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

Концептуальные проекты термоядерных реакторов - 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

Концептуальные проекты термоядерных реакторов (ТЯР) и установок управляемого термоядерного синтеза (УТС) могут быть разделены на две главные категории:
установки с магнитным удержанием и
установки с инерциальным удержанием.
Кроме того, предложен еще целый ряд концепций удержания, имеющих второстепенное значение.
В экспериментах по магнитному удержанию, проводимых в течение уже многих лет, плазма удерживается магнитными силами в пространстве, ограниченном магнитными поверхностями. Конфигурации магнитных поверхностей становятся все более сложными для того, чтобы обеспечить возможность самоподдерживающейся реакции ядерного синтеза. Существует большое количество экспериментальных устройств, представляющих собой разные концепции систем с магнитным удержанием, которые можно разделить на две группы:

  1. тороидальные или замкнутые системы, подобные токамакам и стеллараторам;
  2. линейные зеркальные или открытые системы, например магнитные ловушки, амбиполярные магнитные ловушки и т. п.

На рис. 15.10 показано сложное спиральное магнитное поле в большом токамаке, а на рис. 15.11, а и б — удерживающие магнитные поля в магнитной ловушке и распределение в ней напряженности магнитного поля.
15.10. Магнитные поля и плазма в токамаке:

Рис. 15.11. Пространственное распределение напряженности (л) удерживающего магнитного поля (б) в амбиполярной магнитной ловушке:
1 —  средняя плоскость; 2 —  магнитное зеркало; 3 —  обмотка магнитного зеркала; 4 —  обмотка магнита; 5 — магнитные силовые линии
1 —  результирующее магнитное поле; 2 — вертикальное магнитное поле; 3 — обмотки вертикального поля (вне тора); 4 —  Z-ось; 5 —  тороидальное магнитное поле; 6 —  проводящая оболочка; 7 —  плазма; 8 —  полондальное магнитное поле; 9 —  ось тороида; 10 — вертикальная ось; 11 —  тороидальный электрический ток; 12 —  большой радиус; 13 — малый радиус

Такими полями и удерживается плазма в установках с магнитным удержанием*.
Системы с инерциальным удержанием изучают в связи с возможностью создания плазмы с помощью мощных лазерных пучков. Концепция создания лазерного термоядерного реактора существенно отличается от концепции реактора с магнитным удержанием. Удержание созданной лазером плазмы осуществляется ее собственной инерцией — плазму удерживают силы инерции положительно заряженных ионов самой плазмы. На рис. 15.12 схематически показана схема неодимового лазера и плазменной установки**.

*Наиболее развитым проектом чистого (не гибридного) реактора на основе токамака является проект реактора ИНТОР ’’International Tokamak Reactor” IAEA Viehna, Phase Two A, Part I (1983), Part II (1986).- Прим. пер.
**О ТЯР с инерциальным удержанием см. Калмыков Ю. К., Комин А. В., Кривошеев М. В. Термоядерные реакторы с инерциальным удержанием: Обзор ОСА-65. М : ЦНИИАтоминформ, 1984. 72 с. - Прим. пер.

Основные материалы, которые, по-видимому, будут использованы в ТЯРс магнитным и инерциальным удержанием, одинаковы. Справедливость этого утверждения можно установить, когда будет продемонстрирована возможность создания устройств с управляемой термоядерной реакцией.

Установка с неодимовым лазером для исследования термоядерной плазмы
Рис.  15.12. Установка с неодимовым лазером для исследования термоядерной плазмы:
1 —  задний отражатель; 2 — импульсные лампы; 3 —  стержень из неодимового стекла; 4 — передний отражатель; 5 — призмы; 6 —  блок формирования световых импульсов; 7 —  неодимовый лазер; 8 —  блок генератора; 9 —  блок дисковых усилителей; 10 — пучок лазера; 11 — детектор нейтронов; 12 — вакуумная камера; 13 — плазма



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