Ядерные реакторы

Термохимический процесс получения водорода из воды использует цикл реакций с химически активными соединениями, например, соединениями брома или йода, и проводится при высокой температуре. Требуется несколько стадий — обычно три, чтобы выполнить полный процесс. Предложено и рассматривается несколько сотен возможных циклов. В ведущих странах мира этому процессу уделяется особое внимание как потенциально наиболее эффективной технологии производства водорода из воды с помощью ВТГР. Такой цикл может быть построен и на базе ПКМ, поскольку при паровой конверсии метана половина водорода производится не из метана, а из воды. Довести в этом цикле долю водорода, получаемого расщеплением воды, до 100% и, тем самым, полностью избежать расхода метана можно, если получать в качестве промежуточного продукта метанол с последующим электрохимическим восстановлением метана, возвращаемого в голову процесса. Подобное развитие технологии по отношению к связке «ВТГР-ПКМ» может стать рентабельным при росте цен на природный газ свыше 120-150 долл./1000 нм3.

Ядерный реактор может производить тепловую энергию, различные виды излучения и новые химические элементы, пресную воду, но в зависимости от назначения данного реактора лишь одна (редко две) из этих функций реализуется полностью. В последние годы возникла тенденция к увеличению КПД не только основной функции ядерного реактора, но и его дополнительных возможностей. Таким образом, происходит постепенное совмещение функций ядерного реактора с другими производствами. Так, основной силовой цикл АЭС - производство электроэнергии, но реакторы АЭС могут так же вырабатывать тепловую энергию, становясь атомными теплоэлектроцентралями, а высокотемпературные реакторы, главное назначение которых - получение энергоносителей, могут давать еще и электроэнергию. Реакторы на быстрых нейтронах

В США венгерским ученым Л.Сцилардом в январе 1943 была высказана идея о расширенном воспроизводстве ядерного горючего. Первый промышленный бридер — экспериментальный реактор (тепловая мощность 0,2 МВт) был введен в действие 20.12.1951 в ядерном центре в Айдахо, США.

Разрабатываются проекты реакторов с температурой отходящих газов до 1000оС; эти газы предполагается использовать в качестве источников тепловой энергии для нужд металлургии и химии. Другое направление - использование высокотемпературных ядерных реакторов для получения водорода (путем расщепления метана или разложения воды) и применение его в металлургии, химии и водородных двигателях.

В реакторах АЭС и высокотемпературных ядерных реакторах могут быть созданы радиационные контуры, в которых нейтронное и гамма-излучение используется для ускорения химических реакций и улучшения свойств материалов.

Ядерные источники тепловой энергии дают возможность получения электрической энергии путем прямого преобразования тепловой энергии в электрическую (без паровых котлов, турбин и электрогенераторов). Принцип работы таких установок заключается в получении термоэлектричества за счет тепловой энергии, выделяемой при радиоактивном распаде (такие установки называются изотопными источниками тока) или в цепной реакции деления (реакторы - термопреобразователи). В термоэмиссионном реакторе-преобразователе "Топаз" мощностью 10 кВт преобразование тепловой энергии в электрическую осуществляется путем возбуждения эмиссии электронов с катода, сильно нагретого теплом реактора.

Рис. 12. Модульный гелиевый атомный реактор с паровой конверсией метана


На главную