Способ сироты осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной

Иллюстрации

Показать все

Заявленное изобретение относится к способу осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной. Осуществление взрывной реакции в заявленном способе предусмотрено путем периодического подрыва взрывного устройства (7) в массиве расплава металла (2) или массиве нагретого пара воды, размещенного внутри прочного корпуса (1), через который осуществляют отбор теплоты, аккумулированной в указанных массивах расплава металла или нагретого пара воды. При этом взрывное устройство подают в указанные массивы через канал с затворным устройством (4, 5, 6), открываемым при проходе взрывного устройства внутрь массива и закрываемым после этого прохода, причем до наступления момента взрыва взрывного устройства. Используемым материалом в массиве, аккумулирующим в себе тепловую энергию периодически осуществляемых в нем взрывов взрывных устройств, в заявленном способе может быть иное вещество, кроме металла или нагретого пара воды, пригодное для требуемого нагрева в состоянии его расплава или пара; в массив каждого типа такого материала или смеси таких материалов выстреливается взрывное устройство в виде снаряда, с фиксацией его взрыва в требуемой зоне внутреннего пространства указанного массива. Техническим результатом является повышение эффективности аккумулирования тепловой энергии, выделяющейся в результате взрыва. 1 з.п. ф-лы, 13 ил.

Реферат

Изобретение относится к энергетике.

Известно решение получения тепловой энергии согласно патенту Украины (№86306 спосiб здiйснення вибухової реакцiї ядерної або термоядерної). Суть этого решения состоит в том, что способ осуществления ядерной или термоядерной реакции включает подрыв заряда всередине массивного металлического тела, размещенного внутри прочного корпуса, энергия взрыва превышает энергию теплоты для расплавления металлического тела, а теплоту, создаваемую взрывом, утилизируют через прочный корпус. При этом, по мере охлаждения тела, взрывы в нем периодически повторяют. Каждый следующий взрыв осуществляют после перехода его в твердое состояние.

Недостатком этого способа является достаточно непростая технология подготовки внутри металлического массивного тела каждого очередного взрывного устройства. Кроме того, потеря времени на охлаждение его расплава, для перехода тела в твердое состояние, является весьма существенным негативом в общей технологии данного решения.

Более эффективным является способ по патенту Украины (№79846 споciб сироти для здiйснення вибухової реакцiї, в тому числi ядерної або термоядерної). Особенность его состоит в том, что расплав металла в прочном корпусе не переводится в стадию затвердения, устраняя таким образом потери времени. Т.е., процедура периодических взрывов сохраняется, но она осуществляется более динамично при требуемом охлаждении этого расплава, внутрь которого помещается очередное взрывное устройство. В результате происходит постоянная периодическая закачка тепловой энергии в этот расплав. Данное решение принято в качестве прототипа. Но, функцию такого прототипа может выполнять также решение по патенту Украины (№86307 cпociб здiйснення керованого термоядерного синтезу сироти). Это решение в целом сохраняет технологический принцип патента Украины 79846. Но его особенностью является то, что вместо металлического расплава внутри прочного корпуса используется вода, заполняющая этот корпус, и превращенная в паровую субстанцию после первого взрыва.

Таким образом, представленный прототип являет собой способ аккумуляции тепловой энергии, образуемой в результате периодически осуществляемых взрывов взрывных устройств, подаваемых внутрь массива материала, размещаемого внутри прочного корпуса. Поэтому, указанный массив материала в виде металлического расплава либо в виде нагретого пара воды, размещаясь внутри прочного корпуса, передает аккумулированную в себе теплоту корпусу, от которого и через который аккумулированная теплота утилизируется для требуемых надобностей.

Но такой прототип, являясь наиболее целесообразным и эффективным решением, в том числе и решением управляемого термоядерного синтеза, имеет ряд факторов, устранение которых позволит значительно повысить его целесообразность и эффективность.

В частности, прежде всего, речь о следующем.

Внутри нагреваемого массива материала, размещенного в прочном корпусе, температура весьма высокая, более 1500÷2000 градусов Цельсия. Ясно, что все технологические процедуры по подаче взрывного устройства в столь высокотемпературную среду должны осуществляться в предельно сжатое и приемлемое время. Чтобы требуемая работоспособность взрывного устройства не была ликвидирована - вследствие разрушения этого взрывного устройства до его взрыва. Не менее очевидно, что известные существующие технологические возможности решения этой задачи либо отсутствуют, либо оказываются неприемлемыми, из-за невозможности обеспечить указанный временной параметр, в результате чего поставленная задача оказывается невыполнимой. Либо выполнение ее возможно лишь при весьма низких температурных параметрах массива материала, внутри которого периодически осуществляются взрывы, тепловая энергия которых аккумулируется указанным массивом материала. Т.е., если этот массив материала будет нагреваться в пределах 500÷600°C, это означает многократное снижение мощности решения, представленного принятым прототипом.

Вторым фактором, снижающим целесообразность и эффективность прототипа, является ограничение номенклатуры материалов, из которых создается массив аккумулирования тепловой энергии, образуемой при периодических взрывах взрывных устройств. Причем, как будет далее показано, это обстоятельство важно не только (и даже не столько), с точки зрения расширения технологических возможностей рассматриваемого способа осуществления таких специфичных взрывных процессов. Более важным является решение многих проблем и последствий этой специфичности, особенно, имея в виду ядерные и термоядерные реакции.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение указанных негативов прототипа.

Задача решается тем, что в способе осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной, путем периодического подрыва взрывного устройства в массиве расплава металла или массиве нагретого пара воды, размещенного внутри прочного корпуса, через который осуществляют отбор теплоты, аккумулированной в указанных массивах расплава металла или нагретого пара воды, при этом взрывное устройство подают в указанные массивы через канал с затворным устройством, открываемым при проходе взрывного устройства внутрь массива и закрываемым после этого прохода, но до наступления момента взрыва взрывного устройства, согласно изобретению, в массив расплава выстреливают взрывное устройство в виде снаряда. Кроме вариантов устройства массива расплава из металла или массива нагретого пара воды, этот массив могут выполнять из стекла или стеклоподобного материала

Суть предлагаемого решения поясняется чертежом, представленном на 13-ти фигурах. Изображение схематичное, для максимального упрощения изложения главной сущности изобретения. Поэтому масштабность и форма изображения условные, с использованием минимальных графических средств. На чертеже представлено два варианта решения поставленной задачи, с последующим изложением в описании изобретения всех иных возможностей решения этой же задачи. Кроме того, на чертеже представлено решение в последовательном представлении главных пунктов осуществления всего процесса предлагаемого способа.

На фигуре 1 представлена исходная ситуация, где показан прочный корпус 1, внутри которого имеется металлический расплав 2, в прочном корпусе имеется канал 3, через который взрывное устройство (о нем скажем дальше) должно попадать внутрь массива расплава 2. Внутренне пространство, где размещен массив расплава 2, как частный случай в упрощенном виде показано в виде куба, хотя может иметь и любую иную требуемую форму - шар, цилиндр и пр., в зависимости от конкретной ситуации. В канале 3, на его выходе, имеется затворное устройство 4, закрывающее и отделяющее этот канал от массива расплава металла 2. Канал 3 имеет и верхнее затворное устройство, на данной фигуре 1 не показанное. Т.е., в исходной позиции отсутствие верхнего затворного устройства (о нем скажем на следующих фигурах чертежа) фиксирует ситуацию готовности для следующих подготовительных процедур. В частности, на фигуре 2 показан результат этой первой подготовительной процедуры, который заключается в том, что в канал 3 вставлено устройство, состоящее из гильзы 6 с порохом внутри нее и, с снарядом 7, запрессованным в эту гильзу с нижнего ее конца. Т.е., это вариант наиболее распространенный в огнестрельном оружии, типа, например, артиллерийских орудий. Боеприпас такого рода показан в более крупном масштабе на фигуре 3. Завершается указанная подготовительная процедура закрытием канала 3 верхним затвором 5. Следующий момент показан на фигуре 4, где канал 3 открыт нижним затворным устройством 4 (на данной фигуре это устройство не показано). На фигуре 5 показана ситуация, когда осуществлен выстрел снаряда 7, в результате чего сам снаряд 7 оказался в нужном месте внутри массива расплава металла 2. При этом, после данного выстрела нижнее затворное устройство 4 закрывает канал, внутри которого остается гильза 6, а верхнее затворное устройство 5 еще закрывает канал 3. На фигуре 6 ситуация аналогична на фигуре 5, но она показывает момент взрыва снаряда 7 - сам взрыв обозначен позицией 8. На фигуре 7 ситуация после взрыва 8, где нижнее затворное устройство 4 остается на прежнем месте, а верхнее затворное устройство открыло канал 3, из которого извлечена гильза 6. Т.е., фигура 7 возвращает нас в исходную позицию, показанную на фигуре 1, с которой начали рассматривать предлагаемое решение. Первый вариант с металлическим расплавом 2 внутри корпуса 1 реактора представлен таким образом, что между верхним уровнем расплава и корпусом реактора имеется зазор, надобность которого поясняется в дальнейшем тексте описания изобретения при пояснении его особенностей.

Рассмотрим следующие шесть фигур, представляющих вариант предлагаемого решения, отличающегося от предыдущего варианта заменой массива материала, внутри которого производится периодическое взрывание взрывного устройства. Т.е., все остается без изменения, кроме того, что вместо расплава 2 внутри прочного корпуса имеется массив нагретого пара воды, обозначенного позицией 9. Характеризовать, что собой являет водяной пар, нагретый до температуры порядка 1500°C (при потребности, можно и более) не будем, ибо эта ситуация полностью переносится из прототипа (патент Украины 86307), так что любой желающий может самостоятельно прояснить этот вопрос. Все остальные позиции сохранены прежними из рассмотренного предыдущего варианта, поэтому повторять уже рассмотренные технологические процедуры нет надобности, кроме одного фактора, о котором скажем особо. А чтобы ясность восприятия представленного варианта была обеспечена достаточным образом, изложим соответствие между фигурами предыдущего варианта и данного. В частности, фигуре 1 соответствует фигура 8, фигуре 2 соответствует фигура 9, фигуре 4 соответствует фигура 10, фигуре 5 соответствует фигура 11, фигуре 6 соответствует фигура 12, фигуре 7 соответствует фигура 13, возвращающая в исходную позицию ситуацию, представленную на фигуре 8. Т.е., в общем, мы показали полное соответствие выше изложенной особенности предлагаемого способа, в котором расплав металла 2, заменен на нагретый пар воды 9. Кроме выше упомянутого фактора, к которому возвращаемся, сравнивая фигуру 4 и фигуру 10. Имеется в виду, что в этих двух ситуациях различие состоит в том, что, если после открытия канала 3 затворным устройством 4 уровень расплава металла 2 сохраняется, то в варианте с нагретым паром, при открытии канала 4, пар заполняет пространство канала 3. Однако эта технологическая особенность не меняет главную сущность предлагаемого способа, о чем скажем еще подробнее.

Что имеем?

Прежде всего, необходимо должным образом осознавать смысл существенного технологического фактора - выстреливают взрывное устройство в виде снаряда.

Исходить следует из официального трактования понятия выстрел, выстреливание, выстреливать, фиксируемого толковыми словарями.

Значение слова Выстрел по Ефремовой: Выстрел - 1. Выбрасывание снаряда (пули, мины и т.п.) из канала ствола огнестрельного оружия в результате взрыва заряда. //

Выбрасывание чего-л. с помощью какого-л. устройства. // 2. Совокупность боеприпасов, необходимых для производства стрельбы из орудия, миномета, гранатомета (в военном деле).

Значение слова Выстрел по Ожегову: Выстрел - Взрыв заряда в канале ствола огнестрельного оружия, выбрасывающий пулю, снаряд на определенную дальность

Значение слова Выстрел по словарю Ушакова: ВЫСТРЕЛ, выстрела, м. Выпуск заряда (пули, снаряда) из оружия или орудия взрывом пороха.

Значение слова Стрелять по словарю Даля: Стрелять стрельнуть и сев. вост. стрелить во что, стреливать. пускать из лука стрелу; палить, метать пули, ядра из всякого стрельного, метательного оружия;

Исходя из выше сказанного, приведенный на чертеже вариант выстреливания взрывного устройства в виде снаряда является частным случаем из всего возможного многообразия выстреливания, официально обозначенного представленными толковыми словарями. Это означает, что количество вариантов требуемого выстреливания может быть практически неограничиваемым, как неограничиваемы варианты конкретных ситуаций, в которых решается данная задача предлагаемым способом. Но во всем этом безграничном пространстве возможностей указанный существенный признак нашего изобретения остается незыблемым, обеспечивая возможность в максимально сжатое время доставить снаряд в требуемую точку пространства внутри массива материала, периодически подогреваемого теплотой взрывов такого заряда. А максимально сжатое время, необходимое для этой технологической процедуры, диктуется жестким требованием предотвратить разрушение этого заряда от действия на него высокой температуры среды массива материала, который должен подогреваться взрывом заряда внутри него. Ибо, если устройство данного заряда разрушится до его взрыва, то вполне понятна бессмысленность всей затеи. Естественно, устройство самого снаряда должно иметь оболочку, необходимую и достаточную, чтобы максимально способствовать сохранности заряда для выполнения своего предназначения в предлагаемом способе. Задача данной оболочки много аспектная, начиная от выдерживания динамической нагрузки при вхождении на большой скорости в массив материала 2 или 9, и защите внутреннего своего объема от высокой температуры этого массива, обеспечивая при этом минимальные затраты на свое изготовление, как в отношении расходуемого для этого металла, так и трудоемкости изготовления оболочки. Понятно, что это лишь обозначение некоторых наиболее очевидных проблем, все множество которых будет выявляться в процессе конкретного проектирования и конструирования предлагаемой технологии. Но можно утверждать, что весь возможный комплекс этих проблем и возникающих из них задач вполне доступен и посилен современных знаниям и накопленному опыту проектирования, как взрывных устройств, так и пользования ими для конкретных надобностей.

Возвращаясь к отмеченному многообразию возможных вариантов выстреливания взрывного устройства, необходимо добавить следующее. Технологически и конструктивно эту процедуру можно представлять множеством решений, которые вряд ли можно очертить или ограничить. Ибо метательного оружия (терминология по словарю Даля) уже наработано достаточно много, и можно не сомневаться, что его развитие и совершенствование будет не только продолжаться, но и интенсифицироваться - в общем процессе научно-инженерного прогресса. Однако мы назовем некоторые возможности применения этой технологии применительно к нашему изобретению.

Например, вполне вероятна целесообразность и эффективность использования принципов так называемого помпового оружия, где снаряд выстреливается не пороховыми газами, а сжатым воздухом. Этот вид оружия появился в конце еще 19-го века и получил мощнейшее развитие, результатом чего явились не только разнообразнейшие вариации стрелкового оружия, но и в более серьезных видах вооружений типа гранатометов, обеспечивающих емкость магазина выстрелов порядка 3-4, при начальной скорости гранаты 100 метров в секунду (см. гранатомет ГМ-93/94). Этого примера достаточно, чтобы гарантировать возможность создания аналогичного метательного устройства для предлагаемого способа осуществления взрывной реакции. Ибо, в отличие от указанного оружия, мы не ограничены параметрами массы данного устройства, создавая его энергетическую мощность требуемого уровня.

Нельзя не сказать о том, что, показанный на чертеже или упомянутый помповый вариант метательного устройства, обладают особенностью, не вполне желательной для предлагаемого способа. В случае огнестрельного варианта, представленного на чертеже, при каждом выстреле пороховые газы вместе с снарядом 7 будут попадать внутрь реактора, работающего по нашей технологии, для которой надобности в этих газах естественно никакой не имеется. Поэтому возникает необходимость предпринимать определенные меры, чтобы избавляться от сего негатива, что в любом случае является усложняющим фактором. При использовании помпового варианта ситуация несколько упрощается, так как речь идет не о пороховых газах, а о воздухе. Однако это упрощение не снимает проблему полностью, сохраняя главные технологические требования удаления воздуха из нашего реактора. Поэтому для устранения указанных негативов, уместно вспомнить об интенсивно разрабатываемых и исследуемых электропушках, представляющих собой импульсный электродный ускоритель, использующий силу Лоренца для разгона снаряда. Для нашего способа этот вид орудия, используемого нами в мирных целях, является идеальным устройством, чтобы обеспечить максимум позитива, устраняя все неудобства традиционных метательных машин. Что, однако, не исключает поиск и разработку иных устройств, которые могли бы не менее эффективно решать поставленную задачу. В частности, выстреливание снаряда в требуемую точку в нашем способе возможно осуществлять механическим устройством, которое может иметь разные варианты конструктивного и технологического оформления, где производится предварительная аккумуляция потенциальной энергии, разряжаемой в нужное время для метания снаряда. В этом смысле, прежде всего приходит мысль о принципе арбалета, обеспечивающего начальную метаемого скорость снаряда более 100 метров в секунду. Причем, в нашем случае арбалетный принцип предполагает множество вариантов, обеспечивающих требуемые условия метания снаряда, где все метательное устройство может быть достаточно компактным, имея в виду применение различных типов пружин вместо тетевы. Так что, мы коснулись лишь части, наиболее вероятных метательных устройств, для использования их в предлагаемом способе осуществления взрывной реакции. Понимая, что эта тема есть, и всегда будет оставаться открытой, в смысле поиска, разработки и исследование еще более эффективных устройств и способов метания снаряда, применительно к нашим специфическим условиям.

Что же касается самой специфики этих условий, то о них необходимо сказать следующее.

Частично в общих чертах, мы уже касались этой темы выше. Но дополним ее, в увязке с соображениями о средствах доставки взрывного устройства в требуемую точку. В частности, если исходить из вариантов, представленных на чертеже, то многофакторность данной задачи должна увязывать все атрибуты, участвующие в обеспечении поставленной цели. Т.е., силовое воздействие на снаряд 7 должно быть таким, чтобы он после выстрела, преодолев сопротивление среды массива 2 или 9 остановился в требуемой точке, где и должен произойти его взрыв (см. фиг. 6 и фиг. 12). При этом указанная процедура должна быть четко увязана с функционированием затворного устройства 4. Т.е., это выполнение во времени и пространстве всех обстоятельств, обеспечивающих безопасное осуществление предлагаемого способа, который после изложенных процедур должен завершиться подготовкой к следующему циклу аналогичных технологических операций - см. фиг. 7 и фиг. 13.

К сказанному необходимо добавить о некоторых возможностях варьирования в представленной последовательности операций.

Понятно, что рассчитать все необходимые факторы, определяющие взрыв снаряда 7 в требуемой точке, в момент его остановки в этой точке, это задача достаточно сложная, исходя из необходимости обеспечения абсолютной безопасности. Поэтому должны быть изучены все иные варианты. Например, снаряд 7 можно взорвать без остановки его в процессе своего движения в массиве материала 2 или 9. Т.е., попав в эту среду, взрыв снаряда 7 происходит таким образом, чтобы с одной стороны не повредить верхнюю часть внутреннего пространства реактор, и вместе с тем, не приблизиться сверх допустимого к нижней части этого пространства реактора. Понятно, что решение такой задачи может оказаться многократ надежней и безопасней при реакторах значительных размеров. При меньших параметрах, необходимо предпринимать меры дополнительного обеспечения взрыва снаряда 7 в требуемом месте. Например, могут применяться решения устройств, ударяясь о которые, снаряд 7 взорвется только там, где это требуется. Можно продолжать и далее размышлять на эту тему, но во всех случаях, нет ни малейших оснований считать, что сия задача не решаема, или даже трудно решаема при современном уровне знаний. Взрывотехника всех типов и видов оперирует временными параметрами, на многие порядки превышающими малость времени, определяющего гарантию требуемого взрывного процесса. Но даже, если возникнут определенные сложности, затрудняющие гарантирование надежности и безопасности выше изложенного технологического процесса (повторимся, такое не исключается при уменьшении параметров реактора, что сопряжено с устройством реакторов небольшой мощности, о чем еще скажем особо), то из этого следует лишь необходимость создания метательного устройства, которое как раз при уменьшении размеров реактора становится абсолютно надежным и безопасным. Имеется в виду, устройство механического метального устройства, где снаряд 7, становясь элементом этого устройства, стопроцентно попадет в требуемую зону реактора и взорвется именно в этой зоне. Детали такого метательного устройства не излагаем, ибо вариантов может быть весьма много, и кроме того, работая над этой темой, решаем задачу ее оптимизации, чтобы из всего множества возможностей выделить наиболее целесообразные и эффективные, по которым готовится соответствующая патентная защита. Хотя, приходится убеждаться, что эта оптимизация вряд ли будет достаточно надежной, ибо беспрерывный научно-инженерный прогресс привносит все новые возможности в части использования в таком метательном устройстве новых материалов, новых регистрирующих и контролирующих приспособлений и комплектующих, новых возможностей влияния на сам взрывной процесс, и много прочего, что сегодня невозможно оценить в полной мере, без выполнения специальных исследований.

Исключительно важным существенным фактором предлагаемого решения, является материал массива, аккумулирующего в себе тепловую энергию периодически взрываемых в нем взрывных устройств. Кроме расплавленного металла или нагретого пара воды, показанных на чертеже, может быть иное вещество, пригодное для требуемого нагрева в состоянии его расплава или даже смеси нескольких материалов. Что касается металла, могут быть разные варианты. Если исходить из прототипа (патент Украины 79846), где применен свинец, этот вариант весьма привлекателен по множеству причин, включая фактор радиационной защиты. Не менее интерес вариант нагретого пара воды (патент Украины 86307). Поэтому для конкретного решения требуется всесторонний анализ и соответствующие исследования. Но при этом следует не забывать, что указанные два материала, не ограничивают, и, тем более, не закрывают возможности применения иных материалов в предлагаемом способе. Причем повторимся, проработки и исследования могут определять сочетания в одном реакторе нескольких материалов. Ибо, массив материалов, аккумулирующих теплоту взрывов, выполняет одновременно многоаспектную функцию защиты реактора от радиационного воздействия, если используются ядерные или термоядерные взрывные устройства. Многоаспектность заключается во всем комплексе радиационного излучения, от которого необходимо защищать реактор, обеспечивая его должную безопасность и работоспособность. Но не менее важным является, что будет происходить за пределами реактора, имея в виду, что массив материала в реакторе, накапливающий в себе радиоактивность, необходимо будет периодически подвергать соответствующему воздействию снижения этой радиоактивности. Имеется в виду следующее.

Одним из вариантов такого воздействия является периодический выпуск из реактора части массива насыщенного радиацией материала с одновременной заменой его чистым соответствующим объемом этого же материала. Выпущенный же материал подвергается наиболее целесообразным и эффективным методам обработки либо захоронения. Решение данной задачи зависит от вида материала, полагая, что современные средства трансмутации могут обеспечить необходимую безопасность для многих материалов. Это является задачей оптимизации всего предлагаемого технологического комплекса, в свою очередь зависящего от конкретных условий, где главными факторами будут являться параметры самого реактора, места его размещения и возможностей осуществлять трансмутацию. Поэтому, все варианты невозможно даже предвидеть, без данной конкретики. Но можно заострить внимание на некоторых наиболее важных обстоятельствах. Не повторяя особенностей принятых прототипов, обращаем особое внимание на использование внутри реактора массива водного пара (патент Украины 86307). Во-первых, это решение обеспечивает полную защиту от нейтронного излучения, образуемого как при ядерном, так и термоядерном взрывном устройстве. Но что еще важнее, при периодической замене части этого массива чистым материалом, выпущенный объем воды становится сырьем для извлечения из него дейтерия. Т.е., при использовании взрывных устройств дейтериевого типа, сам реактор нарабатывает себе дейтерий для последующего использования его в взрывных устройствах, применяемых в этом же реакторе. Что касается радиационной очистки воды, эти технологии известны и достаточно полно и надежно отработаны. Однако предлагаемое изобретение не только создает благоприятные условия для использования известных и надежно наработанных технологий дезактивации, но, что не менее важно, обеспечивает еще более эффективную и надежную радиационную безопасность. Имеется в виду, что применяемый в реакторе массив материла, выполнив свою защитную функцию непосредственно в реакторе, после выпуска из реактора становится максимально действенным гарантом для захоронения этого отработанного массива материала, если для этого будут иметься наиболее благоприятные условия и обстоятельства. Например, если массив материала, аккумулирующий энергию теплоты, выполнить из стекла, превращая его в соответствующий расплав, то после выпуска из реактора, такой материал, вобравший в себя радиацию, после его остывания обеспечивает наиболее надежную возможность изоляции этой радиации от внешней среды, создавая также наиболее удобные и эффективные способы захоронения такого материала.

Т.е., речь идет об известной технологии остекловывания радиоактивных отходов, являющейся самым надежным способом решения данной проблемы (см. Технологии 26 апреля 2012 1402 Применение стекол при иммобилизации радиоактивных отходов Тематика: Хранение РАО136, Переработка РАО108. Остекловывание РАО31 Источник: Безопасность Окружающей Среды №1-2010: Обращение с ОЯТ - Век XX нашел стеклам совершенно иное применение - изолировать от окружающей среды ядерные отходы. Чем же стекла так привлекательны для иммобилизации радиоактивных отходов? Своей стойкостью к коррозии в водных средах, прочностью, малой восприимчивостью к действию радиации и, конечно же, универсальностью к составам отходов, а значит малой чувствительностью к изменениям химического состава иммобилизуемых материалов. Если для кристаллических веществ соблюдение стехиометрии и ограничений на размеры замещаемых ионов в решетке синтезируемого вещества - головная боль, а малейшая вариация в составе приводит к синтезу нежелательных побочных материалов, то стекло прекрасно удерживает в своем составе почти все элементы таблицы Менделеева. … Стекла стабильны и долговечны. Природные силикатные стекла со дна океанов за миллион лет прокорродировали всего на десятую долю миллиметра: кажется, сама природа подсказывает, что для иммобилизации опасных радионуклидов из радиоактивных отходов, вряд ли можно найти более универсальный и стойкий материал. … Стекло в этих хранилищах - идеальный материал, который из-за высокой коррозионной стойкости, практически не загрязняет грунтовые воды ни химическими, ни радиоактивными токсикантами.).

Так что, предлагаемый способ открывает совершенно невообразимые дополнительные возможности расширения применимости технологии остекловывания, повышая при этом эффективность и ее безопасность. Именно температурный режим предлагаемого способа работы реактора в циклическом взрывном процессе (1500÷2000 градусов Цельсия, можно и более) обеспечивает беспрецедентную целесообразность технологии остекловывания. Понимая при этом, что состав расплава стекла должен получать все необходимые ингредиенты, повышающие защитные свойства его массива, как для реактора, так и для выполнения всех процедур при удалении расплава из реактора для дальнейшей его подготовки к окончательному захоронения. В этом смысле, одним из наиболее предпочтительных является свинец, являющийся вполне доступным и практически бесконечным по срокам сохранения своей эффективности и надежности.

Приведенный пример остекловывания, лишь одна из частностей выше отмеченной существенности предлагаемого изобретения. Полагая при этом, что эта отличительная существенность может воплощаться практически в неограниченном количестве вариантов, как неограничены возможности сочетания в разных соотношениях разных материалов в одном расплаве, соединяющем в себе эти виды материалов. Но неограниченность вариаций на эту тему, требует соответствующих проработок и исследований, чтобы этот процесс оптимизировать, выявляя наиболее эффективные сочетания для конкретных ситуаций. Все это в свою очередь в значительной степени зависит от мощности и параметров реактора, в котором осуществляется предлагаемый способ. Но с самого начала должно быть понятно, что предлагаемая технология предполагает преимущественно создание крупных теплогенераторов, присущих современной теплоэнергетике. Хотя одно, не исключает и противоположного подхода, о чем также разговор впереди.

Особое внимание следует обратить на тип взрывного устройства, применяемого в предлагаемом изобретении, на представленном чертеже - снаряд 7. Прежде всего, мы не претендуем на какое-либо новшество в этом деле (имеется в виду описание данного изобретения), полностью принимая все возможные наработки взрывотехники, предусмотренные принятым нами прототипом. Поэтому нет надобности повторять соображения на этот счет, приведенные в патентах Украины 79846 и 86307. Однако особенность нашего решения состоит в том, что чрезвычайно важно вернуться к этой теме, проработанной и исследованной на предыдущем этапе рассматриваемого направления теплоэнергетики, названной ВЗРЫВНОЙ ДЕЙТЕРИЕВОЙ ЭНЕРГЕТИКОЙ (ВДЭ). Это мощная разработка крупнейшего в мире ядерного центра (ныне РФЯЦ-ВНИИТФ им. акад. Е.И. Забабахина, г. Снежинск, Челябинской обл.), явившаяся отправным пунктом для нашего прототипа. Воплотилась эта разработка в известное понятие КОТЕЛ ВЗРЫВНОГО СГОРАНИЯ (КВС), вызвавшее серьезнейшую тревогу в среде специалистов и ученых, причастных к ядерной и термоядерной энергетике. Тревога в том, что в циклопическом сооружении КВС (параметры по высоте и в плане измеряются многими сотнями метров) предлагается периодически (через полчаса) взрывать термоядерные взрывные устройства мощностью 10 кт, 50 кт и даже 100 кт в тротиловом эквиваленте. Несмотря на почти сказочные показатели получения тепловой энергии для выработки электроэнергии, научно-инженерная общественность была встревожена, говоря точнее, напугана, радикальностью данного направления, поименованного ВДЭ. Именно это обстоятельство легло в основу необходимости разработки патентов РФ 2496158 и Украины 79846 и 86307. Но, нельзя игнорировать того, что при всей грандиозности критического восприятия Снежинской ВДЭ, невозможно не видеть, и не понимать совершенно явное и бесспорное превосходство ВДЭ над всеми вместе взятыми разработками и исследованиями так называемого мирного, управляемого термоядерного синтеза. Эта глобальная эпопея, концентрированно воплотившаяся в интернациональный проект ИТЭР, продолжается безрезультатно почти семь десятилетий. И конца этому не видно, хотя инициаторы и вдохновители сего недоразумения продолжают обещать осчастливить мир лет через 30÷40, да и то, лишь первым экспериментальным успехом, который знающие люди называют блефом, продолжающим транжирить колоссальные материально-финансовые ресурсы, в дополнение к уже бессмысленно потраченным сотням миллиардов долларов.

Все сказанное, к тому, чтобы осознать значимость предлагаемого изобретения, позволяющего уникальность Снежинских КВС освободить от навеянного ими ужаса, и явных негативов, вызвавших это устрашение. Имеется в виду следующее.

Рассматривая предлагаемое изобретение, необходимо осознавать, что ранее созданные решения наших патентов, принятых за прототип, как уже отмечено, устраняют устрашающие негативы Снежинских КВС. Но это устранение, недостаточно выраженное, и главное, в определенной мере ограниченное, в силу нерешенности технологических проблем подачи зарядов в реактор должным образом. Именно эту недоработку решает предлагаемое изобретение, открывающее ВДЭ через Снежинские КВС перспективы, о которых разработчики этого уникального направления не смели даже помыслить. Чтобы в полной мере ощутить и осознать значимость данного утверждения, покажем, что можно сотворить из Снежинских КВС.

Во-первых, напомним, что нижний уровень мощности термоядерного взрыва в такого рода реакторе предполагался 10 кт в тротиловом эквиваленте, осуществляемого каждые полчаса. Это базовый вариант, названный КВС-10. Чтобы воспринимать термодинамические удары такой мощности, реактор выполняется циклопическим конусообразной формы, при среднем диаметре 110 метров и высоте 140 метров, с толщиной железобетонных стен 30 метров, облицованных изнутри сталью толщиной 20 см (см. интернет, Подборка материалов по взрывной дейтериевой энергетике. Далекая от завершения история одной сумасшедшей идеи, стр. 13). Кроме того, все засыпается мощным слоем грунта, значительно увеличивая гигантскость этого монстра. Про весь технологический комплекс КВС, взбудоражившего научно-инженерную общественность, и охарактеризованного сном разума, умалчиваем. При нынешних информационных возможностях каждый может самостоятельно это прочувствовать. Но мы обязаны сообщить о наработках Снежинского ядерного центра в части дейтериевых термоядерных взрывных устройств. В частности, речь идет о том, что номенклатура таких зарядов содержит не только увеличение более 10 кт тротилового эквивалента, т.е., указанные 50 кт и 100 кт. Выполнены разработки и в обратном направлении. Рассказывает руководитель проекта по созданию КВС-электростанции, доктор физико-математических наук Геннадий Алексеевич Иванов - См. НАУКА И ЖИЗНЬ №7, 2002 г. ВЗРЫВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА ВМЕСТО УПРАВЛЯЕМОГО ТЕРМОЯДЕРНОГО СИНТЕЗА В.ПАРАФОНОВА (Снежинск - Москва).

- Чем привлекательна идея КВС?

- В ее осуществлении нет принципиальных проблем. Большая часть того, что нужно для создания экспериментального КВС, уже сделана. Производить термоядерные взрывы дейтерия мощностью в десятки тонн и даже одну килотонну научились давно. Проблема создания сверхвысоких температур и давлений, необходимых для "управляемых" взрывов мощностью в тонны тротилового эквивалента, при этом снимается, поскольку горение дейтерия инициируется небольшим взрывом заряда, состоящего из урана-233. В природе он не встречается; его получают из достаточно распространенного в природе тория. Причем тория и урана для взрывной энергетики требуется в тысячи раз меньше, чем для работы АЭС той же мощности. Соответственно в сотни раз уменьшается количество радиоактивных отходов, а химические загрязнения практически отсутствуют.

Но, после такого заявления руководителя проекта КВС, возникает естественный вопрос - почему же разработчики этого направления не пошли в сторону уменьшения мощности дейтериевых термоядерных зарядов, продолжая устрашающую гигантоманию? Ответ возможен в единственном очевидном варианте - разработчики Снежинского КВС не дошли до решения, нами предлагаемого, как в патенте РФ 2496158 и Украины 79846 и 86307, так и тем более в изобретении, представляемом данным описан