Российские атомщики закрыли одну из главных технологических брешей на пути к энергетике четвёртого поколения. Речь идёт о разработке собственного метода получения фторида лития-7 (Li-7).
Без этого критически важного соединения невозможен запуск жидкосолевых реакторов (ЖСР), где теплоносителем служит не привычная вода, а раскалённый расплав солей — чаще всего смесь фторидов лития и бериллия (FLiBe).
Главная особенность таких смесей — они остаются жидкими и не закипают даже при экстремальных температурах, причём без создания чудовищного давления в контуре. В основе внедрённой технологии лежит метод твердофазного синтеза.
Для отечественной индустрии событие, без преувеличения, стратегическое: до сих пор промышленных мощностей для выпуска чистого фторида лития-7 в России попросту не существовало.
Отдельно в «Росатоме» акцентируют внимание на экологичности процесса: инженерам удалось выстроить цепочку так, чтобы не терять драгоценный изотоп и свести к минимуму вредные фторсодержащие отходы.
Читайте: Китай создаст первый в мире атомный контейнеровоз на ториевом реакторе
Ключ к технологиям IV поколения
«Разработка технологии производства фторида лития-7 — важный шаг для решения амбициозной отраслевой задачи по созданию жидкосолевых реакторов, существенная веха на пути к устойчивому и безопасному энергетическому будущему», — отметил генеральный директор АО «Росатом Химия» Михаил Метелкин.
По словам топ-менеджера, одной лабораторной удачей дело не ограничится — научно-исследовательский центр уже готов масштабировать технологию. В планах значится запуск полноценного производственного участка, способного выдавать до тонны продукта ежегодно.
Именно фторид лития-7 должен стать «кровью» реакторов нового типа. Сама концепция ЖСР предполагает использование расплавленных солей при низком давлении.
И если в классических схемах мы привыкли к твёрдым урановым стержням, то здесь делящиеся и сырьевые материалы растворяют прямо в теплоносителе.
Инженерное решение смелое и радикально отличает проект от большинства действующих сегодня АЭС. Впрочем, справедливости ради, сама идея не нова, просто технологии долго «дозревали» до её реализации.
Перспективы и технические детали
Спектр применения разработки весьма широк, жидкосолевые реакторы способны эффективно работать как на быстрых, так и на эпитепловых нейтронах.
Особый интерес сегодня вызывает реанимация ториевого цикла: превращение тория в делящийся уран-233 с использованием плутония-239 на старте. Конечно, коммерциализация этих идей, особенно ториевых, всё ещё сопряжена с серьёзными вызовами, но движение идёт.
В июле этого года «Росатом» уже отчитался о завершении эскизного проектирования исследовательского реактора (ИЖСР).
Как уточняется, инженеры вышли на финишную прямую: стадия проектирования продлится до 2027 года и завершится созданием техпроектов самой установки и комплекса топливоподготовки.
Фундаментальный козырь солевых теплоносителей (LiF и BeF2) кроется в физике. Они сохраняют текучесть в диапазоне от 500 °C до 1400 °C без необходимости нагнетать давление.
Для сравнения: в водо-водяных реакторах (ВВЭР/PWR) приходится удерживать 150 атмосфер, чтобы вода не превратилась в пар при скромных, по меркам ядерщиков, 315 °C.
Эксперты отрасли выделяют два направления для лития-7, и оба завязаны на его уникальной «прозрачности» для нейтронов. В виде гидроксида его микродозами добавляют в контуры обычных ВВЭР — это бережёт трубы от коррозии и стабилизирует pH.
Но в форме фторида для ЖСР спрос на него обещает стать взрывным. И здесь критически важна чистота: любая примесь «обычного» лития-6 под нейтронным потоком мгновенно превращается в тритий — лишнюю радиоактивную головную боль, которой все стараются избежать.
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU