Что Россия может предложить миру ЭНЕРГИЯ ЗЕМЛИ

Что Россия может предложить миру

ЭНЕРГИЯ ЗЕМЛИ СОСРЕДОТОЧЕНА УГЛЕВОДОРОДАХ И ТЯЖЁЛЫХ ЯДРАХ Газ, 3. 4% Уран -235, Нефть, 0. 8% 0. 4% Уголь, 8. 7% Уран -238, 86. 7% В

В древние времена жгли костры – согреться и приготовить пищу Теперь сжигаем нефть, газ для того же + свет и работа машин и механизмов

ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ ЖИТЕЛЯМИ ЗЕМЛИ

Данные на 2005 год: - нефть закончится через 43 года - газ закончится через 67 лет

1 кг урана 235 или 2700000 кг угля

Каким ты видишь своё будущее?

Швейцарский физик Микаэль Диттмар провел масштабное исследование и установил, что в ближайшие несколько лет мировая энергетика может столкнуться с дефицитом урана.

Природное ядерное топливо. уран состоит из 0, 7% урана-235 (делится) и 99, 3% урана-238 (не делится) и торий-232 (не делится). Искусственное ядерное топливо. Уран-233, плутоний 239.

Природное - тепловым нейтроном Протоном от ускорителя

Неограниченные запасы сырья для производства ядерного топлива на сотни лет Эквивалентность количества радиации добытой из Земли и захороненной в ней после сжигания делящихся изотопов ядерных материалов Обеспечение условий , гарантирующих нераспространение ядерного оружия Естественная безопасность установок с ядерным топливом

ОСНОВНЫЕ ТЕЗИСЫ ПУТИНА В. В. ДЛЯ СТРАТЕГИИ РАЗВИТИЯ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ • "Мировая ядерная энергетика в XXI веке должна быть избавлена от использования обогащённого урана и плутония" - саммит тысячелетия в ООН 6 сентября 2000 года. Ядерная энергетика должна развиваться «…повторяю, при обеспечении недискриминационного доступа для всех желающих. » - из высказываний на пресс-конференции в Кремле 31. 06 г. :

С. В. Кириенко: «Это так называемые кипящие реакторы. Владимирович, в Российской Федерации нет таких реакторов, которые работают в одноконтурном режиме: у них не два контура, как на наших станциях, а один контур» . ( 11 блоков РБМК – одноконтурные, 21 блок типа ВВЭР - двухконтурные) В. В. Путин: «Понятно, что это другой реактор, у нас таких нет» .

Реактор РБМК – 1000 (одноконтурные) Реактор ВВЭР – 1000 (двухконтурные)

Топливная загрузка, (U+Pu)N, т 16 Загрузка Pu/(Pu 239+Pu 241), тн 2, 1/1, 5 Кампания топлива, лет 5 Интервал между перегрузками, лет 1

Объем натрия, м 3: в первом контуре 820 во втором контуре 960

Для реакторов БН: пожароопасность второго контура реактора - возможность возгорания радиоактивного натрия в первом контуре, возможность контакта натрия с водой в случае разгерметизации Для реакторов БРЕСТ: коррозия конструкционных элементов под действием Pb или Pb. Bi теплоносителя, особенно в активной зоне; образование в активной зоне 210 Ро при облучении висмута нейтронами; использование эвтектики Pb. Bi в активной зоне приводит к большому расходу дефицитного висмута.

1975 год. ЛАЭС. Перекос мощности, расплавление одного канала, разгерметизация тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), попадание топлива в контур, с выбросами в окружающую среду, рост мощности и скорости разгона реактора, большой мощностной положительный эффект реактивности реактора. Реактор при такой физике реактора взрывоопасен! « В создавшейся ситуации мы потребовали, чтобы НИКИЭТ и ИАЭ записали в Регламент реактора РБМК, что на малой мощности с допустимым по регламенту малым запасом реактивности реактор РБМК становится взрывоопасным и расписали мероприятия по исключению такого состояния с последующим внедрением полного объема мероприятий по обеспечению безопасной физики реактора. В ответ представители НИКИЭТ заявили, что если в протоколе совещания будет указан хоть 1 недостаток РБМК, они такой протокол не подпишут. » ( Из воспоминаний В. И. Борца) 1983 год. Член-корреспондент РАН Виктор Алексеевич Сидоренко направил в Минатом и Главному конструктору РБМК письмо, в котором предупреждал о вполне возможной тяжелой аварии на этих реакторах.

• Российские ученые об иранской ядерной проблеме 11: 00 24/01/2006 • Пресс-конференция на тему: "Российские ученые об иранской ядерной проблеме". Развитие ядерной энергетики в мире не остановить. Вместе с тем распространение современной ядерной энергетической технологии может привести к неконтролируемому распространению ядерного оружия, поскольку любая страна, имеющая на своей территории АЭС, в состоянии создать атомную бомбу. Из этого следует вывод: необходима ядерная энергетическая технология, работающая без использования делящихся материалов, а именно U 235, Pu-239 и U-233. Такая "безопасная" технология предлагается независимыми учёными из Международного Московского клуба. Разработанная ими программа создания релятивистской ядерной энергетики рассмотрена и одобрена ведущими экспертами атомной энергетики. Участники -учёные Международного Московского клуба: -доктор технических наук, профессор, член Совета Федерации Хусейн ЧИЧЕНОВ; -доктор технических наук, профессор, руководитель проекта Игорь ОСТРЕЦОВ; -кандидат технических наук, главный конструктор ускорителя Алексей БОГОМОЛОВ; -главный координатор проекта Валерий ВОЛКОВ; заместитель руководителя проекта Валерий ЧИЛАП

Сравнение схем ADS и ЯРТ Схема ADS Разрабатываются проекты трансмутации долгоживущих радионуклидов с использованием «гибридных схем» , специально предназначенных для «сжигания» отходов с помощью ускорителя. Такие системы разрабатывают в США (Accelerator Transmutation of Waste - ATW), Японии, Европе (Accelerator - Driven System - ADS). Подкритический бланкет Нейтронопроизводящая Жидкий Pb-Bi мишень теплоноситель Ускоритель протонов Производство электроэнергии Питание ускорителя Кэфф = 0. 94 - 0. 97 Нейтронный спектр близкий к спектру деления Схема ЯРТ 1. Использование газового теплоносителя. 2. Использование в качестве топлива: U-238, Th-232, ОЯТ без промежуточной нейтронопроизводящей мишени. Топливо (U-238, Th-232, ОЯТ) Теплоноситель Ускоритель протонов Производство электроэнергии Питание ускорителя Кэфф = 0. 36 - 0. 5 Нейтронный спектр определяется внешним источником - ускорителем

ОПЫТНАЯ УСТАНОВКА BWLAP 2

Сравнительные характеристики Замкнутые схемы (на базе быстрых реакторов): - Время наработки(удвоения) топлива - до 50 лет; - Накопление изотопов Pu; - Использование 20% U-235 в качестве топлива. ЯРТ: - Использование в качестве топлива U-238, Th-232, ОЯТ; - Решает проблему нераспространения ядерного оружия; - Работа без перегрузки топлива.

Основные свойства и характеристики ЯРТ-энергетики 1. Малоотходность. 2. Отсутствие наработки актиноидов, в т. ч. «бомбовых» материалов, т. е. решение проблемы нераспространения на детерминистском уровне. 3. Возможность работы в маневренном режиме. 4. Работа без перегрузки топлива – 100 и более лет. 5. Коэффициент полезного действия на уровне сегодняшних наиболее прогрессивных ТЭС (до 55÷ 58%), вместо ~ 33% на сегодняшних АЭС. Принципиальное упрощение топливной промышленности. 6. 7. Принципиальное упрощение процесса вывода из эксплуатации при сокращении сроков вывода до ~ 3÷ 5 лет. 8. Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) на уровне сегодняшних наиболее прогрессивных ТЭС. 9. Себестоимость произведенного к. Вт-часа ~ в 2 раза ниже, чем у АЭС. 10. Срок окупаемости ~ в 2 раза меньше, чем у АЭС.

Сравнение схем ADS и ЯРТ Принципиальная схема блока электроядерной установки тепловой мощностью 1500 МВт. Высота корпуса ~ 25 м, диаметр ~ 6 м. Пучок протонов вводится вертикально по вакуумной трубке для производства spallation-нейтронов на уровне активной зоны. Компановка блока ЯРТ-реактора электрической мощностью 1000 МВт, выполненная на базе стандартного корпуса реактора ВВЭР.

Пять направлений инновационного развития России ( blog. kremlin. ru 19. 06. 2009). 1. - энергоэффективность и энергосбережение, вопросы разработки новых видов топлива. 2. – ядерные технологии. 3. – космические телекоммуникационные технологии, развитие наземной инфраструктуры и ГЛОНАСС. 4. – медицинские технологии: диагностическое оборудование, а также лекарственные средства. 5. – стратегические информационные технологии, создание суперкомпьютеров и их программного обеспечения. УСКОРИТЕЛЕСТРОЕНИЕ, как национальная программа, вписывается во все пять направлений 1 – как элемент ADS – создание, контроль и управление подкритическими реакторами, отвалы урана и ОЯТ - это готовое ( «отложенное» ) топливо, переработка РАО 2 – BWLAP – как сверхмощный источник нейтронных потоков с очень жестким энергетическим спектром нейтронов, недостижимым в реакторах и циклических ускорителях 3 – активная дистанционная инспекция (контейнеров) в борьбе с провозом ядерных, наркотических грузов и иной контрабанды) 4 – протонно-лучевая терапия ( «без крови, скальпеля и химии» ), производство диагностических изотопов для фармпрепаратов, - изотопов, получение которых невозможно в ядерных реакторах. 5 – как потребитель сверхскоростных и мощных вычислительных комплексов (многоядерных, с операционными системами параллельной обработки математических операций).

Комплексная программа создания многофункциональных ускорителей (отрасль ускорителестроение) Ускорители для релятивистской ядерной энергетики (Программа ЯРТ): мощность в пучке - 20÷ 50 MВт Ускорители для подкритических реакторов и трансмутации ОЯТ: мощность в пучке – 10÷ 30 МВт Ускорители для инспекции : Энергия в 10 мс-импульсе 20 МДж 1000÷ 1500 Мэ. В 5000 Мэ. В Протонно-лучевая терапия: мощ. в пучке 10÷ 50 к. Вт Произ. изотопов: 10 -50 к. Вт 1 - Фаза программы инспекции 10000÷ 30000 Мэ. В 250 Mэ. В 30 -150 Mэ. В 10 Вт – терапия; 10 -50 к. Вт - изотопы 20 Мэ. В 30 м. А Программа – $40 М Сроки – 2– 3 года N=1 -2 шт 0 1 2 Программа $30 M Ускоритель - $8 M Сроки – 3 -5 лет Рынок: N=10, 000 Объем рынка $ 45 B 3 4 Программа - $50 M Программа – $2 – 2, 5 B Ускоритель - $12 -15 M Ускоритель – $0, 6 -0, 8 B Сроки – 5 -6 лет Сроки – 6 – 7 лет Рынок: N= 5, 000 Объем рынка $ 75 B 5 6 7 8 Программа – $10 -12 B Ускоритель – $1 – 1, 6 В Сроки – 10 лет Рынок: N= 1000 Объем рынка $ 1000 В Программа - $ 10 -20 B Ускоритель - $ 3 -4 B Сроки -10 -12 лет Рынок: N= 1000 -10, 000 Объем рынка $ 10 -100 T 9 11 10 12

Конкурентный анализ 97 МГц Созданы 2856 МГц Темп 15 Мэ. В/м China Tsinghua Accelerator Lab. 2998 МГц Темп 25 Мэ. В/м France GE-CGR Me. V US Argonne Nat. Lab. Проектируются Proton Linac 8000 Me. V Импульс 1. 2 мс US Fermi Nat. Lab. Proton Linac 4000 Me. V EC CERN

Конкурентные преимущества Сравнение эффективности ускоряющих структур (достижение максимального КПД) BWT (D. Tronc) 3000 MHz Кпд=I*E cos φ/(I*E cos φ+E 2/Zsh)≈I/(I+E/Zsh)

Конкурентные преимущества Крупнейший в мире линейный ускоритель на стоячей волне Лос-Аламосская национальная лаборатория США (LANL): Энергия Е = 800 Мэ. В Длина L = 805 м Мощность пучка Р = 1. 1 МВт Линейный ускоритель на бегущей обратной волне Проектируемый BWLAP: Энергия Е = 2600 Мэ. В Длина L = 190 м Мощность пучка Р = 65 МВт 94 Мэ. В ы трон Клис Гц М 1300 Инжектор 0. 32 Мэ. В 194 Мэ. В 2600 Мэ. В 30 м Клистроны 3900 МГц Поворотные магниты

Конкурентные преимущества DTL – Alvarez 150 MHz BWLAP 1818 MHz Диаметр волновода 65 мм ускоряющей структуры на энергию 100 Мэ. В Темп ускорения 10 Мэ. В/м Диаметр резонаторов 1000 -1300 мм Темп ускорения 1 Мэ. В/м Диаметр волновода 30 мм (реализован в прототипе ускорителя космического базирования)

Технология достижения результата Источник протонов (CERN) Длина BWLAP - 24. 5 m 7. 6 Мэ. В 0. 1 MW 28 Мэ. В 41 Мэ. В ~ ~ 10 MW 55 Мэ. В 10 MW 5 MW ~ 68 Мэ. В 81 Мэ. В 5 MW 10 MW ∑ 10 MW ~ Элементы ускоряющей структуры Станки AGIECUT Excellence (Швейцария) ВЧ-сумматоры (МИФИ) РНЦ КИ ИСТОК ТОРИЙ 94 Мэ. В ВНИИЭФ МРТИ Измерительная аппаратура Структура в криостате Ускоряющая структура Контроль достигнутого ∑ Клистроны MBK TH 1801 (THales ED) МИФИ HP

Комплексная Программа создания ЯРТ-энергетики разбивается на 2 последовательных этапа: 1. Создание демонстрационного опытно-промышленного блока ЯРЭС с целью отработки и уточнения комплекса физико-технических решений схемы ЯРЭС. 2. Создание головного блока ЯРЭС. Цель работ 1 -й фазы 1 -го этапа 1. Определение основных ядерно-физических характеристик и теплофизических параметров процесса энерговыделения (коэффициентов усиления) в мишенях (U-238, Th-232), при бомбардировке пучками протонов с энергией до 10÷ 20 Гэ. В. 2. Определение и оптимизация основных требований к параметрам ускорителя (энергии протонов и току пучка) как для опытно-промышленного (демонстрационного), так и для головного блоков ЯРЭС, а также требований к параметрам соответствующих реакторов. 3. Проведение НИОКР по комплексу вопросов, обеспечивающих создание ускорителя по схеме BWLAP/ABC 2(3)D, включая комплекс работ, направленных на значительное (до ~ 5 раз) снижение себестоимости серийного ускорителя. Проектирование ускорителя и подготовка площадки для его строительства и создания на его основе демонстрационного блока ЯРЭС, с учетом перспективы создания головного блока ЯРЭС. 4. Разработка детальных планов работ по всему комплексу целевых Программ 2 -й фазы 1 -го этапа работ и детализация целевых Программ по 2 -му этапу работ – «Создание головного блока ЯРЭС» .

В 2000 году в Нижнем Новгороде проходит Первая Международная конференция «Военные технологии и технологии двойного назначения» на которой 18 ведущих специалистов страны (академики и профессора!!!) криком кричат о необходимости: -развивать подкритические (российские) реакторы -развивать линейные ускорители по российским технологиям -создать подотрасль - УСКОРИТЕЛЕСТРОЕНИЕ Если был –СЛЫШАЛ? Если не был –ДОЛОЖИЛИ? Почему в Росатоме не восстановлен Главк (ГУ 18) по ускорителям, ликвидированный в лихие 90 -е?

Из интервью «Вестям» 19 декабря 2009 года: «… будет создаваться и новое поколение реакторов. "В первую очередь, это "быстрые" технологии, реакторы на быстрых нейтронах. Кроме того, речь идет о модернизации водоводяных реакторов, благодаря которой этой технологии можно продлить жизнь"

Уважаемый Валерий Иванович Эффективное развитие атомной энергетики – это ключевое направление модернизации экономики. Её успех прямо связан с широким внедрением передовых современных технологий. И здесь важно в полной мере задействовать инновационный потенциал российской науки, использовать новые разработки учёных, конструкторов и инженеров. И конечно, углублять кооперационные связи с зарубежными партнёрами. В ближайшее время с Вами свяжутся для уточнения даты и время встречи. С уважением Д. Медведев. 25 января 2010 года

Возникает вопрос – почему?

Возможные варианты применения УЛОВ (BWLAP) Воздушное базирование Наземное базирование Воздушное базирование Радионевидимость Сигнал наведения

Сравнительные характеристики самолетов носителей для УЛОВ (BWLAP)

Пресс-конференция Д. Медведева и Б. Обамы 06. 07. 2009 А. Сердюков в Вашингтоне предложил совместный проект создания нового транспортного самолета на базе Ан-124 «Руслан» . 22. 09. 2010 сообщили АН

Москва, Ноябрь 11 (Новый Регион, Анастасия Смирнова) –Группа российских ученых и общественных деятелей обратилась к президенту РФ Дмитрию Медведеву с заявлением, в котором высказывает обеспокоенность по поводу передачи США некоторых российских ядерных технологий, на основе которых возможно создание новейшего пучкового оружия. «Работы данного класса по российскому законодательству до передачи за рубеж обязаны проходить экспертизу 12 -го института 12 ГУ МО РФ. Это положение грубейшим образом нарушается при полном попустительстве Администрации Президента РФ, Совбеза РФ и Росатома» , –говорится в письме президента Академии геополитических проблем Леонида Ивашова, заместителя директора ВНИИ атомного машиностроения Игоря Острецова, вице -президента Московского энергетического клуба Валерия Волкова и депутата Госдумы от КПРФ Виктора Илюхина. «Просим Вас, уважаемый Дмитрий Анатольевич, дать указание немедленно провести экспертизу материалов, переданных в США, и установить круг лиц, причастных к этому беспрецедентному нарушению фундаментальных интересов и безопасности Российской Федерации» , –говорится в заявлении.

Кто разрешил?

Острецов Игорь Николаевич – Руководитель проекта ЯРТ Волков Валерий Иванович – Главный координатор проекта ЯРТ