EV energia ja julgeolek

[Kapten Trumm]

See lõhkeaine ja ajastuse jutt pole eriti asjakohane. Reaktoris nimelt tuumareaktsioon juba käib, lihtsalt varraste abil on selle intensiivsus surutud madalaks, et plahvatust ei toimuks. Kogu reaktsiooni liik sõltub ainult neutronite paljunemistegurist. Kui see kasvab teatud piirist kõrgemaks, muutub ka reaktsioon kontrollimatuks ehk toimub tuumaplahvatus. Küsimus saab olla ainult selles, kas reaktori konstruktsioon on selline, mis välistab neutronite paljunemisteguri tõusu üle kriitilise piiri - ka siis kui vardad täiesti üles (st aktiivosast välja) tõmmata. Nt tuumakütuse varraste paiknemine on selline, et ei lase paljunemistegurit üle teatud piiri. Ja see, et reaktor võib mitte-tuumaplahvatuses õhku lennata enne kui asi kriitiliste tingimusteni jõuab.

Täna pole tööstuslikuks kasutuseks olemas termotuumareaktoreid. Põhjusel, et reaktsiooni kontrolli all hoidmine pole piisavalt töökindel, et seda laiatarbesse anda. Muidu tekib ehk midagi Päikese taolist.

[nimetu]

Muidu tekib ehk midagi Päikese taolist.

Ei teki.
Reaktsioon laguneb lihtsalt ära.

[Gideonic]

Kogu reaktsiooni liik sõltub ainult neutronite paljunemistegurist. Kui see kasvab teatud piirist kõrgemaks, muutub ka reaktsioon kontrollimatuks ehk toimub tuumaplahvatus.

Kulla mees, teatud piiri ületamisel järgneb loomulikult kontrollimatu reaktsoon. aga kontrollimatu reaktsioon kohe kindlasti ei vii alati tuumaplahvatuseni, viimast on üsnagi raske esile kutsuda. Uraanipõhises pommis peab sul U-235 konsentratsioon olema üle 90%, tavalises tuumareaktoris on see maksimaalselt 5% (milleks muidu see rikastamise jama? Iraan saaks ammu pomme teha juba 20% rikastustasemega).

Ehk kontrollimatu reaktsioon tekib, aga see vajub U-235 vähesuses lihtsalt "laiali", seda on reaktoris liiga hõredalt et saaks tekkida tuumaplahvatus.

Muide kui sa räägid ka Sergei Permininist siis ka tema puhul räägitakse ikkagi Reactor Meltdown ehk reaktori sulamisõnnetusest, mitte plahvatusest.

Linigilt ka simuleeritud gif, mis juhtub tavalises tuumareaktoris sulamisõnnetuse korral (see siis jahutuse totaalsel lõppemisel ja varrastega mittesekkumisel):

A simulated animation of a core melt in a light water reactor after a loss-of-coolant accident. After reaching an extremely high temperature, the nuclear fuel and accompanying cladding liquefies and relocates itself to the bottom of the reactor pressure vessel.

Ma ise füüsikuharidusega ei ole aga lähikonnas ja tutvusringkonnas on neid 3, kõik doktorikraadiga. Üks neist on neid aruvutsi pidanud ka läbi tegema juba nõukaaja ja temaga on sellest juttu olnud aastakümnete jooksul korduvalt - seletas neid pommi ja reaktori põhimõttelisi erinevusi juba lapsepõlves. Kas pretendeerid et tead paremini?

[Kilo Tango]

See lõhkeaine ja ajastuse jutt pole eriti asjakohane. Reaktoris nimelt tuumareaktsioon juba käib, lihtsalt varraste abil on selle intensiivsus surutud madalaks, et plahvatust ei toimuks. Kogu reaktsiooni liik sõltub ainult neutronite paljunemistegurist. Kui see kasvab teatud piirist kõrgemaks, muutub ka reaktsioon kontrollimatuks ehk toimub tuumaplahvatus. Küsimus saab olla ainult selles, kas reaktori konstruktsioon on selline, mis välistab neutronite paljunemisteguri tõusu üle kriitilise piiri - ka siis kui vardad täiesti üles (st aktiivosast välja) tõmmata. Nt tuumakütuse varraste paiknemine on selline, et ei lase paljunemistegurit üle teatud piiri. Ja see, et reaktor võib mitte-tuumaplahvatuses õhku lennata enne kui asi kriitiliste tingimusteni jõuab.

Eelnev jutt ei vasta tõele. Kaasaegses tuumareaktoris EI SAA tekkida tuumaplahvatust isegi siis, kui neutronite paljunemistegur on maksimaalne reaktoris võimalik (enamustes reaktorites on max ~1,1. Pommi jaoks on vajalik vähemalt 2-3), sest:
1. Reaktorikütus on madala rikastusega (tavaliselt 4-5% uraan-235). Tuumaplahvatuse tekitamiseks on vaja palju kõrgemat rikastust (üle 90% uraan-235), mida kasutatakse tuumarelvades.
2. Reaktor on disainitud nii, et kriitiline mass ei suuda saavutada tuumaplahvatuseks vajalikku konfiguratsiooni. Südamiku geomeetria ja materjalid takistavad plahvatuslikku ahelreaktsiooni.
3. Kui reaktori temperatuur tõuseb, siis kütuse ja moderaatori tihedus väheneb, mis vähendab neutronite paljunemist ja aeglustab reaktsiooni. See on tuntud kui negatiivne temperatuuri koefitsient.
4. Kui vesi aurustub, siis auru mullid suurendavad neutronite kadu (täpsemalt ei toimu enam neutronite aeglustumist vees) ja vähendavad reaktori aktiivsust (auru negatiivne tagasiside).
5. Tuumareaktorites toimub ahelreaktsioon mitu suurusjärku aeglasemalt võrreldes tuumarelvadega, kus plahvatuslik reaktsioon toimub mikrosekundite jooksul. Seda selle pärast, et reaktorites on kütus paigutatud laiali mööda suurt ruumi, mitte kontsentreeritud ühte kohta.

Reaktorikütus võib sulada, kuid seal ei saa põhimõtteliselt toimuda tuumaplahvatust. Plahvatamiseks peab suur osa aktiivsest tuumamaterjalist osalema suht-koht korraga reaktsioonis. See tähendab, et väga lühikese ajavahemiku jooksul tuleb viia neutronite paljunemistegur kaugelt üle 1. See ei ole tuumareaktoris võimalik isegi mitte teadliku sabotaažiga - igal juhul laguneb enne südamik koost. Südamik ei lagune mitte kunagi kõik korraga - aktiivsem osa sulab ja voolab reaktori põhja ning ilmselt mulgustab selle. Sellega väheneb oluliselt reaktsioonis osaleva kütuse mass, ülejäänu jahtub, kuna massi vähenemisega neutronite paljunemiskoefitsent läheb alla ja reaktsioonikiirus väheneb järsult.

Täna pole tööstuslikuks kasutuseks olemas termotuumareaktoreid. Põhjusel, et reaktsiooni kontrolli all hoidmine pole piisavalt töökindel, et seda laiatarbesse anda. Muidu tekib ehk midagi Päikese taolist.

Täielik jama. Kui tuumareaktori puhul on keerukus selles, et hoida reaktsiooni tasakaalus, muidu see kas kustub või läheb käest ära, siis termotuumareaktori puhul on vastupidi - mitte keegi ei ole suutnud termotuumareaktsiooni piisavalt kaua elus hoida. On hoitud pikaealist plasmat, on saavutatud termotuumareaktsioone (isegi selliseid, kus energiat on vallandunud rohkem, kui sisse on pandud), kuid keerukus on ikka selles, kuidas vältida pikaealises plasmas termotuumareaktsioon kustumist. Termotuumareaktor ei saa põhimõtteliselt mitte mingil tingimusel plahvatada termotuumaplahvatusena. See on füüsikaliselt praktiliselt välistatud. Teisiti öeldes on selle tõenäosus samas kandis, kui tuumaplahvatuse käigus kogu atmosfääri süttimine termotuumareaktsiooni.

[Väino]

... Eriti suurt probleemi põhjustasid grafiidist reguleerimisvardad, mis pärast põrgutulena seal põlesid ...

Ma arvasin, et reguleerimisvardad sisaldavad põhiliselt boori ja põles grafiidist reaktorisüdamik.

[lennumudelist]

Aitäh kasutajale Kilo Tango informatiivse postituse eest.

Lisaks juurde ainult ühe asja: kui sulanud tuumakütus üritab saavutada kõige kiuste kriitilist massi, teeb ta seda voolamise teel. Ignoreerides asjaolu, et kütuse kontsentratsioon ei võimalda ühel laguneval tuumal põhjustada vajaliku arvu täiendavate tuumade lagunemist (eksponentsiaalse kasvu eksponent ei ole 2 (ruut) ega 3 (kuup), vaid ühest natuke suurem arv)...

...see kokku voolav kraam jõuab enne aurustuma / keema / põlema hakata ning paiskab ennast uuesti laiali. Keevat metalli ei näe isegi metallurgia töökojas, aga kui keegi hüpoteetiline surematu Kastšei oleks passinud Tšernobõlis läbi põhja valgunud kütusemassi meetri kauguselt, siis võib-olla oleks ta näinud, kuidas uraan 4131 °C temperatuuril keeb.

Reaalse avarii korral ei ole seal muidugi ainult uraan, vaid tegemist on sulamiga, seetõttu võib ta keeda mõnel muul temperatuuril.

Aatomirelvas jõuab aga temperatuur kibekähku miljonite kraadideni. Pole veel ehitatud ühtegi aatomirelva, mis ei vajaks käivitamiseks lõhkeainet, sest kütuseplönnid või kütusepall on vaja üliruttu kokku suruda. Kui venitada, siis nad sulavad, hakkavad keema, aurustuvad ära või juhtub midagi muud sarnast.

[Kilo Tango]

...

...see kokku voolav kraam jõuab enne aurustuma / keema / põlema hakata ning paiskab ennast uuesti laiali. Keevat metalli ei näe isegi metallurgia töökojas, aga kui keegi hüpoteetiline surematu Kastšei oleks passinud Tšernobõlis läbi põhja valgunud kütusemassi meetri kauguselt, siis võib-olla oleks ta näinud, kuidas uraan 4131 °C temperatuuril keeb.

Reaalse avarii korral ei ole seal muidugi ainult uraan, vaid tegemist on sulamiga, seetõttu võib ta keeda mõnel muul temperatuuril.

...

Pigem siiski seda keemist ei toimu. Uraandioksiid (ei kasutata metallilist uraani) sulab ca. 2600-2800 kraadi juures ja see arvatakse olevat ka maksimum, mis Tšernobõlis võimalik oli. Vedeldumisega aeglustub reaktsioon järsult. Samas valgub kogu see kraam laiali ja hajub mööda erinevaid pindu ja objekte.

Kokku sulavad siis:
1. Uraandioksiid
2. Tsirkoon
3. Teras
4. Muud vähemad materjalid ja isotoobid, mis tekivad materjalide radioaktiivsel muundumisel

[Kriku]

3. Kui reaktori temperatuur tõuseb, siis kütuse ja moderaatori tihedus väheneb

Moderaator tunneb, kuidas tal rõhk tõuseb Trummi järjekordset teoreetilist kirjatööd lugedes

[Madis Reivik]

Termotuumareaktsiooniks on vaja tuumad üksteisele väga lähedale saada. Kuri tõukejõud segab seda.
Kokkusurumiseks sobib kas magnetväli (übertugev) või gravitatsioon.
Gravitatsioon on vilets variant, tuleb välja kompostihunniku võimsustihedusega suur hunnik kärssavat mateeriat (nt Päike). Miinimummass on pigem suur (jällegi, Päike). Ja noh, tõesti, kui see juba käima on läinud siis järgmised 20-50 miljardit aastat ei saa seda kuidagi välja lülitada (Päike).

Magnetväljad sobivad paremini maapealseteks katsetusteks aga nii kui magnetväli kaob, siis kukub kaardimajake kokku ja reaktsioon lõppeb. Nii et hoia nagu sitta pilpa peal ja kui magnetväli välja lülitada on pidu läbi.

Seega, tokamakid ja stellaraatorid on midagi vastupidist isetoimivale ja kontrolli alt väljuvale reaktsioonile.

[Kriku]

Tööõnnetusi, kus korraks on kriitiline mass saavutatud, on hulgem, aga ükski neist poleks viinud tuumaplahvatuseni: https://en.wikipedia.org/wiki/Criticality_accident .

[Kilo Tango]

Sabine Hossenfelder ütleb välja sama asja, millest ma olen siin kogu aeg rääkinud: vesinikku energia varundamine on erakordselt loll idee.

https://www.youtube.com/watch?v=HIVmSewHqMY

[olevtoom]

...
2. Tsirkoon
---

Või siiski tsirkoonium?

[Kilo Tango]

...
2. Tsirkoon
---

Või siiski tsirkoonium?

Jah sul on õigus. Teinekord kirjuta PM, kui sellist viga näed laita.
Teistele teadmiseks: tsirkoon on mineraal ZrSiO4. Tsirkoonium on metall Zr.

[otsija86]

Mulle pakub huvi seesugune info, et mitu MW soojusenergiat toodetakse Eestis kokku mingil talvisel ajahetkel kütteperioodil vähegi suuremates katlamajades, oletame, et kõik alates 100 korteri/majaga kaugküttekatlamajad? Neid köetakse vist enamuses nagunii mingi hakkepuidu või muu seesuguse mittefossiilse küttega? Kui sinna hoopis investeerida ja kõik koostootmisjaamadeks ümber ehitada, siis sealt kõrvalsaadusena saab 1/3 elektrienergiat lisaks suhteliselt väikese küttekoguse suurendamisega, kuna jääksoojus läheks hoonete kütmiseks. Enda korteri pealt vaatsin talvisel ajal, siis oligi suhteliselt sedasi, et elektritarbimine oligi umbkaudu 30% kütteenergiast, ehk et kui katlamaja, mis mulle soojust toodab, samal ajal koostootmisjaamana toimiks, see toodaks mulle ka vajamineva elektrienergia ja asi võiks suhteliselt Eesti talvise energiavajaduse äkki siis ära katta?

[Kriku]

PM vahendab, et Lõuna-Koreas läks esimene suur korterelamu (437 leibkonda) vesinikule üle: https://teadus.postimees.ee/8058235/lou ... imiv-asula .

Vesinikku toovad kuskilt tööstusest torupidi.