pökö
Kaivo jäässä
Millä muulla?
Ydinreaktorit ja ydinreaktio
- Viestiketjun aloittaja anders
- Aloituspäivämäärä
Juu, kun tuon kirjoitin, en viitsinyt tarkistaa veden höyrynpainetaulukoita ja kirjoitin konservatiivisesti ("sadan barin päälle", jota tuhatkin olisi) ettei tule suotta liioitelluksi. Painevesireaktoreiden priimääripiirin paine sitten on eri asia kuin toisiokierron höyrystimien tuottama paine.
Rankine-kiertoprosessia soveltavissa polttovoimaloissa todellakin painetta ei kattilasta saada kriittisen lämpötilan painetta korkeammalle, ja tätä huomattavasti korkeampi lämpötila käytetäänkin hyväksi höyryn tulistukseen ja turbiiniasteiden välissä välitulistukseen. Nuo mahdollisuudet tulistukseen korkeilla lämpötiloilla ovat etu, joka nykyisiltä ydinvoimaloilta puuttuu termodynaamisten edellytysten puolesta. Tuo käsittääkseni myös vaikeuttaa ydinvoimalan ajamista osatehoilla, kun höyry on lähellä kylläistä tilaa turbiineissa.
Ei kai suoraan mikään.
Tuossa säädössä pitänee erottaa normaali toiminta, jossa säädetään aktiivisesti rajallisella alueella, ja passiivinen hidastus, joka esimerkiksi juuri normaalialueen ulkopuolelle nousseen lämpötilan johdosta alkaa sammuttaa reaktiota. Esim juuri lämpölaajenemisen johdosta.
Nestesuolalla, nestemetallilla, kaasulla, jollain mikä ei koe faasimuutosta normaalilla toiminta-alueella.
Sitten on vielä kaikkea eksoottista näiden lisäksi - jopa kokonaan kiinteää reaktoria, joka jäähdytetään puhtaasti johtumalla
Mutta vesi on ongelmallinen, juuri tuon matalan hyörystymiskynnyksen ja sen aiheuttaman painemuutoksen takia.
Vesi on ongelmallista siinäkin mielessä, että se "syö" neutroneita, mikä aiheuttaa epävarmuustekijöitä faasimuutosvaiheessa. Kiehutusvesireaktorit käyttävät tuota suorastaan hyväkseen, mutta Tsernobylin tapaus taas oli paljolti seurausta moiseen liittyvistä varjopuolista.
Candun käyttämä raskas vesi olisi selvästi tavallista vettä luotettavampi hidastin, mutta on toisaalta huomattavan kallista erotella. Canduhan vaati raskasta vettä jo siitä syystä, että käytti luonnonuraania. Muutoin candut olivat ehkä rakenteeltaan selvästi lähempänä tsernobyl-tyyppisiä reaktoreita kuin nykyisiä voimalareaktoreita, paitsi että grafiittihidastimia ei tarvittu, kun tarkoituksena ei ollut valmistaa aseplutoniumia ja käytettiin raskasta vettä hidastimena.
Kyllä juurikin jäähdytysaineen tulisi olla mahdollisimman neutronineutraalia, ja pitää moderointi ja jäähdytys erillään. Tai sitten tosiaan luopua moderoinnista, niin palaa melkein mikä vaan fissiilinen ja välituotteet samalla.
Periaatteessa kaasujäähdytteiset olisivat tässä mielessä ideaaleja, varsinkin helium, niissä vaan sitten tulee ongelmaksi matala lämpökapasiteetti ja sitä kautta ytimen lämpöintertia. Potentiaali kyllä on:
Nestemetallit lienevät paras kompromissi kokonaisuudessaan, mielestäni.
Itse pidän kiinalaisten kaasujäähdytteistä kuulakekoreaktoria mielenkiintoisena. Siinähän hiili on hidastimena, mutta hiili on sidottu mahdollisimman stabiilliin polttoaineen ja mahdollisen kantajametallin seokseen. Tuossa ei ole polttoainesauvoja, vaan polttoaine on pakattu painovoimalla kierrätettäviin kuuliin. Systeemi on osittain autonomisesti säätyvä ja käy äärimmäisen kuumana.
On tuossakin epäilyttäviä asioita, eli onko polttoaine niin stabiilia kuin on tarkoitus ja miten se käyttäytyy, kun sisältö käytön mukana muokkautuu sekä onko polttoaineen kiertojärjestely mekaanisesti luotettava. Käsittääkseni kaasua pitää myös kierrättää voimakkaasti paineistettuna, jota lämmönsiirto saadaan riittävän tehokkaaksi.
Samoin sulaan suolaan perustuvat reaktoriratkaisut ovat mielenkiintoisia, koska ne sopivat nopeilla neutroneilla toimiviksi hyötöreaktoreiksi samalla, kun niiden autonomiset säätymismahdollisuudet ovat ilmeisesti metallijäähdytteisiä luotettavampia. Näistähän on osittain melko pitkäaikaisia koetuloksiakin.
Pebble bedit ovat mielenkiintoisia, mutta itseäni arveluttaa juurikin tuo mekaaninen puoli. Väkisin tulee pölyä ja murua, miten se vaikuttaa mekanismeihin ja toimintaan?
Suola on erinomainen myös, isona ongelmana on niiden korkeaenerginen reagointi mm. veden kanssa jos tulee ongelmia. Siinä nuo nestemetallit ovat selvästi pienempienergisiä.
Mutta näissäkin, voi olla että kahden nesteen malli olisi ideaali, polttoaine suolaan sidottuna hitaalla kierrolla, ja jäähdytys metallilla nopealla kierrolla.
Polttoaine siksi sulana, että voidaan online -prosessoida ja saadaan reaktiivisuuden hallinta kaupan päälle + nopea tapa tyhjentää ydin.
Siitä olen minäkin samaa mieltä, että lyijy on luultavasti ydinreaktorin lämmönsiirtoaineena parhaasta päästä johtuen fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksistaan. Lisäksi se on suhteellisen edullista ja helposti saatavilla (kun sitä on vuosituhansien aikana jo kaivettu valtavat määrät maan pinnalle käyttöön). Esimerkiksi natrium on kaikkea muuta kuin kätevä juurikin, jos on pienikin riski kosketuksesta veden kanssa.
Tiedä sitten voiko nestemetalliin sitoa polttoainetta mitenkään? No voi ne sauvat olla kiinteitäkin, joku lämpöjousimekanismi tai muistimetallinen työntötanko vaan mukaan joka passiivisesti katkaisee reaktion ylikuumentuessa.
Kiinteissä riittäisi varmaan kaasun kierrätys suodatukseen, niin saa pahimmat pöpöt pois jatkuvasti. Lataushan voidaan mitoittaa jopa 100 vuoden käyttöön nykysimuloinnilla.
^Noiden sulasuolapolttoaineratkaisujen etuna on mekaanisesti luotettava kierto, polttoaineen pysyminen homogeenisena ja mahdollisuus tehdä jäljelle jäävien aktinidien poistoa jatkuvana prosessina ja luotettavat monitasoiset turvajärjestelymahdollisuudet. Termodynaamisesti on mahdollista päästä paljon parempaan kuin nykyreaktoreilla, vaikkei kaiketi aivan kaasujäähdytteisten mahdollisuuksien tasolle. Toki tuosta aiheutuu kustannuksiakin, jotka on polttoainesauvapohjaisissa ja kuulakekoratkaisuissa ulkoistettu. Sulasuolapolttoaineesta syntyy periaatteessa normaalitoiminnassa mitättömän vähän korkea-aktiivista ydinjätettä.
En ole aivan varma tästä jatkuvasta nestemäisen polttoaineen käsittelystä. Se on varmasti monimutkainen koneikko, joka vaatii paljon huoltoa ja kunnossapitoa, osin hyvin aktiivisessa ympäristössä.
Välimalli, jossa kierrätetään vain kaasumaiset pierut sauvoista, on paljon yksinkertaisempi ja hyvin suodatettuna pienen huilitauon jälkeen ei läheskään yhtä aktiivinen huoltaa. Vrt kiehutuskattilalaitosten turbiinihuolto, joka voidaan tehdä ilman avaruuspukua.
Primäärijäähdytyksen kuuman puolen lämpötila lienee termodynaamisesti suurin hyötysuhteeseen vaikuttava tekijä? Sekondaari sitten vaikka superkriittisellä co2:lla ja hyötysuhde todella korkea?
Mutta kaiketi hyötysuhteeseen vaikuttaa useamman kertaluokan verran enemmän kuinka paljon polttoainetta pystytään hyödyntämään. Tässä kaikki luonnonuraania polttavat ovat ylilyöntiasemassa.
Helium taitaisi olla ideaalinen siirtokaasu, mutta tietenkin kallista ja saatavuus rajoitettua. Helium on käytännössä aina superkriittisessä tilassa, kulkee kevyesti ja lämpökapasiteetti on virtausvastuksiin nähden mainio. Helium ja hiilidioksidihan toimivat paineisena myös jossakin määrin hidastimena (vaikka kaasun harvuus tietenkin heikentää suuresti vaikutusta). Hiilidioksidi saattaa hiukan kaapata neutroneja, mutta helium lienee tällaisessa käytössä melko inerttiä?
Tarkoitin sekondaarikiertoa, primaarikierrossa tuo lämpöinertia ts sen puute on kaasukierrolla iso ongelma.
Mutta turbiinikäytössä superkriiittisellä co2:lla saavutetaan käsittääkseni jonkin verran parempi hyötysuhde ja todella merkittävästi pienemmillä turbiineilla ja lämmönvaihtimilla, johtuen kaasujen ominaisuuksista.
Yksi mielenkiintoinen kaasu, ja lupaava, primaarikiertoon on muuten raskas typpi.
Kellarinlämmittäjä
Oppimiskäyrällä
Perin pienet on tiheyserot ja ominaislämpötilaerot tavalliseen typpeen. Liittyykö tuo jotenkin eri isotooppien kykyyn ohjata tai hallita ydinreaktioita?
Tavallisen typen laajaspektinen neutronikaappauspoikkipinta on suuri, melkein kaksi navettaa. Jopa niin suuri että sitä käytetään hätäpysäyttimenä tietyissä laitoksissa.
Mutta N15 tämä tippuu melkein 10000x pienemmäksi, jopa heliumin alle. Taitaa olla pienimpiä navetta-arvoja millään järkevästi käytettävissä olevalla kaasulla.
Tällöin se ei (juurikaan) vaikuta ytimen moderointiin vaan on reaktion kannalta neutraalia, niin kuin ideaalia jäähdytysaineelle olisikin.
Tällä siis relevanssia primaarikierrossa, ei muualla.
Ja N15 on useita promilleja ilmassa mitä hengitämme, joten sitä on helposti saatavilla, ja erotusmenetelmä olemassa. Tuotahan käytetään nykyäänkin jo mm. jyväjemmarien lannoituksen onnistumisen merkkiaineena. Toki laboratoriokamana suht kallista, pullo maksaa saman kuin erittäin kallis viski.
Näinhän tuo ymmärtääkseni menee. En ole ydinfyysikko kuten eräät ilmeisesti täällä ovat, joten en sano varmasti.
Nuo suomenkieliset termit vaikuttavat oikein hyville. Prompt = kerkeä, aika kuvaava nimi. Ja vastakohta nimenomaan viivästynyt, ei viivästetty - ihan itsehän nuo venttailevat kemuihin lähtemistä, ei niitä kukaan muu viivästytä.
Ilmeisestikin kiertoprosessi olisi kuitenkin rankine, eli on saatava alle 30-asteista jäähdytysvettä? Lauhkealla vyöhykkeellä ja Suomen kaltaisessa ilmastossa tuo ei toki olisi mikään ongelma. Suljettu brayton hukannee syöttöpumpun korvaavassa kompressorissa ylimääräistä tehoa.
Toholla?
Putkiston ja eristeiden tms. väliin pitää asentaa riittävät sähkövastukset. Voimalaitokseen saa verkosta enemmän kuin riittävästi sähköä.
Jos kyse jäähdytyskierrosta, voinee sen sulattaa ihan reaktori käynnistämällä.
Polttoainekierto pitänee lämmittää jotenkin, joten sitä varmaan ei tarkoituksella päästetä kylmäksi reaktorin sisällä, vaan valutetaan jemmaan huollon ajaksi. Toki käytännössä varmaan sama tehdään jäähdytyskierrolle myös, käytännön syistä.
Sopivasti eristetty tankki, niin lyijy pysyy sulana varmasti pitkiä aikoja. Ja varastoinnin aikana sitä voidaan samalla puhaltaa esim lämmitetyllä heliumilla, jolla saadaan huuhdeltua mahdollisest epäpuhtaudet pois.
Teollisuudessa käytetään sulan metallin puhaltamiseen ja puhdistamiseen argonia, en oikeastaan tiedä miksi, ehkä sekin kävisi. Lisäksi jos tuo tehdään vakuumissa, saadaan tehokas suodatusvaikutus. Mm. teräksissä käytännössä vakuumikäsittely tehdään nykyään rutiinina melkein joka valulle.
Argon on halvin jalokaasu. Ilma ei käy, koska melkein kaikki metallit hapettuvat nopeammin tai hitaammin kuumana, lyijykin. Kulta ja platina yms. saattavat olla poikkeus. Hiilidioksidi reagoi monien metallien kanssa kuumana (etenkin raudan kevymetalleista puhumattakaan). Typpikin reagoi monien metallien kanssa sulassa tilassa tai hehkuvana.
Kaksi erittain kiinnostavaa modernia reaktorikonseptia, katsomisen arvoisia - varoitus, joku tunti noissa hujahtaa jos kiinnostaa:
www.youtube.com
Copenhagen Atomics
Copenhagen Atomics pioneers thorium molten salt reactors, a groundbreaking solution that burns nuclear waste to generate abundant and cost-effective green energy. These compact and modular reactors, designed to fit the same area of a standard 40-foot shipping container, ensure scalability and...
www.youtube.com
Vielä nopeista reaktoreista ja niiden hallinnasta, olen tuosta lukenut hieman, kyllä hallinta tapahtuu pitkälti täysin passiivisesti, ja on tavallaan jopa helpompaa kuin hitaissa, kun moderointi voidaan jättää kalkyylistä pois. Mutta mitäpä referoimaan, loistava pläjäys asiasta:
Enemmän ja enemmän tuntuu, että nopea reaktori on se oikea valinta uraanin polttoon ja hidas toriumin. Silloin molemmat polttavat suoraan luonnontuotetta ilman rikastamista, ja bonuksena voidaan korkea-aktiivinen jäte vielä neutraloida nopeassa reaktorissa tarvittaessa ennen loppusijoitusta, jolloin aktiivinen aika on satoja eikä satoja tuhansia vuosia.
Enemmän ja enemmän tuntuu, että nopea reaktori on se oikea valinta uraanin polttoon ja hidas toriumin. Silloin molemmat polttavat suoraan luonnontuotetta ilman rikastamista, ja bonuksena voidaan korkea-aktiivinen jäte vielä neutraloida nopeassa reaktorissa tarvittaessa ennen loppusijoitusta, jolloin aktiivinen aika on satoja eikä satoja tuhansia vuosia.
Moderointi on nopeiden reaktoreiden säätöön käytettävissä oleviin negatiivisiin takaisinkytkentäilmiöihin nähden todella tuju väline, mutta aiheuttaahan se samalla omia hankaluuksiaankin. Riippuu aivan nopean reaktorin rakenteesta ja jäähdytysperiaatteesta, miten voimakkaita fysikaalisia luonnnollisia takaisinkytkentämahdollisuuksia on käytettävissä. Nopeiden rekatoreiden kanssa joka tapauksessa toimitaan alueella, missä toiminta-alue ydinketjureaktion sammumisen ja vaaralliseksi kiihtyneen tilan välillä on paljon kapeampi kuin nykyvoimalareaktoreilla.
Toki. Mutta kyllä tuon yhden muuttujan eliminoiminen poistaa useita vapausasteita, ja siten tavallaan suoraviivaistaa yhtälöä.
Kyllä. Mutta aivan mahdollista on rakentaa täysin passiivisesti säätyväksi, niinkuin hitaatkin.
En sanoisi aivan näin, erityyppiset ilmiöt vain ohjaavat tehoa. Nopeissa neutronien vuoto ytimestä ohjaa paljon, hitaissa moderointi. Ja nimenomaan lämpötilan nousun aiheuttama ylimääräinen vuoto on erityisen tehokas ohjausmekanismi, jota hitaissa ei ole.
Molemmista voi tehdä turvallisen tai turvattoman, hitaista vaan paljon enemmän kokemusta, sanoisin.
Lisäksi nopeiden reaktioiden kanssa kaikenmoiset neutrisyöpöt palavat tehokkaammin pois, joten niiden aiheuttama ongelma vakauteen on pienempi.
Viimeksi muokattu:
Onko tuo neutroniheijastimesta johtuva ilmiö vai mikä pohjimmiltaan lisää vuotoa lämpötilan noustessa? Materiaalithan tietenkin pyritään valitsemaan mahdollisimman taloudellisiksi käyttötarvetta vastaamaan, joten jo satojen asteiden lämpötilan nousu on jotakin, mitä on yleensä pystyttävä ehdottomasti välttämään.
Tuossa linkatussa paperissa oli kerrottu tarkemmin, mutta aksiaalinen lämpölaajeneminen aiheuttaa ihan geometrisesti radiaalista vuotoa ja sama toisinpäin.
Aivan muuttuu geometria fyysisesti, ja kertoimet %/K olivat riittävän merkittäviä passiivisäätöön. Toki viivästetyt reaktiot sitten lisäksi, ja muut ilmiöt. Tuossa paperissa oli listattu suhteellinen kontribuutio.
Silmäilin kyllä tuota, mutta itselleni jäi käsitys, että vaikuttavat muutokset muutokset ovat kukin prosentin osien luokkaa (toisin kuin termisillä reaktoreilla). Noilla ehdoilla on haastetta itsesäätelylle ...
Sen toki ymmärrän, että esimerkiksi säätösauvat on ehkä mahdollista tukea niin, että lämpeneminen vaikuttaa niiden neutroniabsorptio-ominaisuuksiin melko huomattavasti.
No, onhan noita kuitenkin rakennettu ja ajettu.
Ne erot eivät tarvitse olla mitään älyttömän suuria, koska kun moderaattoria ei kerran ole, ei oikein mikään saa reaktiota kiihtymään yllättäen.
Makrotason tehonsäätö on hitaampaa ja perustuu pitkälti säätösauvoihin ja viivästettyihin reaktioihin.
Se oli myös mainittu, säätösauvat on rakennettu niin, että ytimen lämpölaajentuminen efektiivisesti laskee säätösauvoja. Siitä tulee ylimääräinen säännöstely.
Ylipäätänsä tuo nopea reaktori vaikuttaa kaikin tavoin hyvin houkuttelevalta, kun puhutaan uraanireaktorista. Siinähän voidaan käyttää suoraan U-kasia ja kaikki rikastaminen jne jää pois - ja uraanista saadaan hyödynnettyä melkein kaikki vs nykyinen muutama prosentti. Samoin mukana palaa nätisti kaikki pitkäaikaista harmia aiheuttavat jätteet.
Toriumilla sitten toinen juttu.
Muuten, näitä voi nykyjään näköjään simuloida ihan kotioloissa, turvallisesti:
Pitänee ihan kokeilla.
Pitänee ihan kokeilla.
Valmiita pohjia reaktorille, jos ei halua luoda nollasta:
github.com
GitHub - mit-crpg/openmc-reactor-examples: Catalogs a plethora of reactor inputs for OpenMC
Catalogs a plethora of reactor inputs for OpenMC. Contribute to mit-crpg/openmc-reactor-examples development by creating an account on GitHub.
github.com
Vielä asennus kesken, mutta sitten kun pyörii, voi lämpötilan vaikutusta reaktionopeuteen kokeilla ihan yksinkertaisesti:
tai
Tuosta sitten iteroi sopivasti. Tuon simulaation pitäisi olla varsin oikeansuuntainen vs todellisuus, vaikka se ei (läheskään) kaikkea mallinnakaan. Mutta kyllä riittävän tarkasti, tässä kontekstissa.
tai
Tuosta sitten iteroi sopivasti. Tuon simulaation pitäisi olla varsin oikeansuuntainen vs todellisuus, vaikka se ei (läheskään) kaikkea mallinnakaan. Mutta kyllä riittävän tarkasti, tässä kontekstissa.
Käsittääkseni vaikeuksien kanssa useimmiten, kun kyse on voimareaktoreista, eikä noita ole kovin paljon rakennettu edes prototyyppikäyttöön (ja niistä on tyypillisesti luovuttu). Aseplutoniumin tuottamiseen tarkoitetut reaktorit on toki saatu aikanaan pelaamaan (tavallaanhan nuokin ovat hyötoreaktoreita).
Tsernobyl taisi tussahtaa, kun vesi hävisi, mutta kyse ei ollut moderaatiosta, vaan tavallisen veden mukana kadonneesta säätösauvavaikutuksesta. Raskaan veden käyttö pelastaa Candun kohdalla.
Tuo on ilman muuta huomattava etu. Itse pidän (asioista liian vähän tietävänä) sulasuolarakenteita lupaavimpana ja niissähän on sellainen turvaominaisuus, että reaktion käynnissäpysyminen perustuu aika paljon nestemäisen polttoaineen pitämiseen geometrisesti lähes pallomaisena heijastinmateriaalin ympäröimänä. Reaktion karkaamis- tai ylikuumenemisuhan tilanteessa täytös voidaan lorauttaa alla olevaan laakeaan ja neutroneja imevällä aineella vuorattuun vaippaan (kävisiköhän riittävän paksu vesivaippa, ehkä boorisuoloilla terästettynä, tarkoitukseen, jos geometrian takia neutronien eliminointi saattaisi voittaa hidastusvaikutuksen ja keskellä on vielä booripitoisesta materiaalista tehtyjä sauvoja tms.?). Toisaalta polttoaine saadaan sekoittamalla pysymään tasalaatuisena, uutta voidaan syöttää mukaan ja joitakin jätteitä uuttaa pois laitoksen käydessä.
Yli 400 vuotta kumulatiivista ajoaikaa, ja osa tuottaa edelleen sähköä.
Ranska muuten aikoo korvata puolet ydinvoimasta nopeilla 2050 mennessä, joissain skenaarioissa.
Tsernobyl nimenomaan räjähti, kun hätäpysäytyksen johdosta lasketut säätösauvojen grafiittipäät ylimoderoivat lämpötehon yli sataan gigawattiin.
Vesi ei siinä vaiheessa enää ollut mukana kuviossa, juurikaan. Toki veden höyrystyminen oli varsinaisen vaurion mekanismi, muttei itse ylireaktiivisuuden.
Ylireaktiivisuus meni siis ihan ydinräjähdyksen puolelle, todennäköisesti, koska muuten ei tiettyjä isotooppeja voida selittää.
Vettä ei saisi päästää ydinvoiman primaaripuolelle lainkaan, missään tilanteessa.
Nestemäinen polttoaine tuo yhtälailla etuja sekä hitaisiin että nopeisiin. Ja valtavan säästön polttoainekustannuksiin. Ja tosiaan kaasumaiset pierut saadaan kätevästi suodatettua pois suhteellisen helposti ja tehokkaasti, mm xenon ja kaverit.
Nopeissa lämpötilat niin kovia, että vettä ei sovi päästää lähelle laisinkaan. Se ei tarvitse mitään neutronihidastinta, riittää kun lorautetaan altaaseen, jonka geometria on riittävän laakea, niin reaktio pysähtyy automatik ja samantien. Samalla laakea astia maksimoi pinta-alan, jota passiivisesti jäähdytetään. Noissa lämmöissä jo ilmajäähdytys riittää, konvektio niin voimakas.
Tuosta on ollut erilaisia selvityksiä, mutta tuosta säätösauvojen suunnitteluvirheestä ääriasennossa on tosiaan raportoitu. Itse olen ymmärtänyt, että kiehumakuplien muodostumisella jäähdytysvesikiertoon olisi ollut myös huomattava merkitys, sillä vesi ei tuossa konstruktiossa olisi niinkään toiminut hidastinroolissa, vaan lähinnä neutronien absorptioaineena. Kuplien muodostuessa, neutronitase olisi päässyt nopeasti ryöpsähtämään.
Niin, toki se reaktio ryöpsähti, ja todennäköisesti olisi aiheuttanut polttoainekanavien halkeamisia ja suuriakin paikallisia vuotoja, ehkä jopa niin suurta ylikuumentumista että paikalliset kiinailmiöt olisivat olleet mahdollisia.
Mutta ilman grafiittikärkien _yhtäaikaista_ insertointia ei tuo satojen tonnien kansi olisi ikinä lähtenyt sijoiltaan ja koko episodi olisi ollut rajattu paikallinen tragedia, parin palstan uutinen.
Nopean reaktorin lämpötilan vaikutuksesta reaktiivisuuteen:
radiaalinen laajentuminen n. 0.4c / K
aksiaalinen laajentuminen n. 0.1c / K
doppler n. 0.1c / K
Lasketaan konservatiiviseti, 0.5c / K
Silloin jos operoidaan vähintään 200 K jäähdytysaineen (suola tai metalli) kiehuuntumispisteen alapuolella, tulee lämpötilan vaikutusta kokonainen dollari ennenkuin mitään dramaattista tapahtuu. 100 K kuitenkin puoli taalaa.
Lyijyä jäähdyttimenä käytettäessä tätä marginaalia on ainakin 500 K käytössä. Suolajäähdytteisissä ehkä hieman vähemmän, mutta 200 K pitäisi olla aina.
Tuo on niin iso vaikutus, että suola ja nestejäähdytteisiä voidaan ajaa täysin passiivisessa tilassa, sen jälkeen kun tavoitetila on aseteltu ohjaussauvoilla jne.
Toisin sanoen ytimen tehoa voidaan puhtaasti säätää 0% - 100% välillä yksinkertaisesti säätämällä ytimestä siirrettyä lämpötilaa ja sitä kautta ulos otettua tehoa.
Ylikuumentuessaan reaktio yksinkertaisesti sammuu tai saavuttaa alhaisen tehon tasapainon, missä ytimestä passiivisesti vuotava lämpö vastaa tuotettua tehoa.
Tuon yksinkertaisempaa ohjausjärjestelmää ei oikein voi ollakaan. Kun vielä varalla on se worst case öljyproppu pohjassa, on tuo kyllä niin vyö ja henkselit varmistettu kuin voi olla.
Avain kaikkeen on veden pitäminen pois ytimestä. Se on kaiken ydin.
radiaalinen laajentuminen n. 0.4c / K
aksiaalinen laajentuminen n. 0.1c / K
doppler n. 0.1c / K
Lasketaan konservatiiviseti, 0.5c / K
Silloin jos operoidaan vähintään 200 K jäähdytysaineen (suola tai metalli) kiehuuntumispisteen alapuolella, tulee lämpötilan vaikutusta kokonainen dollari ennenkuin mitään dramaattista tapahtuu. 100 K kuitenkin puoli taalaa.
Lyijyä jäähdyttimenä käytettäessä tätä marginaalia on ainakin 500 K käytössä. Suolajäähdytteisissä ehkä hieman vähemmän, mutta 200 K pitäisi olla aina.
Tuo on niin iso vaikutus, että suola ja nestejäähdytteisiä voidaan ajaa täysin passiivisessa tilassa, sen jälkeen kun tavoitetila on aseteltu ohjaussauvoilla jne.
Toisin sanoen ytimen tehoa voidaan puhtaasti säätää 0% - 100% välillä yksinkertaisesti säätämällä ytimestä siirrettyä lämpötilaa ja sitä kautta ulos otettua tehoa.
Ylikuumentuessaan reaktio yksinkertaisesti sammuu tai saavuttaa alhaisen tehon tasapainon, missä ytimestä passiivisesti vuotava lämpö vastaa tuotettua tehoa.
Tuon yksinkertaisempaa ohjausjärjestelmää ei oikein voi ollakaan. Kun vielä varalla on se worst case öljyproppu pohjassa, on tuo kyllä niin vyö ja henkselit varmistettu kuin voi olla.
Avain kaikkeen on veden pitäminen pois ytimestä. Se on kaiken ydin.
Kun lukee esimerkiksi engl. Wikipedian kuvauksen tapahtumista, jotka liittyivät pääräjähdykseen, niin vaikka säätösauvoihin liitetyt grafiittiosuudet mursivat tapahtuman aluksi kamelin selän ja saivat jopa satakertaisen tehon aikaan, lopullinen katastrofi syntyi, kun jäähdytysvesi purskahti reaktorin putkistoista paineen ne rikottua ja vesi korvautui putkissa höyryllä. Reaktorin void coefficient nyt sattui olemaan rakenteesta johtuen positiivinen (tätähän yleensä pyritään reaktorisuunnittelussa kaikin keinoin välttämään) ja syntynyt neutroneja imevän veden yhtäkkinen ryöpsähdys veks teki reaktorista käytännössä laukeavan ydinpommin.