分享

聚变裂变混合动力装置 可有效处理核废料并合成新型燃料

 昵称jYn8f 2021-11-12

俄罗斯库尔恰托夫研究所的专家正在研究聚变裂变混合动力装置,并且已经完成了初步设计。

混合系统是基于热核聚变和核裂变相结合的新型发电方式。热核聚变不是直接用于发电,而是作为控制核反应堆亚临界堆芯的中子源。在混合技术的帮助下,有可能有效地处理来自核电站的核废料——微量锕系元素,以及获得用于裂变反应堆的新型燃料。

聚变裂变混合动力装置 可有效处理核废料并合成新型燃料

“化石自然资源的枯竭和环境问题要求创造新的能源供应来源。

在这方面,混合动力技术是一种很有前途的战略,因为它使关闭核燃料循环和改善其环境性能成为可能,”库尔查托夫热核能源和等离子体技术联合体托卡马克混合系统部副主任鲍里斯·库特耶夫解释说。

在这种技术的帮助下,来自核电站的长寿命废物可以有效地回收利用。他举例说,一个容量为1GWe的工业混合电站足以处理俄罗斯境内积累的所有高水平核素,为两个热中子发电厂提供燃料,或启动一个中子发电厂。

在“混合”项目的工作过程中,科学家们已经证实了安装的物理原理,编写了程序代码,制定了单独的体系结构元素,将它们集成到一个系统中,并解决了安全问题。

聚变裂变混合动力装置 可有效处理核废料并合成新型燃料

热核反应堆和混合系统的结构和功能材料的优化已取得重大进展。此外,还提出了利用中子束对等离子体进行附加加热的方法,并开发了一种燃料循环结构。

“向等离子体注入热核燃料——氢的重同位素(氘和氚),去除热核反应的产物(氦),最重要的是,燃料循环中燃料混合物的多次使用为热核反应堆和混合系统的连续运行提供了条件。”,首席研究员谢尔盖·阿纳涅夫解释说。

他说,DEMO-TIN热核中子源将成为第一个混合装置,用于演示基本技术及其与单一能源综合体的集成。

在这一阶段,研究人员已经形成了对实验设备的要求,并准备开始制造一个原型,用于测试一种在高达500MW的热功率水平下有前途的混合动力技术。这项工作也有来自DV-Efremov电生理科学研究所(NIIEFA)、NN-Dollezhal电力工程研究与发展研究所(NIKIET)和彼得大圣彼得堡理工大学(SPbPU)的专家参与。

早些时候有报道称,Rosatom已经为DEMO-TIN混合反应堆开发了一种超导导线。AA Bochvar无机材料研究所(VNINM)的科学家根据燃料公司TVEL的指示,完成了DEMO-TIN磁系统用超导导线的设计和制造技术的开发。

直径为1.0mm的铌锡绞线成功通过验收,其磁性系统开发商NIIEFA的技术要求。验收委员会由来自TVEL、Kurchatov研究所、NIIEFA、VNINM和Chepetsky机械厂(ChMZ)的专家组成。

在每平方毫米的电磁线圈系统中,每平方毫米的电磁线圈所需的电流超过了12安培。这明显高于VNINM先前为ITER(国际热核研究堆)托卡马克磁系统所开发的绞线的特性。

这种新型电线的一个独特设计特点是使用了一个公共屏障,将一组多纤维元件与外部铜稳定护套分开。反过来,每个多纤维子元素由位于铜基体中的许多铌纤维以及锡源组成。为了提高铌锡绞线的载流能力,每根纤维都添加了钛。

早些时候有报道称,Rosatom已经为DEMO-TIN混合反应堆开发了一种超导导线。AA Bochvar无机材料研究所(VNINM)的科学家根据燃料公司TVEL的指示,完成了DEMO-TIN磁系统用超导导线的设计和制造技术的开发。

制造了直径为1.0mm的实验批次铌锡绞线,并成功通过验收试验,以符合磁性系统开发商NIIEFA的技术要求。验收委员会由来自TVEL、Kurchatov研究所、NIIEFA、VNINM和Chepetsky机械厂(ChMZ)的专家组成。

在每平方毫米的电磁线圈系统中,每平方毫米的电磁线圈所需的电流超过了12安培。这明显高于VNINM先前为ITER(国际热核研究堆)托卡马克磁系统所开发的绞线的特性。

这种新型电线的一个独特设计特点是使用了一个公共屏障,将一组多纤维元件与外部铜稳定护套分开。反过来,每个多纤维子元素由位于铜基体中的许多铌纤维以及锡源组成。为了提高铌锡绞线的载流能力,每根纤维都掺杂了钛。

VNINM的这项开发是朝着制造用于DEMO-TIN型受控热核聚变装置的磁性系统的导线迈出的重要一步。已经创造并测试了一种技术,可以生产所需数量的此类产品。NIIEFA副总干事Igor Rodin指出:“接下来要开展的工作,是针对特定项目的技术优化。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多