Запуск ядерного реактора выглядит круче, чем вы думаете



    Юбилейный, 10 000 запуск реактора Annular Core Research Reactor (ACRR) в лаборатории Центра ядерного оружия ВВС США на базе Киртленд в Нью-Мексико. C 1946 база является ключевым звеном в Манхэттенском проекте. Сам реактор действует с 1979 года и используется главным образом для испытания вооружений в условиях ядерного взрыва.

    Любопытно, что этот маленький тестовый реактор на 2МВ в момент пуска пучка генерирует 35,000 мегаватт мощности на 7 миллисекунд. Это в три раза больше чем мощность крупнейшей АЭС США в Фениксе. Однако в соседнем здании находиться SPUR — Sandria Pulse Reactor, от пусков которого синие лучи в глазах появляются даже если просто закрыть глаза находясь на близлежащей парковке:
    According to the people who had been there a while, when SPUR fired you could be in the parking lot on the left with your eyes closed, and the blue flashes you'd see were fast neutrons zipping through your eyeballs. Nice, eh? Anyway, SPUR uses 'weapons grade' material, thus the safeguards. None of this was classified when I was there, by the way. The other area inside the main fence is ACRR, (Annular core research reactor), a 2MW toy reactor used for various tests. We used it to play with diffractive optics; fun project.
    Сами «голубые лучи» это заряженные частицы движущиеся с превышением фазовой скорости света в прозрачной среде именуемые излучением Вавилова-Черенкова свойственное всем активным реакторам. Фактически на видео мы видим цепную реакцию сквозь стенки реактора.
    ВиЭмТи Групп
    35,00
    Компания
    Поделиться публикацией

    Похожие публикации

    Комментарии 85

      +8
      Крутой у них fun project.
        +5
        Мне всегда казалось, что ядреные реакторы потихоньку запускают, ну как-то вот так, что-ли:



        А тут прямо как рубильник включили.
          +2
          Видимо это просто два разных режима — постепенный и импульсивный

          +4
          «мегават мощности на 7 милисекунд» это как понимать?
          мощность и так энергия в секунду, а мощность в секунду? ускорение энергии?

          Может на коротком промежутке времени (7мс) его мощность превышает среднюю мощность чего-то там?
            –12
            Думаю речь о том что он за 7 милисикунд выра6атывает 35000 мегават, инфа с их сайта:

            At peak power in its steady state mode, the ACRR produces up to four megawatts of power. But during a maximum pulse, it generates a whopping 35,000 megawatts of power for seven milliseconds. Nuclear engineer and former University of New Mexico professor Ron Knief compares its power output to that of the Palo Verde Nuclear Generating Station, outside of Phoenix. “For that very short time, we produce three times more power than the nation’s largest nuclear power station. They have three big reactors, and yet, for a fraction of a second, we produce three times more power than they do,” Knief said.

            share.sandia.gov/news/resources/news_releases/acrr/#.U6xDpY1_t_V
              +8
              Работает с мощностью в 35 ГВт целых 7 мс.
                +8
                Он не может вырабатывать мегаватты. Он вырабатывает или джоули или мегаватт*час или производные.
                35,000 megawatts of power for seven milliseconds — его мощность составила 35ГВт на промежутке в 7мс, или за 7мс он выработал 245 МДж энергии и т.п.
                +5
                35,000 мегаватт мощности на [протяжении] 7 миллисекунд.
                  +3
                  245мегаваттсекунд(245МДж), или около семидесяти киловатт*часов
                    +4
                    Быстрый такой электрочайник.
                      +3
                      Электрочайник на быстрых нейтронах.
                        +8
                        С подсветкой.
                          +3
                          «Зрелище красивое, великолепное, завораживающее, особенно тем, что зрители долго не живут.»

                          Lurkmore-радиация

                  0
                  А киловатт-часы вас не смущают?

                  В промежутке времени 7мс мощность этого реактора составляла 35гигаватт.
                  Ватт-секунда это единица измерения энергии — джоули. Если перемножить и перевести в привычные киловат-часы это количество энергии эквивалентно 68Квт*ч.
                  +25
                  Киркленд в Нью-Сексико

                  По-моему, Kirtland в New Mexico.
                    –12
                    Сорян, исправился!)
                      +8
                      возможно, зря
                      +12
                      «миллионы леммингов не могут ошибаться»
                      гугл уже выдает кучу ссылок на это таинственное место в новом таинственном и манящем штате Нью Сексико…
                        0
                        Зато cразу видно, кто где тырит новости :)
                      +5
                      Я уж не говорю про текст, но у вас даже в тегах в одном слове сразу две грамматических ошибки :(
                        +5
                        Раз уж такое дело: Вы делаете замечание автору, а сами называете орфографические ошибки грамматическими
                          –4
                          Да, терминология — это последнее прибежище для скучающих граммар наци, когда ни к орфографии, ни к грамматике придраться не получается.
                        +12
                        > Фактически на видео мы видим цепную реакцию сквозь стенки реактора.
                        ШТА
                          +5
                          Ну да, мощность энергетических реакторов поднимают очень постепенно. Если мне склероз не изменяет, подъем мощности на АЭС от нуля до номинала может длиться сутки и более. А тут явно резкое нарастание, если 7мс — то разгон на мгновенных нейтронах. Фактически, ядерный взрыв. Останавливается этот процесс быстрым вводом в активную зону поглотителя или выводом из нее отражателя. На реакторах АЭС такой режим недопустим, так как нет быстродвижущихся деталей (поглотитель, отражатель), которыми можно остановить реакцию. Если за 7мс там только вода и топливные стержни немного нагрелись, то за 100мс такого разгона произойдет полное разрушение реактора.

                          В СССР тоже строились импульсные реакторы, в которых использовался разгон на мгновенных нейтронах.

                          А вообще зрелищно. Не думал, что можно такое увидеть! Любопытно, что после заглушения реактора черенковское излучение немного остается. Похоже, это из-за радиоактивного распада осколков деления. Огромные уровни радиации.
                            0
                            Там же написано, что этот реактор нужен для тестирования оружия в условиях ядерного взрыва, вот они его и моделируют в масштабе.
                              0
                              А если заклинит что?
                                +1
                                Ничего. Эти реакторы сделаны так, что в принципе не способны поддерживать цепную реакцию долго. Думаю, что это первое, что тщательно прорабатывается при их проектировании.
                                  +3
                                  Ну заклинит, топливо разбросает по реактору и заглохнет.
                                    –3
                                    Если заклинит — то будет мини-Чернобыль. Но там, естественно, принимаются меры чтобы не клинило.
                                      0

                                      Немножко запоздал с ответом, но истина дороже.


                                      Разгон конкретно этого реактора останавливается за счет Доплер-эффекта — когда топливо нагревается (в этом что-то до порядка 1400 С за 7 мс), то атомы урана начинают носится быстрее (это понятно) и узкие резонансные пики поглощения нейтронов за счет эффекта Доплер становятся шире — поэтому растет поглощение нетронов (в основном в U238).


                                      Выросшее поглощение нейтронов роняет Кэфф (коэффициент отношение нейтронов в поколении n+1 к поколению n) слегка ниже единицы, и нейтронная мощность начинает падать.


                                      Так что атомщики не парятся насчет "заклинит", тут это может привести только к незапуску (запуск тут делается пневмопушкой, которая убирает из АЗ стержни-поглотители, ее слышно в начале).

                                        0

                                        Да, кстати, а как запускаются реакторы? Бомба включается детонационным обжатием плутониевого шара, если не ошибаюсь. А на АЭС как? Там не шар, а таблетки, и взрывного обжатия тоже, наверное, нет....

                                          0
                                          Вы знаете, как работает цепная реакция? Если нет — почитайте или я расскажу. Если да, то ответ на Ваш вопрос — запускают реактор ровно так же, как он работает. Для цепной реакции надо достаточно много урана достаточно близко, и чтобы между не было поглотителя. Одна сборка сама по себе цепную реакцию не поддерживает, но набор сборок в воде — поддерживает разгоняющююся реакцию. Потому сборки помещают в реактор с поглощающими стержнями, потом стержни понемногу выводят и реактор «включается» — то есть наращивает мощность. Ну и стержнями управляют мощностью дальше. Надо выключить — вводят все стержни (это не ДВС, мощность не падает до нуля, сборки и в бассейне для отработанного топлива греются, но уже слабо).
                                          Атомная бомба — это как одна сборка, урана (или плутония) там столько и на таком объеме, чтобы не было цепной реакции — а то бомба расплавится ещё до пуска. Но так как нужна не цепная реакция на годы, а мгновенная реакция на быстрых нейтронах, «топливо» надо поместить не просто рядом, а очень сильно рядом. Для этого и нужно обжатие взрывом. А первая бомба была по «пушечной» схеме — то есть выстрел одного куска урана в другой.
                                            0
                                            Lissov все правильно написал, в общем задача в том, что бы в заданной геометрии урана, замедлителя и поглотителей добиться, что бы в каждом поколении нейтронов было либо столько же, сколько в предыдущем (тогда мощность постоянна) либо чуть меньше или чуть больше — тогда мощность постепенно сдвигается туда или сюда. Соотношение количества нейтронов в поколениях называется Кэфф. Выдерживается он с точностью ~десятитысячных процента, т.е. очень малые изменения поглощения или утечки нейтронов приводят к смещению мощности.

                                            Это, конечно, очень упрощенно. Есть всяческие обратные отрицательные и положительные связи, колебания, отравления активной зоны продуктами деления и т.п.

                                            В реальных реакторах цепная реакция контролируется концентрацией бора в первом контуре и положением поглощающих элементов в АЗ. Запуск цепной реакции — это просто извлечение поглощающих стержней до Кэфф>1.
                                              0
                                              Возможно, имелся в виду физический пуск реактора, когда топливо ещё неактивно и цепная реакция может развиваться столетиями на естественном фоне… Вот тогда в новый реактор, вводят элемент который даёт первоначальный толчок деления основного топлива и делает его активным. А дальше уже начинают работать поглощающие стержни и прочее, управляя реакцией. Но пока топливо свежее, реакция не начнётся как бы не двигали стержни.
                                                +1
                                                Это неправильное представление.

                                                Пусковой источник нейтров вводят не по причине, что надо как-то активировать топливо, а потому что система управления реактора не расчитана на нейтронные потоки, которые будут в момент пуска, и реактор, соответственно неуправляемый. Это можно решить двумя способами — либо ставить доп комплект чувствительных нейтронных камер (так делают на ВВЭР), либо поставить пусковой источник нейтронов, что бы сразу войти в диапазон мощности, который видит штатная система — так делают на транспортных реакторах, скажем.

                                                При этом в ВВЭР цепная реакция при Кэфф>1 с фоновых значений (тысячи нейтронов на см^2 в секунду до уровня МКУ (минимальная контролируемая мощности — как раз уровень, с которого штатная система начинает измерять поток нейтронов) — а это 10^10 н/сек*см^2 доходит за час примерно.
                                      +2
                                      видел настоящий советский реактор(по образованию реакторостроитель) с высоты 2 метра над водой. Нифига он синим/зелёным не светится.
                                        +2
                                        Это потому что он чёрный советский?
                                          +1
                                          Это очень интересная тема для обсуждения. Наверное не светится потому, что нет таких мощных выбросов энергии. Как правило мощные реакторы обкладывают свинцом со всех сторон, и что там внутри не увидишь. Да и вообще такие реакторы стараются делать в полностью автономном закрытом контуре.

                                          Жаль, по видео из топика не видно масштабов. Очень интересно как это они утилизовали такое количество энергии(35,000 МВт) за такое малое время. Реактор ведь производит не электричество, а тепло. Тепло передаётся по теплоносителю к другому теплоносителю и дальше к турбине, которая вырабатывает электричество. Причём КПД(по циклу Карно) такой передачи сравнительно с ТЭЦ мал — с реактора максимальная температура воды на выходе 250, а на ТЭЦ можно использовать до 350, но чаще на тэц пользуются перегретым паром(~500 градусов). А теперь представим теплообменник, способный выдержать всплеск в 35 мегаватт, нагревающий воду с 27 градусов например до максимальных 250. Что то мне подсказывает, что размером он будет минимум с хороший городской квартал
                                            +4
                                            Ну если оставить технологический вопрос в стороне, то достаточно 262 литра воды ))
                                              –3
                                              262 литра это целая ванна! по сколько раз? вы представляете сколько энергии должна вместить материя для поглощения 35 простых мегаватт? в природе такие порядки, наверное, только в чёрных дырах встречаются ))))
                                                +2
                                                Ванна, совершенно верно. Вы видели тот реактор? Там несколько более чем несколько ванн. Там десятки кубометров воды, не говоря о других материалах.
                                                35 тысяч мегаватт — это мощность а не энергия, если в течении всего 7 миллисекунд — много, но до черных дыр далеко.
                                                Я представляю, что материя должна вместить достаточно много энергии. Но если материи достаточно много — то черных дыр не понадобится :)
                                                  0
                                                  в моём сообщении ниже я расписал зачем эта вода вокруг стержней. Это тяжёлая вода с большой долей вероятности не играет роли в теплообмене(трудно утверждать не видя всей конструкции)
                                                    0
                                                    В реакторе в Вене используется «обычная» (не тяжелая) но очень качественно очищенная вода. Именно она отводит тепло от активной зоны, и передает его обычной воде, которая сливается в Дунай. Это точно. Какая именно вода в этом реакторе — я не знаю, но не представляю чтобы такое количество воды не играло роли в теплообмене.
                                                  +2
                                                  IMHO Вы запутались в единицах. Взорвав 1 кг тротила Вы получите сравнимую моментальную мощность, 4 МДж энергии за миллисекунды а то и микросекунды взрыва и вот вам Гигаватты мощности.
                                                  Это не то что не черные дыры, а что-то из промышленного применения.
                                                0
                                                А вода вокруг по-вашему для чего? Она тормозит излучение и она же отводит тепло. Тепло это, кстати, дальше никак не используется, потому что смысл существования этого реактора в том, чтобы импульсом включения сымитировать ядерный взрыв для испытываемого вооружения (электроники в основном).
                                                  0
                                                  я не думаю, я знаю. Вода вокруг чтобы чернобыль не повторился. Вслучае потери управления над реакцией — стержни плавятся и разносят уран в воде, реакция гасится.
                                                  Теплоноситель движется по трубкам, вокруг стержней. Как то так.
                                                  Уж давно институт окончил, память подводит )) вот ссылка, читаем ДОСТОИНСТВА п.6
                                                  0
                                                  Ну можно же в качестве теплоносителя использовать металл какой-нибудь.
                                                    0
                                                    есть действующие реакторы на ртути.
                                                    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                        +1
                                                        А есть еще свинцово-висмутовые, которые изготавливались для АПЛ, а также в данный момент разрабатываются модификации для использования в городах( в диапазоне мощностей 10 — 40 МВт-эл. (СВБР-10) и 100—400 МВт-эл. (СВБР-100))
                                                    0
                                                    Там же всего 7 миллисекунд. Так что теплообменник совсем не такой и большой.
                                                    Не знаю точно как в данном конкретном реакторе, но в Вене для «утилизации энергии» вода из реактора просто нагревает обычную воду из Дуная, которая обратно в Дунай и сливается — чуточку тепленькая. Там правда мощность 250 кВт и 250мВт в пиковом режиме (40мс), потому и «еле тепленькая». На этом чуть теплее будет.
                                                      0
                                                      это принцип работы любой теплостанции (ТЭЦ, ТЭС, АЭС). Чем ниже входящая температура, и чем выше выходящая — тем больше КПД. Можно выходящую жидкость охлаждать в градирнях, а можно брать воду из открытых источников.
                                                      Моей группе на лекциях препод приводил в пример, что однажды на «объекте» под красноярском в 60х годах сделали аварийный выброс воды в Енисей — зимой енисей тронулся :)
                                                      Для справки. Температура воды на выходе в градирню/озеро/реку около 40 градусов. Утилизировать это тепло экономически нецелесообразно.
                                                        0
                                                        Так в этом Кр-26 тоже реактор водичкой речной охлаждают. Местные с этого «объекта», рассказывают байку, что шпиены этот город нашли, делая замеры радиации в Енисее. Когда фонить начало — значит город проскочили.
                                                          0
                                                          Ну правильно. Так то АЭС с мощностью несколько ГВт, работая постоянно, выдает на выходе водичку температурой 40 градусов. Данный реактор выдает 35ГВт всего 7 миллисекунд — то есть за один пульс вырабатывается энергии существенно меньше, чем на большой АЭС всего за одну секунду. Причем охлаждать исследовательский реактор можно потом хоть несколько минут, а АЭС надо охлаждать постоянно. Так что не вижу совершенно никакой проблемы отвести тепло, выработонное этим реактором.
                                                          Вообще говоря, даже с пиковой мощностью 35ГВт, тепловыделение этого реактора таково, что пытаться утилизировать полученное тепо не имеет смысла.
                                                        +1
                                                        Десятки тонн воды, импульс дал энергии всего 68кВт*ч насколько градусов нагреется эта масса воды? Тут простая арифметика… 10 тонн воды этим количеством энергии можно нагреть всего на 5 градусов…
                                                        Цель реактора все же не нагревать воду, а дать импульс(электромагнитный, радиационный) для исследований.
                                                          –3
                                                          не путайте часы и милисекунды. 68 квтч это не 35ГВт/7мс. Я думаю 10 тонн станут плазмой в первую милисекунду, как и окружающие здания в некотором радиусе :)
                                                            +2
                                                            Несколько милиметров воды может и станут плазмой, но этого количества энергии не хватит даже чтобы закипятить это количество воды.
                                                            С одной стороны, вода эта вся не прогревается моментально, т.е. есть какой-то градиент распределения мощности импульса с максимумом в ядерном топливе, но излучение там довольно проникающее, не вся энергия выделяется в виде тепла ровно в стержнях — её выделение распределяется в толще материала имея максимум в центре и минимум на периферии.
                                                            Это кстати заметно по пузырям идущим с центра реактора — там некоторые слои водички даже закипели. Но в целом, вся масса воды прогрелась на 5 градусов.
                                                            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                                0
                                                                Помоему ошибаетесь таки вы, чтобы получить энергия, мощность надо множить на время а не делить. На одинаковой мощности, чем меньше времени работает реактор, тем меньше энергии вырабатывается, а не наоборот.
                                                                Энергия = Мощность * время. 35ГВт * 7мс = 35 МВт * 7с = 245 МВт * 1с = (245/3600) мвтч = 68 квтч. Разве не так?
                                                                  0
                                                                  всё так, разумеется… 245МДж они и в Африке 245МДж…
                                                            +3
                                                            Ну да, советский реактор красным должен светиться.
                                                            0
                                                            Видел в России ядерный реактор, который светился ровно таким же светом. И это был не импульсный реактор.
                                                              0
                                                              Возможно, там просто был включен свет? :) Дело в том, что это свечение на исследовательских реакторах весьма слабое, его хорошо видно только в темноте.

                                                              Я вот недавно в Вене реактор наблюдал, светился так же синим. Рядом со мной ребята из института Курчатова рассказывали, что у них реактор примерно так же выглядит и светится. Но — потом включили свет (там лампы, чтобы рассмотреть что внутри) и синее излучение уже не видно — просто оно не настолько яркое.
                                                              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                                +3
                                                                Сами «голубые лучи» это заряженные частицы движущиеся с привышением фазовой скорости света.

                                                                Источником черенковского излучения могут быть любые частицы, в данном случае прямым текстом говорится о нейтронах.

                                                                И меня сильно гложут сомнения о реальности таких вспышек при закрытых глазах. Свет от одиночной частицы без долгого привыкания глаз к темноте так не увидеть, а если их настолько много, что свет становится заметным, то вся прилегающая территория давно была бы зоной отчуждения похлеще чем в Чернобыле.
                                                                  +1
                                                                  Космонавты говорят, что вспышки в глазах на МКС — обычное дело.
                                                                    0
                                                                    C физической точки зрения да. Но все равно как по мне то похоже на «городскую легенду». Особенно с учетом современного отношения к радиации и атомной энергетике.
                                                                    Да и в космосе поток частиц более-менее равномерный, а на станции он исходит от реактора — то есть если вспышки заметны на парковке, то вблизи реактора будет заметно больший эффект. Я не думаю, что они не сделали достаточное экранирование.
                                                                      +1
                                                                      Про парковку — действительно похоже на городскую легенду, вы правы. Обычно на ядерных предприятиях весьма низкий радиационный фон (ниже чем в московском метро например), потому что за ним тщательно следят. С другой стороны, мы же говорим об импульсном реакторе, а не о постоянном, так что может кто-то что-то и видел.
                                                                    +3
                                                                    Соглашусь. Если за пределы биологической защиты реактора допустить выход такого количества нейтронов, чтобы у кого-то вспышки в глазах происходили — то там были бы такие дозы, что весь персонал института лежал бы в лучшем случае в больничке после такого.

                                                                    Биозащита ставится мощная. Вода, бетон, песок, бор. Но нейтронен пасаран.
                                                                    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                                        0
                                                                        А не с кубом?
                                                                        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                                          0
                                                                          В любом случае, если происходят вспышки в глазах — то это значительная доза. Думаю, что на лучевую болезнь вполне потянет.

                                                                          С квадратом расстояния доза падает только для точечного источника. Для протяженных источников она падает медленнее. Реактор можно считать точечным только на значительном удалении от него.
                                                                          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                                        0
                                                                        Это не так.
                                                                        Я сам стоял возле бассейна и наблюдал эффект Вавилова-Черенкова на Маяке.
                                                                        www.youtube.com/watch?v=drAozBHIpR4
                                                                        На 7.50, именно возле этого бассейна.
                                                                        0
                                                                        в Манхеттонском проекте => в Манхеттенском проекте

                                                                        Интересно, что за топливо используется в этих ТВЭЛах.
                                                                        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                                            0
                                                                            Кипятильник в банке с водой.
                                                                              0
                                                                              это который на бритвах со спичками?
                                                                            0
                                                                            Был недавно на экскурсии на реакторе Венского Технического Уни. Весьма похожее зрелище, и захватывающе — хотя реактор послабее, конечно.
                                                                              0
                                                                              Я думал будет круче, небольшая вспышка и шипение, как будто воду в чайнике кипятят.
                                                                                0
                                                                                ещё не всё потеряно. Кипящие реакторы существуют. Они ненадёжные, потому что пар ведёт себя очень непредсказуемо, и его стабильное производство требует бОльшего давления и температуры в контуре.
                                                                                +2
                                                                                Однако в соседнем здании находиться SPUR — Sandria Pulse Reactor, от пусков которого синие лучи в глазах появляются даже если просто закрыть глаза находясь на близлижайшей парковке:

                                                                                tsya.ru
                                                                                  +2
                                                                                  «Они ждут тебя, Гордон. В испытательной камере».
                                                                                    0
                                                                                    Наверное, это не запуск, а весь цикл его работы?

                                                                                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                                    Самое читаемое