Друзья, после написания первой статьи о Белоярской АЭС я подробнее ознакомился с современной ситуацией в атомной энергетике. Тут есть интереснейший нюанс, о котором большинство читателей не знает. А знать надо!
Расскажу вам то, что узнал, избегая сложных научных подробностей.
- Первое, что надо знать, это что в мире существует два типа реакторов – на тепловых и быстрых нейтронах.
Реакторы второго типа на промышленном уровне есть только в России. За рубежом они имеются только в виде научно-исследовательских образцов. В нашей стране таких реакторов два, и оба они работают на Белоярской АЭС.
- Второе, что надо знать – в традиционных реакторах на тепловых нейтронах потенциал ядерного топлива используется только на 3%(!).
Остальное превращается в радиоактивные отходы. Их захоронение представляет огромную технологическую проблему. Не случайно Россия согласилась принимать мировую отработку атомных электростанций на своей территории за особую плату. Эти поступления, являются весомой частью нашего бюджета, около 10 млрд. долларов в год.
А в реакторах на быстрых нейтронах степень использования топлива в десять раз выше и достигает 30%.
- Третье, что следует знать. Отработанное ядерное топливо из реакторов на тепловых нейтронах может использоваться в реакторах на быстрых нейтронах, а не отправляться в могильники.
- Четвёртое, и едва ли не самое важное. В реакторах на быстрых нейтронах возникают продукты синтеза, которые могут стать топливом для традиционных «медленных» реакторов.
Представляете?! Загружаем отходы медленного реактора в быстрый и получаем двойной результат – коммерческую энергию плюс топливо для медленного реактора. Практически, вечный двигатель.
Просуммировав третье и четвёртое обстоятельства, сделаю следующий вывод. Инженерным идеалом в технологии атомной электроэнергетике является решение задачи по выводу отходов из промышленного цикла без нарушения радиационного баланса Земли. Атомные электростанции на тепловых нейтронах создают отходы, радиоактивность которых выше природного изотопа Уран-235. В этом заключается недостаток традиционной атомной энергетики - она увеличивает степень радиоактивности используемых материалов. Последовательное использование реакторов на тепловых и быстрых нейтронах позволяет создать технологию замыкания ядерного цикла. На выходе такой цепочки радиации будет столько же, сколько и на входе.
Приведу ещё один факт. В среднем, ежегодное потребление топлива в атомном реакторе составляет десять килограмм. Его производительность такова, что один грамм урана-235 эквивалентен двум тоннам нефти. Таким образом, годовой расход одного реактора составил бы около семисот цистерн нефти при пересчёте на углеводородные ТЭЦ. В этом эквиваленте заключена главная целесообразность атомной энергетики.
Подытожу. Российские учёные и инженеры-атомщики занимают передовую позицию на пути перехода электроэнергетики на замкнутый ядерный цикл. Результатами такого перехода станут:
1) возрастание в десять раз эффективности использования ядерного топлива;
2) сохранение радиоактивного баланса Земли путём уменьшения количества радиоактивных отходов;
3) устранение проблемы дефицита ядерного топлива; с учётом накопленных отходов его хватит не несколько сот лет вперёд.
В настоящее время опыт успешной работы двух реакторов на быстрых нейтронах в Белоярской АЭС позволяет планировать строительство в 2030-х годах мощных коммерческих реакторов. Они уже разработаны и имеют своё название БН-1200.
Интересный факт, вы могли его не знать. В традиционных АЭС теплоносителем является обычная вода, как в паровозе двухсотлетней давности. Эта вода нагревается в контуре реактора и в виде струи пара поступает на лопатки турбины, раскручивая её ротор. Так возникает электричество.
Совершенно другой теплоноситель – жидкометаллический – применён в реакторе на быстрых нейтронах. Там использован натрий, химический металл в расплавленном состоянии. Такой теплоноситель создаёт ме́ньшее давление в магистрали и не обладает окислительными свойствами. Это увеличивает надёжность конструкции реактора.
В заключении скажу вам: подарить человечеству замкнутый ядерный цикл, это вам не зелёными гербариями баловаться. Такой благородной задачей занимаются российские учёные – простые на вид ребята. Увидишь такого в магазине, в очереди на кассу, и не поймёшь, что стоишь рядом с передовиком науки.
Честное слово, я бы вручил им специальные опознавательные значки. Страна должна знать своих героев не только на войне, но и в мирной жизни.
