Общество

Ядерный реактор греет воду-пар гоняет турбину ещё не устарело, уже есть материалы преобразующее облучение в электроток?

К примеру в США 100 ядерных реакторов реакторов а Китай планирует обогнать США по количеству реакторов. Увы старый принцип кипятильника греть воду устарел. Ну и главное новая стратегия упрощает, повышает коэффициент полезного действия и делает более безопасной выработку энергии. Ну да всё ещё впереди.
- Ita -
- Ita -
14 802
Хотя и есть материалы, преобразующее излучение в электроток, но по мощности они пока не могут составлять конкуренцию традиционным ТВЭЛам...
АМ
Анастасия Маркус
19 724
Лучший ответ
Ну США отстали в ядерных технологиях и от Франции. А уран и вообще не так давно у нас закупали. Так что Китай их при желании тут обойдет с легкостью.

Вот с материалами такими сложно. Вы почти дословно изложили то. о чем я в детстве мечтал. Мол прямое преобразование. В принципе как бы что сложного. Есть тепловые преобразователи . Скажем элемент Пельтье известен давно ( можете его купить и развлекаться. при приложении к нему напряжения одна сторона охлаждается другая нагревается. Если его греть с одной стороны . на выводах появится напряжение. Просто? Так делают походные генераторы. Сунул один конец а огонь, другой в ямку с водой и заряжай мобильник или можно даже ноут подключить ( зависит от мощности)
Однако КПД элемента Пельтье порядка 60%( на вскидку) . А КПД турбины больше 90%. Что выбираете?
Можно сделать и на полупроводниках и КПД будет больше. Хотя до 90% пока наверно не дотянет. Но тут уже другая беда. Диапазон температур при которых полупроводники сохраняют свои свойства мал. Нагрейте обычный диод на газу. потом проверьте его и обнаружите. что он пробит. Тепловой пробой.
То есть полупроводниковый преобразователь так просто уже в костер не сунешь. Тем более в реактор. Хотя можно поискать вещества становящиеся полупроводниками при высоких температурах или сохраняющие свойства при значительном их повышении. Но пока не слышал. что бы что то такое массово применяли.
Причем это далеко не все. В реакторе есть радиация. В основном нейтронное излучение. Положи туда все тот же диод ион вскоре выйдет из строя без всякого нагрева. Ионизирующее излучение на то и ионизирующее. оно тупо выбивает электроны из атомов. А для работы электроники. любой. нужно что бы электроны были там где положено. она их и использует. В следствии такого выбивания электронов падает электрическое сопротивление. В результате снова пробой.
Впрочем это как фотоэффект и можно бы преобразовывать то же гамма излучение в электричество. Почти как солнечная батарея, казалось бы . Но КПД очень очень не велик. А материалы будут быстро стареть и терять свои свойства. Такие генераторы пока для промышленного применения не подходят.
Тем паче излучение в реакторе. как и сказал все больше нейтроны. А они могут выбивать уже не просто электроны, а и протоны и другие нейтроны из ядра либо тем поглощаться и хорошо если в результате получится стабильный изотоп. Например нейтроны определенной энергии превращают уран 238 в результате определенных реакций в плутоний. Именно это происходит в реакторах на быстрых нейтронах. Но скажем кобальт 59( обычный) поглотив нейтрон становится жутко радиоактивным кобальтом 60. С железом тоже не все гладко. С другими элементами аналогично.
Опять же старение материалов под действием нейтронов протекает быстро. Разрушая или меня ядра атомов они меняют и свойства материала.
Так что тот преобразователь в реакторе, долго не проживет. даже если будет хорошо переносить высокие температуры.

Тут еще много разных моментов. Но главное что нет пока такого устройства. которое годилось бы для прямого преобразования тепла в электричество с высоким КПД. причем способного работать в ядерном реакторе. Такие применяются лишь в радиоизотопных термоэлектрических генераторах. А о преобразовании радиоактивного излучения пока и говорить не стоит. Любого. альфа, бетта ( хоть это электроны). гамма. нейтронного. Какого угодно. КПД минимален.
И ничего лучшего пока человечество не придумало. чем турбина. Теплоноситель может быть разным. И вода и жидкий металл. как на подводных лодках. Но в конце стоит все равно турбина. И над повышением их КПД и надежности немало работают.
Yahyobek Jabborov
Yahyobek Jabborov
67 371
типа того.
и ни слова о технологии...
пустой звон
Главное изобретение человека - паровоз, паровой котел... А замена видов топлива, всего лишь малая реконструкция основного принципа... Как научились греть воду, так и греем, и не надо придумывать ничего нового... Застоище...
Kanykei Erke Kyz
Kanykei Erke Kyz
48 357
Не разработано такой технологии. Есть технология накопления минимального заряда от излучения. КПД ее почти ноль. А прямое преобразование пока в разряде фантастики.
Рима Бекишаева
Рима Бекишаева
26 165
- Ita - Ну да пока в природе у организмов больший кпд.
Лучше бы пуканы каклов применили в этой области, они ещё как греют
Давным-давно уж придуманы такие-термоэлементами называются.)))
Правда, они только тепловую энергию в ток преобразуют.
И в случае нагрева их ядерными материалами есть нюансы-радиоактивность, например.
На наших спутниках подобные установки были ещё в 70-х...)))

Похожие вопросы