Why the Lead cooled Fast Reactor? A response by a Westinghouse' Reactor Designer: I’m going to be completely biased and say that the lead-cooled fast reactor has the most favorable overall characteristics. Of course, that’s the one I’m working on, but the reason I’m working on it is that we (myself and 20 or so experts from within Westinghouse) selected it after a rather exhaustive search of every reactor type you have ever heard of and quite a few you most likely haven’t. At the end of the day, the LFR had the characteristics we wanted and its list of challenges were such that we were willing to take them on. The number one priority for us was dominant economics; something with which Gen 4 reactors have traditionally struggled. So why? Well I have written whole papers on this “Westinghouse Lead Fast Reactor Development: Safety and Economics Can Coexist,” but none that are really available without payment. So I’ll give a quick synopsis: Lead provides: + Effectively infinite margin against boiling (1700+C boiling temp). So unlike sodium, we aren’t constantly worrying about boiling the sodium and failing fuel. + Passive capture of radionuclides released in a beyond design basis accident. The lead basically self filters anything released, should fuel fail. Granted, we struggle to find scenarios where this happens. + Operational temperatures perfectly suited for supercritical CO2 power conversion at ~50% net thermal efficiency. We can operate at 650–700C, which is perfectly suited to maximize efficiency and minimize unobtanium level materials in the BoP. Other designs with higher temperatures often find themselves in a no-man’s land where the efficiency benefits don’t pay off the extra cost, but they aren’t hot enough to really make traditional Brayton cycles effective. + Operational temperatures which allow passive safety actuation merely with physics. Our safety system is always on and always removing heat. This heat loss (removal) increases dramatically with temperature, thus cooling the plant in a transient. It is intrinsic to the reactor design with no additional systems/components/I&C systems. + The plant will remove heat indefinitely with no operator actions. In fact, we don’t believe the operators will have any actions capable of impacting safety (Point of honesty: Until the plant is licensed/tested, all of the things I am saying are aspirational and subject to the harsh realities of regulation and unknown unknowns). + No intermediate loop and extremely compact pool: Lead is non-reactive, so unlike a sodium plant, we have no intermediate loop (huge cost savings). Heat is transferred directly to CO2 in the vessel using extremely compact microchannel HXRs. This arrangement (patent pending), shrinks the vessel dramatically vs. other concepts and provides power density higher than other known pool type reactors. + No significant, in-containment pressurization: Our microchannel HXRs are extremely robust against rupture (far more than any tube style) and have no channel larger than ~1mm in containment. As such, a theoretical break represents a very small amount of CO2 released into lead. This is non reactive with the lead and can be safety addressed using a very small filtered vent. This solution to safety also requires no I&C actuation and theoretically could release the entire secondary inventory with no challenge to containment. + Non-safety isolation will still exist, of course, but things like that be added for pennies on the dollar relative to “safety” systems. No need for high pressure containment. As there is no risk from secondary pressurization, and no coolant-based pressurization source, “containment” is really a confinement (much like secondary containment in a BWR). This is a large cost savings. + Small nuclear island: The high power density and significant reduction in components relative to other plant technologies significantly reduces the size of the nuclear island. @Nuc_Technology ⚛️ فناوری هسته‌ای

+ Atmospheric pressure vessel, small RCPs and no loop piping: The vessel on the LFR can be fabricated, rather than forged, as there is no pressurization other than from the mass of the lead. Reactor Coolant Pumps for the LFR are very small; a couple hundred horsepower. Furthermore, the plant has no loop piping or pressurizer. + Air-cooled secondary: The sCO2 power cycle we use is extremely compact (smaller than a traditional steam turbine by an order of magnitude), thus greatly shrinking/eliminating the need for a normal “turbine building.” Futhermore, it is air-cooled, such that it need not be located near a body of water. + Ability for advanced fuel cycles: LFR can burn waste as well as any other technology and it also can breed sufficiently to allow fuel cycles of 30 years or longer. This can be accommodated without changing the vessel size. + Integrated energy storage: Westinghouse is working on integral thermal storage for the plant (and has been since day one). I also lead this effort and remain confident it will represent some of the lowest cost of storage extant. This allows the utilization of the reactor to be kept high while output is varied. We also have explored means to integrate low-cost solar thermal into a hybrid arrangement. + Opportunities for reduced personnel: This one is hard to exactly quantify, as personnel studies are very significant efforts. However, the ease of safety/lack of credible target points should ease security needs and the reduced systems count and lack of ASME pressure components/pumps/valves/etc. should make staffing easier. Regulation always makes this easier said than done. + Right sized: The lack of some rather fixed costs (safety I&C and high-pressure containment to name two) has allowed LFR to be sized at ~450+ MWe Net with minimal economy of scale penalties. This size resulted from a very exhaustive optimization to balance levelized cost, capital cost, and several other characteristics. This allows for a plant affordable by most utilities while still getting most of the levelized cost benefits typically reserved for very large plants. So the result of this is a very power dense plant without monumentally expensive I&C, high pressure containment, or high pressure ASME components. It has extremely high efficiency, significantly reduced component/system count, can be located almost anywhere, is affordable by most utilities, and can vary output to serve markets with high penetrations of non-dispatchable generation. It can do all of this with a wide variety of fuel cycles, serving different needs as are dictated by the market. The challenge to LFRs has always been metallurgy which can survive in lead. This previously resulted in the use of bismuth as a eutectic with the lead (Alfa class submarine), thus lowering temperature to levels compatible with existing metallurgy. However, bismuth is very expensive and large amounts of polonium are generated (a non-starter for us). We believe that this challenge is now solvable with pure lead at high temperatures and we have a number of testing programs underway to develop and prove a host of usable materials. All-in-all, I believe the LFR has the greatest potential to reach winning levelized cost of electricity prices vs. other generation 4 plant technologies and against natural gas combined cycle plants. It doesn’t chase safety to be safer (We are of the opinion that our AP1000 is effectively as safe as could ever be desired), but instead harnesses the intrinsic safety characteristics of lead to drive down complexity and cost. https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://www.quora.com/What-are-the-prospects-for-next-generation-nuclear-reactors&ved=2ahUKEwiJ29mZj5OKAxXO-gIHHWZbH0cQFnoECCoQAQ&usg=AOvVaw1PxEdHyxrwBWlK0jagSMP8 @Nuc_Technology ⚛️ فناوری هسته‌ای

حکم‌رانی سبز؛ حکم‌رانی سیاه گذار به عصر انرژی‌های پاک و تحول در شیوه حکومت‌داری جرمی ریفکین، اقتصاددان، جامعه‌شناس و استاد دانش‌گاه پنسیلوانیا از جمله سرشناس‌ترین دانش‌مندان حوزه انرژی است. او در این کتاب از تبعات هول‌ناک تغییر اقلیم و گرمایش جهانی به زبانی ساده سخن می‌گوید و تصاویر وحشت‌ناکی برابر دیدگان خواننده ترسیم می‌کند. افزایش دما و تغییرات اقلیمی ناشی از آن تبعات مخرّب و جبران‌ناپذیری برای زیست‌بوم انسان در جهان به همراه دارد و به مهاجرت‌های اقلیمی در گستره جهانی دامن می‌زند. سیل، بارش‌های ویران‌گر برف، گرد و غبار، تابستان‌های بسیار داغ و زمستان‌های گرم، کم‌بود آب، فرسایش خاک، کم‌بود مواد غذایی، افزایش رشد حشرات و شیوع بیماری‌های واگیردار زندگی را بر جهانیان تلخ خواهد کرد. اتخاذ شیوه حکم‌رانی سبز و فاصله گرفتن از حکم‌رانی سیاه راه‌بردی حیاتی است که بشر را از این گذرگاه هول‌ناک تاریخی عبور می‌دهد. با توجه به ظرفیت بسیار چشم‌گیری که برای تولید انرژی‌های خورشیدی و بادی در کشور وجود دارد، هم‌چنین نظر به این مهم که ایران نیز با تبعات دهشت‌ناک این پدیده دست و پنجه نرم می‌کند، حکم‌رانان ایرانی می‌توانند این تهدید مرگ‌بار را به فرصتی سودمند تبدیل کنند. مطالعه این کتاب برای جامعه ایرانی، به‌ویژه برای حکم‌رانان، سرمایه‌گذاران، هم‌چنین دانش‌جویان رشته‌های علوم سیاسی، اقتصادی و علوم اجتماعی اهمیت فراوانی دارد و دریچه‌های نوینی را برای ورود پیروز‌مندانه به جهان آینده می‌گشاید. @Nuc_Technology ⚛️ فناوری هسته‌ای

Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO) اژدهای چین به دنبال نوترینو! ساخت بزرگ‌ترین آشکارساز کروی شفاف جهان با موفقیت در اعماق زمین، زیر یک تپه در جنوب چین به پایان رسید. به نقل از آی‌ای، این دستاورد یک نقطه عطف بزرگ برای رصدخانه نوترینو زیرزمینی جیانگمن (JUNO) است که یکی از عظیم‌ترین مراکز علمی جهان برای شناسایی ذرات گریزان معروف به نوترینو (neutrino) است. مکان این رصدخانه در ۵۳ کیلومتری دو نیروگاه هسته‌ای یانگ‌جیانگ (Yangjiang) و تایشان (Taishan) انتخاب شد تا به علت تابش نوترینو از این نیروگاه‌ها امکان آشکارسازی نوترینوها بیش‌تر شود. پژوهش‌گران می‌گویند پس از تکمیل، انتظار می‌رود JUNO هر روز تقریبا ۴۰ نوترینو با منشأ راکتور، چندین نوترینوی جوی، یک نوترینو از تابش زمین و هزاران نوترینوی خورشیدی را شکار کند. با جمع آوری داده‌ها در یک دوره شش ساله تخمین زده می‌شود که حدود ۱۰۰ هزار نوترینو توسط این آزمایش‌گاه قابل شناسایی باشد. منبع خبر @Nuc_Technology ⚛️ فناوری هسته‌ای

بخش ۱ از ۳ 🔴 ما در این ویدیو نحوه انتقال محموله های هسته ای که با رعایت تمام ملاحظات و جوانب احتیاطی انتقال داده می شود را به همراه جزییات برای شما به نمایش گذاشتیم. ➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖ #فــارســـی|AiTelly 🔴 @aitelly3d

بخش ۲ از ۳. 🔴 ما در این ویدیو نحوه انتقال محموله‌های هسته‌ای که با رعایت تمام ملاحظات و جوانب احتیاطی انتقال داده می‌شود را به همراه جزییات برای شما به نمایش گذاشتیم. ➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖ #فــارســـی|AiTelly 🔴 @aitelly3d

بخش ۳ از ۳ 🔴 ما در این ویدیو نحوه انتقال محموله‌های هسته‌ای که با رعایت تمام ملاحظات و جوانب احتیاطی انتقال داده می‌شود را به همراه جزییات برای شما به نمایش گذاشتیم. ➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖ #فــارســـی|AiTelly 🔴 @aitelly3d

Detonation at SL-1 (Jan. 03, 1961) انفجار قلب واکنش‌گاه SL-1 بازخوانی پرونده یکی از بدترین حوادث هسته‌ای ایالات متحده آمریکا @Nuc_Technology ⚛️ فناوری هسته‌ای

تقریبا از هر کسی (حتی خود آمریکایی‌ها) که بپرسیم بدترین حادثه هسته‌ای آمریکا چه بوده، خواهد گفت: تری مایل آیلند. این پاسخ شاید از دید خسارت اقتصادی صحیح باشد، اما از منظر تلفات انسانی صحیح نیست. در حادثه تری مایل آیلند کسی کشته نشد و گزارش مستندی از آسیب پرتویی جدی به افراد وجود ندارد. شاید بتوان حادثه کم‌تر شناخته شده نیروگاه SL-1 در منطقه «آبشارهای آیداهو» را بدترین حادثه تاریخ ایالات متحده به شمار آورد. اما ماجرا چه بود؟ ♦️ ارتش به دنبال SMRها! در اواسط دهه ۱۹۵۰، ارتش ایالات متحده در حال ارزیابی انواع نیروگاه‌های هسته‌ای کم‌توان بود که برای بهره‌برداری در مناطق دورافتاده قطب شمال قابل مناسب باشد. این نیروگاه‌ها قرار بود جای‌گزین برق‌سازهای دیزلی و دیگ بخارهایی شوند که برق و گرمایش فضا را برای ایست‌گاه‌های راداری ارتش تامین می‌کردند. ارتش معیارهایی را برای این دست نیروگاه‌ها تعیین کرده بود و آزمایش‌گاه ملی آرگون (ANL) را به عنوان پیمان‌کار، برای طراحی، ساخت و آزمایش نمونه اولیه نیروگاه‌های هسته‌ای کم توان آرگون (ALPR) برگزیده بود. مهم‌ترین معیارهای ارتش عبارت بودند از: ۱. همه اجزا باید با هواپیما قابل ترابری باشند؛ ۲. وزن قطعات و اجزا از حدود ۹ تن بیش‌تر نشود. ۳. قطعات، استاندارد باشند؛ ۴. کم‌ترین عمیات ساخت‌و‌ساز در محل لازم شود؛ ۵. سادگی و قابلیت اطمینان سامانه‌ها؛ ۶. سازگاری با زیست‌بوم قطب شمال، و ۷. ماندگاری دست‌کم ۳ ساله سوخت در قلب پس از هر بارگذاری. نیروگاه هسته‌ای کم‌توان SL-1، یکی از همین تأسیسات آزمایشی و نمونه‌های عملیاتی بود که برق و گرمای لازم برای پای‌گاه راداری هشدار زودهنگام (DEW line) را تأمین می‌کرد. وظیفه این پای‌گاه راداری، شناسایی زودهنگام نفوذ بمب‌افکن‌های شوروی بود. توان گرمایی این واکنش‌گاه ۳ مگاوات بود که از این مقدار ۲۰۰ کیلوات به برق تبدیل می‌شد و ۴۰۰ کیلوات انرژی نیز برای گرمایش ساختمان‌ها فرستاده می‌شد. واکنش‌گاه هسته‌ای SL-1 از نوع آب سبک جوشان با سوخت صفحه‌ای پرغنا (۹۳٪) بود و ۹ میله کنترل داشت که از بالا وارد قلب می‌شدند. ♦️ نوروز خونین در تعطیلات سال نو ۱۹۶۱ نیروگاه برای یک دوره ۱۱ روزه تعمیر و نگه‌داری خاموش شده بود. پس از این مدت در ساعت ۹ شب سوم ژانویه ۱۹۶۱ (۱۳ دی ۱۳۳۹)، سه کاردان نظامی درون ساختمان اصلی مشغول آماده‌سازی دوباره واکنش‌گاه برای راه‌اندازی بودند. لازم بود که هر از یک از میله‌های کنترل چندین سانتی‌متر بالا آورده شوند تا به تجهیز مکانیکی جابه‌جاکننده میله‌ها در بالای در محفظه وصل شوند. در این هنگام، یکی از کاردانان به دلایل نامشخص، میله کنترل مرکزی را با دست گرفته و تا بالاتر از حد مجاز بیرون می‌کشد. این کار باعث می‌شود تا وضعیت نوترونی قلب از حالت خاموشی سرد (CZP) به وضعیت فرابحرانی آنی (PSC) تغییر کند. در مدت زمان ۴ میلی‌ثانیه، ناگهان توان قلب از صفر به ۲۰ گیگاوات می‌پرد و در همین چند میلی‌ثانیه ۱۳۳ مگاژول انرژی، معادل قدرت انفجار ۳۲ کیلوگرم TNT درون قلب آزاد می‌شود. گرمای شدید حاصل از واکنش هسته‌ای، آب درون محفظه (RPV) را بخار کرده و باعث انفجار شدید می‌شود. فشار بسیار بالای بخار باعث بیرون جهیدن تجهیزات میله کنترل از جای خود و سپس دررفتن درپوش واکنش‌گاه می‌شود. این درپوش با سرعت ۸ متر بر ثانیه به بالا پرتاب می‌شود و به جرثقیل سقفی برخورد می‌کند و دوباره بر جای خود می‌افتد. دو کاردان ارتشی در دم کشته می‌شوند و نفر سوم، زخمی و بی‌هوش، اندکی پس از بیرون کشیده شدن توسط دیگر افراد حاضر در نیروگاه درمی‌گذرد. آوار پرتوزا شامل سوخت و سازندهای درون قلب به همه اطراف زیر سازه نگه‌دارنده پراکنده شده بود. ♦️پس از حادثه پس از انفجار، حساسه‌های گرما فعال شده و سیگنال آتش را به آتش‌نشانی محل می‌فرستند. جالب آن‌که همان روز دوبار سیگنال کاذب به آتش‌نشانی فرستاده شده بود ولی با این حال، افراد سستی نمی‌کنند و با وجود هوای ۱۴- سلسیوس، ۶ آتش‌نشان پس از ۹ دقیقه خود را به محل می‌رسانند. اما پس از رسیدن به محل، دزی‌مترها سطح پرتو در اطراف را حدود ۲۵ رونتگن (حدود ۲۲۰ میلی‌سیورت) بر ساعت نشان می‌دهند که بسیار بالاتر از حد مجاز (۰٫۰۲ میلی‌سیورت بر ساعت آن‌ هم به شکل محدود) بود. خیلی زود، فیزیک‌دان بهداشت نیز با پوشش مخصوص و دزی‌متر خود را می‌رساند و هم‌چنان که از پله‌ها بالا می‌رود و متوجه می‌شود که شدت پرتو در کف ساختمان واکنش‌گاه به ۵۰۰ رونتگن بر ساعت هم می‌رسد. بنابراین نیروها پس می‌کشند و منتظر دستور و افراد کمکی می‌شوند. سرانجام قرار می‌شود که چندین نفر با پوشش کامل همراه با فشار مثبت هوا و ماسک و کپسول هوا برای مدت بسیار کوتاهی درون ساختمان واکنش‌گاه رفته و وضعیت را بررسی کنند. @Nuc_Technology ⚛️ فناوری هسته‌ای

آن‌ها پس از ورود دو جسد را می‌یابند که یکی بی‌جان افتاده و دیگری نبض ضعیفی دارد و بی‌هوش افتاده. اما نفر سوم همان موقع پیدا نشد. با کنار زدن آوار از روی اجساد، آنان موفق می‌شوند یکی از اجساد بی‌جان را خارج کرده و پشت یک وانت بگذارند. جسد نیمه جان کاردان دیگر را نیز به سختی به یک آمبولانس رساندند، اما اندکی پس از راه افتادن آمبولانس، او نفس آخر را می‌کشد و در می‌گذرد. بنابراین آمبولانس را که حالا پرتوزا شده برای چند ساعت در بیابان رها می‌کنند. ♦️ نفر سوم کجاست؟ عملیات جست‌وجو برای یافتن نفر سوم مدتی طول کشید و به نتیجه عجیبی رسید. امدادگران متوجه شدند که هنگام انفجار، ریچارد لِگ (۲۶ ساله) که روی در محفظه ایستاده بود، همراه در به بالا پرت شده و میله کنترل از بدن او رد شده و کلگی موتور میله‌ هم‌چون پونز او را به سقف محوطه چسبانده و بدن مانند گوشت آویزان شده بود! احتمالا از خونی که به پایین می‌ریخت، مکان او را تشخیص داده بودند. پایین آوردن ریچارد پرتوزا در آن شرایط آلوده خود پروژه‌‌ای مجزا شد و شش روز طول کشید تا توانستند جسد او را پایین بیاورند. این اجساد چنان آلوده بودند که باید درون تابوت‌های سربی قرار می‌گرفتند و در عمق ۸ متری دفن شدند. حدود ۵۰۰ نفر در عملیات پاک‌سازی واکنش‌گاه شرکت کردند و سرانجام در یک عملیات پرهزینه نیروگاه برچیده شد. قطعات لازم برای کارهای مطالعاتی به آزمایش‌گاه برده شد و بقیه در محل دفن شدند. ♦️ اثرات و درس‌های حادثه این حادثه چندین تأثیر مهم بر طراحی و ایمنی قلب واکنش‌گاه گذاشت، از جمله: — معیار «تک میله گیرکرده» وضع شد، به این معنی که ارزش واکنش‌زایی (رآکتیویته) هیچ میله‌ای نباید آن‌چنان زیاد باشد که به تنهایی باعث فرابحرانی شدن قلب شود؛ و هم‌چنین اگر میله‌ای در بالا گیر کند، بقیه میله‌ها باید بتوانند حاشیه ایمنی لازم برای خاموش شدن قلب را فراهم کنند. — در طراحی مخزن اثر چکش آبی یا (ضربه قوچ) دیده شود. — سرعت جابه‌جایی میله‌ها و نرخ تزریق واکنش‌زایی محدود شد. منبع: ویکی‌پدیا و وب‌گاه هسته‌ای چیست. @Nuc_Technology ⚛️ فناوری هسته‌ای

قلب منفجر شده واکنش‌گاه SL-1. @Nuc_Technology ⚛️ فناوری هسته‌ای

وضعیت جسد سه کاردان واکنش‌گاه SL-1 پس از حادثه. میله کنترل دررفته ریچارد لِگ را به سقف پونز کرده است! @Nuc_Technology ⚛️ فناوری هسته‌ای