Jaderná energetika postavená na štěpných reaktorech poskytuje v porovnání s tradiční fosilní energetikou celou řadu výhod. V současné době jsou ale pohřbené pod hromadou ekonomických a bezpečnostních problémů. Proto je výstavba jaderné elektrárny v dnešní době, přinejmenším v technologicky rozvinutých zemích, úkolem nejlépe pro nějakého superhrdinu.
Samotná jaderná technologie nepředstavuje žádný velký problém. Na rozdíl od ohromného úsilí a financí, které je nutné vynaložit na to, aby byl jaderný reaktor (a s ním celá jaderná elektrárna) přijatelně bezpečný před nástrahami vnějšího světa. Masivní reaktorová nádoba z nerezové oceli je jenom začátek.
Startup Deep Fission hodlá změnit pravidla hry. Nabízí pozoruhodné a rozhodně neobvyklé řešení ekonomických a bezpečnostních potíží, které tíží jadernou energetiku jako kámen. Vyvíjejí technologii podzemních jaderných reaktorů, které by byly užší než 76 centimetrů a umístěné asi 1,6 kilometrů pod zemí, tedy 1 míli, což v textu vyzní lépe.
Deep Fission vymysleli malý reaktor, který by byl založený na konvenčním západním tlakovodním reaktoru (PWR, Pressurized Water Reactor), ale současně se vejde do vrtu. Stejně jako PWR reaktory by měl Deep Fission pracovat při tlaku 160 atmosfér a teplotě 315 °C.
Díky uložení reaktoru hluboko do země by měla být konstrukce elektrárny relativně jednoduchá. Reaktor bude komunikovat s povrchem dvěma trubkami. První z nich přivádí vodu do reaktoru, druhá odvádí horkou páru.
Podzemí reaktor by měl využívat stejné palivo a také řadu komponent jako PWR reaktor. Neměl by ale prakticky žádné pohyblivé součásti, kromě dálkově ovládaných kontrolních tyčí. Vodní sloupec o výšce 1,6 kilometru by sám o sobě natlakoval reaktor a chlazení by bylo zcela pasivní. Reaktor by byl uložený hluboko pod podzemní vodou, což by zásadně snížilo riziko kontaminace. V případě závažných potíží by bylo možné reaktor zasypat a uzavřít.
V případě potřeby, například kvůli inspekci nebo servisu, by bylo možné reaktor vytáhnout na povrch pomocí kabelů za 1 až 2 hodiny. Design reaktoru by měl automaticky bránit přehřátí. Podzemní reaktor existuje jen v podobě konceptu a k případné realizaci povede ještě dlouhá cesta. Pokud ale Deep Fission dotáhne tenhle nápad dokonce, dají nový význam výrazu „geotermální energie.“
Video: How Pressurized Water Reactor (PWR) Power Plants Work! - saVRee Snacks (SS#16)
Literatura
Radioaktivní „bonbony“ zajistí bezpečnost nové generace jaderných reaktorů
Autor: Stanislav Mihulka (03.07.2020)
Může být shoda na energetické koncepci v Česku?
Autor: Vladimír Wagner (06.07.2020)
První elektrárna s malým jaderným reaktorem v USA bohužel nevznikne
Autor: Stanislav Mihulka (09.11.2023)
V Číně připojili k síti první komerční reaktor IV. generace
Autor: Stanislav Mihulka (15.12.2023)
Rekordní výsledky ve výzkumu jaderné fúze
Autor: Slavomír Entler (25.04.2024)
Jaderná fúze: nový harmonogram dokončení reaktoru ITER
Autor: Slavomír Entler (08.07.2024)
Jaderná energie a demokracie
Autor: Vladimír Wagner (11.07.2024)
Výsledek tendru na nové jaderné bloky v Česku
Autor: Vladimír Wagner (19.07.2024)
Diskuze:
Sice to není k tomuhle pekelnýmu stroji,...
Petr Mikulášek,2024-08-30 21:00:58
... ale pokud by někoho zajímala A1, tak o tom včera vyšel zajímavý podcast https://www.youtube.com/watch?v=Z1oKPNKDNsA
Tak si to shrneme:
Petr Mikulášek,2024-08-29 18:26:14
- První problém s reaktorem je radiace. Z pohledu obsluhy stačí pár metrů vody nebo betonu a jsme pod úrovní radiačního pozadí. Tam kvůli tomu není potřeba stovky metrů žuly.
- Druhý problém je, že se to neuchladí. Tam tohle neřeší nic. Když vypadne šťáva pro čerpadla, neuchladí to ani v té díře.
- Stavba jednoho kontejnmentu na povrchu je zákonitě jednodušší, levnější a ekologičtější, než 10 vrtů z průměrem 1.5m do hloubky 1600m.
- Dole bude mnohem větší tlak a větší riziko, že se projeví vada materiálu nějakou prasklinou.
- Pokud to má jezdit nahoru a dolů, budou tam sakra velký změny tlaku (o 160 atm.) a namáhání konstrukce. Nehledě na to, že při vytahování jim klesne tlak a může začít vařit. Pevně přidělaný reaktor je rozhodně bezpečnější.
- Jedna trubka tam a druhá zpátky je málo, to je sakra velký riziko.
- Příruby, čidla a regulační tyče musí být nahoře, takže moc tyčí tam nebude. To, společně s malou aktivní zónou, znamená problémy s regulací, pokud by jedna selhala.
- Pokud by nahoru chtěli vracet páru, doje je na její výrobu moc velký tlak a bude to vařit v trubce směrem nahoru. Tlak páry bude blokovat průtok chladící vody. A co s tou trubkou udělají kapky neodpařené vody v páře v místě varu snad není třeba zmiňovat.
- Co by s tím udělala při šibování reaktorem taková vybočená skruž, to si umí každý představit.
- A na přesvědčení ekoblbies je tvrzení o tom, že budou mít v zemi zatavený havarovaný reaktor v neznámým stavu, trochu slabý.
Re: Tak si to shrneme:
Vojtěch Kocián,2024-08-30 18:05:50
Zajímavé je, že tu všichni vymýšlejí, proč by to nemohlo fungovat a pro jistotu přidají i něco, co nikdo neříkal a jen si to vymysleli, aby podpořili své domněnky. Rozhodně neříkám, že mi to přijde jako nějak skvělý nápad (minimálně ne ekonomicky), ale nemyslím si, že je mimo technické možnosti to rozchodit, kdyby byla vůle a peníze.
- První problém s reaktorem je radiace. Z pohledu obsluhy stačí pár metrů vody nebo betonu a jsme pod úrovní radiačního pozadí. Tam kvůli tomu není potřeba stovky metrů žuly.
-- To nikdo rozporovat nebude
- Druhý problém je, že se to neuchladí. Tam tohle neřeší nic. Když vypadne šťáva pro čerpadla, neuchladí to ani v té díře.
-- Nevíme, jaká je konstrukce reaktoru a jak je plánovaný výměník ani jak je reaktor dlouhý (tedy jaký je jeho povrch), ale už víme, že to nejde uchladit. Jeden z triků může být použití slabší stěny kolem aktivní zóny a primáru, protože oproti okolí nebude velký rozdíl tlaku. Tím se zvýší tepelná prostupnost. Silná stěna by mohla být až kolem výměníku se sekundárním okruhem. Čerpadlo na tlakování by nemuselo být třeba, stačilo by otevřít ventil u připravené nádrže.
- Stavba jednoho kontejnmentu na povrchu je zákonitě jednodušší, levnější a ekologičtější, než 10 vrtů z průměrem 1.5m do hloubky 1600m.
-- To asi ano
- Dole bude mnohem větší tlak a větší riziko, že se projeví vada materiálu nějakou prasklinou.
-- Bude tam podobný tlak jako u klasického reaktoru, tak je to navržené.
- Pokud to má jezdit nahoru a dolů, budou tam sakra velký změny tlaku (o 160 atm.) a namáhání konstrukce. Nehledě na to, že při vytahování jim klesne tlak a může začít vařit. Pevně přidělaný reaktor je rozhodně bezpečnější.
-- Nikdo neříkal, že se to má hýbat za provozu. Proč by to sakra někdo dělal, když by musel vědět to, co tu píšete? Někdo tu zmiňoval i problém s hadicemi a pružnými spoji, které jsou v případě, že se s tím nebude za chodu hýbat, taky zbytečné.
- Jedna trubka tam a druhá zpátky je málo, to je sakra velký riziko.
-- To je pravda. Pomohlo by tam mít dvě a dvě?
- Příruby, čidla a regulační tyče musí být nahoře, takže moc tyčí tam nebude. To, společně s malou aktivní zónou, znamená problémy s regulací, pokud by jedna selhala.
-- Opět neznáme konstrukci, tak si vymyslíme nejhorší možný případ a podle toho usoudíme, že to nejde. Reaktor může mít oválný vodorovný průřez a vstupní i výstupní trubka tak mohou být přivedeny do těch špičatějších částí, kde nebudou omezovat umístění řídících tyčí (jen první nápad).
- Pokud by nahoru chtěli vracet páru, dole je na její výrobu moc velký tlak a bude to vařit v trubce směrem nahoru. Tlak páry bude blokovat průtok chladící vody. A co s tou trubkou udělají kapky neodpařené vody v páře v místě varu snad není třeba zmiňovat.
-- Tlak tam bude stejný jako u normálního reaktoru, takže se voda bude vařit stejně. Snižování tlaku při výstupu páry nahoru, by mělo být z hlediska zbylých kapek výhodné, protože se aspoň některé odpaří a pokud jich nebude příliš (od toho by tam snad mohla být regulace přívodu vody), nezablokují zvýšením tlaku výstupní trubku. Výhodné samozřejmě nebude to dlouhé a relativně potrubí, ale ani u klasické elektrárny není turbína 10 metrů od reaktoru.
- Co by s tím udělala při šibování reaktorem taková vybočená skruž, to si umí každý představit.
-- Opět, nikdo neřekl, že se s tím bude hýbat za provozu.
Re: Re: Tak si to shrneme:
Petr Mikulášek,2024-08-30 20:45:34
Víme, že aktivní zónu by chtěli mít s průměrem 75cm a se standardním palivem pro PWR. To znamená výšku reaktoru 20-30m. Z toho se dá odhadnout i povrch a z volby paliva i technologie. Pak taky víme, jak hluboko by to mělo být. To napoví další parametry.
Podle paliva a tlaku předpokládám PWR, tlakovodní potvoru moderovanou lehkou vodou. Ale tam NESMÍ nastat var v primárním okruhu, pára se toleruje jenom v kompenzátoru objemu. To znamená, že ten tlak musí být i na povrchu ve výměníku a dole se k tomu připočítá ještě 1600m vodního sloupce! Takže tam v žádným případě nebude stejný tlak, jako u normálního reaktoru, pokud se jim nepodaří lokálně vypnout gravitaci. Když počítám 113 ㎥ vody v jedné trubce, to samý ve druhé, něco nad tím ve výměníku, něco v reaktoru... Řekněme 300 - 350t vody na chlazení. A reaktor to musí udržet při provozních 220 MPa s bezpečnostní rezervou řádově ve stovkách %. Navíc reaktor není napevno uchycený a má jezdit nahoru a dolů, takže mezi reaktorem a stěnou musí být vůle. Takže "tenkostěnnou nádobou" mám rozumět něco s tlouťkou stěny 600mm a víc?
U pohybu je z pohledu mechaniky úplně jedno, jestli s tím budou šibovat v zapnutým stavu, nebo týden po vypnutí. Chladit se to musí ještě dlouho po podstavení a není rozdíl, jestli je to zapnuto, nebo dva týdny po vypnutí. Furt se tím musí honit voda. A u příruby reaktoru se tak jako tak bude tlak měnit o ten vodní sloupec. V obou případech musí řešit, jak s plným tlakem a průtokem zkrátit trubku o 1600m tak, aby jí při tom neublížila ani změna tlaku, teploty ani délky a ani případný krut nebo vibrace při manipulaci. A vybořená skruž by to rozpárala bez ohledu na to, jestli je to zapnuto, nebo ne.
Pára by výstupní trubku spolehlivě zablokovala vždycky. Změnou vody na páru se zvýší objem o tři řády a při stejným průřezu by se musela zvýšit rychlost v trubce taky o tři řády, aby se udržela rychlost vody. Var v trubce je při tom tlaku a teplotě vždycky špatně už z principu.
Pokud jde o primární okruh, tak tam je snaha udělat si co nejmenší prostor pro problémy. Třeba u VVER-1000 (Temelínský typ) je teplá větev z reaktoru do PG 10m a studená z PG do reaktoru 26m - https://aris.iaea.org/PDF/VVER-1000(V-466B).pdf, tabulka 2.1. U Westinghousů prý montují hlavní cirkulační čerpadlo primáru přímo k PG, aby se ušetřily spoje s rizikem prasknutí... A tady si přidají jenom tak z pr..le 3.2km trubek, kterýma mají navíc v plánu šibovat.
Pokud jde o počet trubek, tak tam je zase pár problémů s jejich přidáním. Tam je to složitější a asi nemá smysl to rozebírat s někým, kdo věří, že vodní sloupec 1600m nezvýší tlak vody a že v PWR se vaří voda, která jde rovnou na turbínu.
Re: Re: Re: Tak si to shrneme:
F M,2024-08-30 21:37:55
Zásadní/základní věc bude, aby to po odstavení mělo samouchladitelný tepelný výkon, tuším bez toho to nikdo ani dál nepustí a netuším kolik tepla je reálné dole odvést do okolí. Jediná věc která mě napadá je, že tam bude víc regulačních tyčí a s tím zhoršené parametry. Pak už jen nějaké nesmysly které radši ani nebudu psát.
Dole čekám nějaké lůžko, možná trochu pomůže s tím odvodem/podvodem.
Re: Re: Tak si to shrneme:
F M,2024-08-30 21:25:26
Také souhlasím, že většina zde v diskusi zmiňovaných problémů se dá vyřešit, případně se jinde řeší běžně. Ale ne zároveň a nikdo netvrdí, že je to levné. Kromě prodražení se zvyšuje riziko a ještě ke všemu ono to není 10 malých místo jednoho plnohodnotného ale 100 výkon je 15MWe https://deepfission.com/our-solution/ je to tam i v této variantě (100 vrtů) s většími "generátory" na povrchu. Ale asi jen v reklamní podobě, pokud by i jen bylo v plánu v dohledné době něco sestrojit tak by se jistě pochlubili.
Ta škálovatelnost by zase byla velká výhoda. Další nevýhody tipuji velmi nízké prohoření/vyhoření paliva (proto možná zvýrazňují jeho nízkou cenu), celkovou efektivitu po odečtení režijí.
Těch kontrolních tyčí se tam vejde víc, ale zase to zhorší ostatní parametry. Zrovna ten potřebný plášť reaktoru mi zrovna úsporný nepřijde tedy ne 100ks. O kolik se dá snížit tloušťka stěny? Jediná úspora která mi dává smysl je ten kontejnment, ale to to umožňuje pouze v místech kde by mohlo být dlouhodobé úložiště a je to třeba dělit 100.
Nedávno někde vydyndali 4M USD
Ale ta diskuse je zatím poměrně zbytečná, kdo ví jestli k tom někdy ještě uslyšíme a co z toho nakonec bude. Připomněl bych jiné modulární reaktory a změny predikce ceny elektřiny jimi vyrobené.
Re: Re: Re: Tak si to shrneme:
Petr Mikulášek,2024-08-31 03:53:43
No a ta stovka vrtů je další krásná vlastnost toho řešení. Pokud tomu po teoretickým utěsnění jednoho reaktoru bouchne vodík a bude to navrtáno jak skála před odstřelem, tak je docela velká reálná šance, že se sesype hornina mezi okolníma šachtama a zavalí další reaktory. S tím, že suť už nikdy nikdo nevytáhne a pokud měla někdy hydroizolační schopnost proti spodní vodě, tak po sesunu ji zaručeně mít nebude...
Ona ta efektivita není jenom o konstrukci. Píšou o standardním palivu pro PWR, tzn. nízký obohacení a do dvou let jim palivo vydrží. A protože tohle nikdo nebude stavět jenom na dva roky, bude potřeba řešit výměnu paliva. No a v té chvíli nastane největší sranda. Vychladit, vytáhnout na povrch, rozebrat,... V letadle je nejnebezpečnější start a přistání, tady to bude odstávka. U klasickýho PWR se sundá víko, zaplaví se vodou, voda to odstíní a je to v pohodě. Reaktor je fixovaný a zavážecí stroj nemá problém. Furt do toho vedou trubky a dá se dochlazovat. Jak to zaplaví tady, pokud je pod tím 1600 m díra? Jak to budou chladit, když trubky vedou skrz sundaný dekl? To reaktor odpojí a odvezou bokem do bazénu? Jenom tak, po letech provozu, plný vysokoaktivních štěpných produktů, na povrchu a nestíněný? To určitě bude chtít odstínit od okolního prostředí nějakou průšvihu odolnou boudičkou.
Teď je otázka, jestli při matici 10x10 vrtů po dejme tomu 250m od sebe bude levnější boudička s jeřábem, vzduchotechnikou a bazénem pro každý z nich extra, nebo jeden velký explozi a zemětřesení odolný stíněný hangár, který je schová všechny pod střechu 2.5km x 2.5km... Zlatý "drahý" kontejment pro reaktor na povrchu.
A taková diskuse zbytečná není. Tréning kritickýho myšlení se vždycky hodí a už jsem v práci dlouho nedělal analýzu rizik, takže je to super tréning v hledání potenciálních průšvihů...
Re: Tak si to shrneme:
Pavel Kaňkovský,2024-08-31 12:00:12
Kritika je to dobrá, ale tak trochu záleží na tom, nakolik se to, co kritizujete, shoduje s tím, co vlastně ti lidi navrhují a od čeho máme většinou jen velmi mlhavý a dost možná zavádějící popis.
Já jsem např. získal pocit, že chtějí zaplavit celý vrt. Tím dosáhnou toho, že za provozu bude vně reaktorové nádoby víceméně stejný tlak jako uvnitř. Voda ve vrtu navíc zajistí nějaké pasivní chlazení bez ohledu na to, zda je potrubí, kterým je reaktor připojen, v pořádku nebo ne.
Také se mi zdá, že chtějí mít parogenerátor dole u reaktorové nádoby a ven z vrtu vést jen sekundární okruh (s párou na výstupu). Jak chtějí zařídit, aby tam voda při požadované teplotě vařila, i když je tam na to hydrostatický tlak moc vysoký, tím se nechlubí, ale možná by k tomu stačil jen nějaký škrtící ventil na přívodu vody do parogenerátoru.
Naopak celkem jednoznačné je, že 76 cm (30 palců) má být průměr celého vrtu, nikoli poloměr, jak jste to zřejmě interpretoval.
Ale možná máte nějaké lepší informace...
Re: Re: Tak si to shrneme:
Petr Mikulášek,2024-08-31 14:48:31
Já to pochopil tak, že 75cm je průměr aktivní zóny.Kolem musí být ještě vestavba, kanály pro průtok studené vody, stěna reaktoru, tepelná izolace a volný prostor kvůli vytažení. Kdyby měl vrt 75cm, tak s do reaktoru narvou s velkým úsilím čtyři kazety s palivem a to se reakce ani nerozjede.
Zatopit to vodou nedává smysl. Za provozu by to snižovalo účinnost (chceme vyrábět teplo, ne?). Při havárii a proniknutí dovnitř se naředí kyselina boritá v primáru a nakopne to reakci. Poskytne to pak dost moderátoru, materiálu pro výrobu páry i vodíku,... Voda je dost hustá, aby při vytahování nebo spouštění mezi stěnou šachty a reaktorem vzniklo turbulentní proudění, brzdilo to pohyb a mlátilo reaktorem o stěny vrtu...
Re: Re: Re: Tak si to shrneme:
F M,2024-08-31 17:50:37
Na tom webu to píší: "The reactor has a mile of fresh water above it, so emergency core cooling is simple. It also has a negative temperature coefficient so with any overheating the reactor turns itself off". Leda by to bylo nějak vytrzené. Je tam dost dokumentů ke stažení, do toho se mi nechce, ale informuji.
Myslím si, že se to tím opět dost prodraží a dále to zmenší množství lokací kde to bude možno provozovat (tedy pokud to bude zaplavené celé).
Re: Re: Re: Re: Tak si to shrneme:
Pavel Kaňkovský,2024-09-02 00:01:41
Když jste na ty dokumenty upozornil, tak jsem se na ně podíval pořádně a objevil jsem mezi nimi jeden, kde je to popsané mnohem důkladněji, než co jsem zatím viděl! Jmenovitě se jedná o tento dokument: https://www.nrc.gov/docs/ML2417/ML24172A286.pdf
Ohledně toho, co jsem sám zmiňoval, ale je tam toho mnohem víc:
Vrt má být skutečně zaplavený vodou, která v první řadě vyrovnává tlak mezi primárním okruhem a okolím, v druhé slouží jako nouzové chlazení.
V parogenerátoru je v sekundárním okruhu skutečně nižší tlak (de facto podtlak vůči okolí). Redukci na cca 65 barů chtějí provést tak, že přívod nebudou mít napuštěný v celé výšce od parogenerátoru až k povrchu, ale jen částečně.
Reaktor má být 30 stop (9,1 m) vysoký a má mít průměr 26 palců (66 cm). Uvnitř mají být skutečně 4 palivové kazety.
Re: Re: Re: Re: Re: Tak si to shrneme:
D@1imi1 Hrušk@,2024-09-02 02:11:04
Řešení tepelné izolace reaktoru, parogenerátoru a parovodu jste zahlédl? Izolační materiál by musel fungovat i pod vodou a při vysokém tlaku...
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Tak si to shrneme:
Pavel Kaňkovský,2024-09-03 01:24:08
O tepelné izolaci tam toho moc není. Vedení páry má mát izolaci. Izolace parogenerátoru asi nemá moc smysl, kolem vnějšího pláště je do něj přiváděna chladná voda. Izolace reaktoru by mohla dávat smysl, ale je o ní zmínka jen na obrázku a tam vypadá, jako by měla být jen uvnitř kolem aktivní zóny. Ohledně materiálů jsou hodně vágní, je tam, že zvažují skleněnou nebo minerální vatu, aerogel, vakuum, nebo nějakou kombinaci. Pod vodou by izolační materiál moc fungovat nemusel, mohl by být uvnitř dvojité stěny, s tlakem by to asi bylo horší.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Tak si to shrneme:
D@1imi1 Hrušk@,2024-09-03 22:32:12
Díky! No příjde mi, že význam a technickou náročnost izolace podceňují (ale toho je evidentně víc). Já jsem si říkal, jestli nepočítají s nějakým zajímavým materiálem, který neznám.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Tak si to shrneme:
F M,2024-09-03 01:33:24
Vypíchnu pár věcí, nevím jak dlouho se mi bude chtít číst. Je to z toho PDF výše od "Pavel Kaňkovský" https://www.nrc.gov/docs/ML2417/ML24172A286.pdf
"Parní potrubí je pokryto několikacentimetrovým izolantem. Může to být minerální vlna, aerogel, vakuum, různé jiné materiály nebo vhodné kombinace těchto izolantů." On je to fakt jen návrh, úplným řešením se asi ještě nikdo nezabýval (tedy připadá mi to tak). Ztráty prý 2%, dle výpočtů, dosoušení páry a další manipulace s ní jsou ve stádiu hypotéz. "Principal Design Criteria (PDC) are still under development."
"Plášť vrtu by mohl být vyroben z uhlíkové oceli, sklolaminátu nebo jiných materiálů běžně používaných ve velkých potrubích" tolik k úsporným materiálům.
30MW tepla jen 10 elektřiny. Vidím zminňku i o 5MWe verzi.
"Chemický a objemový kontrolní systém, bórový systém a filtry jsou umístěny na povrchu a spojeny s aktivní zónou vertikálními tlakovými trubicemi." + "The pressurizer consists of small diameter tubes that rise from the primary loop to or near-to the Earth’s surface." Takže to instalatérství bude ještě komplikovanější, to jsem předpokládal integrované.
Slibuji dostatek lokací kde to půjde instalovat.
"Očekává se, že primární smyčka bude pracovat mezi 275 °C a 315 °C, což je podobné rozmezí, jaké se používá u jaderných reaktorů v gigawattovém měřítku. Sekundární smyčka v hloubce je udržována na mnohem nižším tlaku, asi 65 atm. Voda při tomto tlaku vře při 281 °C. Pára je přiváděna na povrch izolovaným potrubím v plášti naplněném vodou (water-filled casing)."
"kromě řídicích tyčí, které se pohybují elektrickými impulsy působícími na permanentní magnety na tyčích. Pokud dojde k výpadku elektrické energie, tyče budou gravitací vtaženy do aktivní zóny reaktoru."
To povrchové zázemí (stále ještě reaktor) pro tak malý reaktor je také docela velké, zaváděcí/zdvihací a servisní prostory, ta potrubí kabely, monitoring, řízení a ještě to není ani na papíře. "Metoda zvedání a spouštění reaktoru z hloubky může být neslučitelná s koncepcí budovy uzavřeného povrchového reaktoru".
Nastavování tlaku výškou hladiny v přívodní trubce bude taky asi v praxi docela zajímavé.
"Reaktor využívá nízko obohacený uran (LEU) s méně než 5% obohacením U-235 v keramickém palivu na bázi oxidu uranu, které je stejné jako u tradičních reaktorů PWR, s gadoliniem přidaným ke zmírnění hoření."
Potom to co je zde v článku, že není potřeba tolik ochran a dbát na bezpečnost, protože se to tam přinejhorším nechá být. Ale zase jelikož se s tím musí manipulovat a přijde to na povrch se to zase až tak ošidit nedá.
"The conceptual design assumes that although the reactor and its steam generator will be handled on site, that separate fuel handling will not. Fuel rods and control rods will be placed in the reactor off-site and shipped to the installation site, where they will be filled with fresh water, connected to the primary loop sampling and pressure control tubes, connected to support cables, placed above the borehole and lowered to the operating depth using the support cables."
No a jobovka, ale ne nečekaná na konec "Tradiční manipulace s palivem se nepředpokládá. Když je palivo v reaktoru spotřebováno, může být reaktor vyzdvižen a odvezen do vzdáleného skladovacího nebo likvidačního prostoru. Místo bude vyžadovat schopnost manipulace s reaktorem, ale ne výměnu palivového souboru."
Likvidace, nechat tam, nechat tam a nad něj spustit další:-) a nebo to odvézt.
Dál to vzdávám, ale nevyměnitelnost paliva jsem viděl i zvlášť v odstavci, jak dlouho to může s tímto výkonem běžet na 4 soubory?
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Tak si to shrneme:
Martin Prokš,2024-09-03 09:42:20
Dobrý den,
Nebudu reagovat na všechny ty sny, vypíchnu jen jeden co mě praštil do očí, ale asi není na první pohled většině lidí tak zjevný.
Cituji: "Chemický a objemový kontrolní systém, bórový systém a filtry jsou umístěny na povrchu a spojeny s aktivní zónou vertikálními tlakovými trubicemi."
Takže dole v reaktoru se začne rozbíhat reakce a je třeba ji přiškrtit. Systémem který sídlí o 1 600m jinde. To i kdyby to tím potrubím tlačili stěží uvěřitelnou rychlostí 20m/s (kapalina v potrubí 1 600 m dlouhém - vlastně dvojnásob, objem co tlačí dovnitř musí i vytlačit ven), tak než to tam doteče je 80s. Kritický systém s typickou dobou změny výkonu o 100 propcent za 30s s řízením s dopravním zpožděním řádově 80 s.
Tahle banda lunatiků co o tomhle sní ať se do žádné jaderné ani jiné potenciálně nebezpečné technologie nemontuje. Protože to co plánují, jsou efektivní systémy pro ohrožení širokého okolí.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Tak si to shrneme:
Pavel Kaňkovský,2024-09-04 00:19:44
Pro pana Prokše: Nemyslíte, že kdyby to byli úplní ignoranti a šílenci, tak by je s tím NRC už dávno poslala do háje?
Mimochodem, on nějaký tlakovodní reaktor funguje tak, že se do něj musí náhle přidávat bór, aby nedošlo ke "změn[ě] výkonu o 100 [procent] za 30s"?
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Tak si to shrneme:
Pavel Kaňkovský,2024-09-03 21:35:26
Cítím se lehce dotčen tím, jak moje jméno a příjmení dáváte do uvozovek a dokonce to ani neskloňujete. Je to taková písemná analogie toho, když někdo něco zhnuseně drží dvěma prsty, aby se toho dotýkal co nejméně. ;)
To, že se palivo nevyměňuje na místě, není u malých reaktorů až tak neobvyklé. Tady možná dokonce mají v úmyslu využít toho, že reaktorová nádoba je lehčí a levnější, takže vůbec nepředpokládají opakované použití, a když doslouží jako reaktor, tak pokračuje jako kontejner na vyhořelé palivo.
Jak dlouhý je životní cyklus, to v tom zmíněném dokumentu není. U podobných reaktorů to bývají roky. V jiném dokumentu pro NRC (https://www.nrc.gov/docs/ML2413/ML24135A163.pdf), je zmínka o 10-20 letech. Jinak v AP1000 je takových palivových souborů 157 na celkový výkon 3415 MWt, což dává skoro 22 MWt na soubor, přičemž stanovená rychlost výměny je kolem 1/4 souborů každý rok, čili jeden soubor vyhoří asi za 4 roky (v praxi je to samozřejmě složitější). Tady jsou 4 na 15 MWt, což je méně než 4 MWt na soubor.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Tak si to shrneme:
F M,2024-09-04 00:30:41
Za to oslovení se omlouvám, neznám konvenci takto jsem to tu viděl někde dříve, určitě v tom nehledejte nic urážlivého, každopádně se poučím a děkuji za upozornění.
Ano s výměnou se nepočítá. V případě ponechání na místě to tam má zůstat celé. Pokud se bude kalkulovat "normální" reaktor dejme tomu 1200MW tak pokud zde je (v tom pdf) 10MW, když se těch 120 reaktorů vynásobí 3-6x (v čase, těch 6 bude blíž pro těch 15MW) tak to už nevypadá vůbec úsporně. Tedy stále zůstává ta výhoda malinkého reaktoru (bez potřeby většího zabezpečení) který by někde mohla dávat smysl. Otázka je cena.
A ta je ve hvězdách zřejmě i pro autory. Získal jsem dojem, že chtějí zjistit u regulátorů co jim ještě "projde" a zda vůbec něco, další vývoj až podle toho. Tedy píši to zjednodušeně, ale myslím přesně.
Naštěstí tady máme země jako Čína,
Richard Vacek,2024-08-29 12:30:04
které nám ukazují, že běžné jaderné reaktory se dají postavit levně a rychle. A pokud to v "technologicky vyspělých zemích" nejde, tak za to v žádném případě nemůže použitá technologie, ale příčiny musíme hledat jinde.
Re: Naštěstí tady máme země jako Čína,
Petr Mikulášek,2024-08-29 20:06:24
Jo, ale v těch "technologicky vyspělých zemích" na to stát nemá monopol a firmu, co bude dodávat technologie, si může založit každý. Tak musí stát před udělením licence zajistit, že to není první nápad po pátým pivu a že to bude bezpečně fungovat... Ne jak tadydlencto...
To není dobrý nápad
P Holub,2024-08-28 21:39:25
Reaktor pracuje při 60 bar a teplotě 315 °C. Vy říkáte, že vodní sloupec o výšce 1,6 kilometru by sám o sobě natlakoval reaktor a chlazení by bylo zcela pasivní. To nebude fungovat. Abyste udržel na povrchu vodu vodou, musíte zajistit přetlak více jak 100 bar. Při ztrátě tlaku by se voda vypařovala a ztrácel byste výšku i tlak a bylo by zaděláno na průšvih. Když se to tam dole pos... a ať se budete snažit sebevíce, tak to těmi trubkami nahoře půjde ven. Tohle není dobrý nápad.
Re: To není dobrý nápad
Vojtěch Kocián,2024-08-29 06:45:22
Však je to taky 160 bar, což odpovídá 1,6 km vodního sloupce. Pasivní chlazení je myšleno nejspíš tak, že páru nechají zkondenzovat v pasivním chladiči na povrchu, takto získanou vodu vrátí do přívodní trubky a gravitace zajistí tlakování. Pokud to bude uzavřený systém, mělo by to fungovat i bez nutnosti dodávat energii zvenčí.
Co mě znervózňuje, je spíš délka vysokotlakého potrubí. Pokud praskne ve vyšších "patrech", ani zasypání reaktoru nemusí pomoct a radioaktivní materiál se spodní částí trubky dostane nad hranici spodní vody.
Re: Re: To není dobrý nápad
Petr Mikulášek,2024-08-29 17:36:15
Pozor, pokud je to PWR, tak musí mít ten tlak na povrchu. A v reaktoru se zvedne o výšku vodního sloupce. A pokud v takové situaci má ještě tlaková nádoba jezdit nahoru a dolů (= budou tam šlauky a rychlý změny tlaku) a ještě do toho narvou palivo ze standardního PWRka, tak znám bezpečnější věci, co se dají podniknout. Třeba pilotovanou misi na povrch Venuše.
Re: Re: Re: To není dobrý nápad
Vojtěch Kocián,2024-08-30 11:40:56
Někde je psáno, že ten reaktor bude jezdit nahoru a dolů za provozu? Předpokládám, že půjde vytáhnout jen odstavený, nějakou dobu ochlazovaný a nikdo to nebude chtít dělat často, protože bude třeba rozebrat to potrubí. To mi přijde jako dost nepříjemná komplikace pro inspekci.
Sekundární okruh reaktoru může mít nahoře relativně vysoký tlak páry a nulový (respektive malý) tlak vody v trubce, která vede dolů (pára je lehčí než voda). Voda se do ní dostane až po průchodu turbínou a kondenzátorem. Narychlo se mi nepovedlo dohledat, jaký je tlak na výstupu kondenzátoru u běžné jaderné elektrárny. Na vstupu turbíny to bývá kolem 6 MPa, takže na konci to musí být o dost méně. Ztráty způsobené tím, že se pára musí dostat 1,6 km nahoru samozřejmě nebudou malé, ale zase nebudou ztráty na čerpadle, které jinak musí tlačit vodu zpátky do výměníku.
Samozřejmě by to nemohlo fungovat jako klasický PWR, kde je primární okruh vyveden z reaktoru do výměníku a poháněn čerpadlem. Tady by primární okruh musel být spíš jen tlaková nádoba reaktoru, kolem které by byl "namotaný" výměník pro sekundární okruh. Jak je takové řešení bezpečné, se neodvažuji soudit. Ekonomicky mi to taky připadá podivné.
Re: Re: Re: Re: To není dobrý nápad
D@1imi1 Hrušk@,2024-08-30 13:34:05
Tepelné ztráty v potrubí by byly značné, ale dost by mě zajímalo, čím si vlastně představují ho izolovat? Naprostá většina izolačních materiálů mají formu nějaké pěny nebo vaty a při jejich namočení nebo stlačení dojde k drastickému snížení tepelného odporu. Tady by ten materiál bez nasáknutí či stlačení musel odolávat tlaku 160 barů. Možná existuje nějaká keramická pěna s uzavřenými pory, která by to zvládla, ale asi nejde o běžný a levný materiál.
Re: Re: Re: Re: To není dobrý nápad
Martin Prokš,2024-08-30 15:00:44
Dobrý den
Daný koncept válce malého průměru neumožňuje instalovat tepelný výměník nikam k reaktoru, okolo už vůbec ne. Okolo reaktoru by byl i problém s teplosměnnou plochou - přestupem tepla. Odveďte kdyby jen 1MW pláštěm válce 0,75 m a výškou i kdyby 3m. A za teplosměnný materiál smíte použit jen korozivzdornou ocel - měď v žádném případě kvůli radiační aktivaci a vysoké chemické reaktivitě s chladivy.
Problém s varem chladiva je v tom, že chladivo primáru není technicky vzato voda. Pro bezpečný provoz reaktoru potřebujete chladicí vodu dotovat něčím, co pomáhá moderovat a regulovat reakci. PWR a VVER používají bór ve formě kys. borité. Voda se odpaří, soli zůstávají. Takže vařit v nějaké dlouhé trubce řádově průměr 300 mm, tak se bude zanášet úsadami solí. I proto na PWR/VVER primár nikdy nevaří, v parogenerátoru jde trubičkama pod tlakem. Až sekundár (vysoce čistá voda) okolo vaří na páru co pak jde na turbíny. BWRka vaří v celém průřezu reaktoru a pod tlakem tam honí vodu aby se to ředilo a promíchávalo a nevznikaly úsady a bůh ví co ještě.
Další sranda s varem v trubce je v tom, že pára má mnohonásobně větší objem než voda. Za atmosférického tlaku 1000x. Takže když tlačíte trubkou 1m3 vody a on se vám odpaří v té trubce, tak ejhle máte třeba 100 m3 páry, kterou potřebujete tou trubkou procpat pryč. Kyž ten objem páry procpat nezvládnete, tak se vám ta trubka aerodynamicky (parodynamicky?) ucpe, sníží se tok média, sníží se odvod tepla a reaktor jde do přehřátí a havárie.
V kondenzátoru pod turbínou je technická absolutní nula. Jakýkoli protitlak na výstupu z turbíny (na vstupu do kondenzátoru) znamená výrazné zhoršení termodynamické účinnosti - základní fyzika. Kondenzát se pak napáječkama tlačí zpět do okruhu sekundáru. Jedno jaká elektrárna.
Prostě celé je to blbost dobrá jen pro podojení investora-dotací, nebo aby se nahnaly bobříci pro financování nějakého univerzitního projektu.
Re: Re: Re: Re: Re: To není dobrý nápad
Petr Mikulášek,2024-08-30 16:32:20
A ještě bych doplnil jako bonus, že kapičky zkondenzované vody při tomhle průtoku a tlaku působí jako projektily a pěkně ničí potrubí. Proto se před turbínou používá separátor (před NT stupněm s přihřívačem pro zvýšení účinnosti). Nepředpokládám, že by se nesnížila teplota mezi místem varu v trubce a něco tam najisto zkondenzuje. Stoupačka v šachtě bude končit kolenem a do něj to budou prát kapky přehřáté vody v plné síle... To nebude mít moc dlouhou životnost.
Opal Opal,2024-08-28 15:42:53
Na to, že jedna chladící trubka nestačí se přišlo už v roce 1961 K-19 stroj na smrt.
Re:
Petr Mikulášek,2024-08-29 17:42:32
A že je potřeba navrhnout reaktor tak, aby vytažení jenom jedné tyče nespustilo reakci, se přišlo téhož roku na SL-1 https://en.wikipedia.org/wiki/SL-1
A na víc regulačních tyčí tam bude sakra málo místa, pokud na víku krom pohonů tyčí budou ještě příruby trubek, senzory,...
Pár úvah
Martin Prokš,2024-08-28 14:47:08
Dobrý den,
Předpokládám klasický štěpný reaktor, ne reaktor řízený neutronovým zdrojem - to by pro takovouto aplikaci už vůbec nedávalo technický smysl.
Nejsem jaderný fyzik, ale mám za to, že velikost (průměr) štěpné zóny je dána aktivitou neutronů o správné energii. To znamená mírou obohacení a možností zpomaletní neutronů (průchod vodou, grafitem, ...) na vhodnou energetickou úroveň, která umožní následné štěpení. Dnešní energetické reaktory mají zónu kolem 2-3 m. Dostat se k metru znamená použít vysoce obohacený uran. Vysoké obohacení znamená vojensky zajímavý materiál. Sice zasunutý míli pod zem, ale stále vojensky zajímavý. Co by za to třeba Hamás dal.
Další problém je, že tam také musí být řídicí a havarijní mechanismy reakce. Obvykle absorpční tyče, které brzdí reakci a tím ji řídí. A nějaká instrumentace pro sledování parametrů zóny, aby se vědělo podle čeho a jak řídit reakci. To znamená další prostor. Ten rozměr zóny pod metr mi přijde tedy, no, dost optimistický.
Dále ten řídicí mechanismus reakce (kdyby jen jedna tyč s táhlem a pohon, který ji zasouvá a vysouvá) asi těžko bude nahoře a táhlo 1 míli dlouhé. To už jen vibrace a pružnost míli dlouhého táhla by řízení činilo nemožným. Spíše by to mělo být někde u zóny, to znamená tu míly pod zemí. To znamená zapouzdřený elektrický motor (ať už rotační nebo lineární) obtékaný horkou vodou, nejspíše vysoko nad 100 stupňů (dnešní energetické reaktory obvykle kolem 300 stupňů). To znamená velkou zátěž pro jakýkoli elektrický systém a z toho vyplývající spolehlivost, bezpečnost, rozměry...
Obdobný problém budou přístroje (instrumentace), které měřené fyzikální veličiny musí převést na (většinou analogové) elektrické signály. Analog těžko povedete 1 míly dlouhým kabelem ve vysoké teplotě, úroveň tepelného šumu bude o řády vyšší než přenášený signál. To znamená narvat A/D převodník (jinými slovy elektroniku) někam tu 1 míli dolů do toho horka a vody a omezeného prostoru.
Blbí technici, ti mají furt něco proti snílkům ;-)
Re: Pár úvah
Florian Stanislav,2024-08-28 19:16:58
Píšete : Dostat se k metru znamená použít vysoce obohacený uran. Vysoké obohacení znamená vojensky zajímavý materiál. "
https://www.svetenergie.cz/cz/energetika-zblizka/jaderne-elektrarny/jaderna-elektrarna-podrobne/charakteristika-zdroje/typy-reaktoru
Typ PWR
"obohacení uranu izotopem 235U 3,1 % až 4,4 %", takže do vojenského obohacení uranu hodně daleko.
"rozměry aktivní zóny 3 m průměr a 3,5 m výška"
Re: Re: Pár úvah
Oldřich Vašíček st.,2024-08-28 23:47:51
Ale právě to tam píše. Dle Vašeho odkazu je právě vidět, že aktivní zóny jsou od průměru 3m. Zajistit štěpnou reakci v menších průměrech je problém. A v tomto konceptu se uvažuje o 0,75m!
Re: Pár úvah
F M,2024-08-29 01:21:00
Asi by stačilo napsat toto: Je to start up.
Přidám kousek textu. Z toho ničeho co je známo to vypadá jako malý modulární reaktor zasunutelný do země s generátory nahoře. Výkon max desítky MW? Tedy pokud to nebude několikapatrové. Většina všeho, kontroly, regulace atd. by asi z principu, stejně jak u těch modulárních reaktorů mohla být "integrována". S těmi trubkami by šel nahoru i nějaký kabel. To palivo také nevím, ale "zbraňové" asi třeba nebude a jako "špinavá" příměs do bomby bych si tipl, že bude užitečnější odpad, leda by to použili celé (ten reaktor). No a potom tam je spousta problémů kvůli kterým to asi nebude dávat smysl, třeba ta závislost množství paliva a vyrobené energie. Předpokládám, že vyměnit nepůjde protože by to byla ještě větší sci-fi ekonomicky vyrobit/zprovoznit. Brát jako výhodu, že při nehodě se dá zařízení jednoduše odepsat (samozřejmě i s elektrárnou nahoře) mi nepřijde příliš šťastné, většina těch opatření nahoře zároveň zabezpečuje tu velkou investici. Vyrobit to (pokud je to vůbec reálné) v takto kompaktním těle se spoustou dalších komplikací, pošle nakládky na vyrobenou MWh do stratosféry. Přiznám se, že mi to připadá jako hloupost, ale asi dobře když se nad tím někdo zamyslí, ale snad to hned nesežere příliš zdrojů/dotací/grantů.
Re: Re: Pár úvah
D@1imi1 Hrušk@,2024-08-29 11:46:48
V případě havárie a hermetického zatěsnění šachty by elektrárnu nahoře odepsat nemuseli. Prostě by vyvrtali novou šachtu o 50 metrů vedle a použili by nový reaktor. Jenže to stále neřeší nejzásadnější problém jaderné energie - odpor veřejnosti. Lidi se bouří i proti tomu, že by v jejich blízkosti mohlo vzniknout trvalé úložiště jaderného odpadu, které by mělo ochranu před kontaminací na vyšší úrovni než nouzově zasypaná šachta (mj. přetavením radioaktivních prvků do nevyluhovatelného skla). Nouzově zasypaný reaktor by byl strašákem mnohem větším. Takže by to prošlo jedině daleko od lidí a nebo tam, kde by se lidi nebránili ani normálnímu MMR.
Ale jak jste psal - je to startup.
Re: Re: Re: Pár úvah
F M,2024-08-29 12:23:54
Připomněl jste mi připomenout hlubiná úložiště, tak to je zde opravdu vyřešeno (žert).
Právě nevím jestli by někdo schválil další vrt blízko již zasypaného havarovaného reaktoru, třebaže ukončeno o 300m výš, v podmínkách kde vůbec může být schválen ten první, by to asi nebyl problém. Ale spíš jsem to myslel přes ty investice a bezpečnost celkově, že se mi tento směr "zlevňování" moc nezdá, zvlášť když bych tipl že to bude celkově dražší. A nvm jestli někdo někde u JE v těch předpisech výrazně povolí.
A ejhle https://deepfission.com/our-solution/
Prý mají návrh (nevím co přesně to znamená): 15MW, stejné palivo, stejné soubory (PWR) takže místo 1 plnotučného bloku 100 těchto, ale prý levnější za 1MWh než klasika (dle nich), ale tuším klasické nezapočítání některých položek a porovnávání jablek s hruškami.
Je to prý v bezpečí před záplavami, tsunami a teroristy. Tu bezpečnost nebudu komentovat, snad to pobaví. Navíc v případě války, pokud by to platilo, bych tu elektrárnu nahoře považoval za bezpečný cíl, tedy pokud by to vůbec stálo za ty rakety.
"Modulární povaha umožňuje, aby byly reaktory rozmístěny po vojenské základně nebo ve velkém městě."
Re: Re: Re: Re: Pár úvah
D@1imi1 Hrušk@,2024-08-29 12:51:17
Ten závěr je dobrý :)) Konečně by se i vojáci přiblížili uhlíkové neutralitě. Pak už jen zavést trvale udržitelné trhaviny a uhlíkově neutrální napalm.
Re: Re: Re: Re: Re: Pár úvah
D@1imi1 Hrušk@,2024-08-29 13:47:41
*u toho uhlíkově neutrálního napalmu by se muselo ještě úmluvami zajistit, aby nepřátelští vojáci nenosili uniformy vyrobené z ropy, protože při jejich hoření by se také uvolňoval CO2 a nebylo by to net zero.
Re: Re: Re: Re: Re: Pár úvah
Martin Prokš,2024-08-30 15:14:09
Dobrý den,
My si z toho děláme legraci, ale voni to myslí vážně:
https://www.armadninoviny.cz/uhlikove-neutralni-vojenske-operace-nato-hleda-rovnovahu-mezi-zmenou-klimatu-a-bezpecnosti.html
https://www.euractiv.com/section/elections/news/eu-greens-manifesto-a-social-green-deal-and-embrace-of-nato/
A koukám že jim hrabe i v zámoří
https://www.military.com/daily-news/2021/11/09/electric-military-vehicles-are-part-of-biden-climate-agenda-pentagon-says.html
Snížení rizika
D@1imi1 Hrušk@,2024-08-28 12:49:45
"Reaktor by byl uložený hluboko pod podzemní vodou, což by zásadně snížilo riziko kontaminace."
Reaktor dlouho topí i v případě nouzového odstavení. Teplá voda stoupá vzhůru, takže bude mít tendenci stoupat k hladině podzemní vody. To snížení rizika kontaminace se myslí oproti stavu, kdy by někdo lil kontaminovanou vodu rovnou na zem?
Re: Snížení rizika
Oldřich Vašíček st.,2024-08-28 13:39:05
Ten vrt by byl asi izolovaný. Proto nehrozí kontaminace. Jinak by to asi nebylo možné provozovat, kdyby se jim do "chladící" vody míchala spodní voda nebo pro změnu ztrácela.
Bezpečnější to považují z důvodu havárie, kdy by mohlo dojít k poškození reaktoru. Vyčerpají vodu a zasypou. Dojde k protavení, ale když to je tak hluboko (mimo dosah spodní vody?), tak je to asi netrápí.
Nevím, jestli to bude životaschopné. Asi to nebude nějak velmi výkonné.
Re: Re: Snížení rizika
D@1imi1 Hrušk@,2024-08-28 14:00:05
Citovaná věta tvrdí, že umístěním pod úrovní podzemní vody se sníží riziko kontaminace. Jak?
Pokud dojde k protavení, hrozí též porušení izolace vrtu jako takového. Pak zbývá jen krok, aby si k tomu našla cestu podzemní voda.
Re: Re: Re: Snížení rizika
Radoslav Pořízek,2024-08-28 14:09:57
No vsak prave preto je to pod urovnou spodnych vod, aby si k tomu (po zasypani jamy) ziadna spodna voda nemohla najst cestu.
Re: Re: Re: Re: Snížení rizika
D@1imi1 Hrušk@,2024-08-28 15:21:28
Voda cestuje klidně kilometry hluboko zásyp nezásyp. Díky tomu existují termální prameny či geotermální vrty. To, co píšete, by platilo v plně nepropustných horninách při zasypání něčím jako bentonit, co při kontaktu s vodou ještě nabobtná. Jenže potom by kontaminace nehrozila díky umístění v nepropustném, zatěsněném vrtu. Ne díky umístění pod úrovní spodní vody. Které je IMHO naopak problém, kdyby už k nějakým průsakům došlo.
Re: Re: Re: Re: Re: Snížení rizika
Opal Opal,2024-08-28 15:33:09
Umístění pod zem už navrhoval akademik Sacharov a bylo to zamítnuto právě kvůli té vodě.
Startup nevedou akademici, tak vymysleli šílenou hloubku 1 míle a spojení 2 trubky bez zálohy. Až praskne svár .... A u ponorek se to stává v podstatně menší hloubce.
Re: Re: Snížení rizika
Petr Mikulášek,2024-08-29 17:22:47
Ale houbeles. Chtěl bych vidět čerpadlo, schopný sát z hloubky 1600m. A jako bonus, muselo by to pracovat za všech okolností. Při prasklé vstupní trubce, prasklé výstupní trubce, přerušeným napájení, prasklým dnu reaktoru, ... Protože všechny průšvihy zatím byly kvůli neschopnosti to uchladit.
Pokud se voda nevyčerpá, nastane termická exploze. Ta může bez problémů způsobit praskliny okolní horniny a najít si cestu ven. A praskliny v hornině můžou znamenat dost velký problém. Nateče tam voda, ohřeje se, vyrobí páru, posbírá štěpný produkty a hurá nahoru jako stronciový gejzír...
Re: Re: Re: Snížení rizika
D@1imi1 Hrušk@,2024-08-29 18:22:38
Žádné čerpadlo na světě nikdy nebude SÁT z hloubky větší než zhruba 10 metrů (závislost na atmosferickém tlaku). Jednoduchá fyzika. Leda, že by měli nějaké odolné čerpadlo dole v tom pekle, které bude vodu nahoru TLAČIT.
Nebo by mohli prostě počkat, až se jim ta radioaktivní voda z vrtu prostě vyvaří.
Zjevně je to ještě větší blbost, než se na první pohled zdálo :)
Re: Re: Re: Re: Snížení rizika
Petr Mikulášek,2024-08-29 21:28:08
No proto říkám, že bych takový čerpadlo rád viděl. Ale i kdyby bylo v "tom pekle", tak když odpadne protiváha ve vtokové trubce, tak to nahoru nevytlačí.
Vyvaří se to jako ve Fukušimě, ve formě směsi vodíku a stroncia, jak palivový články změní skupenství. To hodně pomůže bezpečnosti...
A pak jsou tady ještě nějaký drobný detaily, třeba rázy v potrubí. Kdyby ta trubka měla řekněme 30cm vnitřní průměr jak u VVER-440, tak průřez je 0.07 ㎡ a objem v 1.6 km dlouhé trubce 113 ㎥ vody. A když se takový čerpadlo zasekne a kinetická energie 113 t vody, hnané nějakou rychlostí, se uvolní do tlakové nádoby během zlomku sekundy, mají dole vymalováno... A jiná trubka, která by tomu ulevila, tam asi nebude.
Re: Re: Re: Re: Re: Snížení rizika
Tomáš Pilař,2024-08-30 09:20:27
No, já jsem z příspěvku pochopil (měl pocit), že by to mělo běžet bez čerpadla. Do jedné trubky leju studenou vodu, druhou trubkou mi stoupá horká. Ta trubka na horkou musí být pevnější, protože chci nahoře odebírat přehřátou vodu/ páru, ale dole v jádře to jede na archimedovskou fyziku (bez čerpadla).
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Snížení rizika
D@1imi1 Hrušk@,2024-08-30 10:33:25
To by to fungovalo při normálním provozu, ne kdyby přívodní trubka kdekoliv po cestě praskla. Potom byste vodu z šachty vyčerpal už jedině pomocí ponorného čerpadla. Mezitím by kvůli absenci vodního oběhu neměl reaktor dostatečné chlazení. A dokud by byla voda v šachtě, nemohl byste šachtu ani zasypat těsnícím materiálem, jak se píše v článku.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Snížení rizika
Petr Mikulášek,2024-08-30 16:39:07
To by asi nefungovalo, PWR funguje se spádem cca 30K a obávám, se, že to nezajistí dost velký průtok na účinný chlazení...
Re: Re: Re: Re: Re: Snížení rizika
Tomáš Pilař,2024-08-30 11:45:00
No já si furt zatím myslím, že trubka nepraskne a pokud praskne (ale fakt nemá důvod), tak z druhé strany bude hornina nebo voda o stejném tlaku nebo bentonitová suspenze a voda poteče spokojeně dál. Jestli bych se něčeho bál, tak toho, že bentonitová suspenze z vnější strany trubky (nutný důsledek dostupných technologií vrtání) bude vyvozovat větší hydrostatický tlak než voda uvnitř a bude mít sklon promáčknout tu trubku. Nemyslím si, že kvůli odstavení reaktoru by se někdo pokoušel tu vodu vyčerpat ven. Vodu bych tam nechal, reaktor odstavil absorbcí neutronů (např. bórem) a až by to přestalo topit tak do trubek nalil bentonitovou suspenzi ( je těžší než voda, takže doteče) a někde v bezpečné hloubce ( třeba 500m) udělal betonovou zátku.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Snížení rizika
D@1imi1 Hrušk@,2024-08-30 13:13:55
Pokud nic nepraskne, nenastane ani žádná havárie a není potom důvod umisťovat reaktor do podzemního vrtu. Jen by to zvýšilo investiční náklady, zvyšilo tepelné ztráty a omezilo přístup pro údržbu.
K likvidaci havárie - taky nezapomeňte, že byste napřed musel vytáhnout oboje potrubí. Betonová zátka, skrz kterou by vedly trubky by byla k ničemu. Trubky by byly dole připevněné k reaktoru... to byste řešil jak?
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Snížení rizika
Petr Mikulášek,2024-08-30 17:05:04
To fakt ne. Má se s tím šibovat nahoru a dolů. To znamená flexibilní spojení -> hadice. V kzždé hadici nahoře nad 50 MPa, aby to nevřelo a dole o tlak vodního sloupce víc, tzn. přes 200 MPa. V hadici by cirkulovala kyselina boritá a tlak u dolní příruby se mění v rozsahu 160 MPa s teplotama kolem 300°C. Fakt si nedokážu představit šlauk, který by tohle dlouhodobě dal a nezačalo to z něho stříkat...
Pokud je trubka nad reaktorem a reaktor má jít vytáhnout, tak ta hadice před havárkou fakt ničím obložená nebude. Maximálně nějakou tepelnou izolací, která ztíží inspekce, ale neomezí úniky. Pokud by to bylo zalito vodou, musí to být se stejným složením, jako voda primárního okruhu, jinak se sníží koncentrace bóru a reaktor tam hodí turbo. Voda zvenku by navíc snížila účinnost.
Voda se tam právěže nechat nesmí. Funguje jako moderátor (reaktory na povrchu jsou dělaný tak, že pokud praskne reaktor, vyteče moderátor a reakce se zastaví), tady by byl moderátoru dostatek. Když dojde k tavení aktivní zóny kvůli nedostatku chladiva, tak nastane další problém, že při té teplotě začne rozklad vody a vodík tam fakt nikdo nechce. A třetí průšvih je samotná pára, objem chladiva (a s tím i tlak) se zvýší o tři rády a ten betonový špunt jim vyskočí z díry. Že v tom případě vyletí i kontaminovaná pára je snad jasný.
Při odstavení reaktoru tam samozřejmě musí voda zůstat, u reaktorů na povrchu se musí naopak ještě zaplavit vodou.
Další věc je to, jak se taková konstrukce bude chovat třeba za 50-100 let. Co se stane, když se vyčerpá absorbér neutronů (změní se na nestabilní izotopy, rozpadne se a přestane dostatečně absorbovat? Máme neutrony, máme moderátor, nemáme chlazení a máme dost vody, aby pára vyletěla na povrch...
V neposlední řadě, topí to několik let. V případě Three Mile Islandu se nechal zavřený kontejnment a nechalo se to vysvítit. Tady šachtu celý ty roky zavřít nepude.
Re: Re: Re: Re: Re: Snížení rizika
Tomáš Pilař,2024-08-30 17:18:04
V tom konceptu vidíme každý něco jiného. Vy vidíte jaderný reaktor spuštěný do jeskyně v hl. 1,6km a provozovaný při atm. tlaku ( z jeskyně je čerpaná voda) a pak by měl reaktor všechny vady/vlastnosti které popisujete a bylo by zbytečné ho tam dávat. Já ve stejném konceptu vidím reaktor, u kterého je tlakování a odolnost zajištěná právě těmi 1,6 km vodního sloupce, uvnitř reaktoru i venku, reaktor může být "tenký jak plechovka" (teď přeháním), protože se nemá kam roztrhnout (zvenku nádoby je stejný tlak jako uvnitř), vedou k němu dvě trubky které lze kdykoliv ucpat (bentonit + beton) a tvářit se, že reaktor neexistuje. Jiné vady, které naznačovali jiní diskutéři (např. nutný průměr aktivní zóny) samozřejmě zůstávají.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Snížení rizika
Petr Mikulášek,2024-08-30 17:38:33
Já v tom reaktoru vidím zdroj tepla o teplotě nad 300°C. Pokud ta plechovka bude zatopená vodou, začne se ohřívat a nastane konvektivní proudění. Teplá voda pude nahoru do hloubky a začne cirkulovat. Po dosažení teploty a tlaku varu se začne vařit a zvyšovat ztráty systému. Zatopení fakt neklapne.
Zbývá jenom reaktor, nad ním pohony tyčí a hned čerpadlo a výměníkem a tím výměníkem tlačit plyn... Odpadnou tím problémy z velkou hmotností chladiva a s jeho varem. Ale zase se zkomplikuje miliarda dalších věcí.
Re: Re: Re: Re: Re: Snížení rizika
Tomáš Pilař,2024-08-30 18:43:20
V hloubce cca 1,6km (tlaku 1,6 km vodního sloupce), jsme spolehlivě nad kritickým bodem vody, takže se nic vařit nebude. K přeměně na páru dojde někdy během výstupu v horké větvi, kdy to bude, záleží na tom jaký tlak tam budeme udržovat (a pod přibližně stejným tlakem musíme cpát vodu do studené větve). Z vnějšku reaktoru musí být tuhé prostředí, které vytvoří oporu tomu tlaku (pak reaktor nemusí být tlaková nádoba). Jestli to bude beton, bentonit nebo skála je jedno (tipuju beton), voda je zmiňovaná kvůli tomu aby bylo jasné, že protitlak vznikne sám od sebe a nikdy nebude menší než 1,6km H2O sloupce. Tepelnou izolace není potřeba řešit, tepla je dost, tepelná vodivost horniny je omezená.
Už potřetí se snažím napsat, že "svěží konstrukční myšlenka" spočívá ve využití protitlaku horninového prostředí, resp. 1,6 km vodního sloupce, ale nejsem to schopen sdělit. Odpoutávám se od diskuse.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
