Не так давно проскакивала новость о первом «независимом» подтверждении реактора России. К счастью, в новости была ссылка на отчет. Отчет любопытный, попробуем проверить пару вещей из него.
Конвенкция
Идём на страницу 2, вторая глава («Reactor characteristics and experimental setup»). Прямо на второй строке первого абзаца этой главы написаны размеры реактора: 20 см в длину, 2 см в диаметре. Получаем общую площадь поверхности 2πrl, что больше 250 см2. Прочитаем подпись под рис. 1, где написано, что маленькие рёбра на цилиндре повышают площадь рассеяния тепла, и ограничимся нашей (как видно, всё более заниженной) оценкой площади.
Теперь вспоминаем про закон Ньютона о тепловом потоке. К сожалению, коэффициент теплоотдачи экспериментально вывести не так-то просто, поэтому приходится пользоваться справочником. Например, справочник Кухлинга даёт 5.6 Вт / (м2·K), или 0.0005 Вт / (см2·K) для круглого счёта. При разнице температур в 1200 градусов получаем полную теплоотдачу в 250 · 0.0005 · 1200 = 150 Вт.
Это непосредственно теплоотдача, а у нас есть ещё и, собственно, конвекция, а, как мы знаем, для неё потери всегда больше (ссылка, кстати, не совсем корректно говорит о жидкостях, на английской вики используется куда более подходящий термин fluid, включающий в себя и газы, и плазму, и все прочие подобные вещи).
Временно будем считать наш цилиндр горизонтальной пластиной с площадью rl = 40 см2 и периметром 2(r + l) = 44 см. Вычислим число Рэлея для такой пластины по известной формуле. Нам нужны следующие числа:
- Кинематическую вязкость возьмём отсюда, взяв динамическую вязкость 5.5 · 10-5 кг / (м·с) и разделив на плотность воздуха при 1260 Цельсиях, равную примерно 0.3 кг / м3. Получим в итоге вязкость в примерно 1.8 · 10-4 м2/c.
- Температуропроводность пропорциональна T3/2, при 300 кельвинах она составляет 2.2 · 10-5 м2/c. Значит, при 1500 кельвинах она будет в (1500 / 300)3/2 раз больше, то есть, примерно в 11.2 раз больше — примерно 2.5 · 10-4 м2/c.
- Коэффициент объемного расширения для идеального газа (попробуем считать воздух при 1500К таковым) — 1/273 K-1, или примерно 3.7 · 10-3 K-1.
Наконец-то мы можем получить число Рэлея для воздуха при этой температуре, равное порядка 107.
Значит, число Нуссельта для нашей пластины равно 0.54 · (107)1/4 ≈ 30. То есть, в конвекцию уходит в 30 раз больше энергии, чем на прямой теплообмен, что составляет величину порядка 150 · 30 = 4500 Вт.
Вдумчивый читатель отметит, что 150 ватт я получил для объекта цилиндрической формы, а множитель в 30 — для плоского листа. Верно, но, во-первых, оценку это завышает максимум в 4 раза, а, во-вторых, для вертикальных поверхностей в данном случае число Нуссельта будет примерно таким же — число Прандля для газов практически равно единице.
Четыре с половиной киловатта энергии, уходящей просто в тепловой обмен с окружающей средой — как-то не состыковывается ни с одной цифрой в отчёте. Так что господам-авторам отчёта бы или крестик снять температуру пониже вписать в таблицы, или замахнуться на на порядок большую выдачу энергии.
Отметим, что этот эффект усиливается ещё больше, так как, если мне не изменяет память, соответствующие процессы на самом деле нелинейны, и на разницах температур порядка 1200 градусов кельвина эти нелинейности уже вполне себя проявляют.
Собственно, на этом можно закончить рассмотрение, но пойдём дальше.
Ядерная физика
На странице 29 отчёта, в первом абзаце указано, что исходно в одном грамме никеля было 0.011 грамм лития-7, то есть, в 90 раз меньше по весу, а по количеству ядер — в 90 · (7 / 59) = 10.7 раз больше.
Не хочется углубляться в детали сильных и слабых взаимодействий, но в ядерных реакциях должно сохраняться количество протонов и нейтронов, поэтому попробуем посчитать нейтроны.
Судя по таблице на стр. 42, примерно 84% атомов лития потеряло по нейтрону. Будем считать, что лития была одна условная единица, поэтому потерялось 0.84 условных единиц нейтронов.
С другой стороны, практически весь никель превратился в 62Ni. Для оценки учтём только 58Ni и 60Ni — их в исходном топливе было суммарно 93%. То есть, исходные 67% 58Ni приобрели по четыре нейтрона, а 26% 60Ni приобрели по два. С учётом того, что ядер никеля в 10.7 раз больше, приход нейтронов в никель составил 10.7 · (4 · 0.67 + 2 · 0.26) = 34.2 условных единиц. А это примерно в 40 раз больше, чем пропало от лития.
В общем, тут товарищам не только свою установку срочно патентовать-продавать нужно, а бежать ко всем физикам и рассказывать, что их модели в корне неверны.
Автор: 0xd34df00d
