Keskustelu:Kaksoisfluidireaktori

Artikkelin nimestä

Englanninkielinen vastine Dual fluid reactor ja saksankielinen Dual Fluid Reaktor on tässä suomennettu yhdyssanaksi kaksoisfluidireaktori. Perustelen tätä käännöstä:

1. Tiedustelin DFR:n suomennosta sähköpostitse Säteilyturvakeskukselta. Käsite on niin uusi, että mitään vakiintunutta suomennosta ei vielä ole. Siksi siitä käytetään lähinnä lyhennettä DFR, milloin se tulee puheeksi.
2. Sana "dual" kääntyy useimmiten suomen kielelle etuliitteeksi "kaksois-" ja luontevaa on tehdä niin myös tässä tapauksessa. Ainakaan ei löytynyt syytä, miksi näin ei voisi tehdä.
3. Sanan "fluid" suomennos on "fluidi" ja vaikka se näyttääkin erikoiselta, ja jopa sanan "neste" käyttöä voisi harkita, kuitenkin fluidi on se sana, jonka vastaavuus alkuperäisen nimen kanssa on täydellinen.
4. Sana "reactor" suomentuu lähes poikkeuksetta sanaksi "reaktori" ja ehdottomasti myös tässä tapauksessa.
5. Suomen kieliopin mukaan tästä tulee luontevasti yhdyssana.

Jos kaikesta huolimatta yliopistoissa, Säteilyturvakeskuksessa tai ydinvoima-alan teollisuudessa yleistyy jokin muu suomennos, vaihdetaan artikkelin nimi sitten sen mukaan paremmaksi. ––Nikolas Ojala (keskustelu) 4. maaliskuuta 2017 kello 03.21 (EET)

Toriumin kloridi

Edelleen on hieman epäselvää, mitä toriumin kloridia kaksoisfluidireaktorissa käytettäisiin, mutta ehkä siihen saadaan lähiaikoina vastaus. Asiaa on tiedusteltu. ––Nikolas Ojala (keskustelu) 7. maaliskuuta 2017 kello 09.58 (EET)

Onko niitä useitakin? Wickleder s. 81 sanoo: "Chlorides of lower‐valent thorium have been reported to form by electrochemical reduction of a ThCl₄/KCl melt (Chiotti and Dock, 1975) but these observations are still in need of confirmation." Reaktoreihin liittyvä kirjallisuus näyttää puhuvan usein epämääräisesti "polttoaine on fluoridina (tai kloridina)", ilman tarkempaa kemiallista kuvausta. Kun torium liukenee FLiBe-suolaan, niin muodostuuko siinä sitten polynaarisia halideja kuten Li_xTh_yF_z (näitä on ainakin neljä erilaista. Wickleder s. 86)? jni (k) 7. maaliskuuta 2017 kello 16.25 (EET)

No siis, pidin lähes selviönä että käytettäväksi aiottu toriumin suola olisi nimenomaan toriumtetrakloridia. Minua jäi kuitenkin vaivaamaan se, että toriumtetrakloridi kiehuu jo 921 °C lämpötilassa ja lähteissä selkeästi lukee että tarkoitus olisi käyttää reaktoria 1000 °C lämpötilassa. Siksi kyselin reaktoria kehittävältä firmalta varmistuksia, että mitähän toriumin suolaa on tarkoitus käyttää. Vastaanottamassani vastauksessa sanottiin toriumtrikloridi. Olkoonkin, että Yemel'yanov & Yevstyukhin mainitsevat teoksessaan toriumtrikloridin valmistuksen, samassa yhteydessä mainittiin myös, että 630 °C lämpötilassa toriumtrikloridi dissosioituu dikloridiksi ja tetrakloridiksi. Mutta ei tässä mitään hätää ole. Odottelen lisää tietoa ja tarkennuksia. ––Nikolas Ojala (keskustelu) 7. maaliskuuta 2017 kello 16.56 (EET)

Mielenkiintoista, tuon lähteen tiedot näyttävät olevan joissain yksityiskohdissa ristiriidassa aikaisemmin toriumfluoridista/kloridista kirjoittamani kanssa. Ehkä se on uudempana (2013) parempi. Pitää tutkia tarkemmin. Mutta seoksen sulamis/kiehumispistehän voi olla huomattavan erilainen kuin sen minkään komponentin (vertaa Woodin metalli), joten ehkä nämä reaktorilitkutkin toimivat näin? jni (k) 7. maaliskuuta 2017 kello 17.42 (EET)

Saamassani vastauksessa painotetaan, että ei oikeastaan ole väliä minkälaisia ionisidoksia torium muodostaa kloorin kanssa, kunhan näiden kesken vallitsee tasapaino nesteessä. Niinhän se varmaan onkin, että lopputuloksen kannalta se on yhdentekevää, jos vain ydinreaktori toimii halutulla tavalla. Riippumatta siitä, onko polttoainekiertoon syötetty toriumtrikloridi kuuman ydinreaktorin sisällä dikloridin ja tetrakloridin tasaisena seoksena vaiko trikloridina, erityisen mielenkiintoista olisi kyseisen toriumkloridinesteen kiehumispiste ja lämpölaajeneminen nesteenä. Vastaako se näiltä ominaisuuksiltaan lähestulkoon uraanitrikloridia ja plutoniumtrikloridia? Jos näin on, hyvä on. Saamani sähköpostivastaukset sellaisinaan eivät ole Wikipedian artikkelin kirjoittamisen kannalta mahdollisimman hyviä lähteitä. Omasta puolestani voin ainakin pureutua entistä tiukemmin julkaistuihin lähteisiin ja artikkelia kirjoittaessani voin yrittää välttää esittämästä väitteitä, jotka saattaisivat myöhemmin osoittautua vääriksi. Tässä tapauksessa ainakin tiedetään julkisten lähteiden perusteella:

1. Plutoniumin ja uraanin lisäksi myös toriumia aiotaan käyttää polttoaineena.
2. On myös sanottu että polttoaine sitoutetaan klorideihin. Ei käytetä fluorideja.
3. Plutoniumin ja uraanin tapauksissa on myös suoraan sanottu että ne tuodaan polttoainekiertoon nimenomaan triklorideina.
4. Julkisissa lähteissä on mainittu yleisesti reaktoripolttoaineiden syöttämisestä triklorideina. Yleensä tässä yhteydessä on kuitenkin mainittu plutonium ja uraani.
5. Missään julkisessa lähteessä ei suoraan tarkennettu että käytettävä toriumin kloridi olisi myös trikloridia.
6. Missään julkisessa lähteessä ei sanottu että torium syötettäisiin polttoainekiertoon tetrakloridina (jonka kiehumispiste on 921 °C).
7. Missään julkisessa lähteessä ei vihjattu että kaksoisfluidireaktorissa olisi edes harkittu käyttää mitään tetraklorideja.
8. Toriumtrikloridista on hyvin niukasti tietoa saatavilla.

Voinemme tyytyä tiedon tarkkuuteen tällä tasolla, ja muokata artikkelia yhdenmukaiseksi tämän tiedon kanssa. ––Nikolas Ojala (keskustelu) 8. maaliskuuta 2017 kello 15.47 (EET)

Hyvä että olet tarkkana lähteiden kanssa ja ihan hyvän muutoksen teit artikkeliin! (Ehkä viittaus yksityiseen sähköpostikeskusteluun kuitenkin mieluummin tänne keskustelusivulle, koska alaviitteet kuitenkin ovat osa tietosanakirjaa). Minun yleisvaikutelmani on, että eivät ole itsekään miettineet toriumin käyttöä reaktorissa loppuun asti. Google scholar ei löytynyt oikeastaan mitään haulla torium trichloride. Mistähän Yemel'yanov & Yevstyukhin saavat tietonsa? Sitäkään eivät lähteet kerro suoraan, onko toriumkloridin kanssa sekoitettu jonkun muun aktinoidin (U, Pu) kloridia? Mitenhän muuten aikovat valmistaa isotooppisen puhdasta Cl-37 kloridisuolaa? Tätä ei ole tietääkseni tehty koskaan teollisessa mittakaavassa, vain laboratoriossa. jni (k) 8. maaliskuuta 2017 kello 21.22 (EET)

Menee arvauksen puolelle, kun ei ole mitään lähteitä tässä. Arvaan kuitenkin että kloorin erottelu isotooppehin ³⁵Cl ja ³⁷Cl onnistuisi lähinnä sentrifugilla. Haluttua isotooppia ³⁷Cl on 24 % kaikesta kloorista ja välissä olevaa isotooppia ³⁶Cl on todella mitättömän vähän, ilmeisesti siksi koska se on epävakaata. Puhdas kloori esiintyy kaksiatomisina molekyyleinä. Valmistetaan kloorista suolahappoa HCl, jolloin jokaisessa molekyylissä on vain yksi klooriatomi. Erotellaan suolahappomolekyylit sentrifugilla toisistaan, jolloin saadaan 24 % ³⁷Cl sisältävää suolahappoa. Valmistetaan tästä suolahaposta klooria ja käytetään se reaktoripolttoaineen valmistukseen. Oletan että kloorin ei edes tarvitse olla mitään ultrapuhdasta ³⁷Cl isotooppia, pääasia kun on että klooriytimet eivät sieppaile reaktorissa liian paljon neutroneja. Tämä siis oli pelkkää arvailua, mutta kun sentrifugeja käytetään muidenkin isotooppien erottelussa, miksipä ei kloorinkin? ––Nikolas Ojala (keskustelu) 8. maaliskuuta 2017 kello 23.28 (EET)

Kokeilepa hakua "Thorium trichloride". Voi löytyäkin jotain. ––Nikolas Ojala (keskustelu) 8. maaliskuuta 2017 kello 23.44 (EET)

Äh, typo tuli tälle sivulle, ei alkup. hakuuni. Ei tuon tuloksissa näytä mitään hyödynnettävää olevan. [1] tosin vahvistaa mitä tästä on jo opittu: "Thorium valency is determined coulometrically, the metal being dissolved anodically in molten alkali halides and their mixtures. In fluoride melts it is equal to 4 but in chloride, bromide and iodide ones, as a rule, it has non-integral values between 4 and 2 which diminish as the temperature is raised". Tämä keskustelu ja artikkeli muuten paljastavat hieman epätarkkuutta sulasuolareaktori artikkelissa. Se väittää hyvänä puolena, ettei sulasuolareaktorin polttoainetta tarvitse väkevöidä. Kyllä tarvitsee, silloin jos se on kloridina. Tai sitten poistaa rikkiyhdisteitä jatkuvasta (tai korjaa niiden korrosoimia putkia). Isotooppiväkevöidyn kloorin valmistaminen sentrifugeilla on luullakseni melkein yhtä vaikeaa kuin uraanin väkevöiminenkin, paitsi että jälkimmäistä on jo tehty teollisessa mittakaavassa. (Lisäksi: Turvallisuus - polttoaine voidaan hätätilanteessa valuttaa säiliöön - mutta kaksoisfluidireaktorissa jos jäähdytyskierron lyijy valuu pois, niin mikä tuon ilman pumppua tai sähköä toimivan valutustulpan laukaisisi?) jni (k) 9. maaliskuuta 2017 kello 18.21 (EET)

Se tulppahan pysyy paikallaan ainostaan jos sitä aktiivisesti jäähdytetään, ja sitä varten tulpalle on oma jäähdytin ja jäähdytyskiertonsa. Jos voimalan järjestelmistä menee virta poikki, tulpan jäähdytys lakkaa heti ja kuuma polttoaine sulattaa tulpan pois, jolloin polttoaine valuu alikriittisiin säiliöihin. Lisäksi voi olla erilaisia hälytyssignaaleja, jotka pysäyttävät tulpan jäähdytyksen. ––Nikolas Ojala (keskustelu) 9. maaliskuuta 2017 kello 23.02 (EET)

Tuossa edellä kun selitin suolahaposta, tarkoitin puhdasta vetykloridia eikä liuosta. Selitän, miksi oletan että kloorin isotooppien erotteleminen jäähdytettynä vetykloridina sentrifugissa ei pitäisi olla erityisen vaikeaa.

• Uraaniheksafluoridin ²³⁸U¹⁹F₆ molekyylissä ydinhiukkasia on yhteensä 352.
• Uraaniheksafluoridin ²³⁵U¹⁹F₆ molekyylissä ydinhiukkasia on yhteensä 349.
• 352 / 349 = 1,0086 siis 0,86 % tiheysero.
• Vetykloridissa H³⁷Cl molekyylin ydinhiukkasia on yhteensä 38.
• Vetykloridissa H³⁵Cl molekyylin ydinhiukkasia on yhteensä 36.
• 38 / 36 = 1,0556 siis 5,56 % tiheysero.
• 5,56 > 0,86

Molekyylien massojen suhteellinen ero näyttäisi olevan suurempi vetykloridilla kuin uraaniheksafluoridilla. Uraanin sentrifugirikastuksessa uraaniheksafluoridia käytetään yleisesti. En keksi erityistä syytä, miksi vetykloridi olisi vaikeampi tapaus. ––Nikolas Ojala (keskustelu) 10. maaliskuuta 2017 kello 00.44 (EET)

Löytyipäs tietoa toriumtrikloridista: https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc12759/m1/120/ ––Nikolas Ojala (keskustelu) 12. maaliskuuta 2017 kello 04.24 (EET)

Yksi maininta toriumtrikloridista: https://books.google.fi/books?id=FqT1CAAAQBAJ&lpg=PA209&dq=thorium%20trichloride&pg=PA209#v=onepage&q=thorium%20trichloride&f=false jni (k) 13. maaliskuuta 2017 kello 22.07 (EET)

Todella niukasti tietoa on saatavilla, ja tuossakin lähteessä vain lyhyt maininta, joka lähinnä kelpaa varmistamaan että yhdiste on olemassa ja tiedetään. Ilmeisesti toriumtrikloridille ei ole tähän asti ollut paljon käyttöä. Edellä mainitsemani lähde, jota myös lainasin artikkeliin, onneksi tiesi kertoa yhtä sun toista. Erityisen kiinnostavia olivat sulamispiste ja kiehumispiste. ––Nikolas Ojala (keskustelu) 13. maaliskuuta 2017 kello 23.55 (EET)