¿Cómo nos va en la miniaturización de la tecnología nuclear?

Answer 1

Escribo sobre fusión, así que no soy un experto en fisión.

Pero puedo compartir algunas cosas:

• El poder de fusión aún no existe. Nadie ha obtenido aún más energía que dentro. Hay muchos enfoques de fusión que la gente ha propuesto a lo largo de los años. Estos están en todo el espectro: desde bien entendidos hasta locos que nunca irán a trabajar. En muchos casos, la razón que desconocemos se debe a la falta de fondos. Hoy, realmente solo financiamos tokamaks (y conceptos relacionados) y Inertial Confinement Fusion (en lo que trabajé para mi doctorado). A continuación hay una agrupación de diferentes enfoques de fusión por familia y tipo. Dicho todo esto, las cosas están cambiando: con las startups de fusión de estilo “silicon valley” financiadas por VC, ante el fracaso en NIF y el surgimiento de la fusión amateur, este campo está cambiando muy rápidamente.

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Hay muchas innovaciones de fisión por ahí. Pero la mayoría no se utilizan en reactores comerciales o productos. ¿Por qué? Debido a los costos, las preocupaciones de seguridad y las normas de la Comisión Reguladora Nuclear. Así es como llegamos aquí:

• Three Mile Island perjudicó la construcción de nuevas plantas y aumentó los costos. Este accidente ayudó a detener la construcción de nuevas plantas en los EE. UU., De 1979 a 2012. También desaceleró las cosas a nivel mundial (especialmente en Francia). Chernobyl tampoco ayudó. Esto llevó a una protesta pública. Esto llevó a una oposición pública que cerró varios reactores, especialmente Shoreham en Long Island.

• Esto mató la innovación en nuclear por una generación . La NRC reprimió los diseños nucleares que aprobaría. Se quitaron muchas ideas de la mesa. Un ejemplo es el Reactor de lecho de guijarros que se inventó en los años 70 pero no se construyó en los EE. UU. La agencia exigió muchos sistemas de seguridad nuevos, lo que elevó el precio de una planta nuclear y expulsó a más compañías de la industria. Esto ralentizó la adaptación de nuevas ideas considerablemente, agregando años para obtener las innovaciones aprobadas y certificadas.

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Entonces ese es el pasado. Últimamente, la energía nuclear ha estado dando un giro. La fuerza impulsora es la creciente necesidad de fuentes de combustible limpias y sin carbono. Aquí hay algunas tecnologías y eventos que destacan este cambio:

• Desarrollo de reactores de sales fundidas de torio . IDK mucho sobre la sal fundida, pero los partidarios han argumentado que es: más seguro, más barato y más pequeño. Hay nuevas empresas en este espacio (Flibe Energy, Elysium Inc. y Transatomic power, ambas en Boston). Estas compañías están persiguiendo nuevos diseños de reactores basados ​​en el ciclo del combustible de torio con combustibles que se han rediseñado. También hay un esfuerzo de torio financiado por el gobierno en China e India
• Desarrollo de nuevos reactores de uranio recuperado. La idea es regenerar o reutilizar el combustible nuclear gastado. La gran startup en este espacio es Terrapower en Seattle. Esta compañía fue respaldada por Bill Gates y está desarrollando un nuevo diseño de reactor de tubo de onda móvil.
• La Cámara aprobó un proyecto de ley nuclear. En febrero, la casa aprobó la “Ley de Capacidades de Innovación en Energía Nuclear”. Libera muchas restricciones y es una señal de que la presión de los nucleares avanzados sobre los legisladores va a alguna parte.

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En términos de pequeños reactores nucleares, como los que estás hablando, aquí hay algunos puntos:

• Las baterías radiactivas son una cosa. Primero, puede usar las emisiones radiactivas para conducir las baterías. Los átomos que tienen una vida media larga emitirán partículas alfa. Puedes aprovechar esto como energía. Esto se usa en marcapasos y satélites.

Finalmente, hay ideas para reactores nucleares realmente pequeños, aquí hay una charla TED sobre esto:

Answer 2

Lo estoy mirando desde el lado del arma. No recuerdo cuáles son las cifras exactas de cada elemento, pero las armas que usan material de tipo nuclear normal como el uranio o el plutonio estarán restringidas a un cierto tamaño porque se necesita una cierta cantidad de ese material en peso para crear la reacción en cadena nuclear . Es por eso que un arma como la ojiva W54 en la era de 1960 Davy Crocket sigue siendo uno de los diseños de armas más pequeños jamás creados.

W54

Ahora ese diseño se ha modificado a lo largo de los años para crear armas como el ADM.

Munición de demolición atómica

Que eran armas en el rango de sub kiloton diseñadas para eliminar la infraestructura enemiga como puentes, railyards, aeródromos, etc.

El otro problema que tiene es que para lograr una explosión mayor, su porcentaje de material / rendimiento disminuye a menos que agregue otros elementos como Tritium.

Por ejemplo, y estos números no son exactamente precisos, solo se usan como ejemplo para usted,

El niño pequeño usó alrededor de 65 kg de U235 para lograr una detonación de aproximadamente 15 kilotones. Ahora digamos que quería construir una bomba más grande. 30 kilotones Simplemente duplicar la cantidad de material no lo hará. Especialmente en esos días antes de que exploraran otras formas de aumentar el poder. Puede tomar 140 o 150 kg de U235 para lograr ese 30kt. ¿Seguir?

OKAY. Volvamos a su pregunta sobre la miniaturización. En teoría, creo que podría usar un elemento como Californium para crear un arma inteligente, pero ese elemento en sí solo se creó en 1950, por lo que no he oído hablar de si tuvo éxito o no.

Pero llega a un punto en el que tienes que preguntar, ¿cuál es el punto de tener una granada nuclear? ¿O un arma nuclear que puedas lanzar? ¿Cómo se usa eso en un escenario realista?

Answer 3

Un reactor nuclear nunca será lo suficientemente pequeño como para alimentar una armadura. No es físicamente posible por muchas razones. Las llamadas “baterías nucleares” (RTG, por sus siglas en inglés) no pueden generar suficiente energía para suministrar dicho traje y presentarían un riesgo radiológico para la persona que lo usa.

Answer 4

La necesidad de una gran seguridad contra accidentes y terrorismo hace que sea difícil tener plantas nucleares muy pequeñas en grandes cantidades.

El tamaño y el peso hacen que la energía nuclear sea poco práctica para los vehículos terrestres. Funciona para submarinos y posiblemente podría usarse nuevamente para buques de superficie. Sugeriría un gran remolcador nuclear que pueda proporcionar propulsión para grandes buques de carga en el medio del océano, sin que el barco nuclear tenga que ingresar a los puertos.

Las plantas nucleares actuales son de fisión y, de hecho, casi todos los reactores de agua ligera. La fusión es una excelente manera de hacer que los neutrones induzcan la fisión; la fusión no vale la pena solo por su propia producción de energía

Answer 5

Hay mucho progreso hacia los pequeños reactores modulares. Incluso tienen su propio acrónimo, “SMR”