Принцип перенесения убегающих словно горизонт сроков реализации амбициозных проектов не нов. Но большей частью применим он к российским космическим программам. В области ядерных технологий все немного не так работает. Это значит, что начавшись со вспомогательных сооружений в 2019 году строительство реактора БРЕСТ по прежнему должно завершиться в 2026. И завершится, поскольку ещё год назад, – в январе 2024 дело дошло до сооружения самого реактора. По ходу действия, он, правда, немного усох, – с 1200, до 300 Мегаватт электрической мощности. Новый, а теперь уже окончательный проект именуется БРЕСТ-ОД («опытный демонстрационный»), так как 300 МВт для современного энергетического реактора мало.
Проще говоря, решено было сначала новые технологии испытать на уменьшенной модели. Ибо новых технологий в данном случае слишком много, и непонятно, будут ли они друг с другом дружить.
...Следовательно, о технологиях. В аббревиатуре БРЕСТ, «БР» это «реактор на быстрых нейтронах». Тут ничего нового. Такой реактор работает без использования замедлителя, как следствие требует топлива высокой степени обогащения, зато, может сам производить его не в меньшем количестве, чем расходует. В случае с БРЕСТом топливо – плутоний. Но и это уже не ново. Реактор использует общую инфраструктуру (в том числе первый в мире цех по производству нитрида плутония) с запущенным ранее БН-800…
Далее, «Е» означает «естественную безопасность», подразумевающую, что реактор не требует принудительного охлаждения после остановки. Именно невозможность подать воду после обесточивания насосов привела к аварии на Фукусиме. В данном же случае, реактор представляет собой бассейн с жидким свинцом, в который погружены тепловыделяющие элементы и парогенераторы. Никаких насосов нет. И тепловыделяющие сборки охлаждаются за счёт естественной циркуляции, – нагретый металл поднимается, холодный тонет.
…«СТ», соответственно, «свинцовый теплоноситель». В качестве такового свинец очень хорош. Отлично поглощает рентген, почти не поглощает нейтроны (а значит, под воздействием излучения не становится радиоактивным), понятно, излучениями металл не разлагается, плюс, имеет очень высокую температуру кипения, что позволяет реактору работать при атмосферном давлении. Свинец обладает отличной теплоёмкостью, и – это очень важно, – химически инертен. Даже при высокой температуре контакт с ним ничем материалу сборок и парогенераторов не грозит… Тогда как перегретая вода под высоким давлением разъедает всё.
И вот тут, наконец, можно перейти к интересным и правильным вопросам. Например, а новизна-то и прорыв, собственно, где? В использовании свинца? Но если свинец в качестве теплоносителя так хорош, почему его не применяли раньше? Вроде, в полезных для ядерной энергетики свойствах этого элемента нет ничего, что могло бы считаться «открытием».
...А свинец уже и раньше использовался в качестве теплоносителя в реакторах на быстрых нейтронах. В качестве смеси с расплавами других элементов, но не суть. Из свинца теплоноситель состоял по преимуществу. Однако, реакторы эти остались экспериментальными. Предпочтительным теплоносителем во всех странах, где реакторы на быстрых нейтронах строились, был признан натрий. Хотя натрий та ещё дрянь, – он очень активен и в контакте с воздухом горит.
До сих пор преимущества свинца представлялись несущественными на фоне недостатков. Ну… свинец даёт защиту. Но реактор и так имеет защиту – из свинца. Не поглощает нейтроны? Так на то реактор и «быстрый», чтобы нейтроны из него разлетались. Почти не активируется? Пустое. Если бы этот материал имел абсолютную стойкость к нейтронному облучению, как гелий, – был бы толк. А так-то «почти» не считается. Всё равно отработанный теплоноситель будет требовать захоронения.
Что касается точки кипения – 1749 по Цельсию, – она избыточна. Всё равно нереально пока создать конструкцию реактора с такой рабочей температурой. Теплоёмкость и у натрия хороша… А химическая инертность, – да, большой плюс. Но, с другой стороны, плотность свинца – ещё больший минус. Гонять настолько тяжёлую субстанцию по трубам весьма накладно.
...То есть, сам по себе свинцовый теплоноситель не нов, однако, «СТ» без «Е» не имело смысла. В «Е» – вся соль, и соль тут не только в безопасности. Это и есть, прорывной, инновационный элемент.
До сих пор все реакторы (не считая некоторых маломощных исследовательских) охлаждались принудительно, – за счёт перекачки теплоносителя по трубам первого контура. Теплоноситель мог быть газом, водой, жидким металлом, но – не суть. Реактор, в том числе и уже остановленный – ещё несколько недель после этого, – охлаждался насосами. В случае БРЕСТа нет насосов… а значит, нет и проблемы. Главный недостаток свинца теряет значение. А достоинства остаются и даже начинают играть новыми красками… Чуть ниже будет понятно по какой причине.
Следовательно, следующий правильный вопрос: а естественная безопасность с естественной же циркуляцией – это что-то новое? Нет. Например, реактор МИФИ в центре Москвы просто работал на дне бассейна. Нагретая вода поднималась, её место занимала холодная… безопасно. Почему раньше…
А раньше вопрос о создании энергетических реакторов на быстрых нейтронах, фактически, не стоял. Они казались (да и то, потенциально) хороши своей компактностью, – для транспортных нужд. Соответственно, требовался минимальный вес и минимальный объём теплоносителя. Когда теплоносителя мало, его нужно быстро гонять по трубам. С другой стороны, когда теплоносителя бассейн, прозрачность свинца для нейронов становится важной принципиально.
...Именно бассейн жидкого металла, – нагревать свинец до плавления перед запуском реактора потребуется месяц (оптимистическая оценка) – является самой эпатажной деталью конструкции. Ранее ничего и близко похожего в мире не делалось и не проектировалось. Так что решение не строить БРЕСТ сразу «в натуральную величину», видимо, оправдано. Реализация новых идей связано с риском столкновения с проблемами не всегда ожидаемыми.
