Сироты способ осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной



Сироты способ осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной
Сироты способ осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной
Сироты способ осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной
Сироты способ осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной
Сироты способ осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной
Сироты способ осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной
Сироты способ осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной
Сироты способ осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной
Сироты способ осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной

 


Владельцы патента RU 2496158:

Сирота Владимир Анатольевич (RU)

Заявленное изобретение относится к способу осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной. В заявленном способе взрывная реакция осуществляется путем периодического взрывания заряда внутри прочного герметичного корпуса, принимающего образуемую от взрыва энергию, которую отводят из корпуса для ее дальнейшего использования. Взрывание заряда производят внутри массивного металлического тела, расплавляемого в результате взрыва, при этом образующийся внутри герметичного корпуса расплав металла периодически выпускают, освобождая корпус для следующего цикла взрывной реакции. Техническим результатом является возможность оптимизации размеров установок для осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной. 9 ил.

 

Изобретение относится к энергетике.

Известно решение получения энергии в котлах взрывного сгорания - см. «НАУКА И ЖИЗНЬ», №7, 2002 год. Главной целью этого решения является получение практически неограниченного источника энергии, применяя для этого дейтерий. Дейтерий - изотоп водорода с одним "лишним" нейтроном в ядре - экологически чистое, дешевое и доступное в неограниченных количествах топливо, поскольку выделяется из обычной воды. В одной тонне воды его столько, что им можно заменить 250 тонн нефти. Соответственно и внимание к нему повышенное. Ученые из Российского федерального ядерного центра - Всероссийского научно-исследовательского института технической физики (РФЯЦ-ВНИИТФ) города Снежинска (ранее Челябинск-70) предлагают взрывать небольшие термоядерные заряды. По их убеждению, тем самым можно спасти мир от энергетического голода и экологической катастрофы. Снежинцы готовы спроектировать и построить энергоустановку взрывной дейтериевой энергетики (ВДЭ) - "котел взрывного сгорания" (КВС). Это такая железобетонная бочка диаметром около 150 и высотой 200 метров, толщина стенки - 35 метров. Внутри она облицована 20-сантиметровой сталью, а сверху засыпана грунтом толщиной более сотни метров. В этом сооружении, именуемом в проекте "КВС 10", внутри защитного слоя жидкого натрия с помощью дейтериевых взрывов мощностью до 10 килотонн тротилового эквивалента можно каждые полчаса получать 37 гигаватт тепловой энергии, что равноценно 25 миллионам тонн нефтяного эквивалента в год. Разработчики КВС, обосновывая это решение, ссылаются на известные факторы разумного и эффективного использования взрывных технологий, давно упредивших КВС не теоретическими выкладками и рассуждениями, а широкой и доказанной жизнью бесспорно выгодной и полезной практикой. Передвигаемся же мы на автомобилях, в чреве которых ежесекундно происходят десятки взрывов, создающих давление, намного большее, чем в КВС. Мощные взрывы для мирных целей тоже не новость. Разработке концепции взрывной дейтериевой энергетики предшествовало создание специалистами РФЯЦ - ВНИИТФ под руководством академиков Е.И. Забабахина, Е.Н. Аврорина и Б.В. Литвинова "чистых" дейтериевых зарядов. Ведь научно-технический потенциал института изначально был направлен не только на создание оружия. Для промышленного применения, например, были разработаны полтора десятка типов ядерных зарядов, девять из которых многократно использовались для сейсмозондирования и тушения газовых пожаров, захоронения ядовитых отходов и предотвращения взрывов метана в угольных шахтах, для многих других проектов. "Вскрышные" работы и "рыхление" полезных ископаемых потребовали создания зарядов с еще большей "чистотой" по образуемым радиоактивным "осколкам" (и они были созданы), чем требуется для работы КВС.

Однако весь комплекс беспрецедентно привлекательных и вроде бы, даже внеконкурентных преимуществ КВС, наталкивается на непреодолимую, прежде всего психологическую преграду, являющуюся всеобщим страхом перед ядерными и термоядерными взрывами. Поэтому можно смело утверждать, что в обозримой перспективе, только из-за этого фактора, бесполезно рассуждать о достоинствах КВС, где предполагается осуществлять взрывы мощностью, измеряемой десятками килотонн в тротиловом эквиваленте, что равноценно ежечасному повторению взрывов в Хиросиме и Нагасаки, вместе взятых. Если все же, попытаться рассуждать обо всех остальных тактико-технических и технологических особенностях КВС (что учеными и специалистами в общем-то проанализировано со всех возможных сторон), вывод о бесперспективности КВС в нынешнем столетии становится еще более весомым.

Уже несколько десятилетий ведутся поисково-исследовательские работы в диаметрально противоположном направлении (в отличие от КВС) решения проблемы управляемого термоядерного синтеза. В частности, речь идет об инерционном термояде. И вот наконец, нам сообщают, ЕСТЬ УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯД!!!

19.10.2010 newsland.ru. Впервые в мире осуществлена управляемая термоядерная реакция и получен коэффициент мощности 30!!!* Устройство для управляемой термоядерной энергии National Ignition Facility (NIF) получило самую Престижную Премию 2010 года за лучший научный проект. Национальное управление ядерной безопасности (NNSA) и Ливерморская национальная лаборатория (LLNL) объявили, что Национальная Установка управляемой термоядерной реакции (NIF) недавно завершила свой первый интегрированный эксперимент по управлению термоядерной реакцией. В тесте лазерная система с 192 лазерными лучами запустила 1 мегаджоуль лазерной энергии в криогенную слоистую капсулу из дейтерия и трития, получив на выходе энергию с фактором тридцать (выделение больше затраты в тридцать раз). Теперь NIF начинает свою следующую фазу работы для того, чтобы достигнуть еще более высоких результатов по выходу энергии. Установка имеет 30 метров высоты и такого же диаметра, расположена в здании общей площадью с три футбольных поля. Она фокусирует 192 сверхмощных луча ультрафиолетового лазера на маленькой бериллиевой капсуле диаметров около 2 мм, содержащей тяжелые изотопы водорода. Огромные температуры и давление, создаваемые внутри капсулы с помощью такого воздействия, сравнимы с условиями в недрах звезд. При этом запускается реакция слияния ядер атомов водорода с образованием ядер гелия. Во время такого слияния выделяется огромное количество энергии, равное энергетическому эквиваленту дефекта массы. Энергетический эффект такой реакции примерно в 100 раз превышает затраты на создание сверхмощного лазерного излучения. Машина продолжает физическую идеологию, идущую от американской Шивы, в которой лазерные радиальные лучи создавали «особую точку», имитирующую равномерное давление со всех сторон в недрах звезды. Фокусировкой лазерных лучей в NIF (что примерно можно перевести как Национальная программа управляемой термоядерной реакцией) во время короткого импульса к капсуле с топливом, находящимся в глубоком вакууме при температуре, близкой к абсолютному нулю, подводится от 1,8 до 4 мега джоуля энергии. Другими словами, за время в одну 20-миллиардную секунды к капсуле подводится мощность в 500 триллионов ватт. Этой мощности должно оказаться достаточно, чтобы мгновенно испарить оболочку капсулы, повысить температуру до 100 млн. градусов и создать взрывную волну, сжимающую пары дейтерия и трития. При этом плотность атомов водорода превосходит плотность свинца в 100 раз. В этих условиях начинается дозированная реакция синтеза атомов водорода в атомы гелия. Осуществляется термоядерный микровзрыв водорода объемом меньше спичечной головки с выходом 20 МДж термоядерной энергии (20 МДж - эквивалент энергии, потребляемой двумя миллионами 100-ваттных ламп накаливания в течение одной секунды). Машина способна подавать капсулы с ритмичностью нескольких капсул в час. Теперь вопрос о том, чтобы довести это количество до нескольких в секунду (для получения больших мощностей). Сборка гигантской лазерной установки, позволяющей добиться самого мощного лазерного излучения на Земле, заняла 12 лет. Значение этого события трудно переоценить. Разве что с появлением огня в жизни человека. Еще немного - и газ, нефть и уголь перестанут быть энергетическими монополистами, а вместе с ними перестанут быть таковыми и политические силы, оседлавшие их... Будем ждать перемен, и они - не за горами. Автор: Володя Черномор (Федоров)* Мощный рывок Запада в будущее.- Saturday, 16.10.2010.

Информация об успехе американцев широко и подробно обсуждается и анализируется учеными и специалистами. Причем, рекламный фактор в этой истории просматривается весьма четко. Не говоря уж о том, что надо оправдать и, тем более оправдывать дальнейшие многомиллиардные затраты на подобные научные утехи, которые только США и по карману. Однако прошел год после этого события, и первоначальный неописуемый восторг начинает тускнеть в свете критических выводов и заключений, которые сводятся в общем и целом к тому, с чего управляемый термояд начинался более 60 лет назад. Т.е. к тому, что привлекательная гениальной простотой идея последовательно и неумолимо превращается в неразрешимый клубок противоречий, из которого до сих пор нет реального выхода. А вышеизложенное достижение американцев, при более внимательном рассмотрении, превращается в супердорогую игрушку, отделенную от реальной промышленной энергетики непреодолимой пропастью с массой технических и технологических препятствий. Поэтому, когда звучит восторг от тридцатикратного превышения выхода энергии в сравнении с затраченной энергией на осуществление термоядерного синтеза в дейтериево-тритиевой горошине диаметром два миллиметра, нельзя забывать о том, во что обошлась вся гигантская установка из 192 лазеров. При том, что ритмичная и надежная работа этой установки в требуемом режиме (теперь вопрос о том, чтобы довести это количество до нескольких в секунду для получения больших мощностей), так вот, обеспечить надежную и эффективную работу мощнейших лазеров в таком режиме вряд ли удастся в нашем столетии, утверждают знающие люди. Причем, это лишь одно из множества пока непреступных научных, технических и технологических препятствий, возвращающих на круги своя восторг от достигнутого результата американцев в решении проблемы управляемого термояда. Так что поджигание термоядерной горошины в Ливерморской национальной лаборатории ничуть не прибавляет оптимизма в решении проблемы неограниченного получения энергии из дейтерия. Ибо, в сравнении с осуществляемым ныне проектом ИТЕРА, рассчитанным на несколько десятилетий и при этом не гарантирующим успех в 21 веке (о чем сказано учеными и специалистами более чем достаточно), так вот американская термоядерная горошина, по мнению опять же знающих предмет экспертов, еще менее обнадеживает человечество. Хотя естественно, только время и результаты будущих исследований и разработок в этой теме дадут окончательный вывод, подтверждая или опровергая нынешние прогнозы.

Однако мы не желаем ждать результатов поисков и исследований минимум несколько десятилетий, в течение которых будет продолжаться спор относительно перспективности или же полного краха имеющихся способов решения проблемы управляемого термоядерного синтеза.

Техническим результатом изобретения является решение этой задачи.

Технический результат достигается тем, что в способе осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной, путем периодического взрывания заряда внутри прочного герметичного корпуса, воспринимающего на себя и в себя принимающего образуемую от взрыва тепловую энергию, которую отводят из корпуса для ее требуемого использования, согласно изобретению, взрывание заряда производят внутри массивного металлического тела, расплавляемого в результате этого взрыва, при этом образующийся расплав металла внутри герметичного корпуса периодически выпускают из этого корпуса, освобождая его для следующего цикла взрывной реакции.

Сущность изобретения и его позитивность поясняются чертежом, представленным на девяти фигурах. Начнем с первых трех фигур, на которых изложена главная особенность предлагаемого решения. Принципиальная последовательность процедур этого решения следующая.

Имеется прочный герметичный корпус 1, внутри которого устроено гнездо 2 с выпускным каналом 3 из него. Внутрь гнезда 2 помещается массивное металлическое тело 4 с размещенным внутри него взрывным устройством 5. Тип взрывного устройства может быть любым, об этом еще скажем особо. Предназначение взрывного устройства полностью аналогично выше представленным решениям, где образовавшаяся после взрыва тепловая энергия должна быть воспринята и принята жестким корпусом, внутри которого производится взрыв. Но в нашем решении особенность этой известной технологической процедуры состоит в том, чтобы преимущественное восприятие энергии взрыва должно осуществляться массивным металлическим телом 4. Это восприятие должно быть таким, чтобы после взрыва теплота от этого взрыва была израсходована на расплавление тела 4, и такое расплавление, которое будет превышать температуру плавления максимально возможным образом. Т.е. речь о том, чтобы максимально повысить температуру расплава тела 4, не доводя его до кипения, что исключает испарение металла, которое повышало бы давление в объеме гнезда 2.

Рассмотрим подробнее, что происходит в нашем способе. Для этого оперируем более конкретными факторами, участвующими и возникающими в этом решении. В частности, принимаем, например, следующие условия.

Тело 4 выполнено из свинца в форме куба объемом один метр кубический, хотя оно может иметь любую другую форму, например цилиндра и пр. Итак, имеем свинцовое тело 4 массой 11340 килограммов. Температура плавления 327, температура кипения 1750 градусов Цельсия. Принимаем температуру расплава свинца после взрыва взрывного устройства 5 величиной 1500 градусов Цельсия. Чтобы обеспечить получение такого расплава, требуется затратить 510300000 калорий теплоты. Это обеспечивает термоядерная реакция синтеза дейтерия массой 2,87 грамма что соответствует теплотворной способности 17860 килограмм нефти. Таким образом, получаем расплав свинца температурой 1500 градусов Цельсия, который в свою очередь передает эту тепловую энергию корпусу 1, от которого осуществляется отбор теплоты любым известным технологическим приемом, с дальнейшим использованием этой тепловой энергии для требуемой надобности. Например для получения водяного пара, который будет вращать турбины ТЭС, либо для получения горячей воды, используемой для отопления и горячего водоснабжения зданий любого предназначения. От этого будет зависеть минимальная температура расплава 4, при которой его следует выпускать через выпускной канал 3 из корпуса 1, заполняя затем его следующим свинцовым телом 4 для осуществления очередного вышеописанного технологического цикла. Из расплава 4, выпущенного из корпуса 1, в процессе и после требуемого остывания этого расплава изготавливается новое тело 4, загружаемое в корпус 1. Мы изложили более подробно и проиллюстрировали в конкретных численных параметрах предлагаемый способ термоядерного процесса, позволяющий (в отличие от существующих способов) обеспечить главные позитивы термоядерного синтеза, устраняя вышеизложенные негативы известных технологий этого энергетического процесса. Представленные соображения характеризуют главную суть предлагаемого решения, которое (как любое новое дело) требует необходимых и достаточных поисковых разработок и исследований. Но все эти разработки и исследования являются прежде всего задачей оптимального выбора наиболее целесообразных и эффективных комплексных сочетаний уже накопленных и изученных технологических и конструктивных научно-инженерных разработок, требующихся для реализации нашего способа. Что однако не только не исключает, но и наиболее вероятно предполагает появление новых решений, которые потребуют соответствующей патентной защиты. Это касается не только потенциала интеллектуальной деятельности научно-инженерного сообщества всего мира, но относится и к нашим планам продолжения данной тематики, являющейся наиболее актуальной и все более важной в глобальном масштабе.

Например, остается весьма важным вопрос относительно того, что собой должно являть взрывное устройство 5. Высказываемся на этот счет самым общим образом, ссылаясь на достигнутый уровень разработок в этой сфере. В частности, когда мы уходим от масштабов КВС, требующих заряды порядка 10 килотонн, и в то же время позволяем наиболее просто и удобно пользоваться зарядами многократно более, чем американская термоядерная горошина, следует отдавать себе отчет в том, о каких же реально существующих зарядах в нашем способе может и должна идти речь. Чтобы ничего не выдумывать от себя, проиллюстрируем сегодняшнюю ситуацию рядом информации из Интернета.

В отличие от баллистических ракет, старты которых показывают по ТВ и которые даже возят по центральной площади страны для устрашения врагов, маленькие и незаметные тактические атомные бомбы являются одним из самых секретных видов оружия. И одним из самых опасных. Наличие ядерных мини-зарядов официальные лица признают с большой неохотой, хотя неофициальные источники утверждают: ядерные бомбы, помещающиеся в хозяйственную сумку, давно стали реальностью.

Вспомним физику. Чтобы произошел атомный взрыв, нужна критическая масса - масса, достаточная для возникновения цепной реакции распада ядер атомов вещества. Масса заряда (а следовательно и мощность взрыва) не может быть меньше критической. Вот критические массы для делящихся веществ: уран - 45 килограммов, плутоний - 11 килограммов, америций - 4 килограмма, калифорний - 3 грамма. Критмассу можно уменьшить сильным сжатием вещества, выбором формы заряда (оптимальная - шар), использованием дополнительного источника нейтронов (ядерного "запала"), отражателя нейтронов (например, оболочки из золота или бериллия) и, наконец, применением смеси разных делящихся веществ (например, плутония с калифорнием). Если выбрать в качестве боевого вещества плутоний или смесь урана или плутония с калифорнием, учесть габариты и вес электроники, источника нейтронов и другой начинки, то получится, что мини-бомба будет весить около 30 килограммов и помещаться в чемодан.

Из чистого америция можно создавать даже атомные гранаты, а из калифорния - атомные пули. Перспективы применения такого оружия поражают воображение - стандартный пистолет Макарова, снабженный атомными патронами, уничтожит городской квартал, а, опустошив магазин Калашникова, солдат сотрет с лица Земли небольшой городок.

В 1961 году на вооружение американских воздушно-десантных войск, а также диверсионных подразделений поступила система безоткатных гладкоствольных орудий «Дэви Крокет», включающая в себя легкое 120-мм орудие М28 и тяжелое 155-мм орудие М29. Оба они вели огонь снарядом ХМ-388 с ядерной боевой частью W-54Y1 мощностью 0,01 кт.

СССР на «Дэви Крокет» ответил созданием комплекса двух 230-мм безоткатных орудий «Резеда» на шасси БТР-60ПА. Неуправляемый надкалиберный твердотопливный реактивный снаряд 9М-24 мог лететь на шесть километров.

Однако перечисленными боеприпасами ядерные арсеналы ведущих держав не ограничились. Даже были созданы и испытаны ядерные заряды для… стрелкового оружия!

Новые пули предназначались не только для крупнокалиберных (12,7 и 14,3 мм) пулеметов, но и для 7,62-мм пулемета Калашникова ПКС. Возможно это стало благодаря использованию не традиционного для ядерных боеприпасов урана или плутония, а трансуранового элемента калифорния и именно его изотопа с атомным весом 252. Заряд этого вещества в виде заклепки или гантели находился в пуле, а сзади него располагался небольшой заряд взрывчатки. При попадании в цель специально разработанный детонатор инициировал взрывчатое вещество, оно сминало калифорний, и происходил взрыв. Также для компенсации значительно подросшей массы пули был разработан особый порох, который оставил баллистику пулемета неизменной.

Однако большим минусом подобного боеприпаса являлось его тепловыделение -ведь, чем меньше период полураспада радиоактивного элемента, тем больше он выделяет тепла. При нагреве пули с калифорниевым зарядом у последней ухудшались характеристики заряда взрывчатки, которая при сильном разогреве могла и детонировать. В связи с этим атомные патроны хранились в специальном холодильнике - толстой (15 см) медной плите с ячейками под патроны, между которыми по трубкам циркулировал жидкий аммиак. В связи с тем, что вся установка потребляла 200 ватт электроэнергии и весила около 110 килограммов, для ее перемещения требовался автомобиль или другое транспортное средство. Впрочем, если пуля находилась вне холодильника на протяжении 60 минут, она, по требованиям техники безопасности, подлежала обязательной утилизации. Во всех других случаях она либо возвращалась в холодильную установку, либо ею стреляли во врага. Однако из-за трудностей в эксплуатации и хранении, а главное - в синтезе калифорния, данный проект так и не получил развития.

Как видим, для реализации предлагаемого способа, военными в сущности уже разработаны и исследованы требуемые взрывные устройства. Более того, целесообразность и эффективность этих разработок для предлагаемого способа осуществления взрывной реакции практически полностью устраняет выше изложенные негативы и неудобства, с которыми приходится иметь дело военным. В самом деле, мы можем выбирать любой уровень мощности взрыва для наших мирных энергетических потребностей. Габариты взрывных устройств более чем приемлемы для нашей технологии. Причем, в отличие от военных, можем существенно повысить эффективность разработанных ими взрывных устройств. В частности, в сравнении с военными условиями, устраняя практически все затруднения доставки и размещения взрывного устройства в требуемое место (т.е. внутрь блока 4), имеем чрезвычайно важное преимущество. А именно, военное взрывное устройство можно применять в рациональном сочетании с термоядерными горошинами или с требуемым набором таких горошин, создавая эффективнейшие возможности для осуществления совместного взрывного действия, которое является миниатюризацией ядерно-термоядерного взрыва. Т.е. имеется в виду, что военные взрывные устройства, при соответствующем взаимодействии с термоядерными горошинами, или даже требуемой массы термоядерным зарядом, становятся инициирующим фактором для осуществления реакции термоядерного заряда.

В самом деле, представим, что в качестве запала термоядерной реакции принимаем миниатюрное военное ядерное устройство мощностью 0,01 килотонны тротила, т.е. 10 тонн тротила. Каким же можно принимать термоядерный заряд дейтерия? Допустим, принимаем его такой же мощности 10 тонн. Итого, общая мощность взрывного устройства составляет 20 тонн в тротиловом эквиваленте. Каким должно быть свинцовое тело 4, чтобы справиться с тепловой энергией указанного 20-ти тонного тротилового эквивалента и превратить это тело в расплав температурой 1500 градусов Цельсия? Оказывается необходимо изготовить свинцовое тело в форме куба с размером грани, равной 3,25 метра, внутри которого будет размещено выше указанное взрывное устройство мощностью 20 тонн тротилового эквивалента. В конструктивном и технологическом отношении, вполне осуществимая задача без всяких сложностей и тем более, нежелательных и обременяющих факторов, типа гигантских конструктивных нагромождений для взрыва крохотной американской термоядерной горошины, превращающих всю затею термоядерного синтеза в многократно убыточное мероприятие.

Рассуждая о нашем способе осуществления взрывной реакции, нельзя умолчать о проблемах создания прочного корпуса 1, внутри которого это осуществление происходит. Чтобы исключить сомнения и даже попытки усомниться в позитивном решении этого устройства, адресуем вероятных оппонентов к вышеупомянутым решениям как KBС, так и американского монстра-реактора, в котором осуществляется термоядерная реакция двухмиллиметровой капсулы. Ибо, в нашем способе, сама его научно-инженерная концепция устраняет причины, определяющие циклопичность аналога и прототипа. Так как в нашем решении, в отличие от КВС и американского реактора, обеспечивается технологический оптимум, устраняющий вопиющую нерациональность и нецелесообразность всех известных попыток подобраться к управляемому термоядерному синтезу. Приведенный численный анализ можно продолжить в любую сторону - либо уменьшая параметры металлического тела 4, либо их увеличивая. И это совершенно не создает труднорешаемых, и тем более не решаемых задач. Более того, мы рассуждали на примере свинца. Если же обратиться к другим металлам, типа алюминия, меди, железа и других, предлагаемое решение может быть еще более эффективным и компактным. Что касается безопасности, так здесь вообще отсутствуют причины, чтобы выходить за рамки уже существующих и массово функционирующих энергетических объектов типа ТЭС, работающих на органических энергоносителях, не говоря уже об АЭС.

Все сказанное, однако, не низводит предлагаемый способ до примитивизма и упрощенства, как не являются примитивными и упрощенными традиционные ТЭС и АЭС. Так что создание надежного и безопасного корпуса 1, это задача большой науки и высокой технологии, требующая осознания и применения всего наилучшего и эффективнейшего в области энергетики с выполнением серьезнейших поисковых разработок и исследований. Взять, к примеру, фактор создания в корпусе 1 расплава металла, температура которого значительно превышает температуру плавления этого металла. Решалось ли до сих пор нечто подобное? Да еще в такой постановке задачи! Смеем утверждать - не решалось. Утверждаем также, что предлагаемое решение расплавления тела 4 внутри корпуса 1 направляет львиную долю энергии взрыва взрывного устройства 5 именно на расплавление и на нагрев металла тела 4, что соответственно уменьшает силовое воздействие этого взрыва на конструкцию корпуса 1. Сказанное, однако, не устраняет полностью силовое воздействие этого взрыва на корпус. Поэтому выяснение этих обстоятельств и особенностей должно явиться главной целью предстоящих поисковых разработок и исследований. Но в любом случае, можно гарантировать максимальную надежность и безопасность такого корпуса. Ибо мы не выходим за рамки достигнутого научно-инженерного уровня, создания конструкций, работающих в условиях высоких давлений и температур. Более того, наш способ благоприятствует работе таких конструкций, так как обеспечиваются наиболее благоприятные условия отвода теплоты от корпуса 1, применяя при этом традиционные теплоносители, главным из которых была и остается вода. Так что температурный режим корпуса 1 можно обеспечить в любом требуемом режиме, когда эксплуатационная безопасность корпуса 1 является максимальной за счет максимальной эффективности отвода от него теплоты расплава 4. Вопрос материалов, требующихся для сооружения предлагаемого технологического комплекса, не обсуждаем, считая, как уже было отмечено, что достигнутый уровень научно-инженерных разработок и исследований в области энергетики позволяет решать эту проблему наиболее целесообразным и эффективным образом.

Мы рассмотрели главные технологические особенности предлагаемого способа на примере схемы, представленной на фиг.1, фиг.2 и фиг.3. Однако показанный технологический принцип имеет множество вариантов его осуществления с соответствующим использованием для этого требуемого конструктивного обеспечения. Один из таких вариантов показан на фигурах 2, 3 и 4. Смысл этого варианта состоит в том, что корпус 1 выполнен в комплексе с камерой 6, имеющей выводной из нее канал 7. Работа корпуса 1 полностью осуществляется по схеме, выше изложенной и иллюстрированной на фигурах 1, 2 и 3. Но в данном варианте, корпус 1 выполнен с камерой 6 как единый конструктивный объект, и при этом внутреннее пространство корпуса 1 соединено с внутренним пространством камеры 6 каналом 3, позволяющим расплав из корпуса 1 самотеком выводить в камеру 6. Т.е. заполнение камеры 6 расплавом 4 увеличивает аккумуляцию теплоты, получаемую от взрывания взрывного устройства 5. Что, в свою очередь, упрощает и повышает эффективность дальнейшего использования этой теплоты, так как многократно расширяются конструктивные и технологические возможности осуществления этого важнейшего процесса, каким является общая процедура движения получаемой теплоты от корпуса 1 к дальнейшим потребителям получаемого энергетического ресурса. Еще более важным в этом важнейшем преимуществе представленного варианта является то, что появление в технологической схеме камеры 6 позволяет многократно увеличить пропускную способность корпуса 1, являющегося генератором тепловой энергии. Все вместе взятое многократно увеличивает мощность представленного технологического комплекса генерации тепловой энергии, параметры и конструктивное развитие которого аналогичным образом можно увеличивать требуемым образом.

В частности, это показано на фигурах 7, 8 и 9, где камера 6 выполнена из двух секций, соединенных между собой каналом 7. Этот технологический вариант полностью сохраняет главные особенности предлагаемого способа, выше иллюстрированного на фигурах 1, 2, 3, 4, 5 и 6. Но указанные позитивы способа значительно возрастают, за счет возможности более полного и рационального использования тепловой энергии, заключенной в расплаве 4. Речь о том, что расплав 4 можно охлаждать самым эффективным образом, понижая его температуру до уровня температуры плавления, окончательно выпуская расплав из представленного технологического устройства через канал 8. Т.е. создается система сообщающихся сосудов расплавленного металла, где не только обеспечиваются максимально благоприятные и максимально эффективные возможности отбора теплоты из этого расплава, но и созданы условия, когда, для сохранения требуемой герметичности всей конструктивно-технологической системы предлагаемого способа можно создавать каналы для прохождения расплавленного металла в этой системе, не требующей специальных запорных устройств. Причем показанные каналы 3, 7 и 8 - это лишь частный случай для иллюстрации принципа предлагаемого способа, и варьирование их устройства практически не ограничено, как в целом не ограничены возможности общего конструктивного оформления предлагаемого способа генерации тепловой энергии. Что касается технологического и конструктивного решения периодического заполнения корпуса 1 массивным металлическим телом 4, этот фактор не излагаем и не анализируем, считая (как и по другим конструкторско-технологическим обстоятельствам) более чем достаточным сегодняшний научно-инженерный уровень, гарантирующий рациональное и эффективное решение этой задачи.

Завершая изложение существенных особенностей предлагаемого способа, повторяем утверждение о том, что в этом решении могут и должны быть использованы все новейшие научно-инженерные достижения, обеспечивающие реализацию предлагаемого способа с наибольшей эффективностью. Например, излишне даже напоминать, что предлагаемая технология может и должна быть полностью автоматизирована на основе существующих информационных возможностей. Не говоря уже о том, что следствием и главнейшим требованием этой автоматизации является несравнимая со всеми видами ТЭС и АЭС экологическая безопасность, устраняющая отходы генерации тепловой энергии. Оппоненты будут утверждать, что миниядерные и ядерно-термоядерные заряды нельзя считать безотходными. Но количество этих отходов на много порядков меньше в сравнении с традиционными технологиями, и совершенно понятно, что экологическое обезвреживание этого минимума вредностей решаемо уже сегодня, учитывая уровень разработок и исследований трансмутации ядерных материалов. В этой связи обязаны повториться, что предлагаемая технология является отправным пунктом дальнейшего ее развития и совершенствования, в результате чего может вообще не остаться даже указанного минимума радиоактивных осложнений и тем более опасностей. В частности, речь идет о совершенствовании взрывного процесса внутри корпуса 1. Т.е. в идеале стремление к тому, чтобы термоядерный синтез осуществлялся в чистом виде при абсолютном отсутствии каких-либо инициирующих ядерных взрывных компонентов. Понятно, что предлагаемая технология генерации тепловой энергии предполагает и обеспечивает создание и сооружение принципиального нового типа тепловых электростанций, позитивы и беспрецедентные преимущества которых нет надобности специально излагать. Не менее важно, что наше решение вполне пригодно для реконструкции уже существующих электростанций, как ТЭС, так и АЭС.

Подводя итог всего сказанного и повторяясь в очередной раз, особо подчеркиваем и утверждаем, что данная работа открывает принципиально новое направление в энергетике и будет дополнена новыми технологическими и конструкторскими находками, требующими их патентной защиты. Что и будет сделано в ближайшем будущем. Необходимо также подчеркнуть не менее важный фактор, касающийся типа взрывного устройства 5, расплавляющего внутри корпуса 1 металлическое тело 4, в результате чего это тело превращается в металлический расплав 4. В частности, повторно обращаем особое внимание на название изобретения.

Способ осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной. Это значит, как было уже отмечено, что тип взрывного устройства и вид взрывчатого вещества может быть разный. Ибо, технологическая позитивность предлагаемого способа сохраняется при любом виде взрывного устройства или применяемого в нем взрывчатого вещества. Другое дело, что выбор такого устройства и соответственно взрывчатого вещества должны приниматься с обеспечением максимальной эффективности со всех возможных точек зрения. Именно поэтому предлагаемый способ осуществления взрывной реакции не ограничен только ядерной или термоядерной реакцией, полагая, что не исключаются ситуации, когда возможно создание взрывных устройств, по целому ряду соображений не менее эффективных и целесообразных, чем применение ядерных или термоядерных взрывных устройств. Соответствующие поисковые проработки в этом направлении производятся и они также будут представлены для патентной защиты.

И в завершение важное обстоятельство.

Предлагаемое решение так же, как и рассмотренные аналог и прототип, предусматривают однообразную технологическую последовательность осуществления взрывной реакции. Понятно, что частота этих взрывов зависит от множества факторов, принимаемых при разработке соответствующего проекта, в котором главным параметром является мощность создаваемого теплогенерирующего объекта. Так вот, в этом отношении предлагаемое решение обладает чрезвычайным и беспрецедентным преимуществом. Преимуществом в том смысле, что обеспечивается возможность выбора наиболее рациональной и эффективной цикличности осуществления предлагаемого способа. Ни аналог, ни прототип совершенно не обладают этим качеством, ибо они завязаны на гигантомании, варьировать работу которой практически невозможно. Не говоря уже, что такого рода энергетические гиганты обладают колоссальной инерционностью, которая будет держать в энергетических тисках всю экономику, пользующуюся энергией подобных монстров. В нашем случае, энергетическая гибкость предлагаемой технологии ничем не ограничивается. Ибо, даже создавая любой мощности энергетический объект, его можно сооружать из требуемого количества блоков, непосредственно генерирующих тепловую энергию. Поэтому применимость и возможность распространения предлагаемого решения может варьироваться от самых малых энергетических потребностей, имеющихся в любых экономических условиях, до неограниченных запросов крупнейших социальных и производственных потребителей.

Способ осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной, путем периодического взрывания заряда внутри прочного герметичного корпуса, воспринимающего на себя и в себя принимающего образуемую от взрыва тепловую энергию, которую отводят из корпуса для ее требуемого использования, отличающийся тем, что взрывание заряда производят внутри массивного металлического тела, расплавляемого в результате этого взрыва, при этом образующийся расплав металла внутри герметичного корпуса периодически выпускают из этого корпуса, освобождая его для следующего цикла взрывной реакции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к способу снаряжения фольгой оболочки тепловыделяющего элемента и устройству для его осуществления, и может быть использовано в процессе изготовления твэлов.

Изобретение относится к высокотемпературной ядерной энергетике и может быть использовано для реновации блоков с органическим топливом. .

Реактор // 2475870
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве моноблочных корабельных высоконапряженных ядерных энергетических устройств (ЯЭУ) большой единичной мощности.

Изобретение относится к области атомной энергетики и может быть использовано в реакторах типа ВВЭР с активной зоной на основе микротвэлов, включающих тепловыделяющие сборки с поперечным течением теплоносителя.

Изобретение относится к эксплуатации главного циркуляционного насоса (ГЦН) в составе реакторной установки с интегральной компоновкой бассейнового типа, охлаждаемой тяжелым жидкометаллическим теплоносителем.

Изобретение относится к реакторостроению, в частности к конструкциям топливных пучков (14) активной зоны (10) ядерного реактора. .

Изобретение относится к ядерной энергетике в области обеспечения теплоснабжения и может быть использовано при создании атомных станций малой мощности для обслуживания трубопроводных транспортных систем нефтепродуктов.
Изобретение относится к созданию энергетических ядерных реакторов нового поколения на быстрых нейтронах, активная зона которых представляет собой расплавленные смеси хлоридов, содержащих делящиеся изотопы непосредственно контактирующими с жидким теплоносителем -расплавленным свинцом. Предложен способ очистки свинцового теплоносителя энергетического реактора с активной зоной в виде солевого расплава. Выводимый из контура теплоносителя ядерного реактора свинец, загрязненный радионуклидами деления (изотопами ниобия, молибдена, технеция, рутения, родия, палладия и серебра), подвергают двукратной электролитической очистке с использованием биполярного свинцового электрода и электролита (хлорид натрия - хлорид свинца с мольным отношением 1:2) при температуре 460-470°C с анодной плотностью тока, не превышающей 0,2 А/см2. Изобретение позволяет очистить свинец от растворимых в нем примесей и от нерастворимых шламов без предварительной операции фильтрования.

Группа изобретений относится к конструктивным элементам активной зоны ядерного реактора. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора выполнена с обеспечением возможности расширения содержащегося в ней ядерного топлива. Тепловыделяющая сборка ядерного реактора включает оболочку, стенки которой герметично закрывают пену ядерного топлива, включающую множество взаимосвязанных открытых полостей или множество закрытых полостей. Полости предоставляют возможность расширения пены в сторону полостей; данное расширение может быть обусловлено выработкой тепла и/или образованием газообразных продуктов деления. Полости сжимаются или уменьшаются в объеме при расширении пены. Давление на стенки оболочки существенно снижается из-за того, что пена расширяется в сторону или даже внутрь полостей, а не в сторону стенок оболочки. Таким образом, полости обеспечивают пространство, в которое может расширяться пена. Технический результат - снижение вероятности выхода продуктов деления в теплоноситель. 7 н. и 147 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в интегральных водо-водяных ядерных реакторах. Интегральный водо-водяной ядерный реактор содержит корпус (1) с составной крышкой, состоящей из центральной части (2) и кольцевой периферийной части (3). В полости корпуса (1) установлены секции (5) парогенератора с трубопроводами (6) пара и воды, проходящими через отверстия, выполненные в кольцевой периферийной части (3) крышки. Между крышкой и секциями (5) парогенератора установлена плита (7) с обечайкой (8). Обечайка (8) установлена на плите (7) и соединена с ней неразъемно, а с кольцевой периферийной частью (3) крышки - разъемно. Плита (7) выполнена с отверстиями, при этом секции (5) парогенератора верхней частью установлены в упомянутых отверстиях и разъемно соединены с плитой (7). Техническим результатом изобретения является улучшение прочностных свойств реактора за счет уменьшения концентраторов напряжения в крышке, а также сокращение времени проведения монтажных и демонтажных работ при одновременном повышении качества их выполнения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ядерным реакторам для производства изотопов. Реактор содержит бак, заполненный теплоносителем и разделенный герметичной вертикальной перегородкой на бассейн реактора, в котором размещены активная зона и оборудование реактора, и бассейн хранилища, в котором размещены устройства для хранения свежих и отработавших тепловыделяющих сборок и облучательных устройств. В нижней части вертикальной перегородки выполнена ниша, обращенная к бассейну реактора и открытая со стороны бассейна хранилища, в которой размещен перегрузочный барабан, установленный с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Барабан снабжен по меньшей мере тремя вертикальными ячейками, а в потолке ниши выполнено сквозное загрузочное отверстие. Технический результат - возможность перегрузки изотопной продукции и слитков кремния на работающем реакторе как в штатном, так и в аварийном режимах. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в ядерных реакторах на быстрых нейтронах с нитридным топливом и жидкометаллическим теплоносителем. Способ эксплуатации ядерного реактора осуществляют в замкнутом топливном цикле с переходом в течение нескольких кампаний к работе на нитридном уран-плутониевом топливе в равновесном режиме. В качестве топлива стартовой загрузки используют нитрид обогащенного до 12,5-14 процентов урана, в который вводят нептуний в количестве от 1,5 до 3 процентов от массы тяжелых атомов топлива. Нитрид обогащенного урана содержит изотоп 15N в количестве не менее 80 процентов от общего количества азота. В каждой последующей загрузке содержание изотопа 15N в нитриде смеси топлива уменьшают на 10-30 процентов по сравнению с предыдущим количеством до достижения его природного значения. Техническим результатом является уменьшение массы загружаемого топлива при старте до массы уран-плутониевого топлива равновесного состава, что позволяет исключить корректировку критической массы топлива в переходный период. 2 ил.

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в ядерных реакторах на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем. Способ эксплуатации ядерного реактора на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем осуществляют в замкнутом топливном цикле с переходом в течение нескольких кампаний к работе на уран-плутониевом топливе. В качестве стартовой загрузки используют обогащенное в пределах от 13 до 15 процентов урановое топливо, в которое дополнительно вводят америций в количестве от 2 до 6 процентов от массы тяжелых атомов топлива. Последующие загрузки в переходный период производят топливом, регенерированным из собственного отработанного ядерного топлива с добавкой обедненного урана. Техническим результатом является уменьшение массы загружаемого топлива при старте и в переходный период при одновременном сохранении мощности и изменении реактивности по кампаниям в пределах эффективной доли запаздывающих нейтронов, что позволяет корректировать критическую массу топлива в переходный период путем минимального изменения конструкции активной зоны, а именно уменьшением ее высоты до проектной, предназначенной для работы реактора на уран-плутониевом топливе в равновесном режиме. 2 ил.

Изобретение относится к области преобразования ядерной энергии. Реакторно-лазерная установка с прямой накачкой осколками деления состоит из подкритического лазерного блока с активным веществом (1) и запального импульсного ядерного реактора, окруженного подкритическим лазерным блоком. Активное вещество (1) включает лазерную среду (4), не пороговый делящийся ядерный материал (7) и замедлитель (3) нейтронов. Запальный импульсный ядерный реактор состоит из активной зоны, содержащей делящийся ядерный материал, и модулятора реактивности (5). В качестве делящегося ядерного материала в запальном импульсном ядерном реакторе используют пороговый делящийся ядерный материал (9). В подкритическом лазерном блоке в качестве не порогового делящегося ядерного материала (7) используют, например, уран-233, уран-235, плутоний-239. В запальном импульсном ядерном реакторе в качестве порогового делящегося ядерного материала (9) используют, например, нептуний-237, плутоний-240 и, по меньшей мере, одну активную зону. Технический результат состоит в повышении энергии и мощности импульса накачки лазерной среды. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к водо-водяным ядерным реакторам на тепловых нейтронах. Способ экспериментального исследования перемешивания теплоносителя в действующем ядерном реакторе заключается в том, что системой аварийного ввода бора на любом уровне мощности, в одной или более петлях создают слабую неравномерность в распределении индикатора, который играет роль температурного индикатора до входа в реактор, а в активной зоне - нейтронно-поглощающего индикатора. При этом используют комплекс штатных систем нейтронного и температурного мониторинга на участках циркуляционного контура: до входа в реактор и активную зону, в активной зоне и до выхода из реактора. Для исключения искажений и флуктуации зарегистрированных сигналов применяют обработку малых возмущений сигналов систем мониторинга. Технический результат - возможность проведения исследования непосредственно в процессе нормальной эксплуатации реактора или при вводе его в эксплуатацию. 20 ил.

Изобретение относится к ядерным реакторам на быстрых нейтронах. Реактор 1 содержит корпус 7 реактора, вмещающий активную зону 2 и теплоноситель 21; опорную решетку 13 активной зоны и перегородку 6, расположенную на опорной решетке, которая тянется вверх и окружает активную зону 2 с боковой стороны. Между внутренней поверхностью корпуса 7 реактора и перегородкой 6 расположен промежуточный теплообменник 15, сконфигурированный для охлаждения теплоносителя 21 первого контура, и электромагнитный насос 14, сконфигурированный для нагнетания охлажденного теплоносителя 21 первого контура. Нейтронный защитный экран 8, поддерживаемый верхней опорной плитой 29 сверху, расположен ниже электромагнитного насоса 14. Верхняя опорная плита 29 имеет проем 29а. Между выпуском 14b электромагнитного насоса 14 и верхней опорной плитой 29 расположен механизм 17 направления теплоносителя, сконфигурированный для направления нагнетаемого теплоносителя 21 первого контура из электромагнитного насоса 14 к нейтронному защитному экрану через проем 29а верхней опорной плиты 29. Технический результат - повышение герметичности по теплоносителю первого контура и упрощение ремонтопригодности. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в ядерных реакторах на быстрых нейтронах с нитридным топливом и жидкометаллическим теплоносителем. Способ эксплуатации ядерного реактора на быстрых нейтронах с нитридным топливом и жидкометаллическим теплоносителем осуществляют в замкнутом топливном цикле с переходом в течение нескольких кампаний к работе на нитридном уран-плутониевом топливе в равновесном режиме. В качестве топлива стартового загрузки используют нитрид обогащенного урана, в который вводят плутоний в количестве от 2 до 4 процентов от массы тяжелых атомов топлива. Нитрид обогащенного урана содержит изотоп 15N в количестве не менее 80 процентов от общего количества азота. В каждой последующей загрузке содержание изотопа 15N в нитриде смеси топлива уменьшают на 10-30 процентов по сравнению с предыдущим количеством до достижения его природного значения. Техническим результатом является уменьшение массы загружаемого топлива при старте до массы уран-плутониевого топлива равновесного состава, что позволяет исключить корректировку критической массы топлива в переходный период. 2 ил.
Наверх