| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2215338
СПОСІБ ВИЛУЧЕННЯ ЯДЕРНОЇ ЕНЕРГІЇ ІЗ речовини, що ділиться
Ім'я винахідника: Кошкарев Д.Г .; Шарков Б.Ю.
Ім'я патентовласника: Державне унітарне підприємство Державний науковий центр Російської Федерації Інститут теоретичної та експериментальної фізики
Адреса для листування: 117218, Москва, Б. Черемушкинського, 25, ГУП ГНЦ РФ ІТЕФ, патентний відділ, Ю.П.Бикову
Дата початку дії патенту: 2002.01.08
Винахід відноситься до області виробництва енергії, зокрема до виробництва електроенергії, і може бути використано для створення безпечної ядерної електроенергетики нового типу. Спосіб включає здійснення стиснення речовини, що ділиться іонним пучком від прискорювача-драйвера для зменшення критичної маси речовини. Технічний результат: забезпечення безпеки, екологічної чистоти і відмови від використання дейтерій-тритієвого палива, що спрощує реалізацію способу.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області виробництва енергії, зокрема до виробництва електроенергії, і може бути використано для створення безпечної ядерної електроенергетики нового типу.
Метою винаходу є створення безпечної ядерної енергетики, побудованої на базі імпульсного ядерного реактора ділення і опромінюється потужними пучками важких іонів від прискорювача-драйвера мішені, що містить стислий до високої щільності речовина, що ділиться в кількості, достатній для виділення енергії масштабу 1000 МДж.
Поставлена мета досягається збільшенням щільності речовини, що ділиться в ~ 400 разів. Так як при збільшенні щільності речовини, що ділиться в 
раз критична маса зменшується в 2 раз, то при стисканні мішені з плутонію (або торію) в ~ 400 разів щільність плутонію досягне 8 кг · см -3 і мішень, що містить масу речовини, що ділиться ~ 0,16 г, стає надкрітіческой. В результаті розпаду 30% від цієї кількості речовини, що ділиться у спалаху виділиться енергія, яка дорівнює 4 ГДж, тобто кількість енергії, близьке до енергії, що виділяється при термоядерної спалаху в інерційному термоядерному синтезі.
Відомі різні способи створення сильно стисненого речовини. Ефективність способу, використовуваного для стиснення речовини, характеризується параметрами: питома енергія і питома потужність. При використанні хімічних речовин питома енергія ~ 10 кДж · г -1, а питома потужність ~ 0,01 ТВатт / г, тоді як при використанні пучка важких іонів від потужного прискорювача-драйвера (типу розробленого в ІТЕФ, опис якого міститься в публікації [1 ]) питома енергія досягає ~ 100 МДж / г, тобто збільшується на чотири порядки, а питома потужність зростає майже на шість порядків, досягаючи 5000 ТВатт / г. Таке істотне поліпшення параметрів системи призводить до величезного відмінності в ступені стиснення речовини. Якщо використання вибухових речовин дозволяє отримувати об'ємне стиснення не більше ніж в ~ 5 разів, то використання пучка важких іонів від запропонованого в ІТЕФ потужного прискорювача-драйвера дозволяє отримувати об'ємне стиснення циліндричних мішеней масою ~ 1 г в ~ 500 разів (лінійне стиснення в ~ 22 рази ).
Так як в пропонованому способі виробництва енергії використовується той же паливо і ті ж реакції спонтанного ділення ядерної матерії, що і в звичайному ядерному реакторі, то прототипом винаходу можна вважати ядерний реактор поділу, до складу якого входить радикально відрізняється методом реалізації та технікою виконання.
За прототип заявленого винаходу можна прийняти відоме рішення, описане в патенті SU 608112 А1 (Об'єднаний інститут ядерних досліджень), 15.05.1978, в якому запропоновано спосіб отримання атомної енергії, що полягає в прискоренні пучка частинок і порушення ними ланцюгової реакції в блоці елементів, що діляться, що відрізняється тим, що з метою отримання позитивного енергетичного балансу і розширеного відтворення матеріалів, що діляться як частинок використовуються атомні ядра з кінетичної енергією вище 2 Гев / нуклон. Загальною ознакою для заявленого винаходу і прототипу є отримання енергії з речовини, що ділиться. Ознаками, що відрізняють заявлений винахід від прототипу, будуть наступні: для зменшення критичної маси ділить речовини здійснюють стиснення яка розділяє речовини за допомогою пучка важких іонів від потужного прискорювача-драйвера.
Достатня для практичного використання потужність установки створюється за рахунок високої частоти повторення ядерних спалахів. Так, при частоті повторення 4 Гц середня теплова потужність установки складе 16 ГВатт. При цьому кількість реакторів, що опромінюються пучками від одного прискорювача-драйвера, визначається конструктивними особливостями першої стінки реакторної камери. У разі максимальної частоти роботи реакторної камери 1 Гц один драйвер буде працювати з 4 реакторними камерами.
Поряд з прискорювачем важких іонів - потужним драйвером як стартера для збільшення початкової швидкості розвитку ланцюгової ядерної реакції поділу можливо буде потрібно швидко ( 
0,1 нсек) ввести в мішень невелике (~ 10 10) кількість нейтронів. Для створення такого потоку нейтронів можна використовувати допоміжний лінійний прискорювач протонів на енергію 500 ÷ 600 МеВ з імпульсним струмом ~ 0,1 А при тривалості імпульсу струму ~ 30 нсек і частоті 4 Гц. Використання такого малопотужного (в середньому) допоміжного прискорювача, очевидно, не погіршить енергетичних параметрів установки, але потребують здійснення на виході з прискорювача скорочення тривалості пучка в ~ 300 разів при одночасному збільшенні протонного струму до ~ 30 А.
Відтворення ядерного палива досягається опроміненням оболонки мішені, що складається з природного урану, нейтронами від ядерної спалаху.
Перевагами пропонованого способу добування енергії з речовини, що ділиться з допомогою імпульсного реактора розподілу в порівнянні з використовуваними методами виробництва енергії на існуючих ядерних реакторах є:
- Повна безпека, так як використання вибухає мішені повністю виключає розвиток розгінної аварії реактора.
- Екологічна чистота, так як на відміну від звичайного стаціонарного ядерного реактора поділу в розглянутому реакторі можливо безперервне видалення з установки напрацьованих в ній довгоіснуючих радіоактивних ізотопів, що значно спрощує вирішення проблеми радіоактивних відходів, знижуючи тим самим небезпеку радіаційного забруднення навколишнього середовища.
- Простий і безпечний спосіб напрацювання нового кількості ядерного палива опроміненням оболонки мішеней з природного урану U 238 нейтронним потоком від ядерної спалаху.
Переваги запропонованого способу добування енергії з речовини, що ділиться з допомогою імпульсного реактора розподілу в порівнянні з енергетикою инерциального термоядерного синтезу полягають:
- У відмові від використання DT палива, що значно спрощує реалізацію методу через відсутність важко виконуваним умови нагріву палива до високих температур, при яких починається термоядерний горіння.
- У відсутності необхідності працювати з екологічно небезпечною речовиною - тритієм.
ДЖЕРЕЛО ІНФОРМАЦІЇ
1. Кошкарев Д.Г., Чуразов М.Д. Інерційний термоядерний синтез на базі тяжелоіонного прискорювача-драйвера і циліндричної мішені. Атомна енергія, Т.91, вип.1, липень 2001, стор. 47-54.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб вилучення ядерної енергії з речовини, що ділиться, що відрізняється тим, що іонним пучком від прискорювача-драйвера здійснюють стиснення речовини, що ділиться для зменшення його критичної маси.
Версія для друку
Дата публікації 25.03.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.