Замкнуть ядерный цикл на одном реакторе: БРЕСТ — будущее, которому суждено было появиться после 2050 года, сбывается сегодня
Ещё недавно большие западные учёные умы рассуждали над тем, что во второй половине 21 века будет реально создать реакторы, в которые можно загрузить множество раз одно и то же топливо.
Ведь компании, которые занимаются такими разработками, поймут, что добывать уран для АЭС становится всё дороже и дороже. И это были вполне радужные перспективы появления нового типа реакторов.
А потом, в 2021-м, Росатом объявил, что начинается строительство первой такой АЭС с энергетической мощностью 300 МВт. И для Запада это был миг, когда часы остановились. Но более того, инновации, которые внедрены в реактор, превращают его в самый безопасный источник ядерной энергии из когда-либо созданных. Далее расскажем, что будущее, которое Запад видел за 2050 годом, — это наше с вами настоящее, которое творится учёными и конструкторами РФ здесь и сейчас.
Законы природной безопасности
Первый в мире реактор 4 поколения возводится в городе Северске Томской области на площадке Сибирского химического комбината. Новейшая установка в рамках проекта Росатома «Прорыв» получила название БРЕСТ-ОД-300 — быстрый реактор естественной безопасности со свинцовым теплоносителем. Естественная безопасность в названии говорит о том, что в основу работы реактора заложены законы физики. То есть повторение сценариев Чернобыля и Фукусимы и вероятность других при эксплуатации этого типа реактора исключены.
«Их проектируют на принципах внутренне присущей, или естественной, безопасности. Это означает, что при любых обстоятельствах не должно быть серьезных aварий», — подчеркивает заместитель директора Института ядерной физики и технологий НИЯУ МИФИ, доктор физико-математических наук Георгий Тихомиров.
Всё благодаря революционной конструкции, которая обеспечивает высокую надежность установки. БРЕСТ-300 имеет металло-бетонный корпус, внутри которого размещено основное технологическое оборудование: парогенератор, главный циркуляционный насос и активная зона. Принципиальное отличие строящегося реактора и в типе теплоносителя — впервые в ядерной энергетике для этих целей будут использовать свинец. Этот металл задерживает радиацию, а при контакте с воздухом быстро остывает и твердеет. То есть в случае нештатной ситуации активная зона с ядерным топливом останется «запечатанной» внутри реактора.
«Свинцовый теплоноситель обладает высокой температурой кипения, относительно химически инертен. Тем самым мы исключаем целый класс aварий, которые могли бы привести к кипению теплоносителя, к потере охлаждения активной зоны и тем самым повышается безопасность», — рассказал ведущий специалист энергоблока с реактором БРЕСТ Игорь Луцик.
Но чтобы такой реактор работал, для него нужно специальное топливо. И производить его будут рядом с энергоблоком.
В связи с участившимися случаями ограничения наших каналов и непрозрачностью контентной политики Дзена мы занялись поиском альтернативных площадок для переноса публикаций. Вероятнее всего, такой площадкой станет приложение SFERA. Мы уже перенесли туда канал про Космос. А скоро в SFERA появится возможность добавлять длинные посты. В дальнейшем будет создан и сервис для статей.
Система замкнутого ядерного цикла
Помимо реактора, на площадке Сибирского химического комбината возведут два модуля — переработки и фабрикации. В них отработавшее ядерное топливо будет перерабатываться и вновь производиться для повторного использования в реакторе.
Топливом для БРЕСТ-300 станет СНУП — смесь нитридов урана и плутония. Такое топливо более плотное, что в сочетании со свинцовым теплоносителем обеспечивает так называемый равновесный топливный режим. При такой работе плутония образуется столько же, сколько сгорает. Далее из отработавшего ядерного топлива в модуле фабрикации изготавливается свежее топливо, которые извне подпитывается только обедненным ураном-238. Таким образом цикл замыкается.
«Экологическая безопасность достигается использованием специфических технологий регенерации и рефабрикации отработавшего горючего реактора, заключающихся в его очистке от продуктов деления, добавлении к очищенной смеси обедненного урана при изготовлении нового топлива» — РИА Новости.
А вместе с тем решается еще одна проблема нераспространения ядерного топлива, которое можно использовать в военных целях. Запрет МАГАТЭ на экспорт быстрых реакторов как раз был связан с тем, что при их работе вырабатывается много плутония, пригодного для создания ядерного оружия. В случае же с БРЕСТ-300 плутоний гарантированно не будет покидать пределов АЭС.
Кроме того, быстрые реакторы дожигают высокоактивные элементы, период полураспада некоторых из них составляет тысячи лет. А это конец эры радиоактивных захоронений, которые угрожают будущим поколениям и являются, по сути, неконтролируемыми пороховыми бочками для человеческой цивилизации. И всё это благодаря России и российским учёным умам.
Реактор, который строят в Северске, — опытный образец. На это указывает и аббревиатура ОД — опытно-демонстрационный.
«Это важное уточнение. Реактор должен продемонстрировать работоспособность. Если удастся достичь плановых характеристик, это будет шагом в энергетику будущего», — поясняет Георгий Тихомиров.
Запуск реактора нового поколения намечен на 2026-й. Подтверждение работоспособности проекта и достижение плановых показателей станет колоссальным успехом российской атомной отрасли и всего мира.