В 2023 году уникальный российский ядерный реактор на быстрых нейтронах БН-800 был заново загружен инновационным МОКС-топливом и стабильно отработал на нем год. Таким образом российская разработка – принципиально новый тип реактора, топливом для которого служат ядерные отходы, подтвердила свою жизнеспособность и эффективность.
Что не так с атомной энергетикой
Все развитие атомной энергетики принято делить на поколения. Их с момента появления отрасли прошло не так много, всего три. Но за это время мир успел увидеть массу самых разных, иногда весьма экзотических концепций типов реакторов, пережить мощнейшие аварии на источниках энергии и зайти в своего рода тупик, когда достижением считалось даже минимальное улучшение производительности АЭС.
Реактор, который работает в России, относится к четвертому поколению. Российские атомщики совершили переворот в ядерной энергетике, создав уникальное решение противоречивых задач, стоящих перед отраслью. Мир сделал шаг к безопасной, дешевой и практически неисчерпаемой атомной энергии, а также получил возможность избавиться от накопленных за долгие годы ядовитых отходов. Стабильная работа БН-800 подтвердила реальность перехода атомной энергетики на новую технологическую платформу, а также закрепила лидерство России в этой сфере.
А вы знали? По прогнозам МАГАТЭ, к 2050 году мировой парк АЭС увеличит мощность более чем вдвое: с почти 380 до 873 ГВт. Таким образом атомная энергетика может стать локомотивом мировой экономики. А основной прирост мощности будет в значительной степени обеспечен за счет новых технологий.
Почему БН-800 называют источником вечной энергии и где он находится
Первый в мире возобновляемый источник энергии расположен на одной из самых крупных российских АЭС – Белоярской. БН-800 – пока крупнейший в мире энергоблок на быстрых нейтронах. Его отличие от остальных поколений реакторов в возможности получать энергию из ядерных отходов. При этом реактор считается самым безопасным в мире.
А вы знали? Аббревиатура БН-800 расшифровывается как «Быстрый натриевый, мощностью 800 МВт». Его тепловая мощность 2100 МВт, электрическая — 880 МВт. Внутренний диаметр корпуса реактора – 12,9 м при высоте 15 м.
Все дело в МОКС-топливе
За непонятным названием «МОКС-топливо» (от англ. Mixed-Oxide fuel) скрывается смесь оксида плутония, наработанного в других энергетических реакторах, и оксида обедненного урана, который получают из вторичных хвостов обогатительного производства. Эти элементы формируются в специальные таблетки на Красноярском горно-химическом комбинате. Первые 18 тепловыделяющих сборок с МОКС‑топливом загрузили в реактор в начале 2020 года.
А вы знали? Традиционные реакторы работают на уране-235. В природном уране этого изотопа содержится всего 0,7%, остальные 99,3 % — это уран‑238. Получается, большая часть сырья отправляется на хранение или утилизируется как радиоактивные отходы.
В реакторе МОКС-топливо, куда входит пресловутый 238-й изотоп, не просто сжигается, оно преобразуется в новое топливо. Реакторы на быстрых нейтронах способны нарабатывать плутоний, которого хватит, чтобы обеспечить собственную работу и при необходимости другие реакторы новым топливом.
Таким образом инновационный вид топлива в сочетании с реактором, который может его перерабатывать, позволили российским атомщикам замкнуть цикл производства ядерной энергии. Иными словами, сделать ее производство практически безотходным и возобновляемым. Замкнутый ядерный цикл, в котором попутно создается новое ядерное топливо, перестал быть теорией и стал инженерной практикой.
А вы знали? Если перейти к использованию реакторов на быстрых нейтронах, способных сжигать уран-238, этих запасов хватит на 2500 лет.
Бесконечная энергия – это хорошо, но что с безопасностью?
Опыт аварий, который чуть не поставил крест на развитии атомной энергетики, заставил ядерщиков пересмотреть подходы к этому аспекту. В настоящий момент БН-800 считается не только самым современным, но и самым безопасным реактором. Его корпус реактора устроен по принципу матрешки: основной и страховочный, один внутри другого.
А вы знали? Энергоблок №4 Белоярской АЭС спроектирован особым образом. Он может выдержать землетрясение до восьми баллов и даже падение самолета. Никаких нарушений в работе реактора при этом не произойдет.
Если вдруг реактор выйдет на «неправильный» режим работы, он остановится самостоятельно. В активной зоне реактора есть специальные стержни защиты, которые автоматически упадут, если циркуляция теплоносителя прекратится. Тепло остановленного реактора будет отводиться через систему воздушных теплообменников. Вероятность перегрева реактора и аварии по этой причине также крайне низка.
И все это ради… электроэнергии?
И это тоже. По статистике, каждая пятая лампочка в России горит от энергии, выработанной на АЭС. Учитывая, что те же ГЭС уже столкнулись с естественными ограничениями – там, где этот способ выработки энергии выгоден, они уже есть, вопрос увеличения доли электроэнергии от АЭС актуален.
А вы знали? В мире сейчас строятся 58 энергоблоков, 40 из них – российские. В2023 году «Атоммаш» поставил рекорд по производству атомных ректоров. За этот год их выпущено уже четыре штуки. В итоге Россия опередила остальные страны по количеству строящихся энергоблоков.
Наконец, развитие технологий требует все больше энергии качественно иного уровня. Вряд ли человечеству удастся серьезно продвинуться в том же космосе, если в арсенале будет только энергия низкой плотности. Космические корабли при всем желании не смогут работать на солнечных батареях.
Больше достижений России в сфере атомной энергетики – на ДОСТИЖЕНИЯ.РФ