Таблица 5.9

с учетом непрерывного радиационного воздействия (168 часов в неделю) в неконтролируемой зоне.

ва человека

ребует длительной выдержки или окончательного захоронения в реакторах синтеза применять конструкции на основе 5АР , SIC или ванадия, то мокно было бы повторно использовать материал бланкета после сравнительно короткого периода охлакдения (около 10 лет). Не исклтено повторное использование материалов на основе железа и никеля, однако при этш потребуются длитель-

- 117 -

ные периоды охлакдения (по крайней мере 50 лет).

На рис.5.4 показано, как снижается радиоактивность, индуцированная в некоторых материалах термоядерного реактора нейтронами, о течением времени (для сравнения пунктирш показана кривая онижения радиоактивности отходов кидкометаллического бридера на быстрых нейтронах).

Время после останоВки реактора, с

Рис.5.4

Очень важным является вопрос о том, можно ли будет избавляться от матерхалов, отработанных в реакторах синтеза, путем захоронения их на небольших глубинах. По официальным рекомендациям, разработанным в США, вое радиоактивные отходы делятся на три категории. К категории А относятся те материалы, для которых уровень радиоактивности по истечении 10 лет мокно считать безопасным. Это означает, что человек, попавший в область захоронения и находящийся там, получит в течение года дозу, не более чем в 5 раз превышающую естественный фон. В класс В входят химически стабилыше материалы, которые достигают безопасного уровня радиоактивности по истечении 100 лет. Материал должен

- 118 -

йыть захоронен таким образом, чтобы доза, полученная в районе захоронения, не превысила более чем на несколько процентов ес-теотвенный уровень радиоактивности. К категории С тоже относятся химически стабильные материалы, однако они достигают безопасного уровня только через 500 лет. В зтом случае материал должен быть захоронен на глубине не менее 5 м и место захоронения должно иметь естественные шш искусственные заграждения. Воли материалы не подходят ни под одну из этих категорий, то в их отношении нужны более серьезные меры, такие, например, как захоронение на больших глубинах.

Реакторы синтеза могут быть сооружены из материалов, которые можно будет хранить посредотвом захоронения на небольших глубинах. В частности, отходы от реакторов синтеза, построенных из железо-марганцево-хромистых сталей, будут относиться к материалам категории С. Если же применять конотрукции на основе сплавов ванадия, титана, алшиния или керамических материалов, таких как графит или карбид кремния, го отходы будут принадлежать к категории В. Однако применение в конструкциях бланкета таких материалов, как SAP , SIC и оплавов на основе тугоплавких металлов, требует значительных усилий для разработки технологии их производства. Например, SLC является крайне хрупким материалом. Ееред изготовлением крупных элементов из этого материала необходимо провести тщательное изучение прочностных свойств и качественную проверку в рабочих условиях.

5.5. Запаоы материалов

Выбор материалов для промышленной терм.оядернсй энергетики будет в большой отепени зависеть от их ресурсов. Специфические требования к ресурсам вытекают из иопользования следующих материалов:

1) меди (шла алюгтния) в качестве проводника обычных и сверхпроводящих магнитных катушек;

2) гелия в качества криогенного охладителя;

3) лития в качестве топлива (для воспроизводства трития) и теплоносителя;

4) титана, ванадия и молибдена в качестве конотрукционных материалов;

5) титана, ванадия и ниобия для сверхпроводящих материалов;

6) свинца в качестве экранирующего материала катушек.

- 120 -

В табл.5.10 приводятся оценки количества материалов, ввоб-

ходамых для промышленного производства электрической мощности 10 МВт. Эти оценки выполнены для реактора на основе токамака. В таблице указываются различные материалы для одних и тех ке пршиенений, поэтому не каадый из перечисленных материалов потребуется в указанном количестве. Для каждого материала указаны такке следующие данные: I) прогнозируемая на 2000 год потребность (по данным США); 2) измеренные и известные мировые запасы; 3) количество вещества, ссдеркащееся в верхних 10 м земной коры; 4) отношение этого количества к известным мировым запасши. На основании этих данных мокно сделать следующие замечания:

1. Потребности в алюминии указаны с учетом потребностей в меди. Потребности в алюминии и гитане не создадут серьезных технологических трудностей.

2. Потребность в меди долина привести к расширению нощноо-тей по ее производству и относительно широким работам по разведке заленей.

3. Для гелия указано количество, содержащееся в атмосфере. Потребность в гелии должна привести к расширению мощностей по его производству. Возможно, потребуется его извлечение из атмосферы.

4. В морской воде содержится примерно такое ке количество лития, как в земной коре, и при разработке соответствующеа технологии он мокет быть извлечен. Потребность в литии должна привести к расширению мощностей по его производству и к дополнительной разведке залежей. Использование лития лишь для производства трития может существенно снизить потребность в нем.

5. Потребности в ванадии и молибдене даны с учетом потребностей в ниобии ( скорректировано с учётом плотностей).Эти потребности должны привести к расширению производства и к дополнительной разведке заленей. Ванадия и ниобия довольно много в земной коре, но молибдена значительно меньше.

6. Потребность в свинце такке должна привести к расширению производственных мощностей, запасы не его довольао хорошо разведаны.

На сегодняшний день по aanacai материалов нет ограничений для широкого развития термоядерной энергетики.

- 121 -ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Альтовский И.В. Радиационные нарушеш1я Игоги науки и техники. ВИНИТИ. Металловед, и теры.обраб. М.: 1987. 21. С.3-52.

2. Арцимович Л.А. Управляемые термоядерные реакции. М.: Физмат-гиз, I96I.

3. Вотинов С.Н., Альтовский И.В. Металлы и сплавы в ядерной эвергетикв Итоги науки и техн. ВИНИТИ. Металловед, и терм, обраб. М.: 1989. 23. C.84-I26.

4. Елизаров Л.И., Кулыгин В.М., Семашко Н.Н. Термоядерная энергетика. М.: Ыоск.энерг.ин-т, 1984.

5. Карташев К.В., Максименко Б.П., Рудаков Л.И., Рютов В.Д., Семашко Н.Н. Состояние и прогноз развития исследований по управляемому термоядерному синтезу. М.: Ин-т атомной энергии, 1983.

6. Лукьянов СЮ. Горячая плазма и управляемый ядерный синтез. М.: Наука, 1975.

7. Мухсватов B.C. Тскамаки Итоги науки и техники. Физика плазмы. М.: ВИНИТИ. I980.I, ч. 1,6.

8. Хеглвр М., Кристиансен М. Введение в управляемый термоядерный синтез. М.: Мир, 1980.

9. INT0R. Phose То/о Л. Pari i/JnterncitLona Atomic Energy Agency. Vienna ; <983.

10. ITER Conceptual Design Report/Iniemaiionai Atomic Energy Agency. Vienna:

11. Status Report an Conirold Thermonuclear FusLon/lnternationaf Atomic Energy Agency. Vienna: 990.

12. Stelnr D. The TecKnofoglcaE Recyjirement For

PodJer by Fusion/Proc. IEEE ./9?5. 63. p56S-- 608.

13. U.S. Contribution to the InternationaE Tokomak Reactor. PKase- 2A. Part i Workshop. /985.Vof./.