакторов могут быть продлены и были продлены на срок от сорока до шестидесяти лет.

Строительство

Большинство типов ядерных реакторов изготавливаются из нескольких компонентов. Типы реакторов включают реакторы с водой под давлением (PWR), реакторы с кипящей водой (BWR), реакторы с тяжелой водой под давлением (PWHR), усовершенствованные реакторы с газовым охлаждением (AGR), легководные реакторы с графитовым замедлителем (LWGR) и реакторы на быстрых нейтронах (FNR). ).

Топливо

Наиболее распространенным и основным видом топлива является уран. Таблетки урана собраны в ядерные стержни, расположенные в тепловыделяющих сборках в активной зоне реактора. Может быть 51 000 топливных стержней с более чем 18 миллионами таблеток урана в активной зоне.

Замедлитель

Замедлитель — это материал в ядре, который замедляет нейтроны, выделяющиеся при делении, чтобы вызвать большее деление. Замедлителем часто является вода, но также может быть тяжелая вода или графит.

Стержни управления

Стержни управления изготовлены из материала, поглощающего нейтроны, который вставляется или извлекается из активной зоны для контроля скорости реакции или ее остановки. Эти стержни часто изготавливаются из кадмия, гафния или бора.

Охлаждающая жидкость

Охлаждающая жидкость циркулирует через активную зону, отводя от нее тепло. В легководных реакторах в качестве замедлителя и теплоносителя используется вода. В некоторых реакторах вода используется в качестве теплоносителя, а вторичный контур используется для производства пара. Первичные теплоносители включают воду или тяжелую воду, гелий, двуокись углерода, натрий, свинец или свинцово-висмутовую эвтектику, фторидные и хлоридные соли.

Сосуд под давлением

Этот сосуд часто из стали содержит активную зону реактора, замедлитель и теплоноситель. Это также может быть ряд трубок, в которых находится топливо и по которым охлаждающая жидкость проходит через замедлитель.

Парогенератор

В водо-водяных реакторах используется теплоноситель высокого давления для отвода тепла от реактора и получения пара для вращения турбины и выработки электроэнергии. Эти генераторы действуют как теплообменники, подобные тем, которые находятся в автомобильном радиаторе.

Защитная оболочка

Защитная конструкция содержит реактор и парогенераторы и предназначена для защиты от внешнего вторжения и защиты тех, кто находится снаружи, от радиационного воздействия или неисправности реактора. Обычно эти защитные сооружения строятся из бетона метровой толщины и стали. На новых российских реакторах устанавливаются устройства локализации расплава активной зоны для улавливания расплавленного материала активной зоны в случае аварии.

Ядерное деление

Ядерное деление — это процесс, при котором тяжелое атомное ядро ​​расщепляется на два более мелких фрагмента. Эти фрагменты в возбужденном состоянии испускают нейроны, фотоны и субатомные частицы. Испускаемые нейроны вызывают новые деления, которые, в свою очередь, производят больше нейтронов и продолжают самоподдерживающуюся серию делений посредством цепных реакций. Энергия, выделяющаяся в этом процессе, является основой ядерной энергетической системы. Уран-235 и плутоний-239являются обычными атомными ядрами, используемыми для процесса деления. В ядерном реакторе для управления цепными реакциями используются регулирующие стержни, содержащие нейтронные поглотители и замедлители, для изменения частей нейтронов, вызывающих большее деление.

Ход цепной реакции определяется высвобождением нейтрона при делении, вызывающим последующее деление. Типичное взаимодействие деления происходит порядка одной пикосекунды (10-12 секунд). Эта чрезвычайно высокая скорость не дает оператору реактора достаточно времени, чтобы наблюдать за состоянием системы и реагировать соответствующим образом. К счастью, управлению реактором помогает присутствие так называемых запаздывающих нейтронов, которые представляют собой нейтроны, испускаемые продуктами деления через некоторое время после того, как произошло деление. Концентрация запаздывающих нейтронов в любой момент времени (чаще называемая эффективной долей запаздывающих нейтронов) составляет менее 1 процента от всех нейтронов в реакторе.

Производство энергии

В процессе ядерного деления выделяется большое количество тепла. Это тепло передается рабочему телу (воде или газу), которое, в свою очередь, проходит через паровые турбины. Они вращают валы электрических генераторов. Пар, выработанный на атомных электростанциях, в принципе может использоваться для получения тепла в промышленных процессах или для централизованного теплоснабжения. Во многих реакторах вода, кипящая для производства пара, хранится отдельно от реактора с помощью другого теплоносителя, за исключением случая реактора с кипящей водой, в котором кипящая вода используется в качестве теплоносителя.

История

Лео Силард запатентовал идею ядерного реактора в 1933 году, через год после открытия нейтрона физиком Джеймсом Чедвиком. Патент Лео Сциларда не включал идею ядерного деления как источника нейтронов, поскольку этот процесс еще не был открыт. Открытие цепной ядерной реакции было сделано Лизой Мейтнер, Фрицем Штрассманном и Отто Ганом в 1938 году после бомбардировки ядра урана нейтронами и последующего изучения их метода.

Открытие деления привело к письму Лео Сциларда Франклину Д. Рузвельту в 1939 году об опасности деления урана, ведущего к разработке бомбы нового типа. Это привело к повышенному интересу и изучению процесса деления ядер, включая меморандум Фриша-Пайерлса о количестве урана, необходимом для цепной реакции. Меморандум Фриша-Пайерлса был частью комитета MAUD в Соединенном Королевстве в рамках их проекта атомной бомбы, известного под кодовым названием Tube Alloys.

Часть команды Чикагского реактора, включая Энрико Ферми и Лео Сциларда

В 1942 году команда Чикагского университета под руководством Энрико Ферми построила Чикагский блок-1, первый искусственный ядерный реактор. Чикагская батарея-1 достигла критичности в декабре 1942 года. В 1943 году вооруженные силы Соединенных Штатов разработали ряд ядерных реакторов в рамках Манхэттенского проекта и из-за потребности в плутонии для ядерного оружия. Ферми и Сцилард подали заявку на патент на ядерные реакторы в 1944, но выпуск был отложен из-за секретности военного времени.

Ядерный реактор — Factorio Wiki

На других языках:

Взято из официальной вики Factorio

Перейти к навигацииПерейти к поиску

Ядерный реактор вырабатывает тепло за счет сжигания урановых топливных элементов. Тепло можно использовать в теплообменнике для производства пара, который можно использовать для выработки электроэнергии. В отличие от других форм выработки электроэнергии, он не зависит от нагрузки — каждый топливный элемент всегда будет полностью использован за 200 секунд, независимо от нагрузки или температуры реактора. Чтобы не тратить топливо впустую, избыточная мощность может храниться в аккумуляторах, а избыток пара может храниться в накопительных баках.

Вместо того, чтобы полностью израсходовать топливо, сжигание топлива в ядерном реакторе приводит к израсходованию урановых топливных элементов. Эти использованные элементы могут быть переработаны в центрифуге, чтобы вернуть часть урана, используемого для создания топливных элементов.

Ядерные реакторы имеют теплоемкость 10 МДж/Кл. Таким образом, они могут накапливать 5 ГДж тепловой энергии в своем рабочем диапазоне от 500°C до 1000°C и требуют 4,85 ГДж энергии для нагрева с 15°C до 500°C при первоначальном размещении.

Содержание

• 1 Бонус соседа
  • 1.1 Двухрядная компоновка
  • 1.2 Квадратная компоновка
• 2 Взрыв
• 3 История
• 4 См. также

Бонус соседа

Реакторы получают бонус за соседние работающие реакторы, который увеличивает их эффективную тепловую мощность на 100% за каждое такое звено. Например, два реактора, работающие рядом друг с другом, будут производить в общей сложности 160 МВт тепловой энергии, при этом каждый реактор производит 40 МВт базовой мощности и получает 40 МВт бонуса соседа.

Бонус Соседства применяется, только если:

• 2 реактора находятся непосредственно рядом друг с другом, при этом все 3 тепловых соединения напрямую соединяют их.
• Оба реактора заправлены топливом.

Двухрядная компоновка

Наиболее эффективная практичная компоновка – выровненная двухрядная произвольной длины (количество реакторов по необходимости). Для четного числа реакторов общая мощность массива составляет 160n − 160 МВт (где n = общее количество реакторов, при условии, что все они заправлены топливом). Разделение ряда, возможно, выгодно с точки зрения логистики, снижает общую выходную мощность на 160 МВт за одно разделение.

Нечетное количество реакторов неэффективно для максимизации бонуса, но при необходимости нечетный реактор следует поставить в один из рядов. Вместо этого смещение более длинного ряда не даст дополнительному реактору никакого бонуса, в то время как реактор на другом конце того же ряда также потеряет свой бонус. Размещение нечетного реактора между концами выровненных рядов также привело бы к уменьшению одного бонуса, а также сделало бы дизайн неразмещаемым.

В любом случае, такие опасения вряд ли возникнут, пока у вас не будет очень большой базы, так как индивидуальная мощность реакторов огромна, особенно с соседними бонусами. Например, реакторная сеть 5 × 2 будет производить 1440 МВт (1,44 ГВт), что эквивалентно 1600 паровым двигателям или 24 000 солнечных панелей.

Квадратная планировка

Теоретически, идеально квадратная сетка реакторов без промежутков между ними даст максимальный бонус, так как она сводит к минимуму количество реакторов с несвязанными сторонами. Эта установка производит 200n − 160×sqrt(n) MW (где sqrt(n) — это квадратный корень из числа реакторов).

Однако, несмотря на то, что звенья тепловых трубок позволяют потоку энергии от реакторов внутри квадрата, без пространства вокруг внутренних реакторов, не будет никакого способа вставлять и удалять топливные элементы, кроме как вручную (игрок может перемещаться по тепловым трубкам), что делает эту настройку непрактичной.

Кроме того, выигрыш по сравнению с двухрядной конструкцией невелик. После некоторых вычислений можно получить выражение для отношения двух (двухрядный план в знаменателе) как (1,25n - sqrt (n)) ÷ (n - 1) , которое оценивается как, например, 1 для 4 реактора, 1,07 за 16 реакторов, 1,16 за 100 реакторов (учитывая только числа, из которых можно построить и двойной ряд равной длины, и квадрат) и так далее. В пределе (бесконечное число реакторов) отношение приближается к 1,25, так как краевые поправки становятся незначительными.

Взрыв

Если реактор будет разрушен (поврежден) при температуре выше 900°C, он взорвется, как атомная бомба. Мощности этого взрыва достаточно, чтобы уничтожить другие реакторы, поэтому один взрыв может привести к цепной реакции взрывающихся реакторов. [1]

История

• 0.18.0 :
  • Обновлены звуковые эффекты.

• 0.17.67 :
  • Тепловые трубы (также в реакторах и теплообменниках) светятся при высоких температурах.

• 0.16.0 :
  • Размер блока ядерных реакторов изменен на 10.

• 0.15.0 :
  • Введен

См. также

• Производство электроэнергии
• Тепловая трубка
• Паровая турбина
• Всеобъемлющее руководство по ядерной энергетике

Инструменты	Ремкомплект Чертеж Планировщик деконструкции Планировщик обновлений Книга чертежей
Электричество	Котел Паровой двигатель Солнечная панель Аккумулятор Ядерный реактор Тепловая трубка Теплообменник Паровая турбина
Добыча ресурсов	Горная буровая установка Электрическая буровая установка Морской насос Насосная установка
Печи	Каменная печь Стальная печь Электрическая печь
Производство	Сборочная машина 1 Сборочная машина 2 Сборочная машина 3 Нефтеперерабатывающий завод Химический завод Центрифуга Лаборатория
модулей	Маяк Модуль скорости Модуль скорости 2 Модуль скорости 3 Модуль эффективности Модуль эффективности 2 Модуль эффективности 3 Модуль производительности Модуль производительности 2 Модуль производительности 3
Космос	Ракетная шахта Спутник
Навигация	Логистика Боевой Промежуточные продукты Технология

Что такое ядерные отходы?

Ядерные отходы состоят из радиоактивных атомов, образовавшихся после расщепления больших атомов. Ядерный реакторы производят ядерные отходы во время работы. Физический рычаг E=MC² делает ядерным тратить однозначно концентрированный ; он чрезвычайно мал и очень опасен. Относительно небольшое количество отходов интригует тем, что их общая экологическая, здоровье, а воздействие на землю может быть минимальным. Но есть законные опасения, что опасности может быть трудно сдержать.

Эта страница раскрывает нюансы ядерных отходов и указывает на дополнительную информацию для углубляясь. Здесь вы узнаете:

• Что такое ядерные отходы?
• Каковы его опасности?
• Как он хранится сегодня?
• Какие долгосрочные планы?
• Сколько отходов мы производим?
• Каков состав ядерных отходов?

Что такое ядерные отходы?

Ядерная энергия высвобождается, когда ядро ​​ядерного топлива разрывается на две части в реакторе. Ключевой компонент ядерных отходов — это оставшиеся более мелкие ядра, известные как продукты деления.

Процесс деления одного атома ядро. Обратите внимание, что криптон и цезий являются двумя возможными продуктами деления, но также встречаются многие другие пары элементов.

Внешне ядерные отходы выглядят точно так же, как топливо, загруженное в реактор — как правило, сборка цилиндрических металлических стержней, заключающих в себе топливные таблетки. Но поскольку произошли ядерные реакции, содержимое не совсем то же самое.

Как и все остальное, ядерные отходы состоят из элементов, которые вы можете найти в таблице Менделеева, в том числе изотопы железа, цинка, германия, циркония, серебра, и йод. Вы никогда не знаете, какие два элемента продукта деления вы собираетесь получить за данного события деления, но вы всегда получаете тот же средний состав, что и миллиарды разделились миллиарды атомов. В основном вы получаете огромное разнообразие элементов, показанных ниже.

Продукты деления включают радиоактивные изотопы показанных здесь элементов. Цвет пропорционален журналу вероятности их появления (тепловое деление U-235 из ENDF/VII. 1).

Ядерное топливо, загружаемое в коммерческие реакторы, обычно находится в виде твердого керамические таблетки, уложенные в металлические трубы и связанные вместе в тепловыделяющие сборки. После того, как атомы в грануле расщепляются, высвобождая свою энергию, гранулы в трубках появляются как ядерные отходы. Ядерные отходы примерно в той же форме, что и гранулы, которые попали внутрь, и в основном имеет консистенцию чайной чашки. Коммерческие ядерные отходы — это не зеленый ил (которые, возможно, были вдохновлены жидкими отходами ядерного оружия, такими как в Хэнфорд).

Так выглядит ядерное топливо до того, как оно будет использовано. До того, как атомы разделились, он лишь слегка радиоактивный, и с ним можно обращаться в перчатке. После того, как произошло деление, опасно радиоактивны и не могут быть обработаны без защиты. (Фото NRC)

Вы также можете услышать ядерные отходы, называемые отработавшим ядерным топливом или использованным ядерным топливом. топливо . Эти термины предназначены для обозначения того, что он подлежит вторичной переработке, но все они относятся к вещество, известное как ядерных отходов .

Чем опасны ядерные отходы?

При расщеплении ядра большая часть энергии высвобождается немедленно и уносится теплоносителя совершать полезную работу. Однако энергия продолжает выделяться на протяжении тысячелетий. после распада атома. Это тепло послесвечения делает ядерные отходы опасными. в отличие наиболее токсичных отходов, тот факт, что ядерные отходы со временем становятся менее токсичными, совершенно уникален.

Сколько энергии выходит через различные механизмы после деления 1 кг урана-235. Этот много деления типично для одного дня работы большой электростанции гигаваттного масштаба, электроснабжения города с населением около 1 млн человек. Обратите внимание, что в долгосрочной перспективе энергия от альфа-распад материалов тяжелее урана производит большую часть тепла, а не деление (не показано).

Эти задержанные энергетические выбросы означают, что ядерные отходы очень радиоактивны. Когда он впервые выходит из реактора, он настолько опасен, что если если бы вы стояли близко к нему, пока он был не экранирован, вы бы получили смертельную дозу радиации через несколько секунд и умрет от острой лучевой болезни [Википедия] в течение нескольких дней. Как появляется энергия, отходы становятся менее радиоактивными (и, следовательно, менее опасными) каждый момент. Тем не менее, он не превращается из опасного в доброкачественный в течение тысяч лет.

Насколько опасно есть ядерные отходы в зависимости от времени по сравнению с едой руда природного урана (пунктир). Различные кривые показывают, что токсичность снижается быстрее, если перерабатывать отходы и сжигать очень долгоживущие радионуклиды в качестве топливо. (из Магила 2003)

Вопрос о ядерных отходах в основном спрашивает, может ли человечество предотвратить это радиоактивных материалов от причинения вреда людям и окружающей среде. Этот вопрос был признанный в самом начале ядерной истории самим Энрико Ферми (ведущий ученый в обвинение в первой в мире рукотворной цепной ядерной реакции), который заявил:

Неясно, примет ли общественность источник энергии, производящий столько радиоактивность

— Энрико Ферми

С тех пор, как он сделал это заявление, мы накопили более чем 60-летний опыт работы с ядерными энергостанции. Итак, как мы это сделали?

Что мы сейчас делаем с нашими ядерными отходами?

На практике отработавшее топливо никогда не бывает неэкранированным. Держится под водой (вода отличный щит) на 5–8 лет в бассейнов с отработавшим топливом до тех пор, пока уровень радиации не снизится до уровней, которые можно охлаждать без воды.

Не пропустите замечательный сценарий XKCD «что если» с вопросом о плавании в бассейнах с отработавшим топливом

Бассейн с отработавшим топливом на атомной электростанции. Фото НРК

После охлаждения в бассейнах выдержки ядерные отходы либо перерабатываются (Франция), либо перемещаются в большие бетонные канистры под названием сухие бочки (в большинстве других мест). Эти бочки вмещают по несколько отработавших тепловыделяющих сборок каждая.

Ядерные отходы в хранилище сухих контейнеров на атомной электростанции Пало-Верде Станция. Да, вы можете стоять рядом с высокоактивными ядерными отходами в хранилище. Фото предоставлено: Париж Ортис-Вайнс, директор по связям с общественностью организации Environmental Progress

На следующем видео показан мировой эксперт по ядерным отходам, прогуливающийся среди отработавшего топлива. в сухих бочках на электростанции Колумбия в штате Вашингтон.

Насколько нам известно, никто не был ранен или погиб от коммерческих ядерных отходов в сухих условиях. бочковое хранение. Хотя возможны инциденты в будущем, совершенно очевидно, что уровень травмы от этого материала меркнут почти в ничтожности по сравнению с 8 миллионами человек в год, которые действительно умирают от осложнений загрязнения воздуха, вызванных ископаемым топливом и выбросы биотоплива (данные ВОЗ).

Тот факт, что атомные электростанции хранят все свои отходы на площадке в течение всего их жизненного цикла, может считаться основным положительным свойством окружающей среды по сравнению с источниками энергии, которые выбрасывают огромные отходы в атмосферу или производят огромные производственные отходы во время изготовления.

Вот отличное видео, показывающее реальные операции с отработавшим топливом на атомной электростанции. завод.

Во Франции отходы, полученные в результате процесса переработки (рассматриваемого ниже), перерабатываются в стекло в процессе, называемом витрификация и затем хранится в стеллажах с воздушным охлаждением.

Каковы долгосрочные варианты ядерных отходов?

Хранение в сухих контейнерах над землей достаточно стабильно, но как сторонники, так и противники ядерной можно согласиться с тем, что есть причины попытаться увести его еще дальше от биосферы.

Глубокое геологическое захоронение

Существует научный консенсус в отношении размещения ядерных отходов в геологических формациях, ожидается, что они будут стабильными в течение многих миллионов лет (например, см. синий Отчет Комиссии по ленте (pdf) и отчет ОЭСР за 2020 г. (pdf) по утилизации отходов). Таким образом, если материал выйдет в далеком будущем, он уже выделит все свое тепло послесвечения и будет радиологически инертным.

США изучили и построили большие участки горы Юкка в качестве национального место захоронения топлива, но с населением заранее не были проведены достаточные консультации, и проект потерпел то, что можно назвать только политической смертью.

Строительство хранилища ядерных отходов в Юкка-Маунтин Фото NRC

В США есть действующее хранилище ядерных отходов в массивном соляном пласте в Нью-Мексико на площадке под названием «Экспериментальный завод по изоляции отходов». Он предназначен для военных ядерных отходов, а не гражданских, но многие проблемы связаны между собой.

Очистка соли на пилотном заводе по изоляции отходов (WIPP) Фото: Министерство энергетики

В настоящее время Финляндия является мировым лидером в области долгосрочного коммерческого захоронения ядерных отходов. прогресс. Ожидается, что их глубокое геологическое хранилище Онкало станет первым в мире коммерческий работать. Они произвели отличное видео с описанием плана.

Глубокие скважины

Другая форма геологического хранилища, называемая глубокой скважиной, была предложена ученые с 1950-х годов, и в последнее время привлек гораздо больше внимания благодаря достижениям в техники бурения. Глубокие скважины включают бурение скважины глубиной около 5000 метров и укладка туда отработавших тепловыделяющих сборок перед их закрытием. Пройдя примерно в 10 раз глубже, чем традиционные конструкции репозиториев, материал, скорее всего, будет дополнительно изолирован от биосфера на дополнительное время.

Глубокая скважина. Предоставлено Министерством энергетики.

Министерство энергетики США запланировало полевые испытания глубокой скважины, чтобы лучше понять науку об этом технологический вариант (без реальных ядерных отходов), но проект был свернут в 2017 из-за сильной публики оппозиция.

Глубокие скважины коммерциализируются компанией Deep Изоляция.

Переработка ядерных отходов

Ядерные отходы обычно содержат более 90% урана. Таким образом, отработавшее топливо (отходы) по-прежнему содержит 90% полезного топлива! Его можно химически перерабатывать и помещать в другие реакторы до близких топливный цикл . Замкнутый топливный цикл означает гораздо меньше ядерных отходов и гораздо больше энергии, извлекаемой из сырой руды. Кроме того, этот процесс позволяет вам конвертировать отходы в химические формы, которые полностью обездвижены.

Франция в настоящее время перерабатывает отработавшее топливо. Они вернули оставшееся хорошее ядерное топливо в своих реакторах в виде МОКС-топлива и иммобилизовать оставшиеся отходы в остеклованных боросиликатное стекло.

В США была программа утилизации с использованием усовершенствованных быстрых реакторов (которые еще не были развернуты в больших масштабах), которые был закрыт, потому что он создал плутоний, который можно было использовать для создания ядерного оружия. Если какое-то количество плутония было бы отвлечено в процессе рециркуляции, неядерный объект мог бы быть одним из них. шаг близко к созданию бомбы. Однако в рамках таких программ, как (теперь приостановленная) GNEP [википедия], где утилизируют только страны, у которых уже есть ядерное оружие, переработка отходов без распространения может существовать. Поскольку многие крупнейшие потребители энергии уже являются государствами, обладающими ядерным оружием, там можно было бы провести массированную экспансию ядерных без каких-либо дополнительных проблем с распространением.

Больше информации о распространении можно найти на нашей странице о нераспространении. Пожалуйста, не забудьте связаться с нами с вашим комментарии или вопросы.

Наиболее долгоживущими нуклидами в ядерных отходах являются те, которые можно использовать в качестве топлива: плутоний и младшие актиноиды. Если эти материалы сжигаются в виде топлива путем рециркуляции, ядерные отходы будут оставаться радиоактивными всего несколько сотен лет, а не несколько сто тысяч. Это значительно снижает проблемы с долговременным хранением. Этот концепция называется «Разделение и трансмутация» и подробно обсуждается в это МАГАТЭ отчет.

См. также См. нашу главную страницу утилизации для более подробного обсуждения утилизации.

Транспортировка

Каким образом ядерные отходы перемещаются из реактора в место захоронения? Мы разработали контейнеры, которые могут справиться с опасностями транспортировки, не сломавшись. Министерство энергетики США и другие, например, испытывали эти контейнеры, сжигая их в реактивном топливе, разбивая о поездами с ракетными двигателями, вбивая их в бетонные стены и сбрасывая на шипы.

Тем не менее, некоторые сообщества выразили обеспокоенность тем, что даже если радиация не просочится, в случае схода с рельсов может возникнуть длительная задержка движения поездов. Это может быть основным концерн в районах нефтяных месторождений Техаса, где по железной дороге поставляется нефть на многие миллионы долларов. отгружается в день. Так что дело не только в радиологической безопасности, но и в подобных более тонкие проблемы, которые необходимо учитывать.

Сумасшедшие идеи

В качестве решения проблемы ядерных отходов предлагались и другие решения, но в основном это были плохие идеи.

• Запустите его на солнце. Солнце действительно поглотит его, но надежность запуска будет должны быть намного лучше, чем сегодня. Космический лифт может сделать это жизнеспособным вариант.

• Используйте его для дезинфекции городских сточных вод. Радиация может стерилизовать без использования химические вещества, такие как отбеливатель. Но возможность украсть его или загореться или что-то не стоит риска.

• Используйте его для питания батарей. Многие космические зонды используют материалы, изготовленные в ядерных реакторах. Но лишь крошечная часть материала нашла полезное научное/военное применение в этот момент, и вряд ли остальные будут слишком полезны, опять же из-за опасностей.

Сколько ядерных отходов создает ядерная энергия?

Если бы все потребление электроэнергии в США было распределено равномерно среди населения, и все это приходилось от ядерной энергии, то количество ядерных отходов, которое каждый человек будет производить в год, будет 39,5 грамм . Это вес семи кварталов отходов США в год! Подробное описание этого результата можно найти здесь. Если бы мы получили все наше электричество из угля и природного газа, ожидается более 10 000 кг CO ₂ в год, приходящихся на каждого человека, не говоря уже о других ядовитых выбросах непосредственно в биосферу (на основе выбросов EIA данные).

Если вам нужны необработанные цифры: в 2018 году было чуть более 80 000 метрических тонн высокоактивных отходов в США. Между 1971 и 2018, ядерные реакторы в США произвели 3000 ГВт-лет электроэнергии, чтобы сделать эти отходы.

Для сравнения, только в 2007 году в США было сожжено 948 000 000 метрических тонн угля. Это означает что угольные электростанции производили в 32 раза больше отходов каждый день , чем атомный флот США сделал за последние 45 лет! Конечно, уголь составлял большую часть электроэнергии, но цифры все равно безумно впечатляют для ядерной энергетики.

Поразительно малое количество ядерных отходов благодаря почти магической энергии плотность атома.

Состав ядерных отходов

Состав отработавшего ядерного топлива варьируется в зависимости от того, что было помещено в реактор, как долго реактор работал, и как долго отходы находились вне реактора. А типичный состав отходов американского реактора представлен в таблице 1 . Обратите внимание, что большая часть Уран все еще находится в топливе, когда оно покидает реактор, хотя его обогащение упал значительно. Этот уран может быть использован в современных быстрых реакторах в качестве топлива и является ценным источником энергии. младшие актиниды , которые включают нептуний, америций и кюрий, являются долгоживущими нуклидами, вызывающими серьезные беспокойство, когда дело доходит до их хранения более 100 000 лет. К счастью, это расщепляется в быстрых реакторах и, таким образом, может использоваться в качестве топлива! Это все равно оставило бы нас с продукты деления . Распад каждого нуклида в зависимости от времени показан ниже.

Карта активности всех радиоактивных нуклидов в зависимости от времени до 1 млн лет от 1 Мт ядерной отходов, сжигаемых до 45 МВт⋅сут/кг. Нажмите, чтобы увеличить. Данные были рассчитаны с ORIGEN-S из Ок-Риджа от whatisnuclear.com.

Таблица 1. Состав тяжелых металлов с обогащением 4,2% ядерное топливо до и после эксплуатации в течение примерно 3 лет (40 000 МВт·д/т). Незначительный актиниды включают нептуний, америций и кюрий. Эта таблица не включает конструкционные материалы, такие как цирконий и нержавеющая сталь.

	Charge	Discharge
Uranium	100%	93.4%
Enrichment	4.20%	0.71%
Plutonium	0.00%	1.27%
Minor Actinides	0.00%	0.14%
Fission products	0.00%	5.15%

❮ Front Page❮ BackNext ❯

Малые модульные реакторы | Rolls-Royce

Нашему миру нужно больше энергии с низким уровнем выбросов углерода, чем когда-либо. Компания Rolls-Royce SMR Ltd была создана для разработки доступной по цене электростанции, которая вырабатывает электроэнергию с помощью небольшого модульного реактора — интеллектуального способа удовлетворения наших будущих потребностей в энергии.

Небольшие модульные реакторы Rolls-Royce

Чистая доступная энергия для всех

Мы сталкиваемся с беспрецедентным спросом на чистую энергию, поскольку мировые рынки ищут решения, которые помогут им достичь нуля. Спрос на энергию, которая всегда включена и практически не производит выбросов.

Ядерная энергия является самым мощным источником «всегда включенной» чистой энергии, однако для того, чтобы она получила широкое распространение, она должна быть доставляемой, масштабируемой и конкурентоспособной по стоимости. Компания Rolls-Royce SMR Ltd спроектировала заводскую атомную электростанцию, которая будет предлагать чистую и доступную энергию для всех.

Rolls-Royce SMR Ltd

Малый модульный реактор (SMR) — это один из способов, с помощью которого Rolls-Royce помогает Соединенному Королевству разрабатывать инновационные способы борьбы с глобальной угрозой изменения климата.

С помощью технологии Rolls-Royce SMR мы разработали экологически чистое энергетическое решение, которое может обеспечить конкурентоспособную по цене и масштабируемую чистую нулевую мощность для различных приложений — от энергосистемы и промышленного производства электроэнергии до производства водорода и синтетического топлива.

Узнайте больше на сайте www.Rolls-Royce-SMR.com

Наше ценностное предложение SMR состоит из 4 ключевых элементов для успеха SMR: мы выводим на рынок недорогое, доставляемое, глобальное, масштабируемое и выгодное для инвестиций решение:

Low cost

Высококонкурентный источник «всегда включенной» чистой энергии, отвечающий глобальным вызовам доступным и инвестируемым способом.

Rolls-Royce SMR — это недорогое решение экологически чистой энергии, использующее проверенную и доступную на рынке технологию для создания полностью интегрированной атомной электростанции заводского изготовления.

Неустанно фокусируясь на модульности и максимизируя объем работы, выполняемой в заводских условиях, мы можем революционизировать способы доставки ядерной энергии.

Результат

Rolls Royce SMR будет использовать всю цепочку поставок в Великобритании, которая может обеспечить более 80% стоимости каждого SMR, уделяя особое внимание стандартизированным, коммерчески доступным и готовым компонентам.

Компания Rolls-Royce SMR откажется от принципов программы строительства сложных объектов с высокими затратами и высоким уровнем риска в пользу предсказуемых товаров заводского изготовления.

Приблизительно 90 % операций по производству и сборке осуществляются в заводских условиях, что помогает поддерживать исключительно высокое качество продукции, сокращая количество сбоев на месте и поддерживая международное развертывание.

Глобальный и масштабируемый

Оказывая значительное влияние на несколько стран, удовлетворяя беспрецедентный спрос на экологически чистую энергию.

Потребность в чистой энергии создала глобальный спрос на наши ММР, поскольку страны ищут способы обеспечить надежные способы достижения чистого нуля. Наш SMR был разработан как прямой ответ на эту огромную глобальную проблему, и наши амбиции направлены на то, чтобы соответствовать этому глобальному рынку, поскольку мы стремимся создать глобальный продукт мирового класса.

Наша заводская модель полностью масштабируема. По мере роста спроса мы инвестируем в новые заводы, используя те же системы проектирования и управления, которые используются для всех наших ММР.

Rolls-Royce SMR будет поддерживать международные усилия по обезуглероживанию энергетических систем с прогнозируемым объемом экспорта в 250 миллиардов фунтов стерлингов. Меморандумы о взаимопонимании уже заключены с Эстонией, Турцией и Чехией.

Прогнозируется, что к 2050 году программа Rolls-Royce SMR создаст 40 000 рабочих мест в Великобритании и принесет экономическую выгоду в размере 52 миллиардов фунтов стерлингов.

Компактная площадь основания повышает гибкость площадки и максимально увеличивает количество возможных мест установки, включая замену существующих угольных или газовых электростанций.

Инвестируемый

Предназначен для привлечения традиционных форм капитала с помощью фабричного решения с низким уровнем риска.

По своему замыслу наш SMR ориентирован на привлечение всех форм частного капитала для удовлетворения глобального спроса на SMR. Благодаря проверенному коммерческому подходу, построенному на заводе, наш SMR предложит инвесторам и кредиторам определенную степень уверенности, которая позволит будущим клиентам получить доступ к ряду вариантов капитала для финансирования покупки SMR.

Чтобы ядерная энергетика играла значимую и более важную роль в наших стремлениях к нулевому уровню выбросов, она должна быть финансируемой без необходимости вмешательства правительства в долгосрочной перспективе.

Электростанция Rolls-Royce SMR будет иметь мощность 470 МВт низкоуглеродной энергии, что эквивалентно более чем 150 наземным ветряным турбинам. Он обеспечит стабильную базовую нагрузку в течение не менее 60 лет, помогая поддерживать развертывание возобновляемой генерации.

В дополнение к стабильной мощности базовой нагрузки, Rolls-Royce SMR сможет поставлять энергию для нулевого производства экологически чистого водорода и синтетического топлива для поддержки обезуглероживания транспорта.

Он будет занимать примерно одну десятую площади обычной АЭС, что поможет уменьшить локальное воздействие на окружающую среду. Rolls-Royce SMR будет собираться на заводе, что позволит перевозить готовые модули грузовиком, поездом или баржей, что снизит количество перемещений транспортных средств и риск завершения строительства, а также повысит надежность сроков сборки.

Чистое энергетическое решение

Одна электростанция Rolls-Royce SMR займет площадь двух футбольных полей и будет снабжать электроэнергией около миллиона домов. Он может поддерживать как сетевое электричество, так и ряд автономных экологически чистых энергетических решений, обеспечивая обезуглероживание промышленных процессов и производство экологически чистых видов топлива, таких как экологичное авиационное топливо (SAF) и экологически чистый водород, для поддержки перехода к энергетике в более широкий сектор теплоснабжения и транспорта.

Как крупный акционер Rolls-Royce SMR, мы продолжим поддерживать его путь к успешному развертыванию. Узнайте больше на www.rolls-royce-smr.com.

Последние новости

Потенциал малого модульного реактора

Rolls-Royce plc, Катарское инвестиционное управление, объявляет о соглашении об инвестировании в новый бизнес низкоуглеродной атомной энергетики

Rolls-Royce plc, Управление по инвестициям Катара…

Rolls-Royce объявляет о финансировании малых модульных реакторов

Rolls-Royce объявляет о финансировании проекта Small…

Rolls-Royce и Cavendish Nuclear подписали партнерское соглашение о поставках и производстве для программы SMR

Rolls-Royce и Cavendish Nuclear подписали договор о доставке.

..

Повышенная мощность и обновленный дизайн, поскольку команда ядерной энергетики нацелена на первое место в очереди на оценку осенью 2021 года

Более мощная и обновленная конструкция представлена ​​как ядерная…

Атомные электростанции создадут 6 000 рабочих мест в Великобритании к 2025 году и 40 000 через 15 лет, что будет способствовать восстановлению «зеленой» экономики.

Атомные электростанции создадут 6000 британских…

Rolls-Royce подписывает меморандум о взаимопонимании с Exelon в отношении компактных атомных электростанций

Rolls-Royce подписывает меморандум о взаимопонимании с Exelon в отношении…

10 способов достичь нуля

Заправка устойчивой авиации

Ядерный реактор — Википедия

Ядерный реактор представляет собой устройство, в котором цепные реакции ядерного деления инициируются, контролируются и поддерживаются с заданной скоростью. Он используется для производства электроэнергии или для производства изотопов.

Хотя большинство ядерных реакторов существуют для производства полезной энергии для производства электроэнергии, некоторые из них используются для исследований, производства радиоактивных изотопов для медицинских и промышленных целей и/или для производства плутония для ядерного оружия.

Существует два основных типа реакторов, различающихся энергетическим спектром (то есть скоростью) нейтронов в реакторе.

• Тепловые (медленные) реакторы состоят из топлива (делящегося материала), замедляющих материалов для замедления нейтронов до низких скоростей (для предотвращения захвата ураном-238), толстостенных корпусов высокого давления для размещения компонентов реактора, экранов для защиты персонала, системы отвода тепла от реактора и контрольно-измерительные приборы для контроля и управления системами реактора. Большинство ядерных реакторов, используемых для производства электроэнергии, относятся к этому типу. Первые реакторы по производству плутония [?] были тепловыми реакторами, использующими графит в качестве замедлителя.
• Для реакторов на быстрых нейтронах требуется высокообогащенное топливо (иногда оружейного качества), но не замедляющий материал (в процессе обогащения удаляется большая часть U238, который захватывает быстрые нейтроны). Реактор этого типа используется в мобильных приложениях, где серьезную озабоченность вызывают нехватки места, а также для производства плутония (см. Быстрый размножитель ).

Тепловые энергетические реакторы снова можно разделить на два типа в зависимости от того, используют ли они топливные каналы под давлением или большой корпус высокого давления. В типах RBMK и CANDU используются каналы под давлением, в то время как во всех других типах до настоящего времени использовался большой сосуд высокого давления. Реакторы канального типа можно перезагружать под нагрузкой, что имеет свои преимущества и недостатки, обсуждаемые в разделе CANDU_reactor. Предлагаемый модульный реактор с галечным слоем также может быть перезагружен под нагрузкой.

Предлагаемые конструкции энергетических реакторов на быстрых нейтронах, охлаждаемых жидким металлом, также были двух типов, называемых бассейновыми и петлевыми реакторами.

Чтобы обеспечить мощность для динамо-электрической машины или электрического генератора, атомные электростанции полагаются на процесс ядерного деления. В этом процессе ядро ​​тяжелого топливного элемента, такого как уран, поглощает медленно движущийся свободный нейтрон, становится нестабильным, а затем распадается на два меньших атома. Процесс деления атомов урана дает два меньших атома, от одного до трех быстро движущихся свободных нейтронов[?] плюс некоторое количество энергии. Поскольку при делении урана высвобождается больше свободных нейтронов, чем требуется для начала этого события, реакция может стать самоподдерживающейся — цепной реакцией — в контролируемых условиях, производя при этом огромное количество энергии. Только что выпущенные быстрые нейтроны должны быть замедлены (замедлены), прежде чем они смогут быть поглощены следующим атомом топлива. Этот процесс замедления вызван столкновениями нейтронов с атомами введенного вещества, называемого замедлителем.

На подавляющем большинстве атомных электростанций мира тепловая энергия, вырабатываемая при сжигании уранового топлива, собирается в обычной воде и уносится из активной зоны реактора либо в виде пара в кипящих реакторах, либо в виде перегретой воды в реакторах с водой под давлением. В реакторе с водой под давлением перегретая вода в первом контуре охлаждения используется для передачи тепловой энергии во вторичный контур для создания пара. В установках с кипящей водой или водой под давлением пар высокого давления является средой, используемой для передачи тепловой энергии ядерного реактора на турбину, которая механически вращает динамо-электрическую машину или электрический генератор. Реакторы с кипящей водой и водой под давлением называются легководными реакторами, поскольку в качестве замедлителя в них используется обычная вода. На сегодняшний день во всех легководных реакторах эта вода также используется для передачи тепловой энергии от реактора к турбине в процессе производства электроэнергии. В реакторах других конструкций тепловая энергия может передаваться легкой водой, тяжелой водой под давлением, газом или другим охлаждающим веществом.

Количество энергии в резервуаре с ядерным топливом часто выражается в терминах «дни на полной мощности», которые представляют собой количество 24-часовых периодов (дней), в течение которых реактор должен работать на полной мощности для выработки тепла. энергия. Количество дней работы на полной мощности в рабочем цикле реактора (между периодами останова на перегрузку) связано с количеством делящегося урана-235, содержащегося в тепловыделяющих сборках в начале цикла. Более высокий процент 235U в активной зоне в начале цикла позволит реактору работать большее количество дней на полной мощности.

В конце рабочего цикла топливо в части ТВС «вырабатывается», его выгружают и заменяют новыми (свежими) ТВС. Доля топливной активной зоны реактора, заменяемая во время перегрузки топлива, обычно составляет одну четверть для кипящего реактора и одну треть для реактора с водой под давлением.

Количество энергии, извлекаемой из ядерного топлива, называется его «выгоранием», которое выражается в единицах тепловой энергии, выделяемой на начальную единицу веса топлива. Выгорание обычно выражается в тепловых мегаватт-днях на метрическую тонну исходного тяжелого металла.

Содержание 1 Типы реакторов 2 усовершенствованных реактора 3 Ядерный топливный цикл 4 История 5 Преимущества и недостатки 5.1 Экологические проблемы 5.2 Экономические барьеры 5.3 Распространение ядерного оружия 5.4 Статистика 6 Список групп атомной энергии

• Реактор с водой под давлением (PWR)
• Реактор с кипящей водой (BWR)
• Тяжеловодный реактор под давлением (PHWR или CANDU)
• Усовершенствованный реактор с газовым охлаждением (AGR)
• Легкий водоохлаждаемый реактор с графитовым замедлителем (РБМК)
• Реактор Д2Г

Более дюжины усовершенствованных конструкций реакторов находятся на различных стадиях разработки. Некоторые из них являются развитием конструкций PWR, BWR и CANDU, описанных выше, некоторые представляют собой более радикальные отличия. К первым относится усовершенствованный реактор с кипящей водой, два из которых сейчас работают, а другие строятся.

Самая известная радикально новая конструкция — это модульный реактор с галечным слоем, о котором пойдет речь ниже.

Можно было бы добавить больше о усовершенствованных конструкциях реакторов, например, у PBMR есть веб-страница.

• Реактор с галечным слоем

См. ядерный топливный цикл.

Энрико Ферми первым построил ядерный котел и продемонстрировал управляемую цепную реакцию. Первые ядерные реакторы использовались для производства плутония для ядерного оружия. Дополнительные реакторы использовались на флоте (реактор ВМС США). В середине 19В 50-х годах как Советский Союз, так и западные страны расширили свои ядерные исследования, включив в них невоенное использование атома. Однако, как и в случае с военной программой, большая часть невоенной работы выполнялась тайно. 27 июня 1954 года первая в мире атомная электростанция выработала электричество, но без заголовков — по крайней мере, на Западе. По данным Института урана (Лондон, Англия), первый реактор для выработки электроэнергии для коммерческого использования был в Обнинске, Россия. Реактор Шиппорт (в Пенсильвании) был первым коммерческим ядерным генератором, введенным в эксплуатацию в Соединенных Штатах. Реактор Шиппорт был заказан в 1953 и начал коммерческую эксплуатацию в 1957 году.

Много строительства в 60-х и 70-х годах (влияние нефтяного кризиса) – здесь нужны цифры

После аварии на Три-Майл-Айленде в 1979 году ядерный рынок США первым пришел в упадок. С тех пор новые АЭС не заказывались.

Негативное влияние Чернобыля ужесточение норм увеличило расходы.

нужны даты, уменьшающиеся строительные номера, ссылка на законодательство США.

В 1997 году в общей сложности 78 реакторов либо находились в стадии строительства, либо планировались, либо были отложены на неопределенный срок. Суммарная мощность этих блоков составляет 67 484 МВт, что составляет примерно 25 процентов от уже существующей общей мощности. Однако в стадии строительства находилось всего 45 реакторов. Остальные 33 единицы либо планируются, либо откладываются на неопределенный срок. Ожидается, что три американских подразделения не будут подключены к сети. Некоторые эксперты предсказывают, что Watts Bar 1, введенный в эксплуатацию в 1997 году, станет последним коммерческим ядерным реактором США, который будет введен в эксплуатацию. Другие эксперты, однако, предсказывают, что нехватка электроэнергии приведет к увеличению спроса на атомные электростанции.

Сторонники ядерной энергетики отмечают, что эта технология практически не выбрасывает в атмосферу загрязняющих веществ и в целом гораздо меньше отходов, чем электростанции, работающие на ископаемом топливе. Конечно, относительно небольшое количество отходов находится в форме высокорадиоактивного отработавшего топлива, с которым необходимо обращаться с большой осторожностью и предусмотрительностью из-за длительного периода полураспада отходов.

Критики ядерной энергетики также утверждают, что любые экологические преимущества перевешиваются соображениями безопасности и затратами, связанными с фактическим строительством и строительством. эксплуатация атомных электростанций, включая расходы на утилизацию отработавшего топлива и вывод станции из эксплуатации. Сторонники ядерной энергетики утверждают, что ядерная энергия является единственным источником энергии, который явно включает предполагаемую стоимость локализации отходов и вывода из эксплуатации завода в его общую стоимость, и что по этой причине указанная стоимость электростанций, работающих на ископаемом топливе, обманчиво низка. Ядерная энергетика имеет очень полезные дополнительные преимущества, такие как производство радиоизотопов, хотя потребность в этих продуктах может быть удовлетворена за счет относительно небольшого числа заводов.

Большим недостатком использования ядерных реакторов является предполагаемая угроза аварии или террористического акта и связанное с этим облучение. Сторонники утверждают, что вероятность аварии, как в Чернобыле, очень мала из-за чрезмерного внимания к разработке адекватных систем безопасности. Даже в таких авариях, как Три-Майл-Айленд, защитная оболочка ни разу не была нарушена, так что в окружающую среду попало очень мало радиации.

Низкая доза излучения, высвобождаемая в нормальных условиях эксплуатации или во время разливов отходов, также вызывает озабоченность, но сторонники указывают, что излучение, высвобождаемое ядерным реактором при нормальных обстоятельствах, меньше, чем облучение от отходов угольной электростанции.

Забота об окружающей среде

Проблемы выбросов ископаемых видов топлива выходят за рамки парниковых газов и включают кислые газы (сера диоксид и оксиды азота), твердые частицы, тяжелые металлы (особенно ртуть, но также и радиоактивные материалы) и твердые отходы, такие как зола. Некоторые из них, включая оксиды азота, также являются парниковыми газами. Ядерная энергетика практически не производит таких отходов, кроме отработавшего топлива, что представляет собой уникальную проблему с твердыми отходами. По объему отработавшее топливо атомных электростанций представляет собой значительно меньшую проблему, чем твердые отходы ископаемого топлива. Однако, поскольку отработавшее ядерное топливо радиоактивно, его фунт за фунтом представляет собой более серьезную проблему. См. ядерные отходы.

Экономические барьеры

Как правило, атомные электростанции значительно дороже в строительстве, чем паровые угольные электростанции, которые сами по себе дороже, чем парогазовые электростанции аналогичной мощности, работающие на природном газе. Часть этих дополнительных затрат связана с тем, что строительство атомной станции занимает значительно больше времени, чем строительство газовой или угольной электростанции. Поскольку электростанция не зарабатывает деньги во время строительства, более длительные сроки строительства напрямую приводят к более высоким процентным платежам по заемным средствам на строительство.

Все эти сборы, взятые вместе, требуют, чтобы угольные и особенно атомные электростанции продемонстрировали преимущества в эксплуатационных затратах по сравнению с природным газом, если они должны быть коммерчески предпочтительными. В целом, угольные и атомные электростанции несут примерно одинаковые эксплуатационные расходы (эксплуатация и техническое обслуживание плюс затраты на топливо), однако атомные и угольные электростанции различаются по источникам компонентов своих эксплуатационных затрат. Атомная энергетика имеет гораздо более низкие затраты на топливо, но гораздо более высокие эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание, чем уголь. В последнее время в Соединенных Штатах эти преимущества в эксплуатационных затратах не были достаточными для того, чтобы атомная энергетика могла преодолеть свои высокие инвестиционные затраты. Таким образом, в Соединенных Штатах не были построены новые ядерные реакторы. Преимущества угля в эксплуатационных затратах лишь в редких случаях были достаточными для поощрения строительства новых угольных электростанций. Около 9От 0 до 95 процентов новых электростанций, строящихся в Соединенных Штатах, работают на природном газе. Эти цифры не включают расширение мощностей существующих угольных и атомных блоков.

Как атомная, так и угольная отрасли промышленности сталкиваются с обстоятельствами, при которых они должны сокращать инвестиционные затраты на новые электростанции и время строительства. Бремя явно выше для производителей атомной энергии, чем для производителей угля, потому что инвестиционные затраты выше для атомных станций без видимых преимуществ в эксплуатационных расходах по сравнению с углем. Бремя эксплуатационных расходов на атомных электростанциях также больше, поскольку затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание особенно важны просто потому, что затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание составляют большую часть эксплуатационных расходов атомной электростанции.

Учитывая финансовые недостатки ядерной энергетики, понятно, что атомная промышленность также стремилась найти дополнительные преимущества использования ядерной энергии. Дополнительные выгоды выльются в готовность платить более высокие цены за строительство атомной электростанции, будь то за счет прямых платежей или государственных субсидий. Если бы все рыночные условия для производства электроэнергии были в остальном равными, разница, которую можно было бы заплатить за строительство новой атомной электростанции, была бы мерой предполагаемых экологических выгод. Поскольку электростанции, работающие на угле, производят больше выбросов в атмосферу, очевидно, что допустимая разница в цене между ядерной и угольной электроэнергией будет больше, чем приемлемая разница между ядерной энергией и природным газом.

Дополнительным вопросом для обсуждения является тот факт, что большинство дополнительных электростанций, работающих на газе, предназначены для пикового снабжения, в то время как более крупные атомные и угольные электростанции, как правило, предназначены для базового снабжения, которое не увеличивается так быстро, как пиковый спрос.

Распространение ядерного оружия

Противники использования ядерной энергии указывают, что использование ядерных технологий может привести к распространению ядерного оружия, хотя система гарантий Международного агентства по атомной энергии в соответствии с Договором о нераспространении ядерного оружия имела международный успех и таким образом предотвратила распространение оружия. далеко. Он включал сотрудничество в развитии ядерной энергетики для производства электроэнергии, обеспечивая при этом, чтобы гражданские уран, плутоний и связанные с ними заводы не допускали распространения оружия в результате этого.

Международные ядерные гарантии находятся в ведении МАГАТЭ и были официально установлены в соответствии с ДНЯО, который требует от стран:

• Сообщите в МАГАТЭ, какие ядерные материалы они хранят и где они находятся.
• Допускать визиты аудиторов и инспекторов МАГАТЭ для независимой проверки их отчетов о материалах и физического осмотра соответствующих ядерных материалов для подтверждения их физического количества.

Статистика

В 2000 году в мире насчитывалось 438 коммерческих атомных электростанций общей мощностью около 351 гигаватт.

В 2001 году насчитывалось 104 (69 реакторов с водой под давлением, 35 ​​реакторов с кипящей водой) коммерческих атомных электростанций, имеющих лицензию на эксплуатацию в Соединенных Штатах, производящих 32 300 мегаватт (электрических), что составляет примерно 20 процентов от общего объема электроэнергии в стране. потребление. Соединенные Штаты являются крупнейшим в мире поставщиком коммерческой ядерной энергии.

• Минатом (Россия)

См. также: ядерное деление — электростанция[?] — ядерный синтез — производство электроэнергии — ядерная физика — Энрико Ферми — Манхэттенский проект — Реактор ВМС США — оценка технологии

Ссылки и ссылки:

• Управление энергетической информации предоставляет множество статистических данных и информации об отрасли – http://eia.doe.gov
• Информационный центр по урану ( http://www.uic.com.au/) предоставил некоторые исходные материалы для этой статьи.
• Комиссия по ядерному регулированию США осуществляет надзор за ядерной отраслью США – http://www.nrc.gov/
• Международное агентство по атомной энергии регулирует ядерную отрасль и осуществляет поставки по всему миру – http://www.iaea.org
• Модульный реактор с галечным слоем — http://whyfiles. org/130nukes/3.html
• Сайт про ядерную энергетику – Всемирная ядерная ассоциация – http://www.world-nuclear.org/
• антиядерный сайт – Гринпис – http://www.greenpeace.org/~nuclear/

Главная | ЦЕРН

Главная | ЦЕРН Перейти к основному содержанию

• Каталог

ЦЕРН внедряет дополнительные энергосберегающие технологии…

В ЦЕРН

Новости

30 сентября 2022 г.

LHCf продолжает исследовать космические лучи

Эксперименты

Новости

28 сентября 2022

CERN openlab обучает компьютеры нового поколения.

..

Вычислительная техника

Новости

23 сентября 2022 г.

ALICE определяет свойства гиперматерии

Физика

Новости

20 сентября 2022

ЦЕРН и Solvay запускают образовательную программу STEM…

Обмен знаниями

Новости

20 сентября 2022 г.

ЦЕРН выражает соболезнования в связи со смертью королевы Елизаветы…

В ЦЕРНе

Новости

9 сентября 2022 г.

Спектроскопическая рентгеновская визуализация теперь сертифицирована для…

Обмен знаниями

Новости

31 августа 2022 г.

Искры! объявляет о втором выпуске S…

В ЦЕРН

Новости

26 августа 2022 г.

Призыв к краудсорсинговым проектам, преследующим …

Обмен знаниями

Новости

10 августа 2022 г.

видео

изображение

Совершите захватывающий тур по ускорителям ЦЕРН

ЦЕРН и окружающая среда

Технологии от CERN для общества

Суббота

1 окт/22

10:30 – 11:15 (Европа/Цюрих)

Научное шоу – Voir l’invisible

Событие

Медиатека Жорж Санд

Суббота

1 окт/22

15:00 – 15:45 (Европа/Цюрих)

Научное шоу – Voir l’invisible

Мероприятие

Медиатека Жорж Санд

Суббота

1 окт/22

16:00 (Европа/Цюрих)
КОНЕЦ: 31 окт/22 18:00

Выставка «ЦЕРН: Научная миссия в XXI веке» .