ТОЙОТА ФОРУМ БЪЛГАРИЯ

На ядрените реактори – обикновено дават топлинната мощност.
Но в случая става дума за „термоядрена“ установка. Вижте размерите на Thermonuclear Experimental Reactor, ITER – който сега „се изгражда в Кадараш, южна Франция“.
„ITER, което на латински означава „пътят“, ще бъде най-големият експеримент в света по пътя към термоядрената енергия. Това ще бъде първото термоядрено устройство, което генерира повече топлина, отколкото се използва за стартиране на термоядрената реакция, разчитайки на впечатляваща гама от технологии, които са от съществено значение за доставяне на термоядрена мощност в бъдеще.“
„ITER е глобално научно партньорство от безпрецедентен мащаб, обединяващо половината от населението на света: Китай, Европа, Япония, Индия, Република Корея, Русия Федерация и Съединените щати.“
Очаква се да заработи също май около 2030. Вижте му размерите. По-голям е – ако правилно преценявам – поне десетократно, но може би доста повече. Та тази установка се очаква да даде енергийна („термоядрена“) мощност от 500 МВт.
Дали тази британска установка, която дават че ще е готова 2030 година – може да даде 200 МВт електрическа мощност?
При ядрените реактори от типа на монтираните в „нашия“ АЕЦ:
Горивната касета: „ТВС ВВЭР-1000 представляет собой пучок твэлов, размещенных по треугольной решетке с шагом 12,76 мм. Внутри циркониевой оболочки твэла размером 9,1х0,65 мм располагаются таблетки топлива диаметром 7,8 мм из двуокиси урана.“
(височина на горивния стълб 3530 мм)
горивна таблетка, имаща външен диаметър 7.8mm, без централен отвор и
Всяка касета съдържа 312 топлоотделящи елемента („твэл“). Височината на касетата е 4570 мм. Общият им брой е 163.
(Взел съм данните от различни източници, сорри.)
Та т. н. „активна зона“ (областта от реактора, в която протичат ядрените реакции в „ядреното гориво“) – се състой от голямо число „тръбички“ запълнени с „таблетки ядрено гориво“, между които протича топлоносителя – вода в случая.
Това горното вероятно е излишно – само за да се разбере разликата (до колкото аз я разбирам). В „ядрения реактор“ (основаващ се на „ядрено делене“) – реакцията протича в тези „таблетки“. Енергията, която се получава в резултат на деленето – основно се предава на ядрата получени в резултат на деленето (над 80%) – а те от своя страна се забавят и задържат почти изцяло в „таблетките“. Част от енергията се носи от неутроните получени при деленето. Друга – по-голяма част се излъчва във вид на гама лъчение (гама кванти). Част от енергията се освобождава след задръжка – в резултат на разпадане на силно възбудените ядра – продукти на деленето. Тези ядра претърпяват бета-разпад, излъчват гама кванти, т. н. „закъсняващи неутрони“ и др. При бета разпада се образуват неутрино – те отнасят около 4-5% процента от общото количество енергия - тази енергия пряко се губи. В резултат – основната част от енергията на деленето се превръща в топлина в резултат на забавянето на ядрата-продукти и в резултат на разпада на тези продукти (поглъщането на бета частици, неутрони или гама кванти, например – в същия или съседни елементи). Т. е. голяма част от тази енергия се превръща в топлина нагрявайки „таблетките“ в топлоотделящите елементи. И тази топлина се предава на топлоносителя. Друга многократно по-малка част се преобразува в топлина директно в топлоносителя (същия в тези реактори изпълняващ роля и на „забавител“ на неутроните) в резултат на „забавянето“ на отделените „бързи“ неутрони при реакцията, както и в резултат на поглъщането на гама кванти, бета частици, неутрони. Друга по-малка част от енергията се преобразува в топлина в резултат на поглъщане на гама кванти и неутрони в конструкционните материали на реактора, както и в стените му – и така се предават на топлоносителя. Част от енергията се преобразува в топлина в резултат на поглъщане лъчение и неутрони – в биологическата защита на реактора – и тя се губи до голяма степен (но много по-голяма част се губи в резултат на образуващите се неутрино – те изключително слабо реагират, за тях дори планетата Земя, като цяло е практически „прозрачна“).
Така циркулиращия през активната зона топлоносител извежда от реактора около 94% от образуващата се при реакциите на делене енергия – във вид на топлинна енергия.
Топлинната мощност на „нашите“ реактори е 3120 МВт – това без загубите, която „отива“ за генерация на пара – след 4 процентно повишаване на топлинната мощност. Съответно електрическата мощност – като средно на блоковете е увеличена с около 4% - зависи от сезона. В Русия има аналогичен тип реактори работещи на 107% топлинна мощност – проекта го позволява.
А какво имаме в термоядрената установка – до колкото знам. В случая от типа „токамак“. Тороидална камера в която се поддържа почти „пълен“ вакуум. В която се „инжектира“ плазма от смес - деутерий и тритий - от които се сформира плазмен „шнур“. Поддържан и нагряван до „огромни“ температури посредством изключително мощни „магнитни полета“ (или мощни лазери) – за което се изразходва „огромно количество“ енергия. Високотемпературните свръхпроводящи електромагнити – създаващи тези полета – работят при минус 200 – 250 градуса – това са „криогенни температури“. Образуващата се енергия в резултат на реакциите на синтез на хелий - основно се предава на излъчващите се неутрони (практически не влияещи се от магнитните полета), но също гама кванти (също не влияещи се от магнитните полета и излъчващи се в различни посоки) и малко количество други частици. Камерата е заобиколена от тези огромни електромагнити и техните магнитопроводи, които се охлаждат до изключително ниски температури – за което също се изразходва огромно количество енергия. Вижте разреза на показаната установка – как е показано извеждането на образуващата се енергия в резултат на реакциите протичащи в нея? Количества енергия – превишаващи огромното количество консумирана от установката енергия.
При ядрените реактори – действително „свежото ядрено гориво“ е много слабо радиоактивно. Но същото не може да се каже за трития – който се смята за най-перспективно „ гориво“ (в смес с деутерия) за установките за ядрен синтез (за сега). Той е силно радиоактивен, което създава проблеми при производството и съхранението му, съответно е свързано с големи разходи. Има идея самата установка да го произвежда от литий, но за сега май е само идея и е далеч от реализация.