Россия снова доказала своё первенство в атомной энергетике успешным тестированием реактора мощностью 820 МВт на ядерном топливе нового поколения. Российские учёные разработали новый способ "дожигания" в реакторе самых токсичных ядерных отходов, благодаря чему их время распада сократилось в сотни раз. Наша страна первой в мире не на словах, а на деле показала, как можно "сжигать" самые опасные и долгоживущие радиоактивные отходы прямо в реакторе, получая при этом энергию.
Согласно публикации на официальном сайте ГК "Росатом": "Блок 4 Белоярской АЭС успешно завершил первую в мире пилотную программу эксплуатации в реакторе ураново-плутонийового MOКС-топлива с добавлением второстепенных актинидов - наиболее радиотоксичных и долгоживущих компонентов из отработанного ядерного топлива."
Что же такого значимого для всего мира и России в частности произошло в "Росатоме"? Давайте спустимся на мой уровень - уровень простого обывателя и поговорим о событии понятными словами.
О великом простыми словами.
Итак, 1 мая на официальном сайте "Росатома" появилась заметка о том, что в преддверии майский праздников - в конце апреля 2026 года Госкорпорация "Росатом" впервые в мире успешно завершила испытание нового вида ядерного топлива. Испытания проходили на 4-м энергоблоке Белоярской АЭС в реакторе на быстрых нейтронах под названием БН-800.
В 2024 году в реактор загрузили особые топливные сборки, их ещё называют тепловыделяющими сборками, или ТВС. Для их создания в стандартное ураново-плутониевое топливо, или как его ещё принято называть МОКС-топливо, добавили опасные, радиотоксичные и долгоживущие компоненты - минорные актиниды - америций-241, кюрий и нептуний-237. Такие компоненты обычно встречаются в отработавшем ядерном топливе.
Что такое минорные актиниды?
Отойдём немного в сторону и постараемся разобраться, что "Росатом" подразумевает под словосочетанием "минорные актиниды".
Когда в реакторе "сжигается" ядерное топливо из него образуются различные радиоактивные элементы. Самый известный — плутоний, его наши инженеры-ядерщики научились использовать повторно. Если быть точным, Россия - единственная страна в мире, обладающая технологией переработки отработанного ядерного топлива. Разработанная в нашей стране технология позволяет возвращать в работу 96% от общей массы отходов, прибывших для переработки, и лишь 4% приходится захоранивать.
Помимо плутония, образуются ещё три элемента: нептуний, америций и кюрий. Поскольку, они составляют малую, незначительную часть отработанного ядерного топлива - какие-то доли процента, их стали называть "минорными".
Несмотря на то, что объём этих элементов достаточно мал, они являются наиболее опасными и "живут" невероятно долго — сотни тысяч лет. На последней конференции "Росатома" - WOW 2025, специалисты компании мне рассказали, что на таких АЭС, как Белоярская, перегруз топлива в реакторе происходит в среднем раз в 3 года. Извлекаемое из реактора отработанное топливо в том числе содержит минорные элементы, которые продолжают сильно излучать, сильно греться и тысячелетиями могут отравлять окружающую среду.
Заинтересовавшись свойствами образующихся элементов, отечественные физики-ядерщики разработали способ, как эти три элемента: нептуний-237, америций-241 и кюрий, добавить в экспериментальное топливо.
Программа испытаний.
Как было отмечено выше, в 2024 году, а точнее летом, испытатели получили три опытные сборки ядерного топлива с минорными актинидами и загрузили их в активную зону реактора БН-800.
Почти двухлетняя программа испытаний предусматривала три топливные микро-кампании. Иными словами, топливо прошло полный рабочий цикл в реакторе. Затем сборки топлива вынули из реактора и отправили на "выдержку" в специальный бассейн, где первые остывали, то есть из них выходило остаточное тепло.
Теперь эти сборки передадут в лабораторию "Росатома" на послереакторные исследования. Там наши физики-ядерщики будут изучать, что именно произошло с минорными актинидами - как они изменились.
В чём главный смысл испытания?
Насколько я понял, весь смысл в том, чтобы сделать процесс переработки отработанного топлива ещё более эффективным.
Судите сами, самый эффективный способ "обезвредить" минорные актиниды — не закапывать их в землю на сотни тысяч лет, а переработать в менее опасные вещества прямо в реакторе и не просто переработать, а ещё извлечь из процесса максимальную пользу. Такой процесс исследователи из "Росатома" называют трансмутацией или "дожиганием". В разработанной нашими инженерами технологии минорные актиниды не просто распадаются или прекращают излучать, они участвуют в ядерной реакции и вырабатывают тепло, которое преобразуется в электричество. То есть "дожигание" отходов проходит с пользой.
В реакторе на быстрых нейтронах БН-800 нейтроны летят с огромной скоростью. Они бомбардируют ядра америция, нептуния и кюрия, а те в свою очередь трансформируются в другие элементы — более стабильные или короткоживущие. По сравнению с человеческой жизнью они всё равно распадаются довольно долго - за десятки или сотни лет, но не за тысячи, как перед процессом "дожигания".
Технологический прорыв России.
До текущего момент никто в мире не проводил полного цикла промышленной эксплуатации такого топлива прямо в действующем энергетическом реакторе. Россия это сделала первой.
Сначала наши инженеры научились возвращать в эксплуатацию из отработанного топлива уран и плутоний, а теперь руки дошли и до самой "токсичной хвостовой части" — минорных актинидов.
На сайте "Росатома" наши учёные-ядерщики отмечают, что если полностью выжигать минорные актиниды, то это позволит сократить в сотни раз время, за которое ядерные отходы станут так же безопасны, как исходная урановая руда. А за этим последует снижение отходов, которые надо захоранивать глубоко под землёй.
На достигнутом "Росатом" останавливаться не собирается. Следующим шагом, который для себя наметили испытали, станет увеличение минорных актинидов в экспериментальных сборках. То есть начнут испытывать более концентрированные варианты топлива. Затем расширят спектр ядерного топлива, куда добавляются минорные актиниды: начнут использовать не только стандартное МОКС-топливо, но и другое инновационное топливо, например, нитридное СНУП-топливо для быстрых реакторов.
Но и это ещё не всё. В планах наших ядерщиков наладить производство стержней из минорных актинидов. Иными словами, применить гетерогенный способ, когда минорные актиниды не перемешивают с основным топливом, а помещают в отдельные элементы, например, в самостоятельные отдельные стержни или целые сборки, а те в свою очередь устанавливаются в определённых зонах реактора.
Специалисты "Росатома" отметили, что это не только планы, а уже вполне себе осязаемая программа по которой они работают. Дело в том, что промышленную технологию извлечения минорных актинидов из отработавшего топлива и их разделения создали учёные Бочваровского института (ВНИИНМ), который входит в Топливный дивизион "Росатома", экспериментальные сборки изготовили на Горно-химическом комбинате в Железногорске, где, кстати, уже строят специальный жидкосолевой реактор — на нём будут отрабатывать промышленное "дожигание" минорных актинидов в больших масштабах.
Приятно, когда слова и планы не расходятся с делом. Я искренне рад, что "Росатом" - единственная организация, великое наследие моей страны, где я родился - страны СССР, - не рухнула в 90-е годы переходного периода, а продолжает работать и процветать, в очередной раз доказыв всему миру величие наших учёных.
Итог.
Благодаря успешному испытанию и дальнейшему развитию атомной отрасли нашей страны, Россия в очередной раз подтвердила статус лидера по созданию атомных реакторов IV поколения. Никто в мире не имеет такого опыта реальной эксплуатации топлива с минорными актинидами.
Самый больной вопрос атомной энергетики: что делать с отходами, которые остаются опасными на сотни тысяч лет? - оказалось, может решить только научное сообщество наших отечественных физиков-ядерщиков. Я считаю, что это и есть настоящий огромный шаг для всего человечества к чистой и безопасной атомной энергетике.
Вместо того чтобы захоранивать ядерные отходы, Россия создала и продолжает совершенствовать систему переработки, систему многократного использования даже самых токсичных ядерных "хвостов".
Для России — это гордость, лидерство и огромный вклад в будущее всей планеты.
Главное, чтобы эта технология продолжала развиваться, тогда в нашей стране потребуется тысячи высококвалифицированных рабочих мест, а за этим потребуется поднимать уровень образования. И в первую очередь школьного образования. Очень хочется надеятся, что хотя бы в направлении ядерной физики образование станет БЕСПЛАТНЫМ! Стране сейчас нужны учёные, инженеры, операторы и профессиональные строители. Только тогда страна получит независимость от импортных технологий и укрепит свой технологический суверенитет. -
Может быть интересно:
Благодарю Вас за прочтение и потраченное время.
Помочь умственному развитию автора можно здесь.
На что собираются деньги написано здесь.
Чтобы не пропустить новые интересные публикации рекомендую Вам подписаться на телеграм-канал, указанный в профиле Дзен-канала.