Ядерные технологии

Август 22, 2022

Главная
Физика
Ядерные технологии

Содержание

2. 1/37 Что такое мир будущего? )) …сохранение органических ресурсов планеты для их неэнергетического использования… «Саммит тысячелетия»
3. 2/37 Сценарии развития, потребления и производства «Мир приближается к состоянию, когда дефицит ресурсов (в первую очередь
4. 3/37 Сценарии развития, потребления и производства «Мир приближается к состоянию, когда дефицит ресурсов (в первую очередь
5. 4/37 Какие способы получения энергии мы используем Вспомним: …сохранение органических ресурсов планеты для их неэнергетического использования…
6. 5/37 Атомная энергия и откуда она берется Атомы состоят из электронной оболочки и ядра, которое состоит
7. Страничка истории 6/37 Первый ядерный реактор построен и запущен в декабре 1942 года в США под
8. 6/37 «Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г. Страничка истории
9. 7/37 Проблемы современной энергетики Реактор на быстрых нейтронах — ядерный реактор, в активной зоне которого нет
10. 8/37 Проблемы современной энергетики Эволюция развития направления быстрых реакторов показала, что расширенного воспроизводства топлива в быстрых
11. 9/37 Говорили в детстве дяди … о каком-то термояде )) «Ядерные технологии - наука для школы»
12. Синтез и деление ∆ E = ∆m ⋅ c2 10/37 ∆ E ∆ E «Ядерные технологии
13. Термоядерный синтез Синтез (термоядерная реа́кция) — разновидность ядерной реакции, при которой лёгкие атомные ядра объединяются в
14. Термоядерный синтез – где он есть/и может быть? …термоядерный синтез возможен при одновременном выполнении условий: Скорость
15. Чем интересен термояд? Стакан воды ⇔ Бочка бензина Неограниченные запасы топлива Невозможность «разгона» (НЕ цепная реакция)
16. Предложение об использовании управляемого термоядерного синтеза и конкретная схема с использованием термоизоляции плазмы электрическим полем были
17. 18/37 Токама́к (тороидальная камера с магнитными катушками) ТОКАМАК «Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С.
18. Термоядерные исследования: немного истории Научный и технологический базис следующего шага Начиная с начала 1970-х годов, когда
19. 20/37 Температура ионов, кэВ Температура, эквивалентная 100 кэВ, приблизительно равна 109 К или миллиард 1 000
20. Токамак-реактор…что дальше? 21/37 Миссия проекта: получение D-T термоядерной реакции в установке со сверхпроводящей магнитной системой, Q
21. 22/37 Токамак-реактор…что дальше? ИТЭР ТЯЭС ИТЭР – ДЕМО – ТЯЭС Национальные проекты Slim CS → DEMO-JA
22. 23/37 Токамак-реактор…что дальше? «Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.
23. Что же такое «гибридные реакторы ??? и как же сделать шаг к энергетике будущего?… …но где
24. 25/37 Системы Синтез-Деление. Новое или старое? Гибридые системы очень быстро (менее чем за 10 лет) вышли
25. 26/37 Системы Синтез-Деление. Какими им быть? Выход нейтронов: 1018 n/s - позволяет проводить испытания материалов и
26. 27/33 Модель замкнутого топливного цикла (для РФ) Драйверы для разработки мирных систем: Высокая эффективность образования нейтронов
27. 28/37 Термоядерный Источник Нейтронов (ТИН) как это работает? удержание плазмы нагрев заправка бридинг топлива D2 +
28. 29/37 В чём «гибридность» установки ТИН - производство электроэнергии - замыкание топливного цикла - производство топлива
29. Program activity on FNS &FFHs FFHs FNS CHINA + more ADS and OS EAST, CFETR USA
30. 31/37 Из чего состоит? Вакуумная камера, бланкет, магнитная система Зона деления/ трансмутации Зона воспроизводства Шахты перезагрузки
31. 32/37 Из чего состоит? Первая стенка и дивертор X-Divertor 5MA Super-X 3MA «Ядерные технологии - наука
32. Температура ионов, кэВ Температура, эквивалентная 100 кэВ, приблизительно равна 109 К или миллиард 1 000 000
33. Сердце ТЯР/ГССД – топливный цикл (ТЦ) 34/37 «Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы
34. Моделирование потоков изотопов водорода Потеря частиц из плазмы: pump pncp = Spuff T+D – SsepT+D +
35. Согласованное моделирование потоков в плазме ·1019 6.0 8.0 7.0 см 35/37 Потоки в системы топливной инжекции!
36. τp/τE , 1019 m-3 T inventory, g Накопление Трития на установке D0 пучок 35/37 τp/τE ,
37. 35/37 Исследование свойств материалов «Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля
38. 35/37 Исследование свойств материалов «Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля
39. 36/37 Безопасность и системы дистанционного обслуживания «Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления»
40. 37/37 Резюме Выполняется Федеральная программа по развитию гибридных систем в РФ В рамках программы будут разрабатываться
41. Мощные генераторы э/м излучения Плазмотроны Плазменные ракетные двигатели Ионная имплантация Новые материалы Импульсная магнитная сварка Плазмохимия
42. Спасибо за внимание! «Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.
43. Мифы и реальность… 39/37
45. Скачать презентацию

Слайд 2

1/37
Что такое мир будущего? ))
…сохранение органических ресурсов планеты для их неэнергетического

использования…
«Саммит тысячелетия» 6 - 8 сентября 2000 года, (В.В.Путин)
…природоподобные технологии, которые не наносят урон окружающему миру, а существуют с ним в гармонии…
Юбилейная сессия ОНН в сентябре 2015 года, (В.В.Путин)

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 3

2/37
Сценарии развития, потребления и производства
«Мир приближается к состоянию, когда дефицит ресурсов

(в первую очередь энергетических) будет оказывать доминантное воздействие на все сферы жизни людей...»
ЭНЕРГЕТИКА В ЭКОНОМИКЕ 21 ВЕКА. Велихов Е.П., Субботин С.А., Цибульский В.Ф.

Прогноз на изменения цен на природный уран

Баланс первичных энергоисточников в мире

Ресурсы природного урана

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 4

3/37
Сценарии развития, потребления и производства
«Мир приближается к состоянию, когда дефицит ресурсов

Прогноз на изменения цен на природный уран

Баланс первичных энерго-источников в мире

Ресурсы природного урана

Важно!
потребности растут
ресурсы ограничены
экология важна
идеального решения пока нет!
если оно будет – то не одно ))

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 5

4/37
Какие способы получения энергии мы используем
Вспомним:
…сохранение органических ресурсов планеты для их

неэнергетического использования…
…природоподобные технологии, которые не наносят урон окружающему миру, а существуют с ним в гармонии…

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 6

5/37
Атомная энергия и откуда она берется
Атомы состоят из электронной оболочки и

ядра, которое состоит их протонов и нейтронов.

Я́дерная эне́ргия (а́томная эне́ргия) — энергия, содержащаяся в атомных ядрах
и выделяемая при ядерных реакциях и радиоактивном распаде.

Важно!
продукты деления
нейтроны
реакция цепная (самоподдерживающаяся)

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 7

Страничка истории
6/37
Первый ядерный реактор
построен и запущен в декабре
1942 года

в США под
руководством Э. Ферми.

В Евразии первым ядерным
реактором стала установка
Ф-1, заработавшая 25 декабря
1946 года под руководством
И. В. Курчатова

Задача создания реактора возникла в связи с созданием ядерного оружия.
Для него было необходимо подходящее делящееся вещество (был выбран плутоний-239). В природе плутоний не встречается, его нужно получать искусственно.

Музеи Курчатовского института:
Дом-музей академика И.В. Курчатова,
Музей Курчатовского института,
Музей первого на континенте Евразия уран-графитового реактора Ф-1.

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 8

6/37
«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9

февраля 2022г.

Страничка истории

Выставка будет открыта до 15 марта 2022 года.
График работы: вторник–воскресенье с 11:00 до 22:00. Вход бесплатный.

Слайд 9

7/37
Проблемы современной энергетики
Реактор на быстрых нейтронах — ядерный реактор, в активной
зоне которого нет замедлителей нейтронов и

спектр нейтронов
близок к энергии нейтронов деления (~105 эВ). Нейтроны этих
энергий называют быстрыми, отсюда и название этого типа реакторов.

Реа́ктор на тепловы́х нейтро́нах — ядерный реактор, использующий для поддержания цепной ядерной реакции нейтроны тепловой части спектра энергии — «теплового спектра».
Использование нейтронов теплового спектра выгодно потому, что сечение взаимодействия ядер 235U с нейтронами, участвующими в цепной реакции, растёт по мере снижения энергии нейтронов, а ядер 238U остаётся при низких энергиях постоянным.
В результате, самоподдерживающаяся реакция при использовании природного урана, в котором делящегося изотопа 235U всего 0,7%, невозможна на быстрых нейтронах (спектра деления) и возможна на медленных (тепловых).

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 10

8/37
Проблемы современной энергетики
Эволюция развития направления быстрых реакторов показала, что расширенного воспроизводства

топлива в быстрых реакторах недостаточно, чтобы удовлетворить потребности тепловых реакторов.

MOX-топливо (англ. Mixed-Oxide fuel) — ядерное топливо, содержащее несколько видов оксидов делящихся материалов.
В основном термин применяется для смеси плутония и природного урана. Может применяться как дополнительное топливо для реакторов на тепловых нейтронах. Однако более эффективное использование в реакторах на быстрых нейтронах.

В замкнутом ЯТЦ на радиохимических предприятиях осуществляется переработка отработанного ядерного топлива (ОЯТ) с целью возврата в цикл невыгоревшего урана-235, почти всей массы урана-238, а также изотопов плутония, образовавшихся при работе ядерного реактора. Из ядерного топлива выделяют ценные компоненты, которые используют для изготовления нового ядерного горючего. При этом активность отходов, подлежащих окончательному захоронению, минимизируется.

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 11

9/37
Говорили в детстве дяди … о каком-то термояде ))
«Ядерные технологии -

наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 12

Синтез и деление
∆ E = ∆m ⋅ c2
10/37
∆ E
∆ E
«Ядерные технологии

- наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 13

Термоядерный синтез
Синтез (термоядерная реа́кция) — разновидность ядерной реакции,
при которой лёгкие атомные ядра объединяются в

более тяжёлые за счёт кинетической энергии их теплового движения.

Водоро́д — первый элемент периодической системы элементов; обозначается символом H. Название представляет собой
кальку с латинского: лат. Hydrogenium (от др.-греч. ὕδωρ — «вода» и γεννάω — «рождаю») — «порождающий воду»!

11/37

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 14

Термоядерный синтез – где он есть/и может быть?
…термоядерный синтез возможен при

одновременном выполнении условий:
Скорость соударения ядер (соответствует температуре) T > 108 K
Соблюдение критерия Лоусона: nτ > 1014 см−3·с (для реакции D-T),
где n — плотность высокотемпературной плазмы,
τ — время удержания плазмы в системе.

…этот критерий позволяет оценить баланс тепла в плазме во время реакции: Если количество энергии, выделившейся в результате термоядерной реакции, превысит количество затраченной энергии на ее поджиг и удержание — баланс тепла будет положительным.

15/37

Естественным термоядерным реактором является звезда.
В ней плазма удерживается под действием гравитации, а излучение поглощается — таким образом, ядро не остывает.

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 15

Чем интересен термояд?
Стакан воды ⇔ Бочка бензина
Неограниченные запасы

топлива
Невозможность «разгона»
(НЕ цепная реакция)
Наукоемкость
Экологичность

16/37

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

1 г 5 литров

Слайд 16

Предложение об использовании управляемого термоядерного синтеза и конкретная схема с использованием термоизоляции плазмы

электрическим полем были впервые сформулированы советским физиком О.А. Лаврентьевым в середине 1950 года.
1951 год – первая попытка зажигания тороидального разряда без магнитного поля (с кварцевым тором)
А. Д. Сахаров и И. Е. Тамм в 1951 году предложили модифицировать схему, предложив теоретическую основу термоядерного реактора, где плазма имела бы форму тора и удерживалась магнитным полем.
Термин «токамак» был придуман позже Игорем Николаевичем Головиным, учеником академика Курчатова.

17/37

Квазистационарные системы - магнитные

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 17

18/37
Токама́к
(тороидальная
камера с
магнитными
катушками)
ТОКАМАК
«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления»

9 февраля 2022г.

Слайд 18

Термоядерные исследования: немного истории
Научный и технологический базис следующего шага
Начиная с

начала 1970-х годов, когда токамаки, после головокружительных успехов, стали доминирующим направлением в достижении условий зажигания термоядерной реакции синтеза, исследования на более чем 100 токамаках в различных странах мира подготовили необходимый научный и технологический задел для перехода к сооружению первого экспериментального термоядерного реактора.

19/37

Достигнутые значения
по плотности и температуре плазмы

Энергетическое время жизни плазмы

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 19

20/37
Температура ионов, кэВ
Температура,
эквивалентная
100 кэВ,
приблизительно равна 109 К или миллиард

1 000 000 000 0С !!!

ТОКАМАК-реактор ИТЭР

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 20

Токамак-реактор…что дальше?
21/37
Миссия проекта:
получение D-T термоядерной реакции в установке со сверхпроводящей

магнитной системой, Q > 5 (самоподдерживающаяся реакция), отработка технологии реакторного типа, демонстрация получения электричес-кой энергии.

Безнейтронные реакции синтеза

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 21

22/37
Токамак-реактор…что дальше?
ИТЭР
ТЯЭС
ИТЭР – ДЕМО – ТЯЭС
Национальные проекты
Slim CS → DEMO-JA
K-DEMO
РФ-DEMO-С

CFETR

EU-DEMO

USA ARIES-AT → FNST, ARC

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 22

23/37
Токамак-реактор…что дальше?
«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления»

9 февраля 2022г.

Слайд 23

Что же такое «гибридные реакторы ???
и как же сделать

шаг
к энергетике будущего?…

…но где же:

24/37

Электроэнергия
Утилизация отходов АЭ
Обеспечение АЭ топливом
а также…их безопасность!

!!!

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 24

25/37
Системы Синтез-Деление. Новое или старое?
Гибридые системы очень быстро (менее чем за

10 лет) вышли на лидирующие позиции и эффективно решили проблемы в области ядерного оружия.
Задачи мирного использования (в энергетическом секторе), которые также искали создатели ядерного оружия, оказались гораздо сложнее!
(65 лет с момента первых испытаний водородной бомбы - оказалось недостаточно)...

«Кузькина мать»

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 25

26/37
Системы Синтез-Деление. Какими им быть?
Выход нейтронов:
1018 n/s - позволяет проводить испытания

материалов и компонентов
1019 n/s - контроль подкритических активных сборок
промышленной мощности и трансмутация
1020 n/s – наработка ядерного топлива для тепловых и быстрых реакторов

термоядерный источник нейтронов
(ТИН)

источник термоядерных нейтронов

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 26

27/33
Модель замкнутого топливного цикла (для РФ)
Драйверы для разработки мирных систем:
Высокая эффективность

образования нейтронов в реакциях синтеза
Эффективное деление любого тяжелого металла нейтронами с энергией 14 МэВ (даже при достигнутых в настоящее время параметрах токамака)
Снижение требований к материалам и мощности синтеза по сравнению с чистым термоядерным реактором
Эффективный производитель трития для запуска реакторов синтеза

Замыкание ядерного топливного цикла

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 27

28/37
Термоядерный Источник Нейтронов (ТИН)
как это работает?
удержание плазмы
нагрев
заправка
бридинг топлива
D2
+
T2
тороидальная
магнитная ловушка
«Ядерные

технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 28

29/37
В чём «гибридность» установки ТИН
- производство
электроэнергии
- замыкание
топливного цикла
-

производство топлива Не

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 29

Program activity on FNS &FFHs
FFHs FNS
CHINA + more ADS and OS

EAST, CFETR
USA + reasonable FNSF, Kulchinski-FNS
RF + high DEMO-FNS FNS-ST
EU + high ENEA JET, DTT, ST-40
JP - interests in transmutation LHD (DD)
IN - low interest in FNS-ST
KOREA - interest KSTAR, DEMO

30/37

Одни во вселенной?

RF FNS roadmap

"Мысль, переставшая быть спорной, становится уже неинтересной..."
И.Н. Головин

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 30

31/37
Из чего состоит? Вакуумная камера, бланкет,
магнитная система
Зона деления/ трансмутации
Зона

воспроизводства

Шахты перезагрузки активной зоны (деления/ трансмутации)

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 31

32/37
Из чего состоит? Первая стенка и дивертор

X-Divertor
5MA
Super-X
3MA
«Ядерные

технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 32

Температура ионов, кэВ
Температура,
эквивалентная
100 кэВ,
приблизительно равна 109 К или миллиард

1 000 000 000 0С !!!

Необходимое условие работы - топливная инжекция

33/37

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 33

Сердце ТЯР/ГССД – топливный цикл (ТЦ)
34/37
«Ядерные технологии - наука для школы»

Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 34

Моделирование потоков изотопов водорода
Потеря частиц из плазмы:
pump pncp = Spuff T+D

– SsepT+D + SoutT+D
puff Spuff T+D = SGIS T+D + Spuff(NB/pel) T+D

Поскольку профили источников изотопов водорода из-за разных источников не совпадают, частицы из этих источников имеют разное время удерживания.

SNBT+D + Spel T+D + SsepT+D – SfusT+D = SoutT+D

fueling neutral flux fusion
from divertor

Баланс частиц в основной плазме
Ncore= Nsep+ SNB·τNB + Spel ·τpel + Ssep τsep – Sfus·τtot
τNB, τpel, τsep, τtot – диффузионные времена удержания

35/37

Важно контролировать изменение изотопного состава основной плазмы (fcoreT)!

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 35

Согласованное моделирование потоков в плазме
·1019
6.0
8.0
7.0
см
35/37
Потоки в системы топливной инжекции!
Зависимости потоков компонентов

топлива в плазму от состава газа/плазмы в диверторе

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 36

τp/τE
,
1019 m-3
T inventory, g
Накопление Трития на установке
D0 пучок
35/37
τp/τE
,
1019 m-3
T inventory,

D0+T0 пучок

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 37

35/37
Исследование свойств материалов
«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы

синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 38

35/37
Исследование свойств материалов
«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы

синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 39

36/37
Безопасность и системы дистанционного обслуживания
«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев

С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 40

37/37
Резюме
Выполняется Федеральная программа по развитию гибридных систем в РФ
В рамках программы

будут разрабатываться технологии, в том числе стационарные, удержания, воспроизводства трития… а также правовая база ядерного регулирования, проводиться обучение и подготовка квалифицированного персонала
Развитие гибридных систем Fusion и Fusion-Fission потребует проектирования и строительства новых объектов (установок), разработки технологий и материалов нового поколения.
Ядерно-физические требования к системам Fusion-Fission соответствуют промежуточному диапазону между реакторами чистого синтеза и быстрыми реакторами деления
Успешное развитие гибридов и технологий Fusion-Fission способно ускорить развитие современной энергии Fusion и Fission.

Системы Синтез-Деление могут считаться важным игроком в глобальном развитии ядерной энергетики

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 41

Мощные генераторы э/м излучения
Плазмотроны
Плазменные ракетные двигатели
Ионная имплантация
Новые материалы
Импульсная магнитная сварка
Плазмохимия и

водородная энергетика
и др…

Прикладные исследования…как побочный продукт

Микроэлектроника
Плазмохимические технологии
Конструкционные материалы
Лазерные технологии
Источники излучений
Плазменные дисплеи
Компьютерные технологии
Медицинские технологии
Экологические технологии
Переработка отходов, очистка воды и продуктов
Мировое годовое производство > 300 млрд USD

38/37

«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 42

Спасибо за внимание!
«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы

синтеза-деления» 9 февраля 2022г.

Слайд 43

Ядерные технологии

Содержание

1/37Что такое мир будущего? ))…сохранение органических ресурсов планеты для их неэнергетического

2/37Сценарии развития, потребления и производства«Мир приближается к состоянию, когда дефицит ресурсов

3/37Сценарии развития, потребления и производства«Мир приближается к состоянию, когда дефицит ресурсов

4/37Какие способы получения энергии мы используемВспомним:…сохранение органических ресурсов планеты для их

5/37Атомная энергия и откуда она беретсяАтомы состоят из электронной оболочки и

Страничка истории6/37Первый ядерный реактор построен и запущен в декабре 1942 года

6/37«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9

7/37Проблемы современной энергетикиРеактор на быстрых нейтронах — ядерный реактор, в активной зоне которого нет замедлителей нейтронов и

8/37Проблемы современной энергетикиЭволюция развития направления быстрых реакторов показала, что расширенного воспроизводства

9/37Говорили в детстве дяди … о каком-то термояде ))«Ядерные технологии -

Синтез и деление∆ E = ∆m ⋅ c210/37∆ E∆ E«Ядерные технологии

Термоядерный синтезСинтез (термоядерная реа́кция) — разновидность ядерной реакции, при которой лёгкие атомные ядра объединяются в

Термоядерный синтез – где он есть/и может быть?…термоядерный синтез возможен при

Чем интересен термояд? Стакан воды ⇔ Бочка бензина Неограниченные запасы

Предложение об использовании управляемого термоядерного синтеза и конкретная схема с использованием термоизоляции плазмы

18/37Токама́к (тороидальная камера с магнитными катушками)ТОКАМАК«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления»

Термоядерные исследования: немного истории Научный и технологический базис следующего шагаНачиная с

20/37Температура ионов, кэВТемпература, эквивалентная 100 кэВ, приблизительно равна 109 К или миллиард

Токамак-реактор…что дальше?21/37Миссия проекта: получение D-T термоядерной реакции в установке со сверхпроводящей

22/37Токамак-реактор…что дальше?ИТЭРТЯЭСИТЭР – ДЕМО – ТЯЭСНациональные проектыSlim CS → DEMO-JAK-DEMO РФ-DEMO-С

23/37Токамак-реактор…что дальше?«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления»

Что же такое «гибридные реакторы ??? и как же сделать

25/37Системы Синтез-Деление. Новое или старое?Гибридые системы очень быстро (менее чем за

26/37Системы Синтез-Деление. Какими им быть?Выход нейтронов:1018 n/s - позволяет проводить испытания

27/33Модель замкнутого топливного цикла (для РФ)Драйверы для разработки мирных систем:Высокая эффективность

28/37Термоядерный Источник Нейтронов (ТИН) как это работает?удержание плазмынагревзаправкабридинг топливаD2+T2тороидальная магнитная ловушка «Ядерные

29/37В чём «гибридность» установки ТИН- производство электроэнергии- замыкание топливного цикла-

Program activity on FNS &FFHs FFHs FNSCHINA + more ADS and OS

31/37Из чего состоит? Вакуумная камера, бланкет, магнитная системаЗона деления/ трансмутацииЗона

32/37Из чего состоит? Первая стенка и дивертор X-Divertor 5MA Super-X 3MA«Ядерные

Температура ионов, кэВТемпература, эквивалентная 100 кэВ, приблизительно равна 109 К или миллиард

Сердце ТЯР/ГССД – топливный цикл (ТЦ)34/37«Ядерные технологии - наука для школы»

Моделирование потоков изотопов водородаПотеря частиц из плазмы:pump pncp = Spuff T+D

Согласованное моделирование потоков в плазме·10196.08.07.0см35/37Потоки в системы топливной инжекции!Зависимости потоков компонентов

τp/τE,1019 m-3T inventory, g Накопление Трития на установкеD0 пучок35/37τp/τE,1019 m-3T inventory,

35/37Исследование свойств материалов«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы

35/37Исследование свойств материалов«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы

36/37Безопасность и системы дистанционного обслуживания«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев

37/37РезюмеВыполняется Федеральная программа по развитию гибридных систем в РФВ рамках программы

Мощные генераторы э/м излученияПлазмотроныПлазменные ракетные двигателиИонная имплантацияНовые материалыИмпульсная магнитная сваркаПлазмохимия и

Спасибо за внимание!«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы

Мифы и реальность…39/37

Похожие презентации

1/37
Что такое мир будущего? ))
…сохранение органических ресурсов планеты для их неэнергетического

2/37
Сценарии развития, потребления и производства
«Мир приближается к состоянию, когда дефицит ресурсов

3/37
Сценарии развития, потребления и производства
«Мир приближается к состоянию, когда дефицит ресурсов

4/37
Какие способы получения энергии мы используем
Вспомним:
…сохранение органических ресурсов планеты для их

5/37
Атомная энергия и откуда она берется
Атомы состоят из электронной оболочки и

Страничка истории
6/37
Первый ядерный реактор
построен и запущен в декабре
1942 года

6/37
«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления» 9

7/37
Проблемы современной энергетики
Реактор на быстрых нейтронах — ядерный реактор, в активной
зоне которого нет замедлителей нейтронов и

8/37
Проблемы современной энергетики
Эволюция развития направления быстрых реакторов показала, что расширенного воспроизводства

9/37
Говорили в детстве дяди … о каком-то термояде ))
«Ядерные технологии -

Синтез и деление
∆ E = ∆m ⋅ c2
10/37
∆ E
∆ E
«Ядерные технологии

Термоядерный синтез
Синтез (термоядерная реа́кция) — разновидность ядерной реакции,
при которой лёгкие атомные ядра объединяются в

Термоядерный синтез – где он есть/и может быть?
…термоядерный синтез возможен при

Чем интересен термояд?
Стакан воды ⇔ Бочка бензина
Неограниченные запасы

18/37
Токама́к
(тороидальная
камера с
магнитными
катушками)
ТОКАМАК
«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления»

Термоядерные исследования: немного истории
Научный и технологический базис следующего шага
Начиная с

20/37
Температура ионов, кэВ
Температура,
эквивалентная
100 кэВ,
приблизительно равна 109 К или миллиард

Токамак-реактор…что дальше?
21/37
Миссия проекта:
получение D-T термоядерной реакции в установке со сверхпроводящей

22/37
Токамак-реактор…что дальше?
ИТЭР
ТЯЭС
ИТЭР – ДЕМО – ТЯЭС
Национальные проекты
Slim CS → DEMO-JA
K-DEMO
РФ-DEMO-С

23/37
Токамак-реактор…что дальше?
«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы синтеза-деления»

Что же такое «гибридные реакторы ???
и как же сделать

25/37
Системы Синтез-Деление. Новое или старое?
Гибридые системы очень быстро (менее чем за

26/37
Системы Синтез-Деление. Какими им быть?
Выход нейтронов:
1018 n/s - позволяет проводить испытания

27/33
Модель замкнутого топливного цикла (для РФ)
Драйверы для разработки мирных систем:
Высокая эффективность

28/37
Термоядерный Источник Нейтронов (ТИН)
как это работает?
удержание плазмы
нагрев
заправка
бридинг топлива
D2
+
T2
тороидальная
магнитная ловушка
«Ядерные

29/37
В чём «гибридность» установки ТИН
- производство
электроэнергии
- замыкание
топливного цикла
-

Program activity on FNS &FFHs
FFHs FNS
CHINA + more ADS and OS

31/37
Из чего состоит? Вакуумная камера, бланкет,
магнитная система
Зона деления/ трансмутации
Зона

32/37
Из чего состоит? Первая стенка и дивертор

X-Divertor
5MA
Super-X
3MA
«Ядерные

Температура ионов, кэВ
Температура,
эквивалентная
100 кэВ,
приблизительно равна 109 К или миллиард

Сердце ТЯР/ГССД – топливный цикл (ТЦ)
34/37
«Ядерные технологии - наука для школы»

Моделирование потоков изотопов водорода
Потеря частиц из плазмы:
pump pncp = Spuff T+D

Согласованное моделирование потоков в плазме
·1019
6.0
8.0
7.0
см
35/37
Потоки в системы топливной инжекции!
Зависимости потоков компонентов

τp/τE
,
1019 m-3
T inventory, g
Накопление Трития на установке
D0 пучок
35/37
τp/τE
,
1019 m-3
T inventory,

35/37
Исследование свойств материалов
«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы

35/37
Исследование свойств материалов
«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы

36/37
Безопасность и системы дистанционного обслуживания
«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев

37/37
Резюме
Выполняется Федеральная программа по развитию гибридных систем в РФ
В рамках программы

Мощные генераторы э/м излучения
Плазмотроны
Плазменные ракетные двигатели
Ионная имплантация
Новые материалы
Импульсная магнитная сварка
Плазмохимия и

Спасибо за внимание!
«Ядерные технологии - наука для школы» Ананьев С.С. Реакторы

Мифы и реальность…
39/37