В далёком 2000 году на саммите тысячелетия Россия предложила миру совместно работать над энергетической революцией. Но Европа и мир предпочли сходить с ума в «зелёном» безумии вопреки предупреждениям специалистов.
Не найдя поддержки, страна в одиночку начала развивать проект титанических масштабов. Тогда в успех этой затеи никто не верил. Однако сегодня, спустя 22 года, можно констатировать, что всё получилось. И в пользу этого говорят сразу три потрясающих события 2022 года. Расскажем обо всем по порядку.
На острие технического прогресса
22 года назад, выступая в ООН, новоизбранный российский президент презентовал миру революционную идею энергетики будущего и предложил ее совместное развитие. Название этому проекту было «БРЕСТ».
На тот момент в мире уже скопились тысячи тонн неутилизируемого отработанного ядерного топлива (ОЯТ). Оно просто закапывалось в землю, с риском, что через сотни лет радиоактивные отходы могут вырваться на поверхность и отравить всё за тысячи километров от мест захоронения.
Так в Европе и США поступают и по сей день. И только в России пришли к выводу, что весь этот радиоактивный коктейль можно пустить в дело здесь и сейчас. Но история эта началась задолго до нынешних событий.
Первый «размножитель»
В 1960 годах в СССР была высказана идея создания быстрого реактора, в котором нейтроны не замедлялись бы с помощью воды. В обычных водяных энергоблоках они замедляются для поддержания реакции деления природного урана. В свою очередь природный уран состоит из нескольких изотопов, а делящегося урана-235 в нем всего 0,7%.
Путем обогащения содержание урана-235 доводят до 5%. Но большую часть топлива составляет непригодный для использования уран-238, который в значительных объёмах накапливается при производстве топлива. Однако это необходимо для реакторов с замедлителем, но быстрые реакторы работают по иному принципу.
Нейтроны в быстрых реакторах при столкновении с ядрами атомов урана-238 расщепляют атом на другие вещества. В частности, на плутоний-239. Такой реактор называется «размножителем». В свою очередь плутоний-239, в отличие от урана-238, в составе специального МОКС-топлива можно применять в реакторах предыдущего типа с замедлителем. А значит, одно и то же топливо можно использовать многократно.
Чтобы этого добиться, надо было найти оптимальные соотношения содержания различных элементов в топливных сборках. Понять необходимое количество и скорость нейтронов для реакции «размножения». Отработать технологии и найти наиболее эффективные решения. А для этого требовались огромные капиталовложения и десятки лет исследований.
Коммерческие компании на Западе оставили эти работы ещё в 70-х годах прошлого века. Сосредоточенные на извлечении прибыли здесь и сейчас, они не были готовы инвестировать средства и ждать, пока научные исследования окупятся. Ведь реакторы на быстрых нейтронах значительно дороже при строительстве и сложны в эксплуатации.
Вместо этого их усилия были сосредоточены на разведке новых урановых месторождений. Казалось, что пределов для расширения использования АЭС нет. Но на самом деле они были: первое и самое важное — уран. И это понимание пришло уже к концу прошлого века.
Однако построить ректор быстрого типа тоже мало. Нужно ещё научить его работать с отработанным топливом вместо ценного оружейного плутония. Здесь и заложена самая трудоёмкая часть освоения замкнутого ядерного цикла. На текущий момент наверстать компетенции для СШA и стран Европы не представляется возможным. Упущено более полувека исследований, недополучен целый пласт знаний и технологий.
В то же время у бережливых Советов всё обстояло немного иначе. В 1973 году был запущен БН-350 — первый энергетический реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем. Дальше был БН-600. А спустя долгие 35 лет, в 2015 году, пуск БН-800 дал новую надежду на то, что в проекте замыкания ядерного топливного цикла всё ещё теплится жизнь. И вот в 2022 году, преодолев путь длиной в 70 лет, голубая мечта советских атомщиков стала реальностью:
«В январе 2021 года после очередной перезагрузки доля МОКС-топлива выросла до трети. В январе этого года — до двух третей. В конце июня во время планового ремонта в реактор загрузили последнюю треть, а в начале сентября блок включили в сеть».
Тут-то и показался свет в конце туннеля.
SFERA — российский IT-проект, сфокусированный на разработке мобильного приложения, которое будет удовлетворять всевозможные потребности пользователя. Концепция - одна из самых амбициозных в мире, а релиз уже не за горами. Подробнее читайте по ссылке. Скачивайте приложение в раннем доступе здесь. Спасибо!
Единственный и неповторимый БН-1200
В начале 2012 года с одобрения Научно-технического совета «Росатома» началось проектирование первого коммерческого серийного реактора на быстрых нейтронах БН-1200, с электрической мощностью 1220 МВт. Проектирование БН-1200 должно завершиться в 2022 году. А также до конца года может быть принято решение о начале строительства:
«Уже окончательно принято решение, что БН-1200 готов для промышленного освоения и строительства, площадка уже выбрана. А решение о начале строительства БН-1200, как пятого энергоблока на Белоярской АЭС, предстоит принять в этом году», — сказал специальный представитель «Росатома» по международным и научно-техническим проектам Вячеслав Першуков.
БН-1200 станет крупнейшим энергоблоком этого типа в мире. Хотя предыдущие два рекорда тоже принадлежат России (БН-600 и БН-800). Но впереди последняя и самая важная ступень этой энергетической революции — переход к реакторам следующего поколения.
На пороге революции
Проект «БРЕСТ», безусловно, является венцом творения современной науки, апогеем технического прогресса. Ничего более передового в практическом значении в XXI веке больше не будет.
БРЕСТ-ОД‑300 — это первый в мире энергетический реактор 4 поколения на быстрых нейтронах, со свинцовым теплоносителем. Концентрация новых разработок в этом проекте просто поражает воображение. Практически после произнесения каждого параметра этого энергоблока можно смело добавлять «впервые в мире» или «единственный».
Ни одна страна в мире, кроме России, до сих пор не смогла построить реактор поколения 3+. И это при том, что третье поколение вовсе относится к прошлому веку. Тем временем 4 поколение должно отличаться от предыдущего радикально, в первую очередь уровнем пассивной безопасности.
В начале 80-х стало понятно, что одной из ключевых проблем реакторов БН с натриевым теплоносителем является сам натрий. Очевидное решение — заменить теплоноситель. И тут на сцену вышел БРЕСТ.
Во второй части раскроем, как БРЕСТ позволяет замкнуть ядерный цикл на одном реакторе с использованием одного и того же топлива. Из-за этой особенности новый российский реактор 4 поколения и называют «вечным двигателем». Если хотите узнать, как это в принципе возможно, подпишитесь!
Часть 2:
Автор:
kogman
Дзен периодически ограничивает наши публикации. Пожалуйста, поставьте лайк и подпишитесь! Спасибо!
Читайте также:
Материал создан при поддержке проекта SFERA