Sa Russia, isinasagawa ang trabaho upang lumikha ng isang rebolusyonaryong nuclear reactor na kabilang sa ika-apat na henerasyon. Pinag-uusapan natin ang tungkol sa BREST reactor, kung aling mga negosyo na bahagi ng corporation ng estado na Rosatom ang kasalukuyang nagtatrabaho. Ang promising reaktor na ito ay itinatayo bilang bahagi ng proyekto ng Breakthrough. Ang BREST ay isang proyekto ng mabilis na mga reaktor ng neutron na may lead coolant, isang dalawahang circuit circuit transfer sa turbine, pati na rin ang mga supercritical steam parameter. Ang proyekto ay binuo sa ating bansa mula pa noong huling bahagi ng 1980. Ang pangunahing nag-develop ng reaktor na ito ay ang NIKIET na pinangalanang pagkatapos ng N. A. Dollezhal (Research and Design Institute of Power Engineering).
Ngayon, ang mga planta ng nukleyar na kuryente ay nagbibigay sa Russia ng 18% ng elektrisidad na binubuo nito. Napakahalaga ng enerhiyang nuklear sa bahaging Europa ng ating bansa, lalo na sa hilagang-kanluran, kung saan binubuo nito ang 42% ng pagbuo ng elektrisidad. Sa kasalukuyan, mayroong 10 mga planta ng nukleyar na kuryente na tumatakbo sa Russia, na nagpapatakbo ng 34 na mga yunit ng kuryente. Karamihan sa kanila ay gumagamit ng low-enriched uranium bilang fuel na may nilalaman ng isotope uranium-235 sa antas na 2-5%. Sa parehong oras, ang gasolina sa planta ng nukleyar na kuryente ay hindi ganap na natupok, na humahantong sa pagbuo ng basurang radioactive.
Naipon ng Russia ang 18 libong toneladang ginastos na uranium at bawat taon ang bilang na ito ay tumataas ng 670 tonelada. Sa kabuuan, mayroong 345 libong toneladang basura na ito sa mundo, kung saan 110 libong tonelada ang nasa Estados Unidos. Ang problema sa pagproseso ng mga basurang ito ay maaaring malutas ng isang bagong uri ng reactor, na gagana sa isang saradong siklo. Ang paglikha ng naturang reaktor ay makakatulong upang makayanan ang pagtulo ng teknolohiyang nuklear na militar. Ang mga nasabing reaktor ay maaaring ligtas na maibigay sa anumang mga bansa sa mundo, dahil sa prinsipyo imposibleng makuha ang mga hilaw na materyales na kinakailangan para sa paglikha ng mga sandatang nukleyar sa kanila. Ngunit ang kanilang pangunahing bentahe ay ang kaligtasan. Ang mga nasabing reaktor ay maaaring masimulan kahit sa luma, na ginugol ng fuel fuel. Ayon kay A. Kryukov, Doctor ng Physical at Matematika Science, kahit na ang magaspang na kalkulasyon ay nagsasabi sa amin na ang mga reserbang ginugol na uranium na naipon ng higit sa 60 taon ng pagpapatakbo ng industriya ng nuklear ay sapat na sa loob ng ilang daang taon ng pagbuo ng enerhiya.
Ang mga BREST reactor ay isang rebolusyonaryong proyekto sa direksyong ito. Ang reaktor na ito ay umaangkop sa konteksto ng talumpati ni Vladimir Putin sa Millennium Summit sa UN noong Setyembre 2000. Bilang bahagi ng kanyang ulat, ipinangako ng pangulo ng Russia sa buong mundo ang isang bagong enerhiya sa nukleyar: ligtas, malinis, hindi kasama ang paggamit ng sandata. Mula noong pagtatanghal na iyon, ang gawain sa pagpapatupad ng proyekto ng Breakthrough at ang paglikha ng BREST reactor ay gumawa ng makabuluhang pag-unlad.
Pangkalahatang pagtingin sa BREST-300 reactor
Sa una, ang yunit ng BREST ay dinisenyo, na magkakaloob ng isang yunit ng kuryente na may kapasidad na 300 MW, ngunit kalaunan ay lumitaw ang isang proyekto na may nadagdagang kapasidad na 1200 MW. Sa parehong oras, sa puntong ito ng oras, nakatuon ang mga developer sa lahat ng kanilang pagsisikap sa hindi gaanong malakas na reaktor na BREST-OD-300 (pang-eksperimentong demonstrasyon) na may kaugnayan sa pagbuo ng isang malaking halaga ng mga bagong solusyon sa disenyo at plano na subukan ang mga ito sa isang medyo maliit at murang proyekto sa pagpapatupad. Bilang karagdagan, ang napiling lakas na 300 MW (electric) at 700 MW (thermal) ay ang minimum na kinakailangang lakas upang makuha ang fuel breeding ratio sa reactor core na katumbas ng pagkakaisa.
Sa kasalukuyan, ang proyektong "Breakthrough" ay ipinatutupad sa lugar ng negosyo ng korporasyon ng estado na "Rosatom" ng Siberian Chemical Combine (SCC) sa teritoryo ng closed territorial unit (ZATO) Seversk (rehiyon ng Tomsk). Ang proyektong ito ay nagsasangkot ng pagbuo ng mga teknolohiya para sa pagsasara ng cycle ng fuel fuel, na kung saan ay magiging demand sa industriya ng lakas na nukleyar sa hinaharap. Ang pagpapatupad ng proyektong ito sa kasanayan ay nagbibigay para sa paglikha ng isang pilot demonstration power complex na binubuo ng: BREST-OD-300 - isang mabilis na neutron reactor na may isang lead liquid metal coolant na may isang nakatigil na cycle ng fuel fuel at isang espesyal na modyul para sa katha / pagpapaayos ng gasolina para sa reaktor na ito, pati na rin isang module para sa muling pagproseso ng nagastos na gasolina. Plano nitong ilunsad ang reactor ng BREST-OD-300 sa 2020.
Ang pangkalahatang taga-disenyo ng pilot demonstration energy complex ay ang St. Petersburg VNIPIET. Ang reaktor ay itinatayo ng NIKIET (Moscow). Nauna nitong naiulat na ang pag-unlad ng BREST reactor ay tinatayang nasa 17.7 bilyong rubles, ang pagtatayo ng isang ginugol na module ng muling pagsisiksik ng fuel fuel - 19.6 bilyong rubles, isang module ng katha at isang startup na kumplikadong pagsisimula ng gasolina - 26.6 bilyong rubles. Ang pangunahing gawain ng paglikha ng kumplikadong enerhiya ay dapat na pagbuo ng teknolohiya para sa pagpapatakbo ng isang bagong reaktor, paggawa ng bagong gasolina at teknolohiya para sa muling pagpoproseso ng ginugol na fuel fuel. Para sa kadahilanang ito, ang desisyon na ilunsad ang BREST-OD-300 reactor sa mode ng kuryente upang makabuo ng kuryente ay magagawa lamang matapos ang pagkumpleto ng lahat ng gawain sa pagsasaliksik sa proyekto.
Ang lugar ng konstruksyon ng BREST-300 power complex ay matatagpuan sa lugar ng radiochemical plant ng Siberian Chemical Combine. Ang pagtatrabaho sa site na ito ay nagsimula noong Agosto 2014. Ayon kay Sergei Tochilin, General Director ng SKhK, isang patayo na leveling ay naisagawa na dito sa paghuhukay ng isang milyong metro kubiko ng lupa, inilatag ang mga kable, na-install ang mga pipeline ng pang-industriya na tubig, at nakumpleto ang iba pang gawaing konstruksyon. Sa kasalukuyan, ang kontratista na "Java-Stroy" at ang Seversky subcontractor na "Spetsteplokhimmontazh" ay nagpapatuloy sa kumplikadong mga gawa na nauugnay sa panahon ng paghahanda. Ngayon, 400 katao ang nagtatrabaho sa lugar ng konstruksyon, kasama ang pagtaas ng bilis ng trabaho sa pasilidad, ang bilang ng mga tagabuo ay lalago sa 600-700 katao. Ang pamumuhunan ng estado sa proyektong ito ay tinatayang tinatayang nasa 100 bilyong rubles, ayon sa serbisyo sa pamamahayag ng Siberian Chemical Combine.
Ang isang pang-eksperimentong demonstrasyon na kumplikadong enerhiya sa pinakamalaki sa ating bansa na nakasara sa komplikadong administratibong konstruksyon ay itinatayo sa mga yugto. Ang kauna-unahang pagbuo ng isang nitride fuel plant ay planong ma-komisyon sa 2017-2018. Sa hinaharap, ang fuel na ginawa sa planta na ito ay pupunta sa BREST-300 na pang-eksperimentong demonstrador na reaktor, na ang konstruksyon ay magsisimula sa 2016 at makukumpleto sa 2020, ito ang magiging pagkumpleto ng ikalawang yugto ng proyekto. Ang pangatlong yugto ng trabaho ay inilarawan ang pagtatayo ng isa pang halaman para sa muling pagproseso ng nagastos na gasolina. Ang proyekto ng Breakthrough ay dapat na buong pagpapatakbo sa pamamagitan ng 2023. Salamat sa pagpapatupad ng ambisyosong proyekto na ito, halos 1.5 libong mga bagong trabaho ang dapat na lumitaw sa lungsod ng Seversk. 6-8 libong manggagawa ang direktang lalahok sa pagtatayo ng pag-install ng BREST-300.
Tulad ng pinuno ng BREST-300 na reaktor na proyekto na si Andrei Nikolaev, sinabi ng eksperimentong demonstrasyon ng kapangyarihan sa demonstrasyon sa lungsod ng Seversk na isasama ang BREST-OD-300 reactor plant na may isang nakatigil na cycle ng fuel fuel, pati na rin isang komplikadong para sa paggawa ng "fuel fuel ng hinaharap." Pinag-uusapan natin ang tungkol sa nitride fuel para sa mabilis na mga reaktor. Ipinapalagay na ito ay nasa ganitong uri ng gasolina na, simula sa 20s ng XXI siglo, gagana ang buong industriya ng lakas na nukleyar. Plano na ang eksperimentong BREST-300 reactor ay magiging unang mabilis na neutron reactor sa buong mundo na may mabibigat na likido na coolant ng metal. Ayon sa proyekto, ang ginugol na fuel fuel sa BREST-300 reactor ay muling iproseso at pagkatapos ay i-reload sa reaktor. Isang kabuuan ng 28 tonelada ng gasolina ang kinakailangan para sa paunang paglo-load ng reaktor. Sa kasalukuyan, ang pagtatasa ng ginugol na fuel fuel mula sa mga kagamitan sa pag-iimbak ng Siberian Chemical Combine ay isinasagawa - posible na ang isang tiyak na halaga ng mga produkto na may sangkap na plutonium ay maaaring magamit sa paggawa ng gasolina para sa pang-eksperimentong BREST reactor.
Ang reaktor ng BREST-300 ay magkakaroon ng isang bilang ng mga makabuluhang kalamangan sa mga tuntunin ng kaligtasan sa pagpapatakbo kaysa sa anumang reaktor na tumatakbo ngayon. Ang reaktor na ito ay magagawang i-shut down sa sarili nitong kaso ng paglihis ng anumang mga parameter. Bilang karagdagan, ang isang mabilis na reaktor ng neutron ay gumagamit ng gasolina na may mas mababang reaktibo na margin, at ang mabilis na neutron na pagpabilis at ang kasunod na posibilidad ng isang pagsabog ay simpleng pinatawad. Ang tingga, hindi katulad ng sodium na ginagamit ngayon bilang isang carrier ng init, ay passive, at mula sa pananaw ng aktibidad ng kemikal, ang tingga ay mas ligtas kaysa sa sosa. Ang makakapal na fuel ng nitride ay pinahihintulutan ang mga kondisyon ng temperatura at mas madaling mga depekto ng mekanikal, mas maaasahan ito kaysa sa fuel ng oxide. Kahit na ang pinaka matinding aksidente sa pagsabotahe na may pagkasira ng mga panlabas na hadlang (mga takip ng sisidlan, mga gusali ng reactor, atbp.) Ay hindi maaring humantong sa mga paglabas ng radyoaktibo na mangangailangan ng paglisan ng populasyon at kasunod na pangmatagalang pagpapalayo ng lupa, tulad ng nangyari sa ang aksidente sa Chernobyl noong 1986.
Ang mga kalamangan ng BREST reactor ay kinabibilangan ng:
- kaligtasan ng natural na radiation sa kaso ng lahat ng mga uri ng aksidente para sa panlabas at panloob na mga kadahilanan, kabilang ang sabotahe, na hindi nangangailangan ng paglisan ng populasyon;
- pang-matagalang (halos walang limitasyong sa oras) supply ng gasolina dahil sa mahusay na paggamit ng natural uranium;
- hindi paglaganap ng mga sandatang nukleyar sa planeta sa pamamagitan ng pag-aalis ng produksyon sa panahon ng pagpapatakbo ng armas na grade plutonium at pagpapatupad ng on-site na teknolohiya para sa dry fuel muling pagpoproseso nang walang paghihiwalay ng plutonium at uranium;
- kabaitan sa kapaligiran ng produksyon ng enerhiya at kasunod na pagtatapon ng basura dahil sa isang saradong siklo ng gasolina na may transmutation ng mga matagal nang nabubuhay na produkto ng fission, transmutation at pagkasunog ng mga actinide sa isang reaktor, paglilinis ng basurang radioactive mula sa mga actinide, paghawak at pagtatapon ng basurang radioactive nang hindi lumalabag sa natural na balanse ng radiation;
- Kakayahang pang-ekonomiya, na nakamit dahil sa natural na kaligtasan ng planta ng nukleyar na kuryente at teknolohiya ng ipinatupad na cycle ng fuel, pagpapakain sa reaktor na may lamang 238U, pagtanggi ng mga kumplikadong sistema ng kaligtasan sa engineering, mataas na mga parameter ng lead, na tinitiyak ang tagumpay ng supercritical mga parameter ng steam turbine circuit at mataas na kahusayan ng thermodynamic cycle, pagbawas ng mga gastos sa konstruksyon.
Larawan ng proyekto ng BREST complex. 1 - reactor, 2 - turbine room, 3 - module ng muling pagproseso ng SNF, 4 - sariwang module ng paggawa ng gasolina.
Ang kumbinasyon ng mononitride fuel, natural na mga katangian ng lead coolant, mga solusyon sa disenyo ng core at paglamig ng mga circuit, mga pisikal na katangian ng isang mabilis na reaktor ay nagdadala sa BREST reactor sa isang husay na bagong antas ng natural na kaligtasan at ginagawang posible upang matiyak ang katatagan nang hindi nagpapalitaw ng aktibo ay nangangahulugan ng proteksyon sa emerhensiya sa napakatindi ng mga aksidente, na hindi malulutas para sa anuman sa mayroon at inaasahang mga reaktor sa mundo:
- self-propelled na baril ng lahat ng magagamit na mga kinokontrol na katawan;
- pag-shutdown (jamming) ng lahat ng mga pump ng 1st circuit ng reactor;
- pag-shutdown (jamming) ng lahat ng mga pump ng 2nd circuit ng reactor;
- depressurization ng gusali ng rektor;
- pagkalagot ng mga tubo ng generator ng singaw o mga pipeline ng pangalawang circuit sa anumang seksyon;
- ang pagpapataw ng iba't ibang mga aksidente;
- Walang limitasyong oras na cooldown sa kumpletong pag-off ng kuryente.
Ang proyektong Breakthrough na ipinatutupad ng Rosatom ay naglalayong lumikha ng isang bagong teknolohikal na plataporma para sa industriya ng nukleyar ng Russia na may saradong ikot ng gasolina at paglutas ng problema sa ginugol na fuel fuel at radioactive waste (RW). Ang resulta ng pagpapatupad ng ambisyosong proyekto na ito ay dapat na ang paglikha ng isang mapagkumpitensyang produkto na magbibigay ng mga teknolohiya ng Russia na may pamumuno sa pandaigdigang enerhiya na nukleyar, at sa pangkalahatan sa pandaigdigang sistema ng enerhiya para sa susunod na 30-50 taon.
