Стартовая >> Архив >> Генерация >> Материалы ядерных энергетических установок

Радионуклидное производство энергии и ее использование - Материалы ядерных энергетических установок

Оглавление
Материалы ядерных энергетических установок
Ядерная энергия и материалы
Легководный реактор LWR
Тяжеловодный реактор HWR
Реактор типа LMFBR
Перспективы использования термоядерной энергии
Радионуклидное производство энергии и ее использование
Требования, предъявляемые к выбору ядерных материалов
Свойства реакторных материалов
Анализ специфических свойств материалов при их выборе для ядерных реакторов
Выбор материалов и анализ конструкции с помощью ЭВМ
Компоненты и материалы ядерных реакторов деления
Ядерные топливные материалы
Конструкционные материалы
Материалы органов регулирования, теплоносители
Материалы защиты, системы аварийной защиты
Атомная электростанция (с реактором деления)
Фундаментальные радиационные явления в материалах
Радиационное повреждение нейтронами
Влияние облучения на реакторные материалы
Влияние облучения на физические свойства материалов
Влияние облучения на механические свойства материалов
Влияние облучения на коррозию, свелинг
Отжиг радиационных повреждений, влияние облучения на свойства при низких температурах
Металлический уран
Коррозия урана
Сплавы урана
Влияние облучения на урановое топливо
Керамический уран
Диоксид урана
Радиационное распухание оксидного топлива
Радиационная ползучесть оксидного топлива
Выделение газообразных продуктов деления из оксидного топлива
Монокарбид урана
Нитрид, силицид и сульфиды урана
Коррозия керамического урана, техника безопасности
Плутоний
Металлические сплавы плутония
Керамические соединения плутония
Смешанное керамическое уран-плутониевое топливо
Коэффициент воспроизводства, избыточный коэффициент и время удвоения плутония
Радиационные эффекты плутония
Коррозионные эффекты плутония
Меры безопасности при работе с плутонием
Торий
Свойства тория
Получение и сплавы тория
Керамические соединения тория
Радиационные и коррозионные эффекты тория
Радиоактивный распад в торий-урановом топливном цикле
Конструкционные материалы: металлы
Конструкционные материалы: бериллий и его соединения
Конструкционные материалы: магний
Конструкционные материалы: алюминий
Конструкционные материалы: цирконий
Конструкционные материалы: нержавеющая сталь и никелевые сплавы
Конструкционные материалы: керамика и керметы
Влияние облучения на конструкционные материалы
Коррозия конструкционных материалов
Материалы замедлителя и отражателя
Графит
Материал бланкета
Материал теплоносителя
Материалы систем регулирования, защиты и аварийной защиты
Защита реактора
Системы аварийной зашиты реактора и используемые в них материалы
Материалы в топливных циклах, процессах обогащения и переработки топлива
Обогащение топлива
Переработка топлива
Материалы, используемые в процессах переработки отработавшего топлива
Переработка ядерного топлива
Топливные материалы, участвующие в U-Pu-топливном цикле
Тепловыделяющие элементы
Связующий материал твэлов
Материалы, применяемые при изготовлении твэлов
Каналы для теплоносителя и системы трубопроводов
Корпуса реакторов под давлением
Радиационные эффекты при работе материалов ядерного топлива и конструкционных материалов
Коррозия и трещины материалов твэлов, коррозия каналов теплоносителя
Образование коррозионных и усталостных трещин и течей в каналах для теплоносителей, трубопроводах
Материалы радионуклидных генераторов энергии и термоядерных реакторов
Радионуклидное топливо
Материалы оболочек, материалы и теплоносители радионуклидных генераторов
Концептуальные проекты термоядерных реакторов
Компоненты и материалы термоядерных реакторов
Материалы для изготовления магнитной системы и системы безопасности термоядерных реакторов
Взаимодействие материалов с первой стенкой термоядерного реактора
Материалы первой стенки термоядерного реактора и влияние на них облучения

Тепло, выделяемое при распаде радиоактивных изотопов, можно использовать как источник для получения электрической энергии на космических кораблях или в удаленных участках на суше и на море, где централизованное энергоснабжение невозможно. На рис. 1.25 показаны основные радионуклидные источники тепла.


Систематика радионуклидных источников тепла
Рис. 1.25. Систематика радионуклидных источников тепла
Интересное применение для производства энергии нашло излучение радионуклидов в программе по разработке систем запасных ядерных источников электропитания SNAP [46]. Основной целью программы является разработка компактных, легких, надежных ядерных электрогенерирующих устройств для космоса, океана и суши. Некоторые характеристики радионуклидных электрогенераторов приведены в табл. 1.1. Программа SNAP и предложенные устройства построены на большом числе разнообразных концепций, с учетом различных назначений и тд. Нечетные номера в программе SNAP были введены для идентификации устройств, заряженных радиоактивным топливом (использующих тепло радиоактивного распада радионуклидов). Так, например, SNAP-3 в 1959 г. с успехом продемонстрировал возможность осуществления атомного аккумулятора. Атомный аккумулятор, заряженный а-источником 210Po, обеспечивал электрическую мощность 2,5 Вт. SNAP-7, использующий в качестве топлива 90 Sr, настроен на производство различных уровней электрической мощности в береговых службах навигации, автоматических гидрометеорологических станциях. SNAP-27, заряженный 238Pu, был разработан для выработки 50-70 Вт (ап.) тепловой и электрической энергии, необходимой для обеспечения работы экспериментального оборудования на поверхности Луны (проект ’’Аполлон”). Конструкция типичного радионуклидного генератора энергии схематично изображена на рис. 1.26.
Рис. 1.26. Сечение радионуклидного термоэлектрического источника энергии
Таблица 1.1. Некоторые характеристики я области применения радионуклидных источников энергии


Номер образца SNAP

Назначение и принцип действия

Мощ
ность,
Вт

Масса,
кг

Топливо

Срок
службы,
лет

Применение

1

Для космоса, турбогенераторов, цикл Ренкина, Hg

500

159

144Се

1/6

Разведывательный спутник

Для космоса,
термоэлектри
ческий

125

91

144Се

1

Тоже

ЗВ

То же

24

2,3

210PO

1/4

Для доказательства принципа действия

ЗВ (модифицированный)

27

2,1

238Pu

5

Спутники

Наземный,
термоэлектри
ческий

11,6

850

90Sr

10

Навигационные бури

То же

68

2090

90Sr

10

Навигационные огни

»»

11.6

850

90Sr

10

Метеостанции

68

2090

90Si

10

Плавучие метеостанции

»»

6,5

10,0

90Sr

10

Тоже

9

»»

25

12,3

238Pu

5

Навигационные спутники

11

»»

25

13,6

242Cm

1/4

Топография прилунения, научные эксперименты

13

Наземный, термо ионный

12,5

1,8

242Cm

1/4

Для доказательства принципа действия

15

Наземный,
термоэлектри
ческий

0,001

0,5

238Pu

5

Плавучие метеостанции

17

То же

30

20-25

90Sr

5-10

Спутники
связи

19

»»

25

21

238Pu

1-3

Межпланетный регистрационный зонд

21

Подводный,
термоэлектри
ческий

10

230

90Sr

5

Плавучие метеостанции

27

Для космоса,

50

15

238Pu
238Pu

1-3

При прилунении

 

термоэлектри
ческий

70

18

1-3

на космических кораблях "Аполлон”

Радионуклидные генераторы энергии, создаваемые для их специального применения в космосе, океане и на суше, компактны и надежны в работе независимо от погодных условий и географического местоположения. В медицине радионуклидные генераторы энергии применяются при открытых операциях на сердце как наиболее надежные датчики сердечной активности.
Согласно закону теплового распределения Стефана—Больцмана скорость распространения тепла пропорциональная четвертой степени абсолютной температуры. Температура тепловыделения радионуклидного генератора будет также высока. Поэтому при создании радионуклидных генераторов энергии используют керамическое топливо, например 90Sr2O3, 238PuO2, 238PuC, теплоотражающие контейнеры и радиаторы, термостойкие структурные материалы [8].



 
« Магнитный фильтр-сепаратор в схеме очистки производственного конденсата   Метод определения параметров тепловой изоляции паротурбинных блоков ТЭС »
электрические сети