Несколько лет назад ученые Росатома вернулись к идее создать жидкосолевой реактор. Только на этот раз не в качестве замены привычных нам ВВЭРов, как предлагалось когда-то, а чтобы сделать атомную энергетику еще более зеленой. В новом реакторе можно будет превращать самые опасные радиоактивные отходы в менее долгоживущие. Разберемся, что это за проект.
«Со времен постройки первых реакторов возникли две очень разные школы в реакторостроении. Один подход, примером которого являются твердотопливные реакторы, рассматривает реактор как механический завод, и цель его совершенствования — упрощение механизма передачи тепла. Другой подход, примером которого являются жидкотопливные реакторы, рассматривает реактор как химический завод, и цель его совершенствования — упрощение обращения и переработки топлива», — так начинается статья «Расплавленные фториды как топливо для энергетического реактора», опубликованная в 1957 году.
Ее авторы — химик Рэй Брайант, глава авиационного атомного проекта, и американский физик-ядерщик Алвин Вейнберг, руководитель Окриджской лаборатории. Именно там в середине прошлого века впервые построили жидкосолевой реактор.
Все же строить твердотопливные тепловые реакторы оказалось дешевле и проще, поэтому технология продолжила свое развитие. Впрочем, ученые не забывали про жидкосолевые реакторы. Пусть и медленно, но они продолжали развивать эту идею. И не зря.
Теперь же мы возвращаемся к этой идее с целью замкнуть ядерный топливный цикл и получить «бесконечное» топливо.
«В настоящее время потребность в реакторе-сжигателе минорных актинидов стала актуальной в свете развития концепции и технологий обращения с ОЯТ», — объясняет Денис Индык, руководитель направления проектного офиса по новым материалам и технологиям частного учреждения по обеспечению научного развития атомной отрасли «Наука и инновации».
Проектирование первого в России исследовательского жидкосолевого реактора началось в конце 2019 года. Сегодня этот проект входит в комплексную программу развития атомной науки, техники и технологий (КП РТТН). На новой установке можно будет отработать технологии, подобрать материалы и состав топлива.
Топливо исследовательского жидкосолевого реактора — расплав галогенидов, содержащий делящиеся материалы, который также является теплоносителем. Конструкция ИЖСР предусматривает вариативность химического состава топливной соли. Денис Индык
Расплав топливной соли — крайне агрессивная среда, и не каждый материал ее выдержит. Поэтому, пока физики-ядерщики разрабатывают сам реактор и ищут перспективные составы топлива, материаловеды подбирают подходящие сплавы для конструкции — с высокой коррозионной стойкостью и хорошими механическими свойствами. Один из наиболее перспективных компонентов — никель.
Все наработки воплотятся в промышленном образце — реакторе-сжигателе минорных актинидов.
Минорные актиниды — трансурановые элементы, образующиеся при работе ядерного реактора. Их образуется не так уж много, но у них очень большой период распада — сотни и тысячи лет. В реакторе-сжигателе их можно будет превращать в элементы с меньшим полураспадом.
С целью дожигания минорных актинидов в Северске строят быстрый реактор со свинцовым теплоносителем (БРЕСТ), а на Белоярской АЭС проектируют реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем (БН-1200). Нужен ли тогда еще и жидкосолевой?
Баланс сжигания минорных актинидов как нарабатываемых, так и, что важно, накопленных, оставляет зоны каждому из этих проектов. Денис Индык
Будущий промышленный жидкосолевой реактор станет «хранилищем» минорных актинидов. Там они будут превращаться в элементы, обладающие более низким классом опасности. Захоранивать такие отходы значительно дешевле.
А пока ученые будут отрабатывать технологию. Исследовательский жидкосолевой реактор решили строить в Горно-химическом комбинате в Железногорске. Установку планируют запустить в 2031 году.
Реклама. Частное учреждение «Центр коммуникаций». ИНН 9705152344
Erid: LjN8KFUBh