Comments 69
а радиоактивный цезий-137 был заперт атомами рутения и до сих пор практически не распространяется в окружающую среду
Я не понял, при чём тут цезий-137? У него полураспад 30 лет. Разве он может сохраниться геологических породах?
Спасибо. Да, так гораздо точнее. Проблема с такими неточностями перевода в том, что сразу возникает сомнение, а сколько там ещё таких "неточностей", которые я, как неспециалист (а это же популярная статья для неспециалистов) распознать не могу и принимаю за факт?
С другой стороны, зачем я это всё читаю? я же даже читать не умею, тоже вопрос. )
Плутоний-239 образуется в процессе ядерной реакции, начинающейся с попадания нейтрона в атом урана-235
Судя по схеме, всё-таки альфа-частицы, а не нейтрона.
урана-238. Который при этом становится ураном 239 (заряд не меняется, так как нейтрон заряда не имеет, значит уран останется ураном, а масса увеличится на 1). Этот уран 239 претерпевает бета распад (испускает электрон и антинейтрино), увеличивает заряд ядра и становится нептунием-239, а нептуний тоже через бета распад становится уже плутонием 239.
В случае, если кроме Окло на нашей планете существовали иные подобные реакторы, это могло бы означать, что в некоторых регионах Земли естественный радиационный фон был сильно повышен именно на этапе зарождения жизни и запуска эволюции, сохранялся таким достаточно долго, чтобы повлиять на эволюцию.
Там по соседству в том же Габоне обнаружили древнейших многоклеточных - франсвильская биота. Есть ли какие-нибудь гипотезы о влиянии радиации на появление многоклеточности?
Конечно есть. Только сначала там около 2.1 миллиардов лет назад появилась многоклеточная жизнь. Потом она эволюционировала, обрела разум, появились разумные яичницы и примерно 1,8 миллиардов лет назад они изобрели ядерное оружие и устроили ядерную войну. Яичницы зажарились и так и фоссилизировались, и мы находим теперь их окаменелости. Все сходится.
В ядерном реакторе критическая масса должна быть достигнута, но лавинообразная цепная реакция недопустима. Поэтому применяется замедлитель нейтронов, обычная вода.
Вода как замедлитель наоборот увеличивает сечение реакции и разгоняет ее.
А можно ли опасные отходы ядерного реактора "запихивать" обратно в него?
Пусть часть ядерной энергии уходит на облучение "вредных" атомов до тех пор пока не получится безобидный стабильный изотоп?
Этакий реактор-утилизатор, пусть и не вырабатывающий энергию, зато утилизирующий вредные отходы?
Можно, но дорого.
Вы совершенно правы, можно. Есть такой стартап, и называется он Oklo: https://www.cnbc.com/2021/06/28/oklo-planning-nuclear-micro-reactors-that-run-off-nuclear-waste.html
Если "Oklo aims to build fast reactors that could use the spent fuel from conventional nuclear reactors to operate." понимать как желание построить реактор на быстрых нейтронах, то в Казахстане г. Шевченко БН-350 работал с 1973 г.
А можно ли опасные отходы ядерного реактора "запихивать" обратно в него?
В обычный "тепловой" реактор полезнее помещать не отходы, а микродозу радиостабильного исследуемого вещества и получить его изотопно-элементный состав с пикограммовой чувсвительностью - Нейтронно-активационный анализ.
Нейтронно активационный анализ прекрасно делается нейтронной лампой без реактора. Настолько прекрасно, что нейтронные лампы опускают в пробуренную скажину для моментального анализа. Суть нейтронной лампы - небольшой ионный источник с дейтерием, и мишень с гидридом, содержащим тритий. При напряжении в 40 киловольт на выходе - термоядерные нейтроны в количестве около 10е10/сек если мишень на дейтериии и до 10е12/сек если на тритиии.
И что, из такого реактора извлекаются только стабильные либо очень короткоживущие изотопы?
Даже если по стабильным пострелять, натрию там или железу, они могут продуцировать всякую нестабильную бяку.
Короче говоря, вслед за громким заявление хотелось бы вместо ссылки на ректор на быстрых нейтронах иметь чуть более весомое подтверждение громкого заявления. Я конечно не эксперт, но реактор на быстрых нейтронах хоть и может питаться отходами традиционных аэс, но при этом он сам производит немало отходов и ни чуть не лучшего качества. Например урановая или водородная бомба - реактор на именно быстрых нейтронах (в водородной бомбе значимая доля энергии высвобождается от реакции с нейтронами U-238). Кто сказал, что осадки от ядерного взрыва безопасны?
Вот здесь https://www.youtube.com/watch?v=OD1llGKxlOI есть информация что реакторы на БН позволяют замкнуть ядерный топливный цикл. Соответственно сделать ядерную энергетику распада безотходной.
В рекламном видео по ссылке "продажный ученый изнасиловал продажного журналиста"
Замкнуть цикл - это произвести делящегося вещества не меньше (в подходящих экономических единицах), чем было затрачено на их производство.
Как, простите, замкнутый цикл решает проблему радиоактивности осколков деления? Осколки деления - это лишний объем низкоэнергетического вещества, который должен удалятся из топлива при каждом повторении цикла. Облучение нейтронами некоторых видов осколков действительно может сделать их безопаснее, но не всех. Сами подобные реакции обычно равновесные - попутное облучение безопасных осколков дестабилизирует последние и делает их радиоактивными.
Итак, от множества присутствующих здесь экспертов хотелось бы все-таки услышать, как замкнутый цикл решает проблемы смертоносной радиоактивности осколков деления. Вопрос по прежнему открыт, особенно на фоне того потока дезинформации, который льет РосАтом через свои медийные каналы.
Тоже не являюсь экспертом. И присоединяюсь к вопросу. Интересно прочитать мнение эксперта!
ЗЯТЦ нужна для использования урана 238 или тория 232.
Смертоносные осколки деления, они в ЗЯТЦе являются проблемой, так как отработанное топливо нужно переработать, чтобы извлечь плутоний или уран 233. ЗЯТЦ обещает, что нынешних запасов урана хватит на тысячелетия, вместо десятков лет, если использовать только 235 уран.
Активные отходы, не являются проблемой, если использовать глубокое захоронение, 5км+ и более. Но в ЗЯТЦ эти отходы необходимы, поэтому почти все хранят отходы в бочках, на случай «а вдруг понадобится». Если полностью отказаться от переработки, то отходы не проблема, глубокие скважины все проглотят и ничего не выпустят.
Недавно, вроде бы научились добывать уран из морской воды, это обещает тысячелетние запасы, с 235 и миллион лет с ЗЯТЦ.
Но в ЗЯТЦ эти отходы необходимы, поэтому почти все хранят отходы в бочках, на случай «а вдруг понадобится»
потому что ???
Давайте компот отдельно от мух.
Все станции деления производят осколки - и это основная часть их отходов.
Замкнутый цикл решает проблему поставки новых тяжелых ядер, способных с энергичному делению, но не решает проблему самих отходов в виде радиоактивных легких осколков (не способных к высокоэнергичному делению).
Если вы считаете, что мир идеален и все осколки закапывают на 5км (а не закачивают в виде жижи в грунт или сливают в открытое болото потому что дешевле) да еще в следующие 1000 лет следят, чтобы их от туда водичкой не повымывало, то и обычные аэс на тепловых нейтронах вполне себе хороши. Быстронейтронные станции никакого приемущества перед ними тут вроде не имеют.
Однако везде пытаются заменить
"Получают топливо путем его выделения из отработанного топлива обычных аэс"
на
"Полностью утилизируют отработанное топливо обычных аэс и сами отходов не производят".
Замкнутый цикл решает проблему поставки новых тяжелых ядер
И дополнительно создают отходы от переработки, разные химикаты использованные для переработки и зараженные делящимися материалами.
Открытый цикл, создает в основном один вид отходов, использованные ТВЭЛы. Которые можно без особых проблем закопать или сунуть в скважину.
Закрытый цикл это химическое производство в котором растворяют ТВЭЛы в кислоте и выцеживают уран и плутоний. Отходов тут море, в буквальном смысле выливают в океан(Франция, АРЕВА), чтобы незаметно было. У нас лили в речку и это весьма заметно.
Росатом утверждает, что разработал новый способ переработки, котором отходы стеклованы, что удобно для закапывания навсегда.
Как, простите, замкнутый цикл решает проблему радиоактивности осколков деления?
уменьшением их количества? Масса веществ, вовлечённых в полный цикл, меньше.
1) Дым от сигареты Черчеля производил парниковый газ (факт).
2) Парниковый газ ведет к изменению климата (тоже факт).
По-вашему, если бы Черчель не курил, ледник в Исландии бы не растаял?
Давайте не опускаться до клеше, которое приписывают обычно гуманитариям, и не рассуждать категориально там, где нужны количественные оценки.
Замкнутый цикл убирает из отходов плутоний и некоторые мизерные количества других тяжелых способных к делению элементов.
Общая радиоактивность плутония в отработанном топливе должна быть мизерна по сравнению с радиоактивностью среднедолгоживущих осколков (период полураспада условного цезия - 30 лет, а плутония 25 тысяч, то есть килограмм плутония примерно в 1000 раз менее радиоактивен, чем условный цезий.)
Вся энергия в аэс выделяется за счет распада. То есть на мегават мощности обычная и быстронейтронная аэс производит примерно одинаковое количество примерно одинаково активных осколков деления в день.
не совсем так. В обычном цикле глубокой проработкой отходов не особо занимаются - всё равно хоронить, смысла не так много.
В "замкнутом" цикле отходы перерабатываются, и большая часть (и это не только плутоний) возвращается в работу. Собственно отходов, как и их суммарной радиоактивности, значительно меньше. Точных цифр не приведу, но - в разы. Ведь и "балластная" часть, а это больше 90% массы, тоже возвращается в использование.
Точных цифр не приведу, но - в разы
Взято с потолка?
Цитата: "Собственно отходов, как и их суммарной радиоактивности, значительно меньше "
Насчет килограммов и 90% килограммов, наверное Вы правы. Только ведь опасность отходов не в килограммах а в активности излучения и том, насколько долго она может сохранятся. Радиоактивность создают в основном (на 99,9%) осколки деления, коих быстронейтронная аэс производит столько же сколько и обычная на тепловых нейтронах. Осколки повторно не используются. Откуда же взялись ваши оценки про "в разы"?
Собственно отходов, как и их суммарной радиоактивности, значительно меньше.
Всё наоборот. В открытом цикле отходы хоронят, не перерабатывая.
В закрытом их необходимо переработать, что создает кучу других отходов с низкой активностью, львиная доля мировых радиоактивных отходов, это отходы переработки.
Сейчас работают над «сухой» переработкой, который должен заменить старый PUREX, создавая меньше отходов.
То, что идёт в отходы после переработки в "замкнутом" цикле - вполне контролируемо и далеко не так опасно, как всё подряд в обычных отходах АЭС.
Но нет смысла обсуждать что-либо с человеком, только повторяющем жупел "осколки". Какие осколки, альфа-частицы, что ли? Есть конкретные вещества, конкретные их изотопы и конкретные действия с ними.
То, что идёт в отходы после переработки в "замкнутом" цикле - вполне контролируемо и далеко не так опасно, как всё подряд в обычных отходах АЭС
Снова утверждение взятое из ниоткуда?
Про осколки.
Это понятие входит в устоявшуюся терминологию.
Уран, или плутоний или их аналоги, применяемые в атомной энергетике, после захвата нейтрона делятся примерно пополам. Процесс вероятностный, перечислять все изотопы не представляется целесообразным. Все они в большинстве случаев нестабильны с разным периодом полураспада. Популярно про деление тяжелых ядер можно посмотреть вот здесь:
всё подряд в обычных отходах АЭС
Обычные отходы АЭС это ТВЭЛы.
Когда производят ТВЭЛ, ее герметично запаивают. И во всем жизненном цикле ТВЭла, кроме переработки остается герметичной. Никакие осколки не выходят наружу. Разве что, водород и гелий.
ссылка
Кроме активности важен ещё и период полураспада. Собственно, они антагонисты - чем изотоп активнее, тем быстрее распадется. Какой-нибудь йод-131 очень активен и опасен, но его период полураспада - около 8 дней. Через 3 месяца после извлечения из реактора от него 0,1% останется. Обычно твэлы выдерживают в бассейне выдержки рядом с реактором года два, и после выдержки там короткоживущих элементов почти не остается - в основном среднеживущие (цезий 137, стронций 90) и долгоживущие - плутоний и уран и т д. Это уже можно перерабатывать и зацикливать. Кроме того, долго- и среднеживущие изотопы, теоретически, то же можно дожигать в реакторе на быстрых нейтронах - у него вокруг активной зоны должны быть тяжелые элементы, так как биологическая защита из свинца и бетона быстрые нейтроны не очень задерживает. Собственно, это и есть зона воспроизводства, где облучается уран-238. Так вот в этой зоне воспроизводства вполне можно облучать, и соответственно дожигать наиболее неприятные актиноиды (вроде америция).
Именно о среднедолгоживущих и речь.
Про дожигание условного стронция - тут не все так просто. Чтобы говорить о дожигании килограмма стронция (у которого вероятность захвата нейтрона скорее всего "немного" отличается от вероятности захвата нейтрона тем же ураном) надо проверить, что в активной зоне реактора при этом не образуется 2 или 10 килограмм того же изотопа стронция. Так что теоретически - да, но коэффициент воспроизводства тоже имеет значение.
Я - не физик, точные цифры сечений захвата привести Вам не смогу. Если Вы - физик, то мне было бы интересно их узнать. Без цифр - все разговоры про дожигание - пустая болтовня.
Я - тоже не физик. Сечений не знаю. Дожигать, конкретно стронций - наверное из пушки по воробьям. Не такой и длинный у него период полураспада. Главная цель замыкания - повторно использовать уран и плутоний, что уже уменьшает количество захораниваемых долгоживущих отходов, а также (что тоже очень важно) снижает потребность в U-235 и вовлекает в работу отвальный U-238. Опытное производство такого СНУП (для быстрых) и РЕМИКС (для тепловых) топлива уже запущено. Опытные СНУП твэлы уже с 2014 года в реакторе работают. Причем, насколько я знаю, уже прошла кампанию полная загрузка всей активной зоны СНУП топливом.
Дожигание долгоживущих актиноидов (таких, как америций) в бланкетной зоне, вроде пока в планах.
повторно использовать уран и плутоний, что уже уменьшает количество захораниваемых долгоживущих отходов
В единицах активности и в единицах активности через условные 20 лет уменьшает примерно на 0,1% процента (сравните периоды полураспада)... Разговоры про уменьшение в категориальных терминах и есть типичные доводы вроде: "Парниковый газ из сигареты Черчеля повлиял на таяние ледника в Исландии". И ведь ничего не возразишь - повлиял же).
Цитата: "Дожигание долгоживущих актиноидов (таких, как америций) в бланкетной зоне, вроде пока в планах"
И насколько это потенциально уменьшит суммарную активность отходов, измеренную через 20 лет после выгрузки?
Почему именно через 20 лет?
В единицах активности, за первые 10 лет - снижается примерно на порядок (это уже после бассейна выдержки). Через 40 лет после извлечения из бассейна выдержки мощность дозы снижается с 1000 Зв/час до 65 Зв/час, и тепловыделение уменьшается до величин, позволяющих захоронение. Через 60 лет на первое место по мощности излучения выходят актиноиды (америций, плутоний). Через 200 лет почти всё излучение определяется актиноидами.
Вот тут подробнее, и с графиками: http://nuclphys.sinp.msu.ru/ne/ne3.htm
Через 40 лет после извлечения из бассейна выдержки мощность дозы снижается с 1000 Зв/час до 65 Зв/час
Конечно, Карл. Там ведь компот из разной длительности распада изотопов. Скорее всего через 2 года после извлечения активность снижается с 1000 эдак так до 200 то есть в 4 раза, но чтобы снизится еще в 4 раза ей нужно аж 38 лет. Странно что вы приводите вроде бы разумные числа, но уж как-то подозрительно пытаетесь передергивать факты.
20 лет - условная длинна поколения (наступление репродуктивного возраста человека). Чтобы на территории заражения Чернобыльской АЭС (Пол Украины, пол Белоруссии, пол европейской части России) активными остались "одни" актиниды. по приведенным Вами цифрам нужно 10 человеческих поколений. Как-то многовато в выборе альтернативы между атомной и скажем концентрационной солнечной электростанциями при примерно равных капитальных затратах. Не правда ли?
Это не я передергиваю, это вы свой concern недостаточно понятно обозначили. Поэтому мы о разных вещах говорим. Какое отношение замыкание цикла имеет к Чернобылю? Замкнуть можно только корректно извлеченное из реактора топливо . То что разбросано в радиусе 100+ км уже не замкнешь, к сожалению...
Речь об обращении с облученным (если хотите с отработанным) ядерным топливом. И это обращение при всем желании не "упаковать" в одно поколение. И нет такой цели.
У нас в Питере строительство станции метро от заключения договора до открытия в поколение не укладывается. А от предвыборного плаката - в три поколения. Куда там распад ОЯТ в 20 лет засунуть...
Речь о том, что если извлечь актиниды, то через 40 лет можно остатки топлива обратно в выработанное месторождение закопать (закачать), а ещё через 160 лет об этом забыть. А вот если не извлечь, то придется 100 тыс лет помнить. А это раза в три больше, чем sapiens на Земле живет. Следующая цивилизация наступит на грабли и будет на своем хабре статьи писать.
Связь идет через посыл: быстронейтронные реакторы позволяют избавить атомную энергетику от вредных отходов (ложное утверждение) -> атомная энергетика с быстронейтронными реакторами не так опасна (ложное утверждение)-> давайте кричать "Ура" и строить больше ядерных реакторов (посыл РосАтома, в стенах которого придумали два предыдущих ложных утверждения).
Захоронение - дорогостоящий процесс. Кто гарантирует, что в стране с нестабильной политической обстановкой ОЯТ просто не зароют в землю или не сольют в болото?
Я про посылы ничего не писал. Только про замыкание. Ложное, или не ложное - это отдельный большой вопрос. Атомщики натягивают свою сову на глобус, радиофобы - свою. Так сейчас у пиарщиков принято. Замыкается не только "быстрый" цикл, но и "тепловой". Главная цель быстрых нейтронов - уменьшить зависимость от U-235. Безопасность - вообще тема неисчерпаемая. А гарантий вообще в природе не бывает. Мир - стохастический.
Примерно через год после загрузки топлива, когда ОЯТ выгружается из реактора, мощность дозы от 1 т составляет около 1000 Зв/ч. Это означает, что смертельная доза, около 5 Зв, принимается примерно за 20 секунд. Доза полностью полностью зависит от вклада гамма излучения. Излучение уменьшается со временем, но мощность дозы после 40 лет, когда отработавшее топливо должно быть размещено в глубоком хранилище, по-прежнему высока − 65 Зв/ч. Поэтому при обращении с отработавшим ядерным топливом требуются защитные меры против внешнего облучения, от выгрузки из реактора до окончательного захоронения. Из рис. 4 видно, что доза от нейтронного излучения всегда много меньше, чем от гамма-излучения, но нейтронное излучение снижается медленнее.
В течение первых нескольких десятилетий радиотоксичность в основном определяется такими продуктами деления как 90Sn и 137Cs и продуктами их распада. После промежуточного хранения в течение примерно 40 лет в отработавшем топливе остается только несколько процентов от первоначальной радиоактивности. В течение нескольких сотен лет большинство радионуклидов распадается и основной вклад в радиотоксичность вносят долгоживущие актиниды (плутоний и америций). Радиотоксичность ОЯТ снизится до уровня радиотоксичности урановой руды примерно через 100 000 лет.
Радиотоксичность ОЯТ снизится до уровня радиотоксичности урановой руды примерно через 100 000 лет.
В обычном цикле глубокой проработкой отходов не особо занимаются
В смысле "не занимаются"? Загрузка реактора-гигаваттника это ~120 т ОЯТ. Хочешь сказать что после выгрузки они где-то так и валяются? И ништяки вроде несгоревшего U235 никому не нужны?
У Вас есть описание
Конечно! Я же интернет!
Это по большинству описание подготовки к захоронению, с реальной переработкой общего мало. Именно переработка упоминается только в упомянутой там хабростатье, где и сказано:
Потратив от 700 до 2000 долларов мы получим 25000х1,5-2,5%=375...625 долларов делящихся материалов. Ситуация ухудшается еще больше, если вспомнить об изотопном составе…
Упрощенная (действительно упрощенная) схема топливного цикла с переработкой без быстрых реакторов довольно бесмысленна
нифига не знаете
Т.е. когда уже сейчас производитель топлива забирает у оператора АЭС в другой стране ~120 т ОЯТ и возвращает обратно ~300 кг которые невозможно переработать (на текущих технологиях) - что я должен думать? Просто так сгоняли ТУКи взад-назад? А куда сотни тонн дели? А! В речку же слили! Усё понятно теперь!
что я должен думать?Вообще думать должны. И читать не газеты, а что-нибудь понадёжнее.
что сопоставимо с результатом работы 40-ГВ атомной электростанции
С тепловой мощностью 40 ГВт, вероятно? Не напряжением.
АЭС в Обнинске начала работать в 1954 году, а не в 1956
Это позволяет предположить, что Окло был не единственным реактором в своем роде.
А почему не вариант получить этот изотоп также как и уран - в результате взрыва сверхновой?
могут ли на больших глубинах в мантии и по сей день существовать действующие ядерные реакторы естественного происхождения
косвенным свидетельством работы глубинного геореактора может служить
относительно высокое содержание гелия-3, наблюдаемое в магматических породах, поднявшихся на поверхность из земных недр
cyberleninka.ru/article/n/yadernaya-topka-zemli
web.archive.org/web/20071029083802/http://www.vniitf.ru/rig/konfer/7zst/reports/s1/1-3.pdf
В фразе "Плутоний-239 образуется в процессе ядерной реакции, начинающейся с попадания нейтрона в атом урана-235 " нужно исправить на "урана-238" иначе придется ждать попадания 4 нейтронов :)
Помню читал книжку с гипотезой о влиянии этого реактора на эволюцию человека.
Очень соблазнительно для объяснения неотении человека, но слишком велик временной разрыв между временем, когда реактор заметно фонил и временем, когда начал формироваться человек.
Эта книжка утверждала что человек возник 1.7 миллиарда лет назад?
Вроде такого не утверждалось, хотя читал её примерно 25 лет назад, поэтому сложно сказать точнее.
о чем-то подобном упоминал Геральд Матюшин:
"три фактора (магма, месторождения урана и реакторы) приводили к повышению уровня радиации по всей территории прародины человека".
publ.lib.ru/ARCHIVES/M/MATYUSHIN_Geral%27d_Nikolaevich/_Matyushin_G.N..html
Реактор существовал во время переходного процесса формирования земли, поэтому ученые правы.
В ядерном реакторе критическая масса должна быть достигнута, но лавинообразная цепная реакция недопустима. Поэтому применяется замедлитель нейтронов, обычная вода.
угу, предыдущая статься была неудачна, зато тут кладезь знаний...
Единственный известный на Земле естественный ядерный реактор в Габоне + гипотеза африканского происхождения человека....
... На чудом уцелевшем, после гиперпрыжка сквозь миллионы световых лет, корабле остаются в живых трое членов экипажа: Адам, Ева и трехмодульный KI - БОГ...
Подробно о потухшем ядерном реакторе в Окло