В России ведутся работы по созданию революционного ядерного реактора, относящегося к четвертому поколению. Речь идет о реакторе «БРЕСТ», над которым сегодня работают предприятия, входящие в госкорпорацию «Росатом». Данный перспективный реактор создается в рамках реализации проекта «Прорыв». «БРЕСТ» - это проект реакторов на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем, двухконтурной схемой отвода тепла к турбине, а также закритическими параметрами пара. Проект разрабатывается в нашей стране еще с конца 1980-х годов. Главным разработчиком данного реактора является НИКИЭТ имени Н. А. Доллежаля (научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники).
Сегодня атомные электростанции дают России 18% вырабатываемой электроэнергии. Очень большое значение атомная энергетика имеет в европейской части нашей страны, особенно на северо-западе, где на ее долю приходится 42% выработки электроэнергии. В настоящее время в России работает 10 АЭС, на которых эксплуатируется 34 энергоблока. На большинстве из них в качестве топлива используется низкообогащенный уран с содержанием изотопа урана-235 на уровне 2-5%. При этом топливо на АЭС расходуется не полностью, что ведет к образованию радиоактивных отходов.
В России набралось уже 18 тысяч тонн отработанного урана и с каждым годом эта цифра увеличивается на 670 тонн. А всего в мире насчитывается 345 тысяч тонн данных отходов, из которых 110 тысяч тонн приходятся на США. Проблему с переработкой данных отходов мог бы решить реактор нового типа, который действовал бы по замкнутому циклу. Создание такого реактора помогло бы справиться и с утечкой военных ядерных технологий. Такие реакторы можно было бы смело поставлять любым странам мира, так как на них в принципе невозможно было бы получить сырье, необходимое для создания ядерного . Но основным их плюсом стала бы безопасность. Такие реакторы можно было бы запустить даже на старом, отработанном ядерном топливе. По словам доктора физико-математических наук А. Крюкова, даже довольно грубые расчеты говорят нам о том, что накопленных за 60 лет работы атомной отрасли запасов отработанного урана хватит на несколько сотен лет генерации энергии.
Революционным проектом в данном направлении и являются реакторы «БРЕСТ». Данный реактор хорошо вписывается в контекст выступления Владимира Путина на «саммите тысячелетия» в ООН в сентябре 2000 года. В рамках своего доклада российский президент пообещал миру новую ядерную энергетику: безопасную, чистую, исключающую оружейное применение. С момента того выступления работы по воплощению проекта «Прорыв» в жизнь и создания реактора «БРЕСТ» существенно продвинулись вперед.
Общий вид реактора БРЕСТ-300
Изначально проектировалась установка «БРЕСТ», которая обеспечивала бы в составе энергоблока мощность 300 МВт, но позднее появился проект с увеличенной до 1200 МВт мощностью. При этом на данный момент времени разработчики сосредоточили все свои усилия на менее мощном реакторе БРЕСТ-ОД-300 (опытный демонстрационный) в связи с отработкой большого объема новых конструкторских решений и планах их проверки на относительно небольшом и дешевом в реализации проекте. Помимо этого выбранная мощность 300 МВт (электрическая) и 700 МВт (тепловая) - этом минимально необходимая мощность для получения коэффициента воспроизводства топлива в активной зоне реактора, равного единице.
В настоящее время проект «Прорыв» реализуется на площадке предприятия государственной корпорации «Росатом» Сибирского химического комбината (СХК) на территории закрытого территориального образования (ЗАТО) Северск (Томская область). Данный проект предполагает отработку технологий замыкания ядерного топливного цикла, которые будут востребованы в атомной энергетике будущего. Реализация данного проекта на практике предусматривает создание опытно-демонстрационного энергокомплекса в составе: БРЕСТ-ОД-300 - реактора на быстрых нейтронах со свинцовым жидкометаллическим теплоносителем с пристанционным ядерным топливным циклом и специального модуля фабрикации/рефабрикации топлива для данного реактора, а также модуля переработки его отработавшего топлива. Планируется запустить реактор БРЕСТ-ОД-300 в 2020 году.
Генеральным проектировщиком опытно-демонстрационного энергетического комплекса выступает санкт-петербургский ВНИПИЭТ. Реактор создается НИКИЭТ (Москва). Ранее сообщалось, что разработка реактора БРЕСТ оценивается в 17,7 миллиарда рублей, постройка модуля переработки отработавшего ядерного топлива - 19,6 миллиарда рублей, модуля фабрикации и пускового комплекса рефабрикации топлива - 26,6 миллиарда рублей. Главной задачей создаваемого энергетического комплекса должна стать отработка технологии эксплуатации нового реактора, производства нового топлива и технологии переработки отработавшего ядерного топлива. По этой причине решение о запуске реактора БРЕСТ-ОД-300 в энергетическом режиме с целью выработки электрической энергии будет приниматься только после завершения всех исследовательских работ по проекту.
Строительная площадка энергокомплекса БРЕСТ-300 находится в районе радиохимического завода Сибирского химического комбината. Работы на этой площадке начались в августе 2014 года. По словам гендиректора СХК Сергея Точилина, здесь уже была проведена вертикальная планировка с выемкой миллиона кубометров грунта, проложены кабели, смонтированы трубопроводы технической воды, выполнены иные строительные работы. В настоящее время подрядная организация «Ява-строй» и северский субподрядчик «Спецтеплохиммонтаж» продолжают комплекс работ, относящихся к подготовительному периоду. Сегодня на строительной площадке трудится 400 человек, с наращиванием темпов работ на объекте количество строителей вырастет до 600-700 человек. Государственные инвестиции в данный проект ориентировочно оцениваются в 100 миллиардов рублей, сообщает пресс-служба Сибирского химического комбината.
Опытно-демонстрационный энергетический комплекс в крупнейшем в нашей стране ЗАТО возводится поэтапно. Первым строится завод по выпуску нитридного топлива, ввод его в эксплуатацию запланирован на 2017-2018 год. Произведенное на данном заводе топливо в будущем поступит в опытно-демонстрационный реактор БРЕСТ-300, работы над постройкой которого начнутся в 2016 году, а завершатся в 2020 году, это станет завершением второго этапа реализации проекта. Третий этап работ предусматривает постройку еще одного завода - по переработке отработанного топлива. В полном объеме проект «Прорыв» должен будет заработать к 2023 году. Благодаря реализации данного амбициозного проекта, в городе Северске должно появиться порядка 1,5 тысячи новых рабочих мест. Непосредственно в постройке установки БРЕСТ-300 будет участвовать 6-8 тысяч рабочих.
Как рассказал глава проекта по созданию реактора БРЕСТ-300 Андрей Николаев, в состав опытно-демонстрационного энергетического комплекса в городе Северске войдет реакторная установка БРЕСТ-ОД-300 с пристанционным ядерным топливным циклом, а также комплекс по производству «атомного топлива будущего». Речь идет о нитридном топливе для реакторов на быстрых нейтронах. Предполагается, что именно на данном виде топливе, начиная с 20-х годов XXI века, будет функционировать вся атомная энергетика. Планируется, что опытный реактор БРЕСТ-300 станет первым на планете реактором на быстрых нейтронах с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. Согласно проекту отработанное ядерное топливо в реакторе БРЕСТ-300 будет перерабатываться, после чего загружаться в реактор заново. Для стартовой загрузки реактора потребуется в общей сложности 28 тонн топлива. В настоящее время осуществляется анализ отработанного ядерного топлива из хранилищ Сибирского химического комбината - возможно, какое-то количество продуктов с плутониевым элементом получится использовать при выпуске топлива для опытного реактора БРЕСТ.
Реактор БРЕСТ-300 будет иметь ряд существенных преимуществ в области безопасности работы перед любым работающим в наши дни реактором. Данный реактор сможет самостоятельно заглушаться при отклонении любых параметров. Помимо этого, в реакторе на быстрых нейтронах используется топливо с меньшим запасом реактивности, разгон на мгновенных нейтронах и последующая вероятность взрыва попросту исключены. Свинец, в отличие от применяемого сегодня в качестве теплоносителя натрия, является пассивным, да и с точки зрения химической активности свинец безопаснее натрия. Плотное нитридное топливо легче переносит температурные режимы и механические дефекты, оно надежнее оксидного. Даже самые предельные аварии диверсионного характера с разрушением внешних барьеров (крышки корпуса, здания реактора и др.) не смогут привести к радиоактивным выбросам, которые потребовали бы проведения эвакуации населения и последующего длительного отчуждения земли, как это произошли при аварии на ЧАЭС в 1986 году.
К достоинствам реактора БРЕСТ относят:
Естественную радиационную безопасность при всевозможных авариях по внешним и внутренним причинам, включая диверсии, не требующую проведения эвакуации населения;
Долговременную (почти неограниченную во времени) обеспеченность топливом за счет эффективного использования природного урана;
Нераспространение на планете ядерного оружия за счет исключения наработки в ходе эксплуатации плутония оружейного качества и реализации пристанционной технологии сухой переработки топлива без разделения плутония и урана;
Экологичность производства энергии и последующей утилизации отходов за счет замкнутого топливного цикла с трансмутацией долгоживущих продуктов деления, трансмутацией и сжиганием в реакторе актиноидов, очисткой радиоактивных отходов от актиноидов, выдержкой и захоронением РАО без нарушения радиационного природного равновесия;
Экономическую конкурентоспособность, которая достигается за счет естественной безопасности АЭС и технологии реализованного топливного цикла, подпитки реактора только 238U, отказа от сложных инженерных систем безопасности, высоких параметров свинца, которые обеспечивают достижение закритических параметров паротурбинного контура и высокий КПД термодинамического цикла, сокращения стоимости строительства.
Проектное изображение комплекса БРЕСТ. 1 - реактор, 2-машзал с турбиной, 3 - модуль переработки ОЯТ, 4 - модуль фабрикации свежего топлива.
Сочетание мононитридного топлива, природных качеств свинцового теплоносителя, конструкторских решений активной зоны и контуров охлаждения, физических характеристик быстрого реактора выводит реактор БРЕСТ на качественно новый уровень естественной безопасности и позволяет обеспечить устойчивость без срабатывания активных средств аварийной защиты при очень тяжелых авариях, которые являются непреодолимыми для любого из существующих и проектируемых в мире реакторов:
Самоход всех имеющихся органов регулирования;
- отключение (заклинивание) всех насосов 1-го контура реактора;
- отключение (заклинивание) всех насосов 2-го контура реактора;
- разгерметизация корпуса ректора;
- разрыв трубок парогенератора или трубопроводов второго контура по любому сечению;
- наложение разнообразных аварий;
- неограниченное по времени расхолаживание при полном отключении питания.
Реализуемый «Росатомом» проект «Прорыв» направлен на создание новой технологической платформы атомной отрасли России с замкнутым топливным циклом и решением проблемы отработанного ядерного топлива и радиоактивных отходов (РАО). Результатом реализации данного амбициозного проекта должно стать создание конкурентоспособного продукта, который позволит обеспечить российским технологиям лидерство в мировой атомной энергетики, да и в целом в глобальной энергосистеме на ближайшие 30-50 лет.
Источники информации:
http://www.rosatom.ru
http://atomsib.ru
http://publicatom.ru/blog/atomsib/5854.html
http://sdelano-u-nas.livejournal.com/360656.html
Материалы из свободных источников
Россия завершает разработку революционного ядерного реактора четвёртого поколения. Реактор «Брест», также известный как «проект Прорыв», решит такое количество международных проблем, что может получить Нобелевскую премию мира.
20 лет назад от этого проекта отказались из-за высокого риска аварий и больших эксплуатационных затрат.
В 2012 году Госкорпорация «Росатом» объявила о выделении 1,8 млрд рублей на возобновление работ по созданию промышленного реактора на быстрых нейтронах БРЕСТ-300, относящегося к последнему, четвертому поколению и использующего свинцовый теплоноситель. Основу атомной энергетики они смогут составить не ранее 80-х годов XXI века, хотя ряд экспертов сомневается, что такой реактор может быть создан в названные сроки.
1,8 млрд рублей были выделены на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР). Согласно документам корпорации, результаты этих работ должны были готовы к концу 2012 года.
По окончании НИОКР должен был представлен технический проект основных частей реакторной установки (внутрикорпусные устройства, насосы, корпус реактора, перегрузочный комплекс, парогенератор), а также обоснования работоспособности и безопасности принимаемых конструктивных решений с проведением расчетных и экспериментальных исследований.
Вся разработка технического проекта «БРЕСТ-300» должна была завершена в 2014 году. А подготовка рабочей проектной документации и прохождение госэкспертизы были запланированы до конца 2015 года.
И только в 2016 году, как ожидалось, должно начаться строительство первого энергоблока. Мощность реактора, который планировалось построить только к 2020 году, будет невысокой и составит всего 300 МВт. В случае успешности этого проекта будет ставиться вопрос о разработке более мощной реакторной установки БРЕСТ-1200.
В «Росатоме» считают, что внедрение реакторов на быстрых нейтронах в современную энергетику многократно увеличит эффективность использования урана, которая будет в 10 раз выше, чем у тепловых.
В части реакторов на быстрых нейтронах мы пока заметно впереди, поскольку остальные страны пока ничего подобного не делают. Таким образом, мы сейчас не конкуренцию развиваем, а свои конкурентные преимущества в плане технологий, - отмечает директор департамента коммуникаций госкорпорации «Росатом» Сергей Новиков. - Реакторы четвертого поколения начнут доминировать после 80-х годов, когда они вытеснят с рынка предыдущее поколение.
И тогда в 2012 году оптимизм госкорпорации в отношении подобного типа реакторов разделяли не все.
На тот день проект «БРЕСТ-300» был только на словах. Как тогда считали, что специалисты могли бы работать над ним еще на протяжении 100 лет. Тогда даже не было доказательств безопасности данного реактора, - отмечал «Известиям» Юрий Семенков, директор Института ядерных реакторов «НИЦ Курчатовский институт». - Я не думаю, что в данном случае Россия находится на каком-то прорывном пути в технологиях.
Но ученый согласен, что для перехода на замкнутый топливный цикл действительно необходим реактор на быстрых нейтронах. Но какой это должен быть реактор, тогда ещё было неизвестно: «Кроме реакторов с натриевым теплоносителем, другие свою жизнеспособность и уверенность в безопасности не показали» .
В «Росатоме» говорят, что намерены занять 20% мирового рынка строительства АЭС в ближайшие 20 лет. По оценкам МАГАТЭ, общемировая потребность в реакторах мощностью 100–400 МВт до 2040 года составит от 500 до 1 тыс. блоков. В денежном эквиваленте объем рынка оценивается в $300–600 млрд.
Экспериментальные реакторы на быстрых нейтронах впервые появились в 1950-е годы. Первым в мире реактором промышленного назначения на быстрых нейтронах стал российский БН-600, который был запущен на третьем блоке Белоярской АЭС в 1980 году. Он до сих пор остается единственным в мире действующим реактором на быстрых нейтронах. Первые работы над проектом «БРЕСТ» начались в конце 80-х годов прошлого столетия. Однако в начале 1990-х годов как этот, так и большинство мировых проектов по созданию реакторов на быстрых нейтронах, были прекращены из-за высокого риска аварий и больших эксплуатационных затрат.
Россия приблизилась к завершению проекта «Прорыв»
И вот 17 марта 2015 года компания «Атомпроект» представила участникам направления «Прорыв» основные технологические решения модуля по переработке отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). По итогам обсуждения можно с уверенностью заключить, суперамбициозный высокотехнологичный проект России стал еще на ступень ближе к завершению.
17 марта компания «Атомпроект» представила участникам направления «Прорыв» внешний вид и основные технологические решения модуля по переработке отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). По итогам обсуждения можно с уверенностью заключить, что суперамбициозный ядерный проект России стал еще на ступень ближе к завершению. Совещание проводилось в связи с подготовкой проектной документации на госэкспертизу.
Модуль переработки ОЯТ представляет собой один из трех главных компонентов «замкнутого ядерного топливного цикла». Работа по двум другим также продвигается успешно. В марте прошлого года Росатом приступил к строительству завода уран-плутониевого топлива для реактора на быстрых нейтронах «Брест-300», проектирование самого реактора находится на стадии завершения. Таким образом, Россия неуклонно приближается к грандиозному прорыву в области энергетики.
Реализация проекта «Прорыв» позволит создать первый в мире замкнутый ядерный топливный цикл. Потратив около 130 млрд. рублей страна вплотную приблизится к созданию совершенно новой атомной энергетики четвертого поколения.
Развернутая оценка такого события сделана инвестором Александром Геннадьевичем Крюковым в статье «Россия – лидер высоких технологий в энергетике»» .
В первую очередь проект позволит решить проблему накопившегося ОЯТ, превратив его в топливо для реакторов на быстрых нейтронах. А.Г. Крюков отмечает, что «за шестьдесят лет работы атомной отрасли накоплено огромное количество ОЯТ и ОГФУ, их хранение требует значительных средств, тогда как замкнутый цикл позволит использовать их для получения электроэнергии. Даже грубые подсчеты говорят о том, что при нынешних масштабах выработки электроэнергии Урана-238 в ОЯТ и ОГФУ хватит на несколько сотен лет генерации».
Важно отметить, что в данный момент РФ опередила всех, и Россия – «единственная страна в мире, которая может кардинально изменить ситуацию с производством электроэнергии для себя и поставить на мировой рынок высокотехнологичный продукт, не имеющий аналогов – атомную энергетику 4-го поколения с внутренне присущей безопасностью» – подчеркивает аналитик А.Г. Крюков.
Реализация проекта «Прорыв» связана с решением сложнейших технологических проблем, в этой связи передача на Госэкспертизу документации модуля переработки ОЯТ свидетельствует о том, что трудности удалось преодолеть, и решения найдены.
Ядерный прорыв
Константин Гурдин в статье «Ядерный прорыв»
пишет, что ядерные станции дают нашей стране 17% электроэнергии, на Северо-Западе РФ – более 40%. В стране пашут 10 АЭС, 33 энергоблока. Всё это – обычные реакторы так называемого разомкнутого цикла. Они работают на низкообогащённом уране, сильно не дожигают топливо, в результате копятся горы радиоактивных отходов.
Набралось уже 18 тыс. т отработанного урана, и каждый год добавляется 670 тонн. В мире 345 тыс. т этих проблемных отходов, из них 110 тыс. у США. Промышленные технологии переработки есть только у двух стран: России и Франции.
Проблему может решить только реактор нового типа, действующий по замкнутому циклу. Заодно он поможет справиться с утечками военных ядерных технологий. Замкнутые реакторы можно поставлять любым странам, поскольку на них в принципе нельзя получить сырьё для ядерных зарядов.
Но главное – безопасность. Замкнутый цикл можно запустить на старом, отработанном топливе. «Даже грубые подсчёты говорят, что запасов отработанного урана, накопленных за 60 лет работы атомной отрасли, хватит на несколько сотен лет генерации», – говорит доктор физматнаук А. Крюков.
«Брест» и есть тот революционный проект. Работы над ним начались ещё в конце 1980-х гг., их ведёт знаменитый разработчик ядерных установок для подводных лодок НИИ Энерготехники (НИИЭТ). Поворотным моментом стало выступление В. Путина на «саммите тысячелетия» в ООН.
Там он пообещал миру новую ядерную энергетику, чистую, безопасную, исключающую оружейное применение. Речь шла как раз о «Брестах». С тех пор дело сильно двинулось вперёд. В 2010 г. правительство приняло госпрограмму «Ядерные технологии нового поколения до 2015 года» с бюджетом 160 млрд рублей.
Срок подошёл, проект готов, технические документы уже на госкомиссии. Тем временем Росатом начал строительство завода, на котором отработанное топливо будет превращаться в обогащённые таблетки для «Бреста».
Первый опытный образец получит мощность 300 МВт, серийные «Бресты» будут на 700–1200 мегаватт. Это больше мощности основной тягловой лошадки сегодняшней российской атомной энергетики, реактора ВВЭР-1000.
Надежный БРЕСТ
Оригинальный подход в развитии БН-реакторов демонстрирует НИКИЭТ, разработавший проект реакторной установки БРЕСТ для атомных электростанций высокой безопасности и экономичности для крупномасштабной ядерной энергетики будущего.
БРЕСТ - энергоблок с быстрым реактором со свинцовым теплоносителем и мононитридным уран-плутониевым топливом с двухконтурной схемой отвода тепла к турбине с закритическими параметрами пара. Предлагаются проекты в конфигурациях с электрической мощностью 300 и 1200 МВт.
Достоинства реактора:
- - естественная радиационная безопасность при любых возможных авариях по внутренним и внешним причинам, включая диверсии, не требующая эвакуации населения;
- - долговременная (практически неограниченная во времени) обеспеченность топливными ресурсами за счет эффективного использования природного урана;
- - нераспространение ядерного оружия за счет исключения наработки плутония оружейного качества и пристанционной реализации технологии сухой переработки топлива без разделения урана и плутония;
- - экологичность производства энергии и утилизации отходов за счет замыкания топливного цикла с трансмутацией и сжиганием в реакторе актиноидов, трансмутацией долгоживущих продуктов деления, очисткой РАО от актиноидов, выдержкой и захоронением РАО без нарушения природного радиационного равновесия;
- - экономическая конкурентоспособность за счет естественной безопасности АЭС и технологий топливного цикла, отказа от сложных инженерных систем безопасности, подпитки реактора только 238U , высоких параметров свинца, обеспечивающих закритические параметры паротурбинного контура и высокий КПД термодинамического цикла, удешевления строительства.
Сочетание природных свойств свинцового теплоносителя, мононитридного топлива, физических характеристик быстрого реактора, конструкторских решений активной зоны и контуров охлаждения выводит БРЕСТ на качественно новый уровень естественной безопасности и обеспечивает его устойчивость без срабатывания активных средств аварийной защиты в крайне тяжелых авариях, непреодолимых ни одним из существующих и проектируемых реакторов:
- самоход всех органов регулирования
- отключение (заклинивание) всех насосов первого контура
- отключение (заклинивание) всех насосов второго контура
- разгерметизация корпуса ректора
- разрыв трубопроводов второго контура по любому сечению или трубок парогенератора
- наложение различных аварий
- неограниченное по времени расхолаживание при полном отключении питания и др.
Даже предельные аварии диверсионного происхождения с разрушением внешних барьеров (здания реактора, крышки корпуса и др.) не приводят к радиоактивным выбросам, требующим эвакуации населения и длительного отчуждения земли.
Выполненные экономические оценки и сравнения подтверждают возможность снижения капитальных затрат на АЭС и стоимости производимой электроэнергии по сравнению с АЭС с реактором ВВЭР.
Реализовать проект НИКИЭТ предлагается путём строительства опытно-демонстрационной станции с реакторной установкой БРЕСТ-ОД-300 с пристанционным топливным циклом на площадке Белоярской АЭС.
Такой комплекс, расположенный рядом с реактором, - очередное преимущество БРЕСТа с точки зрения создания ЗЯТЦ. По мнению сторонников быстрых энергетических реакторов этого типа, характеристики безопасности делают возможным их строительство вблизи крупных населённых пунктов, в том числе в роли атомных станций теплоснабжения.
Общий вид реактора БРЕСТ-300
Реактор БРЕСТ-1200
Вообще масса плюсов перед нынешними реакторами у реакторов на быстрых нейтронах:
- Внутри реактора давление атмосферное -> меньше опасность взрыва (в водных реакторах давление 50-150 атмосфер даже в обычных условиях, а уж при аварии …).
- Как следствие, нет необходимости в стальном коконе вокруг всей этой байды - огромное давление держать нет необходимости
- Всеядность - жрёт 238й уран, которого в природе в десятки раз больше 235го, и плутоний, который в больших количествах нарабатывается в набившем оскомину «отработанном ядерном топливе». То есть, по сути, ОЯТ это практически готовое топливо для реакторов на БН.
Плюс к тому, у данного реактора свинцовый теплоноситель - отлично придумано.
Даже в самом крайнем случае активная зона стечёт на дно реактора и автоматически сверху накроется толстенным слоем свинца, который заэкранирует радиацию. Плюс к тому, свинец поглощает нейтроны и минимизирует реакции ядерного синтеза. У нынешних реакторов на БН в качестве теплоносителя используется натрий, а он жутко химически активен, в случае прорыва контура входит в бурную реакцию с бетоном, горит и так далее. Хорошо хоть не ядовит.
Отрадно сознавать, что по части ядерной энергетики Россия реально впереди планеты всей.
This entry passed through the Full-Text RSS service - if this is your content and you’re reading it on someone else’s site, please read the FAQ at fivefilters.org/content-only/faq.php#publishers.
Подробности Создано 28.11.2012 15:02
Профессор, доктор технических наук Геннадий Хандорин -
об общественных слушаниях, сжигании газа и быстрых реакторах
После недавнего сообщения о том, что руководство Госкорпорации «Росатом» и руководство Томской области приняли решение о размещении атомного реактора нового типа «БРЕСТ-300» на площадке Сибирского химического комбината, некоторые томские СМИ отреагировали критически. Мол, данное решение принято без обсуждения с томской общественностью. В связи с этими выступлениями считаю необходимым сделать некоторые разъяснения.
Прорыв гарантирован
Подробности Создано 28.12.2012 15:01Самый мощный в Европе центр конверсии урана будет введен в эксплуатацию в 2016 году на СХК
В День работника атомной промышленности для СКХ произошло много знаковых событий. Для начала северских атомщиков лично поздравил глава Госкорпорации «Росатом» Сергей Кириенко.
Атомщики зовут в «Прорыв»
Подробности Создано 04.12.2012 15:01В конце ноября в Томске состоялся пятый региональный форум-диалог «Атомные производства. Общество. Безопасность». И хотя его название носило характер общий, посвящен он был теме, для Томска в этом году ставшей актуальной - ядерной энергетике (ЯЭ) нового поколения, основанной на реакторах на быстрых нейтронах. В мероприятии приняли участие авторитетные специалисты «Росатома», представители властных структур разного уровня, ректоры томских университетов, руководители предприятий и представители общественности.
Ход реализации проекта «Прорыв» обсудили на СХК
Подробности Создано 17.07.2013 15:0026 марта 2013 года заместитель генерального директора - директор блока по управлению инновациями Госкорпорации «Росатом» Вячеслав Першуков провел в ОАО «Сибирский химический комбинат» (входит в Топливную компанию Росатома «ТВЭЛ») рабочее совещание по вопросам реализации проекта «Прорыв».
Эксперт: реактор БРЕСТ, создаваемый на СХК, безопаснее существующих
Подробности Создано 17.07.2013 14:59Новейший опытный реактор БРЕСТ-0Д-300, который планируется к 2020 году построить на площадке Сибирского химического комбината (СХК), будет безопаснее любых эксплуатируемых в настоящее время реакторов, считает глава проекта по созданию БРЕСТа Андрей Николаев.
Росатом планирует реализовать на СХК по созданию новейшего топлива, на котором атомная энергетика будет работать после 2020 года. Предполагается построить опытно-демонстрационный энергокомплекс в составе реакторной установки БРЕСТ-300 с пристанционным ядерным топливным циклом и комплекс по производству плотного уран-плутониевого (нитридного) топлива для реакторов на быстрых нейтронах.
Томские эксперты ранее высказали сомнения в безопасности проекта. Отмечалось, что опытный реактор, безопасность которого не доказана, разместят слишком близко к крупному городу, в качестве теплоносителя будет использован жидкий свинец "с неизвестными свойствами", а нитридное топливо до конца не изучено.
"Ничего абсолютно безопасного не существует. Пять уран-графитовых реакторов, которые у нас работали на площадке - когда их строили в 1950-х годах, мало кто думал о безопасности. А они были очень опасные. Любое отклонение от номинального параметра требовало усилий от оператора, чтобы вернуть реактор в нормальное состояние", - сказал Николаев РИА Новости.
Он подчеркнул, что новый реактор будет самостоятельно заглушаться при отклонении любых параметров. Специалист подчеркнул, что в реакторе на быстрых нейтронах используется топливо с меньшим запасом реактивности, поэтому невозможен разгон на мгновенных нейтронах. "И не происходит ядерного взрыва", - добавил эксперт.
Николаев подчеркнул, что плотное нитридное топливо надежнее оксидного, легче переносит механические дефекты и температурные режимы. Свинец, в отличие от используемого в настоящее время в качестве теплоносителя натрия, пассивен, и с точки зрения химической активности безопаснее натрия.
ТОМСК, 16 июл - РИА Новости, Сергей Леваненков.
РИА Новости ria.ru/atomtec_news/20130716/949985649.html#ixzz2ZGpgARA4
«Прорыв» в развитии атомной энергетики
Подробности Создано 19.11.2013 14:58Создание ядерных энергетических технологий нового поколения по проекту «Прорыв» принесет региону более 100 млрд рублей инвестиций до 2020 года, дополнительные налоги и новые энергомощности
Томск подтверждает свой статус как город-форум. Не так давно в регионе прошел XV межрегиональный конгресс «Энергосбережение - 2012» с международным участием. Две недели назад губернатор области Сергей Жвачкин договорился, что «Газпром» станет генеральным партнером Инновационного форума Innovus в мае 2013 года, с возможным приездом на него лауреатов Нобелевской премии. А 29-30 ноября в Томске прошел V региональный форум-диалог «Атомные производства, общество, безопасность - 2012», который стал площадкой для обсуждения перспектив развития атомной отрасли, создания ядерных энергетических технологий нового поколения, развития диалога с общественностью по вопросам атомной энергетики. - Участниками регионального форума-диалога стали более 300 человек: представители власти, органов местного самоуправления, экологических и общественных организаций, научно-исследовательских и проектных институтов, промышленных предприятий из Москвы, Санкт-Петербурга, Томска и других городов России.
Вопросы, которые обсуждались на форуме, напрямую затрагивали интересы Томской области: перспективы развития атомных производств и атомградов; проблемы обеспечения ядерной и радиационной безопасности, переработки облученного ядерного топлива, обращения с радиоактивными отходами; перспективы создания ядерных энерготехнологий нового поколения по проекту «Прорыв», разработки реакторов на быстрых нейтронах с замкнутым топливным циклом и другие.
На открытии форума Сергей Барановский, заместитель председателя общественного совета госкорпорации «Росатом», президент Зеленого Креста, председатель Российского экологического конгресса отметил, что подобное мероприятие - это новый формат общения атомщиков, ученых, власти, экологов и населения по самым актуальным вопросам развития атомной энергетики, уникальная возможность развития диалога с общественностью.
- «Росатом» ценит возможность вести диалог как со сторонниками, так и с противниками атомного производства, - отметил Александр Локшин, заместитель генерального директора «Росатома» по операционному управлению. - Атомная энергетика требует к себе предельно уважительного отношения, здесь нужно не просто семь раз отмерить, а 77 раз.
В то же время, подчеркнул Локшин, атомную энергетику необходимо развивать, поскольку углеводородных ресурсов (нефти и газа) человечеству хватит еще максимум на 100-200 лет, а ядерную энергетику можно использовать тысячелетиями. При этом, используя углеводороды, мы фактически сжигаем свою планету, причем темпами гораздо более быстрыми, чем она восстанавливается. Что касается альтернативных источников энергии, они, конечно, свое место займут, но не будут основными. Выходит, что у развития атомной энергетики нет альтернативы. И главная задача при этом - обеспечить безопасное развитие мирного атома.
В свою очередь Владимир Жидких, заместитель губернатор Томской области по внутренней политике, сказал, что форум - не просто источник новых знаний, «но и площадка для поиска новых решений в сфере ядерной энергетики, которые должны быть поддержаны томским сообществом».
Очень важно и ценно, что эксперты мирового уровня на томской площадке расскажут о современном положении атомной энергетики и ответят на вопросы, которые волнуют жителей Томской области, - отметил Владимир Жидких.
Представители «Росатома» подчеркнули, что атомная энергетика должна ответить на три вызова времени: быть абсолютно безопасной, вовлекать в топливный процесс уран-238 и решить проблему с отработанным ядерным топливом. Все ключевые задачи развития атомной энергетики будут решаться в рамках проекта «Прорыв», основная часть которого будет реализовываться в Томской области, на Сибирском химическом комбинате.
Драйверами развития атомной отрасли сегодня являются университеты, - сказал по этому поводу Петр Чубик, ректор ТПУ. - Именно университеты одновременно являются и фабрикой научной мысли, и фабрикой квалифицированных кадров. Томские вузы готовы принять самое активное участие в реализации проекта «Прорыв».
«Росатом» планирует реализовать на площадке СХК в рамках проекта «Прорыв» производство экспериментального, нитридного топлива, на котором атомная энергетика будет работать после 2025 года. Основной частью проекта «Прорыв» станет опытно-демонстрационный энергокомплекс в составе реакторной установки БРЕСТ-300 (быстрый реактор естественной безопасности) с пристанционным ядерным топливным циклом.
Основной смысл работы установки - производство электрической и тепловой энергии. Одновременно будет считываться информация, которая позволит в дальнейшем создавать коммерческие атомные реакторы, конкурентоспособные на мировом рынке. По подсчетам специалистов, установка проработает в Томской области 15-20 лет - производя электроэнергию, которая будет распределена по действующим региональным сетям.
Инвестиции в сам реактор оцениваются в размере 25 млрд рублей, в пристанционный топливный цикл - 17 млрд рублей. При этом госкорпорация намерена ускорить создание демонстрационного комплекса ядерных технологий - чтобы он появился уже к 2020 году, а не в период до 2030 года, как планировалось ранее.
У ядерной энергетики имеется огромный потенциал, позволяющий решать проблемы устойчивого развития экономики нашей страны, но для развития отрасли нужны новые технологии. Эту задачу позволяет решить проект «Прорыв», - сказал журналистам Евгений Адамов, бывший министр России по атомной энергии (1998-2001), председатель технического комитета проекта «Прорыв», научный руководитель ОАО «НИКИЭТ» им. Н.А.Доллежаля. - Решение сконцентрировать реализацию проекта на одной площадке (СХК) - верное, оно позволит создать технологию и отладить ее.
Почему для реализации проекта «Прорыв» по созданию нового типа ядерного топлива и реактора нового поколения была выбрана именно Томская область? Ответ на этот вопрос хотелось бы получить от авторитетного, независимого эксперта федерального уровня. Вот, что сказал на этот счет Владимир Грачев, советник генерального директора, член общественного совета ГК «Росатом»:
Для меня это совершенно очевидно. Первая причина - здесь накоплен огромный научно-образовательный потенциал. В Томске и Томской области количество студентов и количество высококвалифицированных кадров на душу населения - самое высокое по России. А количество студентов, обучающихся по тем специальностям, которые необходимы для развития инновационных методов ядерной энергетики - самое высокое в мире.
Второе - большой кадровый потенциал. На СХК работают опытные специалисты очень высокого уровня. Третье - в Томской области есть уникальное сочетание условий для реализации проекта «Прорыв». Необходимо сделать не просто реактор на быстрых нейтронах - это только механизм, главная цель - создать замкнутый ядерно-топливный цикл. Вот, где будет научно-технический прорыв! Это позволит решить глобальную проблему ядерной энергетики - утилизацию радиоактивных отходов.
В Северске есть опыт и радиотехнический, и реакторный. И именно в Томской области при реализации проекта удастся создать атмосферу научно-технического прорыва. Это самое главное! К сожалению, наша страна на сегодняшний день сильно отстала от многих развитых стран по многим направлениям промышленности. В атомной энергетике мы еще впереди планеты всей, и надо это положение сохранить.
Именно Томская область - идеальный регион для осуществления научно-технического прорыва в сфере ядерной энергетики. В процессе реализации этого проекта могут появиться совершенно новые открытия и изобретения, которые помогут вывести мировую атомную энергетику на новый уровень. Нужно создавать прорывные технологии, и томский регион готов решить эту задачу как никакой другой.
Что получит Томская область
Один из самых главных вопросов на форуме звучал так: что получат Северск и Томская область от проектов «Росатома», которые будут реализованы на площадке СХК? Как сообщил гендиректор СХК Сергей Точилин, объем инвестиций «Росатома» в развитие Северска и СХК до 2020 года составит 100 млрд рублей. Из них 42 млрд рублей - в создание проекта «Прорыв» , остальные 58 млрд рублей - ежегодные текущие инвестиции госкорпорации. Так, только в 2012 году «Росатом» вложил в СХК и Северск более 6 млрд рублей.
В свою очередь Александр Локшин сообщил, что сейчас госкорпорация формирует новую схему уплаты налогов - отчисления будут производиться непосредственно в местах присутствия предприятий. Благодаря этому Северск получит дополнительные налоги от реализации проектов «Росатома».
источник aes.tomsk.ru/publication-4436.html
Ядерный реактор откроет новую страницу в энергетике Земли
Сорок три гектара территории, серые монолитные стены, обильно торчащая в небо арматура, краны и 600 рабочих. Через три года на этом месте, в закрытом городе Северске , в 25 километрах от Томска , начнёт работать первая в мире Perpetuum Mobile мощностью 300 мегаватт – атомная станция с замкнутым топливным циклом и расплавленным свинцом в качестве теплоносителя. Предприятие называется опытным, так как супертехнологии для него пока рассчитаны лишь на математических моделях. Однако, проверив их на действующем реакторе, наши атомщики получат референтную АЭС нового поколения, оторвавшись от конкурентов из Toshiba, Areva и прочих на десятилетия. Проект, который имеет говорящее название «Прорыв », обещает энергию без опасности и, главное, без добычи урана.
Скептики и мирный атом
Пара слов для тех, кто считает мирный атом пережитком. Потребность человечества в энергии удваивается каждые 20 лет. Сжигание нефти и угля приводит к ежегодному образованию порядка полумиллиарда тонн сернистого газа и окислов азота, то есть по 70 килограммов вредных веществ на каждого жителя земли. Использование АЭС эту проблему снимает. Мало того, запасы нефти ограничены, а энергоемкость одной тонны урана-235 примерно равна энергоемкости двух миллионов тонн бензина.
Важна также себестоимость. На ГЭС киловатт-час электроэнергии обходится в 10-25 копеек, но гидропотенциал в развитом мире практически исчерпан. На угольных или мазутных станциях – 22-40 копеек, но встают экологические проблемы. На промышленных ветряных и солнечных электростанциях – 35-150 копеек, дороговато, да и кто гарантирует постоянный ветер и отсутствие облаков. Себестоимость атомной энергии – 20-50 копеек, она стабильна, создает куда меньше экологических проблем, чем сжигание нефти и угля, ее потенциал безграничен.
Руководитель проекта по созданию БРЕСТ-ОД-300 Андрей Николаев
Наконец, российский мирный атом оказался почти вне конкуренции. В 2010 году, когда после 24-летнего «похолодания» многие страны снова захотели строить АЭС, наши реакторы оказались дешевле и не хуже японских, французских и американских прототипов. Более того, мы, в отличие от конкурентов, все эти годы строили АЭС – «Росатому» было что показать потенциальному заказчику.
Руководство госкорпорации грамотно распорядилось полученной форой. В итоге Westinghouse Electric в прошлом году обанкротилась. Toshiba, выкупившая ранее Westinghouse Electric, дышит на ладан. Финансовое состояние Areva тоже завидным не назовешь. Зато на «Атомэкспо-2016» приехали делегации 52 стран. У 20 из этих стран атомной энергетики до сих пор не было. Теперь они впервые появятся в Египте, Вьетнаме, Турции, Индонезии, Бангладеш – наши, российские АЭС.
Глубокий ад
Основная проблема атомной энергетики сегодня – топливо . Рентабельно извлекаемого урана на земле осталось 6,3 миллиона тонн. При учетах роста потребления хватит приблизительно на 50 лет. Стоимость – около 50 долларов за килограмм руды сегодня, но по мере вовлечения в добычу менее рентабельных месторождений она будет расти до 130 долларов за килограмм и выше. Есть, конечно, добытые запасы, и не маленькие, но и они не навсегда.
Уран добывается тяжело или очень тяжело . В породе урановой руды бывает порядка 0,1-1 процента, плюс-минус. Залегают руды на глубине около километра. Температуры на разработках выше 60 градусов по Цельсию. Добытую породу необходимо растворить в кислоте, чаще серной, чтобы из раствора выделить урановую руду. На некоторых месторождениях под землю сразу закачивают серную кислоту, чтобы потом забрать ее вместе с растворенным ураном. Однако есть урановые породы, которые в серной кислоте не растворяются…
Наконец, в очищенном уране только 0,72 процента необходимого изотопа – уран-235. Того самого, на котором работают атомные реакторы. Выделить его – отдельная головная боль. Уран превращают в газ (гексафторид урана) и пропускают через каскады центрифуг, вращающихся со скоростью порядка двух тысяч оборотов в секунду, где отделяют легкую фракцию от тяжелой. Отвал – уран-238, с остаточным содержанием урана-235 0,2-0,3 процента, в 50-е годы просто выбрасывали. Но потом стали хранить в виде твердого фторида урана в специальных контейнерах под открытым небом. За 60 лет на земле накопилось порядка двух миллионов тонн фторида урана-238 . Зачем его хранят? Затем, что уран-238 может стать топливом для быстрых атомных реакторов, с которыми до сих пор у атомщиков были сложные отношения.
Всего в мире было построено 11 промышленных реакторов на быстрых нейтронах: три в Германии, два во Франции, два в России, по одному в Казахстане, Японии, Великобритании и США. Один из них – SNR-300 в Германии так и не был запущен. Еще восемь остановлены. Работающих осталось два . Как вы думаете где? Правильно, на Белоярской АЭС.
С одной стороны, реакторы на быстрых нейтронах безопаснее привычных, тепловых. В них нет высокого давления, нет риска пароциркониевой реакции и так далее. С другой – напряженность нейтронных полей и температура в рабочей зоне выше, сталь, которая бы сохраняла свои свойства при том и другом параметрах, изготовить сложнее и дороже. К тому же, в качестве теплоносителя в быстром реакторе нельзя использовать воду. Остаются: ртуть, натрий и свинец. Ртуть отпадает по причине высокой коррозионной активности. Свинец надо умудриться поддерживать в расплавленном состоянии – температура плавления 327 градусов. Температура плавления натрия – 98 градусов, поэтому все быстрые реакторы до сих пор делали с натриевым теплоносителем. Но натрий слишком бурно реагирует с водой. Случись повреждение контура… Как и вышло на японском реакторе «Мондзю» в 1995 году. В общем, с быстрыми оказалось слишком сложно.
Схема энергоблока с реактором «Брест-300»
Не волнуйтесь, не застынет
– Не волнуйтесь, свинец в нашем реакторе «Брест-300» не только никогда не застынет, но никогда не охладится ниже температуры в 350 градусов, – рассказывает «Ленте.ру» руководитель проекта по созданию БРЕСТ-ОД-300 Андрей Николаев . – За это отвечают специальные схемы и системы. Это совершенно новый проект, не имеющий отношения к свинцово-висмутовым реакторам, которые стояли на подводных лодках. Здесь все разрабатывалось с учетом последних разработок, технологий, достижений. Это будет первый в мире быстрый реактор со свинцовым охлаждением . Недаром же он называется «Прорыв». Перед вами предприятие будущего – АЭС четвертого поколения с замкнутым топливным циклом.
По стройке полазить мне не дали – здесь гриф секретности. Фотографировать тоже не разрешили, поэтому снимки не мои. Их делал человек, которому заранее объяснили, с каких ракурсов можно запечатлевать объект, а с каких нельзя. Зато Андрей Николаев подробно объяснил, почему и в каком порядке строятся три завода «Прорыва» и как атомная станция может работать без урана .
Предприятие будет состоять из трех заводов : завод по производству топлива, собственно реактор и завод по переработке топлива. Завод по производству топлива будет фабриковать абсолютно нового состава твэлы, не имевшие аналога в мире. Это смешанное нитридное уран-плутониевое топливо – СНУП. Делящимся материалом в новом реакторе будет плутоний . А уран-238, сам не делящийся, будет попадать под облучение тепловыми нейтронами и превращаться в плутоний-239. То есть реактор «Брест-300» будет выделять тепло, электричество, а кроме того, для самого себя готовить топливо.
Двух зайцев одним выстрелом
В мире сегодня работают 449 мирных промышленных атомных реакторов и еще 60 строятся. Во время эксплуатации этих реакторов, прошлых и будущих, возникает плановая проблема – отработанные тепловыделяющие сборки. Сначала их складывают в специальные ванны, где они несколько лет «остывают». Затем, «остывшие» твэлы складывают в «сухие» хранилища, где они накапливаются в больших количествах. Мощностей, способных перерабатывать отработанные сборки в разы меньше, чем необходимо. Почему? Потому что это очень сложно и дорого.
В проекте «Прорыв» будет построен собственный завод по переработке топлива. Как вы уже догадываетесь, завод этот будет не только уничтожать отгоревшее топливо, но выдавать на выходе сырье для новых сборок . Старые твэлы будут растворять в кислоте, возможно серной, затем на заводе с помощью непростых химических технологий разделят раствор поэлементно. Ненужное кондиционируют и захоронят, нужное используют. Кроме сырья для нового топлива, предприятие будет добывать из старых сборок редчайшие изотопы тяжелых элементов, востребованные в медицине, науке и промышленности.
Кстати, мощность реактора в 300 мегаватт выбрана не случайно. При этой мощности он будет производить столько же плутония, сколько потребляет. Такой же реактор с большей мощностью произведет больше топлива, чем потребит. Так что один раз загруженный реактор «Брест» будет работать как заурядный Perpetuum Mobile. Потребуется только небольшая подпитка предприятия обедненным ураном. Ну, а уран-238, как я уже упоминал, накоплен атомной промышленностью в таком количестве, что хватит на вечность.
Макет будущей АЭС
Большая кастрюля
– Чтобы вы представили себе реактор, – продолжает Андрей Николаев. – Это кастрюля высотой 17 метров и диаметром 26 метров. В нее будут опущены тепловыделяющие сборки. Через нее будет циркулировать теплообменник – расплавленный свинец. Все оборудование от и до только российского производства. Это будет совершенно безопасный реактор с запасом реактивности меньше единицы. То есть в соответствии с законами физики ему просто не хватит реактивности для разгона. Масштабные аварии на нем не-воз-мож-ны. Никогда не потребуется эвакуация населения. Любой сбой, если он случится, не выйдет за границы здания предприятия. Даже выбросов в атмосферу в результате гипотетической аварии не будет.
В реакторе «Брест-300» будет внедрена автоматическая очистка теплоносителя. Теплоноситель нового реактора, то есть свинец, не потребует замены никогда. Таким образом исключается еще один проблемный отход традиционной ядерной энергетики – ЖРО.
Проблемы решаются по ходу
Авторы проекта «Брест-300» НИКИЭТ имени Доллежаля. Деньги выделяются в срок, строительство идет запланированными темпами, завод по фабрикации топлива начнет работать первым. Пуск реактора назначен на 2024 год . Затем будут достраивать модуль переработки топлива. Параллельно со строительством продолжаются работы по НИОКР. По результатам этих работ в строительство периодически вносятся изменения, поэтому окончательная финальная временная точка не называется.
У проекта «Брест» в академических кругах есть недоброжелатели. Это понятно, проект победил на конкурсе, в котором участвовали еще несколько именитых институтов. Критики называют технологии, используемые в «Бресте», – недоработанными. В частности, ставят под вопрос использование расплава свинца в качестве теплоносителя и так далее и тому подобное. Мы не будем влезать в детали, они слишком сложны и неоднозначны. С другой стороны – почему мы должны не доверять нашим атомщикам? Все проекты, которые СССР, а вслед за ним Россия делали в атомной отрасли, оказывались на шаг впереди западных и восточных аналогов.
Проект «Прорыв» - тема животрепещущая и немного скандальная. И в профессиональном атомном сообществе вокруг него крутится огромное количество споров и рассуждений. А официальный атом частенько обвиняют в нежелании этот проект серьезно обсуждать и как-то предметно комментировать. В качестве опровержения – представляем вам выступление Евгения Олеговича Адамова, которое было опубликовано на портале «proatom.ru» в ответ на открытое письмо читателей этого сообщества. Мы уверены, что тема на этом не закрыта, и будем рады продолжить обсуждение проблемы в рамках нашего блога.
Открытое письмо Е.О.Адамову
Уважаемый Евгений Олегович, как бывшему министру, а сегодня - идеологу и вдохновителю проекта «Прорыв», адресуем Вам вопросы читатели сайта www.proatom.ru. Вместе с ними надеемся получить прямые и исчерпывающие ответы. Также надеемся, что в отрасли еще возможен честный и конструктивный диалог тех, кто принимает решения, с коллегами-атомщиками.
1. Уже более полувека, еще с середины-конца 60-х г.г., говорят и пишут о необходимости создания мощностей для переработки накапливающегося ОЯТ для уже существующей ядерной энергетики и постепенного перехода к ЗЯТЦ. Во времена Минсредмаша даже начали строить завод РТ-2 (Красноярск-26, ныне Железногорск), который должен был обеспечить переработку ОЯТ реакторов типа ВВЭР. Начали и бросили… Говорили, что денег не стало… На РБМК просто жгут топливо, а их ОЯТ никто пока не собирается перерабатывать. ОЯТ от ВВЭР пока лишь складируется. Появление еще одного реактора типа «Прорыв» даже со своим «пристанционным» топливным циклом проблем создания ЗЯТЦ ядерной энергетики России не решит. Потребности страны в переработке ОЯТ могут быть решены лишь созданием мощностей, соизмеримых с проектной мощностью РТ-2. Почему вместо выдумывания «прорывных» технологий не достроить РТ-2, если есть уверенность в том, что технология переработки ОЯТ различных реакторов уже существует, и уже есть знание того, что без ЗЯТЦ доступных запасов урана хватит лишь на 30-40 лет? Однако объем инвестиций в такой ЗЯТЦ с достройкой РТ-2, системы могильников РАО и производств ТВС из рециклированного урана и МОКС-топлива, сегодня может быть оценен в диапазоне 20-50 млрд.долл. США с длительностью реализации 10-15 лет. Без решения проблемы переработки и рециклирования уже существующего ОЯТ все «прорывные» реакторные технологии не стоят даже той бумаги, на которой их рисуют. Как не вспомнить завет сподвижников Остапа Бендера: «Утром - деньги, вечером - стулья». Уж если есть уверенность в том, что без ЗЯТЦ ядерной энергетике конец, то вкладывать их нужно в ЗЯТЦ, но не в «инновационные прорывные погремушки». Вложив деньги в ЗЯТЦ, можно надеяться на то, что «вечером будут стулья».
2. Известно, что на РТ-1 накоплено свыше 30 тонн энергетического плутония, вполне пригодного для «всеядных» быстрых реакторов. До сих пор никто его в быстрые реакторы не закладывал. БН-600 «жует» лишь уран. Почему до сих пор не отважились перевести его на плутоний? Нет мощностей для производства плутониевых ТВС? Есть проблемы с управляемостью реактора? Не известно, куда девать плутониевые ОТВС? Куда делись результаты НИОКР ФЭИ, нарабатывавшиеся более полувека? В чем истинные причины сложившегося положения с быстрыми реакторами и ЗЯТЦ? Почему тот же «Прорыв» предполагает пуск и работу на уране? К сожалению, ответов на эти «простые» вопросы пока нет. Разделяю точку зрения основоположников ядерной энергетики - без ЗЯТЦ ядерная энергетика обречена...
3. Атомный проект - это ГОНКА ВООРУЖЕНИЙ, на карту была поставлена независимость государства. Поэтому в Атомном проекте были привлечены все имеющиеся силы государства. Для программы «Прорыв» не существует подобной необходимости. Команда Кириенко, не имея возможности создавать что-то действительно новое, постоянно достает какое-нибудь старье и делает это флагом Росатома. Для чего нужно «прорывать» то, что в течение многих десятилетий исследовалось? Что, появились какие-то новые идеи или новые материалы, позволяющие решить выявленные ранее проблемы?
4. Как в проекте («Прорыв» - ред) решаются те проблемы, о которые сломались американцы и французы?
Ваше мнение, Евгений Олегович?
Комментарии Евгения Олеговича Адамова в ответ на вопросы читателей PRoAtom.ru
1. Проблема ОЯТ сама по себе недостаточный повод, чтобы активизировать работы по БР и ЗЯТЦ, а лишь одна из задач, решение которой входит в круг проблем ядерной энергетики. Современные способы хранения (в бассейнах, затем в контейнерах) не вызывают в краткосрочной перспективе особого беспокойства. Однако и бесконечное отнесение этой задачи к числу «отложенных решений» невозможно. Очевидно, следует ещё раз перечислить весь набор задач, решение которых стоит перед ядерной энергетикой вообще и входит, в частности, в цели проекта «Прорыв»:
· исключение аварий, требующих эвакуации, а тем более отселения населения, а также выводящих из хозяйственного использования значительные территории;
· полное использование энергетического потенциала добываемого сырья;
· радиационно-эквивалентное обращение ядерных материалов в топливном цикле, с сохранением природного радиационного баланса;
· технологическое усиление режима нераспространения технологий ядерного оружия;
· обеспечение конкурентоспособности ядерной энергетики.
Комплексное решение этих задач составляет содержание выдвинутой в начале 90-х гг. концепции «ядерной энергетики естественной безопасности».
2. Относительно заводов по переработке ОЯТ:
· мощности заводов по переработке ОЯТ были ориентированы на парк реакторов на быстрых нейтронах и решения об их строительстве принимались именно в ориентации на развитие ядерной энергетики с использованием таких реакторов. В реальности у нас работает только одна АЭС с БР, для которой, даже в перспективе ввода БР-800, полномасштабные заводы явно не требуются.
· после развала СССР не только АЭС с реакторами на быстрых нейтронах не строились, но и вообще стройки АЭС были заморожены, потому и дело с использованием ОЯТ сместилось в сторону его хранения и частичного использования продуктов переработки зон АПЛ и ВВЭР-440 в РБМК;
· возвращаясь к постановке вопроса о развитии ядерной энергетики в 2000 г., мы ясно обозначили приоритеты: достройка задельных АЭС, сооружение новых АЭС с ВВЭР по конкурентоспособному проекту, а также последовательный переход к технологиям ядерной энергетики естественной безопасности с замыканием ЯТЦ на базе реакторов на быстрых нейтронах.
· для тщательной отработки технологий переработки и рефабрикации топлива крупные заводы не нужны. Работы исследовательского плана лучше проводить в НИИ: именно с этой целью предусмотрено сооружение ПРК в НИИАРе. Комплексная проверка технологий будет реализована в опытно-демонстрационном блоке БР мощностью 300 МВт с пристанционным ядерным топливным циклом (ПЯТЦ). Затем настанет очередь промышленной реализации в головном комплексе БР+ПЯТЦ при мощности реактора 1000-1200 МВт, очевидно, на площадке БАЭС.
· по мере реализации программы с преимущественным использованием БР, надо будет принять и решения по соотношению объемов переработки на централизованных заводах и ПЯТЦ, очевидно, обоснованных только для куста АЭС с БР, как например, на БАЭС.
3. По поводу использования урана и плутония в БР:
· начиная с EBR-1, при создании всех реакторов на быстрых нейтронах решали первоочередные задачи по физике активной зоны, технологии теплоносителей, специфике оборудования, обучению эксплуатационного персонала, а поскольку урановое топливо уже было освоено - его и использовали.
· французы, в отличие от СССР, предполагая массовое строительство БР, не останавливали своих планов по строительству заводов по переработке ОЯТ. А когда заводы построили, а предполагавшегося парка БР не было, вынуждены были искать для существующих производств применение: так и появился МОХ для PWR.
· Очевидно, что для БР нужно плотное топливо, однако, работы по его отработки, производству и внедрению организованы не были, а, например, достройка БН-800 заканчивается. А потому и зона будет «пёстрой».
· При пуске на уране его затраты за весь срок существования АЭС с БР определяются первой загрузкой и несколькими первичными подпитками до выхода на самообеспечение. Это в 5 раз меньше, чем требуется в течение всего жизненного цикла ТР одинаковой мощности.
· Уже с первой активной зоны в опытно-демонстрационном комплексе БР+ПЯТЦ предусматривается работа на смешанном нитридном уран-плутониевом топливе. Не потому, что сейчас урана уже не хватает, а с тем, чтобы активнее решать именно задачи ЗЯТЦ - полностью согласен с теми, кто считает, что здесь наибольшее число, пусть и не академических, но вполне реальных инженерных проблем. Реакторы делать научились, а в комплексе ЗЯТЦ есть только более или менее продвинутые результаты НИР или НИОКР. Приоритет ПЯТЦ в проекте «Прорыв» очевиден. Это было и одной из основных причин переноса опытно-демонстрационного комплекса на площадку СХК: здесь сложился хороший коллектив специалистов, как по реакторам (исторически вторая площадка промышленных реакторов), так и по радиохимии.
4. Относительно новых (или хорошо забытых) идей в проекте «Прорыв»:
· для реакторов:
- равновесный режим работы активной зоны, исключающий необходимость держать запас по реактивности, потенциально достаточный для разгона его на мгновенных нейтронах;
- интегральная конструкция реактора, когда теплоноситель нельзя потерять ввиду отсутствия внешних петель первого контура, а охлаждение зоны может быть обеспечено естественным теплоотводом в окружающую среду, без активных систем (идея ещё Доллежаля по моноблоку для АПЛ, мигрирующая по разным проектным проработкам, но в базовой ЯЭ не реализованная);
- использование высококипящего жидкометаллического теплоносителя (идея не новая, но реализованная только в реакторах АПЛ);
· для ЗЯТЦ - радиационно-эквивалентный подход к обращению ядерных материалов в ТЦ, при котором не нарушается природное радиационное равновесие Земли и окончательно решается проблема ОЯТ;
· для нераспространения ЯО - отказ от использования в ЯЭ ключевых оружейных технологий: разделения изотопов (обогащения урана) и выделения чистых урана и плутония при переработке ОЯТ. Тем самым политическая (NPT) и контрольная (инспекции МАГАТЭ) составляющие дополняются технологическими мерами усиления режима нераспространения.
5. По поводу значимости проекта «Прорыв» и соотнесения его Атомным проектом 1:
· первый проект решал проблему не только «независимости», а самого существования СССР. Тем, кто не помнит или по возрасту не знает этого, следует вернуться к американскому плану «Dropshot»
· энергетика - основа развития любой экономики. Страны, зависимые от энергетического сырья других государств, или вынужденные закупать электроэнергию, зависимы настолько, что либо держат свой военный флот в регионах добычи органики (как, например, США, в Средиземном море), либо ищут политические компромиссы с поставщиками (как, например, Украина).
· устойчивое развитие страны (как, впрочем, и экономики мира) базируется только на стабильности энергетики и Стратегия развития атомной энергетики России в первой половине XXI века, одобренная Правительством РФ в 2000 г. показала, как можно решить эти задачи преимущественно на базе ядерной энергетики.
· решив в крайне ограниченные сроки и в условиях нищей экономики страны после разрушительной войны задачу «Атомного проекта 1», мы имеем все основания полагать, что можем обеспечить независимость страны и устойчивое развитие её экономики на основе потенциала ядерной энергетики, пусть и в удвоенные сроки, но и без необходимости собрать для этого все ресурсы страны, пренебречь её социальными задачами. Мне представляется, что в долговременном плане это даже более важная задача, чем создание ядерного оружия. Основоположники (Ферми, Курчатов), очевидно, придерживались такой же точки зрения, иначе не инициировали бы начальные работы по энергетическим реакторам уже в конце 40-х годов прошлого века.
6. Относительно того, на чём «сломались американцы и французы»:
· для американских специалистов очевидна необходимость замыкания топливного цикла и решения перечисленных в п. 1 моего ответа задач. И для неспециалистов тоже: постановка задач Биллом Гейтсом в проекте «TerraPower» исходит из части тех же предпосылок. Однако, работы по ЗЯТЦ были ввиду политического приоритета нераспространения запрещены ещё президентом Фордом, а затем запрет был поддержан и Дж. Картером. Тем не менее НИР по ЗЯТЦ американцы ведут и неплохо продвинулись и в части плотного топлива (металлического) и по разработке БР.
· французы вообще только притормозились, а саму концепцию ЗЯТЦ никогда не бросали. Сейчас рассматривается содержательная часть планов совместных с РФ работ по следующему поколению БР.
· Основное отличие: комплексная постановка задач, с возможностью их практического решения в опытно-демонстрационном объекте БР с ПЯТЦ уже к 2020 г. у тех и других отсутствует, что и создаёт реальные основы для восстановления лидерства в этой области, ранее, безусловно, принадлежавшего СССР, а за последние годы утраченного.
7. Теперь относительно дискуссии на площадке «PRoAtom»:
· многие годы наблюдая, а иногда и сотрудничая с этим изданием, считал его полезной площадкой общественных обсуждений, в дополнение к профессиональным кворумам НТС, семинаров, конференций или журналов типа «Атомной энергии»;
· даже эмоциональные, но выдержанные в рамках элементарного приличия, всплески-реакции на многие весьма интересные и затрагивающие существенные вопросы ядерного цеха, публикации известных специалистов, которых постоянно привлекала редакция, мне представляются нормальным и не осуждаемым явлением;
· неразборчивость редакции в последнее время и нежелание модерировать дискуссию, сохраняя её в общепринятых в цивилизованном обществе рамках, не может не вызвать чувства брезгливости и желания обходить дурно пахнущие сборища;
· в том случае, если редакция найдет в себе силы преодолеть явно обозначившуюся тенденцию - готов к продолжению научно-технической дискуссии: кстати, работы по проекту не засекречены.
