Шутка ли. Создать безопасный и вечный ядерный реактор. Сделать так, чтобы мирный атом спас миллионы людей на планете. Достижение можем записать в свой актив, потому что финальная работа началась на Белоярской АЭС. Но у нас только один вопрос: почему миру о достижении России снова не рассказали?
Реактор БН-800 был выведен на номинальный уровень мощности с полной загрузкой инновационным МОКС-топливом. Таким образом, ядерный цикл практически замкнут. Что означает эта непростая для понимания обывателя фраза? Объясняем: Россия снова впереди всех, мы в шаге от создания вечного ядерного реактора. И, скажем по секрету, этот шаг, по большому счёту, уже сделан.
В чём идея
Загрузить реактор МОКС-топливом удалось на четвёртом блоке Белоярской АЭС, таким образом, финализирована работа по выстраиванию двухкомпонентной атомной энергетики с замыканием ядерного топливного цикла:
Раньше в российские реакторы на быстрых нейтронах загружали обычное урановое топливо, так как на них отрабатывали натриевые технологии. На БН‑350 и БН‑600 изучали поведение твэлов при высокой температуре и интенсивном нейтронном потоке. Изучение твэлов помогало их совершенствовать. Например, среднее выгорание топлива в БН‑600 удалось повысить почти вдвое - с 40 до 74 МВт·сут/кг. Результат, важный и для смешанного оксидного топлива: как показали исследования, его поведение подобно урановому, - пояснили в Росатоме.
Отметим, БН-800 сразу проектировался под МОКС-топливо, однако загружали его постепенно. В 2014 году большую часть стартовой загрузки составляло обычное оксидное урановое топливо, МОКС-топлива было 16 %. Его изготовили на опытных производствах "Маяка" и НИИАР. Серийное топливо для БН‑800 делает Горно-химический комбинат. Для таблеток используется обедненный уран и высокофоновый плутоний, извлеченный из облученного топлива тепловых реакторов. В январе 2021 года после очередной перегрузки доля МОКС-топлива выросла до трети. Спустя год - до двух третей. В конце июня 2022-го во время планового ремонта в реактор загрузили последнюю треть, а в начале сентября блок включили в сеть.
Проще говоря, теперь топливо вторично перерабатывается и используется. Но самое печальное, что Росатом сообщил о прорывном достижении месяц тому назад, однако практически никто из средств массовой информации о прорыве не написал. Хотя, казалось бы, успешное испытание такого реактора означает почти безотходную ядерную энергетику с доступом к урану 238 (в отличие от классической на уране 235), которого хватит на миллионы лет.
Мировой опыт и уральский рекорд
В Росатоме отметили: в отрасли действительно идут споры о том, какая конфигурация российской атомной энергетики наиболее безопасна и экономична: нужны ли тепловые реакторы, если появятся быстрые, или надо строить один быстрый реактор на несколько тепловых, какие быстрые строить и прочее. Но при любом раскладе опыт Белоярской АЭС даст ответы на некоторые вопросы и приблизит создание технологической платформы на основе замкнутого ядерного топливного цикла. Уральский рекорд поможет не только России, но и всей планете.
А что происходит в мире? Подобные испытания велись, но успеха никто не добился.
Первым только на МОКС-топливе в 1970‑е годы заработал французский реактор "Феникс". Из-за четырёх инцидентов - внезапного резкого падения реактивности, он был остановлен, потом пущён, потом снова остановлен и окончательно заглушен в феврале 2010 года. Сейчас МОКС-топливо используют во французских реакторах на тепловых нейтронах, но его доля не превышает трети активной зоны. На повторную переработку облученные ТВС не направляют, такая возможность только изучается.
В Китае в 2011 году состоялся энергопуск экспериментального быстрого реактора CEFR, сейчас строится демонстрационный блок с CFR‑600, который должны запустить в 2023 году. Для загрузок китайских реакторов используют российское топливо с обогащенным ураном: в 2016 году ТВЭЛ подписал контракт по CEFR, в 2018 году - по CFR‑600.
В Японии быстрым реакторам не повезло: в 1995 году на "Мондзю" через четыре месяца после пуска произошла крупная утечка натрия. Потом 15 лет ремонта, перезапуск и ещё одна авария. С тех пор реактор не работает, планов строить другой нет. МОКС-топливо в Японии используют в тепловых реакторах четырех АЭС, поставляется оно из Франции.
В США от строительства производства МОКС-топлива отказались в 2018 году по ряду причин технологического и организационного характера. Большая часть времени и денег ушла на проект завода и внесение бесчисленных правок. То оборудование, которое всё же купили, распродается.
В Великобритании завод построили в 1997 году, но он так и не вышел на проектную мощность, а в 2011 году было принято решение о его остановке.