Most fejből nem emlékszem, de ha a sók már olvastak alacsonyabb hőmérsékleten, akkor miért erőltetik ezt a 700 fokot...? Ha nem nyomásálló az edény, tehát nem kell sok anyag hozzá, akkor senkit nem érdekel az alacsony hatásfok, ha PWR-ez képest a reaktor erős túlzással egy pléhbili...
Semmi értelme a magas hatásfok öncélú üldözésének, ha elérhető a olcsó áram kis hatásfokkal is.
Megpróbálok röviden válaszolni:
Egyrészt a termikus hatásfok miatt (kb. 45%), másrészt a reakció szabályozása miatt. A thorium 232 kap egy neutront, lesz belőle thorium 232, ami instabil, elbomlik 22 perc alatt- közben lead egy elektornt és energia szabadul fel, lesz belőle protactinum 233, majd ez is elbomlik 27 nap alatt - közben elektront ad le és lesz belőle U233, ami instabil leadja a neutront újra a thorium 232-nek és a folyamat ismétlődik.
Ahogy a folyamat megy előre és nő a hőmérséklet, a thorium sűrűsége lecsökken - mert a folyadéknak van térfogati hőtágulása a növekvő hőmérséklet miatt, így a neutronnak nagyobb utat kell megtennie, így csökken az ütközés valószínűsége. A reakciót gyakorlatilag a hőmérséklettel moderálják, de itt a növekvő hőmérséklet a jó - illetve ezt kell a reaktor anyagának elviselni.
A harmadik ok, hogy olyan anyag kell a thorium köré, aminek a neutronbefogási keresztmetszete a lehető legalacsonyabb, ez nagyjából Li, F. Az LiF sajna úgy 884 fokon lesz folyékony. LiF-et lehet keverni berilliummal, ezzel le lehet vinni az olvadáspontot 450 fok környékére, de az igazán nagy zsuga a LiF+berillium kombó esetén az, hogy a hőkapacitása nagyobb lesz, mint a vízé, (és mindezt atmoszférikus nyomáson...) ez meg a hőegyensúly miatt lesz fontos - emiatt elvileg ugyanakkora teljesítmény kisebb méretű reaktorból is kinyerhető. A LiF+Be koktélba bele lehet tenni UF4-et. Nem kell szórakozni többé a cirkónium-bevonattal a fűtőelemnél, simán UF4 (szilárd) hozzákever a LiF+Be-hez (szilárd) és hadd szóljon. Úgy 640 fok környékén stabil volt a folyamat Oak Ridge-ben.
De persze semmi sincs ingyen, mert a mocskos UF reakcióba lép a reaktor falával, nevezetesen a krómmal és lesz belőle valami króm-fluor szerű só. Ez a reakció normál nyomásviszonyok mellett 700 fokon indul el - emiatt volt a Hastelloy N úgy kitalálva, hogy minimális legyen benne a króm és adja az elméleti felső hőmérsékletet ennél a reaktortípusnál, de pl. 640 fok körül ez már nem jelentkezik.
A másik piszkoskodás a neutron meg a nikkel reakciója. Nem minden neutron hasznosul a folyamat során és ebben a termikus spektrumban a neutront be tudja fogni a nikkel, ami egy alfa bomlás során mezei vassá alakul, mellette hélium keletkezik az anyagban. Üzemi hőmérsékleten a héliumatom tud mozogni az anyagban és ha találkozik egy másik hélium atommal, akkor ezek ott molekulagyártásba kezdenek, így fasza üregek keletkeznek az anyagban...
Ezért kell a grafit moderátor még pluszban - jó itt meg arra kell figyelni, hogy ennek meg negatív hőtágulási együtthatója van (ahogy melegszik, úgy lesz egyre kisebb). Ami nem teljesen tiszta, hogy mit akarnak csinálni a hőcserélőknél. Ha van Li só a rendszerben, akkor ott előbb utóbb lesz trícium is. Sorensen-ék ez CO2-vel akarják elkapni a hőcserélők előtt, mivel azon a hőmérsékleten a CO2 meg a trícium reakcióba lép és vízgőz lesz. Írtam emiatt az oldalukra, hogy ha ezen a hőmérsékleten a nagynyomású hőcserélőkben CO2 is lesz, az nem biztos, hogy egészséges a Hastelloy N-nek - főleg a csővek behegesztésénél a csőfalban. Elképzelhető, hogy a CO2-ből a szén és nikkel reakcióba lépnek és azon a hőmérsékleten mikrorepedések lehetnek a hegesztésekben, ami szivárgáshoz vezethet. Annyit írtak, hogy már ők is ismerik ezt a lehetőséget.
Van még mit kitalálni és kiagyalni.
Elsőre ezek tényleg komoly gondok, de személy szerint a klasszikus atomerőművel jóval több a nyűgöm. Eleve ott kezdődik, hogy a víz reakcióba lép mindennel, a vízben emelett még van bór is. Az egész rendszer magas nyomáson üzemel, hiába van plattírozva belül a reaktor, ez a víz is korrózív és a nyomás miatt folyamatos feszültséget kapnak a feszültség-gyűjtő pontok - ezek lánykori nevükön a behegesztett csonkok a reaktor tetején. Idő kérdése, hogy mikor kezdődik a repedés. Ha elkezd repedni, akkor annyit tudsz csinálni, hogy elkezdesz a csonk környékén anyagot felhegeszteni és imádkozol, hogy csak annyi anyagot kelljen kívülről felhegeszteni, ami még nem befolyásolja a szomszédos csonk belső feszültségét, mert akkor nemsokára a másik csonk környékén fog hegeszteni...
Aztán ott van a cirkónium, amivel a fűtőanyag is reakcióba lép, a hidrogén csak egy bónusz és hol lesz legelőbb sajnos? Pontosan, a hegesztésnél. A mai atomerőműveknek örülök, de mint a technika, csupán egy köztes lépcsőfok. Elgondolkodtató, hogy amikor a Comet repülők zuhantak le (szintén hibás tervezés, feszültséggyűjtő pontok az ablakoknál, hőfeszültségek az utazómagasság és reptéri tárolás között, majd instabil repedésterjedés a repülés közben..), valahogy senki sem hupákolt a repülés ellen. A Boeing 737MAX esetén sem akarták betiltani a komplett légi közlekedést...