Фактически реактор на быстрых нейтронах превратится в «перпетуум мобиле». Эксперт Уваров: Россия сделала новый важный шаг к атомной энергетике будущего. Научно-техническая конференция «Развитие технологии реакторов на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем (БН-2023)». Вообще-то, Россия не является пионером в создании реакторов на быстрых нейтронах, но она стала первой, кто преуспел в этом. В отличие от водо-водяных энергетических реакторов (ВВЭР), реактор на быстрых нейтронах в качестве теплоносителя использует не воду, а жидкий металл, в данном случае — натрий.
Росатом делает значительный шаг вперед в трансмутации отходов уранового топлива
С тех пор реактор не работает. Индия имеет исследовательский быстрый реактор FTBR, но с пуском демонстрационного реактора PFBR-500 у индийцев не ладится уже много лет по причине отсутствия опыта и специалистов. Многочисленные отказы экспериментального оборудования ставят под вопрос реализацию этого проекта. Единственными серьезными конкурентами России в этой области сейчас являются китайцы, которые, однако, используют российское топливо с обогащенным ураном: они запустили экспериментальный реактор на быстрых нейтронах CEFR в 2011 году, а сейчас строят демонстрационный блок, который должен заработать в ближайшие годы. Первый китайский опытный реактор CEFR мощностью 65 мегаватт проектировался в 90-х годах в России, но строился китайцами самостоятельно. Пущенная в 2010 году эта установка стала для Китая своего рода полигоном, где нарабатывается понимание, каким образом строить и эксплуатировать быстрые натриевые реакторы. Однако с 2011 года и по сей день CEFR находится в полурабочем состоянии. Не выполнена и задача перевода реактора на собственное МОКС-топливо. Отдельно насчет «вечности».
Сейчас на всех мировых АЭС, кроме Белоярской, используется уран-235, который составляет менее одного процента имеющегося в природе урана. Топлива для реакторов на быстрых нейтронах хватит человечеству более чем на три тысячи лет. Создается он в рамках росатомовского проекта «Прорыв». Это упрощает управление и повышает энергоэффективность реактора.
Но на этом специалисты «Росатома» останавливаться не намерены. Корпорация начала сборку нового ректора БРЕСТ — это тоже реактор на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем, а значит, с повышенной безопасностью.
Разница в том, что реактор типа БН требует отдельного блока по переработке топлива, а БРЕСТ перерабатывает его прямо на станции, а значит, производство электроэнергии становится безопаснее и дешевле. Конечно, подобный переход не произошёл в одночасье. Реактор БН-800 был изначально спроектирован для использования МОКС-топлива, но загружали его в течение нескольких лет — технологию отрабатывали постепенно. И хотя её изобретение принадлежит не российским учёным, но именно в нашей стране впервые добились такого успеха. Это своеобразная энергетическая революция, и всё это происходит на фоне сокращения уровня атомной энергетики в мире.
Однако есть вариант с так называемым «замкнутым топливным циклом», где ставка делается на реакторы на быстрых нейтронах, которые могут перерабатывать природный U-238 и торий. Что же это за технология такая, и почему будущее именно за ней? Во время работы обычного ядерного реактора тяжелое ядро урана, плутония или тория при делении выпускает несколько «лишних» нейтронов, что приводит к эффекту наведенной радиоактивности. В российских ВВЭР это ведет к накоплению в водяном носителе трития, тяжелого изотопа водорода. После этого его приходится выделять путем сложных и дорогостоящих манипуляций. Новый перспективный отечественный реактор БРЕСТ на быстрых нейтронах решает одновременно множество проблем. Большим преимуществом расплавленного металла является то, что он практически не поглощает нейтроны и не набирает наведенную радиоактивность. Как известно, свинец — это очень радиационно стойкий элемент. При этом он химически пассивен при контакте с воздухом или водой, поэтому исключены возможные взрывы при нештатной разгерметизации контура реактора. Это чрезвычайно важно для безопасности современной ядерной энергетики.
Во-вторых, они должны выдерживать конкуренцию с другими видами генерации при сопоставлении их LCOE — средней расчетной себестоимости производства энергии в течение всего жизненного цикла электростанции. Благодаря созданию ядерно-энергетических комплексов, подобных ОДЭК, планируется решить три важные задачи атомной промышленности. Первая — полное использование энергетического потенциала уранового сырья. Иными словами, есть возможность увеличить топливную базу атомной промышленности в сотню раз. Эта проблема должна решаться многократной переработкой одного и того же объема материалов, полученных из природного урана, с максимально возможным выделением из него полезных компонентов. Третья задача — снижение радиоактивности отходов с помощью переработки минорных актинидов. Все это в комплексе позволит повысить экологическую безопасность, экономичность и социальную приемлемость атомной энергетики. Как отметил в интервью профильному порталу Atominfo. Весь опытно-демонстрационный энергокомплекс заработает в 2029 году. В планах госкорпорации — масштабирование ОДЭК: на первом этапе предполагается строительство таких комплексов близи действующих российских тепловых АЭС, на втором — выход на внешние рынки. Сегодня Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. По словам Вадима Лемехова, «Росатом» предлагает включить новую установку в план размещения энергоблоков до 2045 года, вероятнее всего на Южном Урале.
АО "ТВЭЛ" представило инновационные решения для замыкания ядерного топливного цикла
Фактически реактор на быстрых нейтронах превратится в «перпетуум мобиле». Это будет машина по переработке всего сырьевого урана, который извлекается из земли. Уран весь будет вовлечен в производство электроэнергии. В итоге за счет такой технологии сырьевая база отечественной атомной энергетики увеличится в 100 раз. Если раньше озвучивалось, что урана хватит на 100 лет, то теперь его хватит на 10 тысяч лет! Фото: Росатом.
Это, наконец, поставки урана из Австралии, занимающей первое место в мире по объему запасов урана - 990 тыс. Последняя договоренность вызвала недовольство в некоторых кругах США.
Объясняется все просто: это свидетельствует о разработке планов по значительному увеличению добычи урана в нашей стране. Не останавливаясь подробно на этом вопросе, отметим некоторые моменты. Во-первых, это произошедшее за последние годы многократное повышение цен на природный уран - с 6,4 долл. Как результат - пересмотрены оценочные запасы урана в России в сторону увеличения, по меньшей мере, до 600800 тыс. А согласно информации руководителя Федерального агентства по недропользованию Анатолия Ледовских, ресурсы урана «по категории Р-1 должны быть увеличены до 2020 г. И, во-вторых, увеличены планы добычи урана в республиках Бурятия и Саха Якутия , Забайкальском крае и в Курганской области. Это значительная по объемам и очень серьезная работа всей отрасли - строителей, геологов, других специалистов.
В этой связи возникает вопрос, все ли есть сегодня в России для широкого развития ядерной энергетики, для достижения объемов, намечаемых многими странами мира? Представляется, что пока еще не все! Нет достаточной четкости у авторов проекта расширения числа АЭС в России, что видно из плана создания атомных станций до 2020 г. И тем не менее из них не ясно, где намечается строительство станции «Центр» два блока по 1200 МВт или «Кола» четыре блока по 1200 МВт. Вот, например, руководитель отрасли считает, что «до 2030 г. Россия может претендовать на строительство у себя мощностей до 40 ГВт». В то же время, если строительство будет идти в соответствии с намеченной «дорожной картой», то к 2030 г.
Но это, по-видимому, мелочи по сравнению с другими более серьезными недостатками плана. Главное для реализации столь грандиозных планов - необходимое количество квалифицированных строителей и монтажников, притом значительное, а также надежно обеспеченные поставки оборудования. К сожалению, Минатом России в чрезвычайно сложные девяностые годы не досчитался в своем составе трех главных управлений строителей и монтажников. Ряд предприятий, поставлявших в отрасль механическое оборудование, были переориентированы на иные задачи, другие оказались за рубежом, например на Украине. Поэтому сегодня руководство Росатома вынуждено решать и эти задачи, поскольку без них построить станции будет сложнее и дороже. Уже сейчас отставание с окончанием стройки Ростовской АЭС на полгода из-за задержки изготовления оборудования - первая ласточка возможных трудностей в будущем. И имеющаяся договоренность с Европой по обеспечению России оборудованием для машинных залов АЭС - тоже вынужденная мера, не характерная для развитых государств мира.
Отрицательно сказываются на увеличении общих затрат и такие факты, как отставание наших ядерных энергоблоков по мощности от зарубежных аналогов. И мы верим, что госкорпорация «Росатом» справится с имеющимися сложностями. Названные выше меры, предпринимаемые в целях развития ядерной энергетики в нашей стране, - еще не весь объем необходимых работ. В России он должен быть комплексным - от добычи урана до захоронения радиоактивных отходов. Сегодня для заключительной стадии ядерной энергетики под Красноярском г. Железногорск срочно строится хранилище для отработанных твэлов. В практике ядерной энергетики всегда было три направления окончания ядерного топливного цикла.
Понятно, что со временем позиции стран претерпевают изменения. Так, в США объем захоронений ОЯТ может стать столь велик, что трудно будет найти новые площадки помимо ныне строящегося хранилища в горах Юкка-Маунтин в штате Невада примерно в 145 км от Лас-Вегаса , поэтому придется принимать решение о переработке ОЯТ и т. Наиболее перспективным направлением является, конечно, полезное использование плутония, а с ним и других накапливающихся трансурановых элементов нептуния, америция, кюрия. Оптимальным в этом направлении является также использование плутония в реакторах на быстрых нейтронах. Это позволяет производить в них и сжигание урана-238, и увеличение за этот счет сырья для ядерной энергетики на сотни и тысячи лет. Данное направление, к сожалению, в мире пока осваивается с трудом. Так, в США разработки опытного реактора на быстрых нейтронах были прекращены без каких-либо конкретных планов по строительству более мощных промышленных установок.
Но сегодня США пытаются вернуться к развитию этого направления. Во Франции после многолетних исследований на опытном реакторе «Феникс» 14 января 1986 г. Его эксплуатация закончилась неудачно, и в июне 1 997 г. В то же время продолжаются испытания реактора «Феникс», а также есть планы создания нового промышленного реактора. Япония продолжает работы по повторному введению в эксплуатацию опытного быстрого реактора «Мондзю» мощностью 280 МВт. Он был остановлен в 1 995 г. Японские специалисты считают, что «наличие в Японии быстрых реакторов признано жизненно важным для успешного развития национальной ядерной энергетики» [6].
Конечно, подобный переход не произошёл в одночасье. Реактор БН-800 был изначально спроектирован для использования МОКС-топлива, но загружали его в течение нескольких лет — технологию отрабатывали постепенно. И хотя её изобретение принадлежит не российским учёным, но именно в нашей стране впервые добились такого успеха.
Это своеобразная энергетическая революция, и всё это происходит на фоне сокращения уровня атомной энергетики в мире. В сложном положении оказалась, например, Франция, которая традиционно делала ставку на АЭС. Французы долго не модернизировали свои реакторы, и теперь большое их количество подходит к предельному сроку эксплуатации, а строить новые долго и дорого.
Многие эксперты сходятся во мнении, что в Германии, да и вообще в Европе, совершили опрометчивый шаг, когда закрыли свои атомные электростанции.
В январе 2021 года после очередной перегрузки доля МОКС-топлива выросла до трети. В конце июня 2022-го во время планового ремонта в реактор загрузили последнюю треть, а в начале сентября блок включили в сеть. Это важный шаг в выстраивании двухкомпонентной атомной энергетики с замыканием ядерного топливного цикла. Применение МОКС-топлива позволит в десятки раз увеличить топливную базу атомной энергетики. Остальное идет в отход, и в итоге образуется плутоний — искусственный топливный элемент, который является делящимся веществом. Раньше его отправляли либо на склад, либо военным. А теперь этот плутоний вернули в реактор, впервые выведя его на номинальную мощность. Такой вид ядерного топлива называется МОКС-топливом.
И это первый шаг к замыканию топливного цикла.
Аналитика и комментарии
- Радиационные явления в реакторных материалах обсудили в Обнинске
- Реакторы на быстрых нейтронах: как Россия оказалась впереди планеты всей
- Россия на пороге создания нового реактора на быстрых нейтронах
- Курсы валюты:
- В России разработали «вечное» топливо для АЭС - Hi-Tech
- По принципу естественной безопасности
"Росатом" надеется ввести реактор "БРЕСТ" в 2028-2029 гг
По своей функциональности он полностью покрывает возможности реактора БОР-60. При вводе МБИР в активную эксплуатацию старый реактор остановят. Целью сооружения МБИР является создание высокопоточного исследовательского реактора на быстрых нейтронах с уникальными потребительскими свойствами для реализации следующих задач: проведение реакторных и послереакторных исследований, производство электроэнергии и тепла, отработка новых технологий производства радиоизотопов и модифицированных материалов. Основным предназначением МБИР является проведение массовых реакторных испытаний инновационных материалов и макетов элементов активных зон для ядерно-энергетических систем четвертого поколения, включая реакторы на быстрых нейтронах с замыканием топливного цикла, а также и тепловые реакторы малой и средней мощности. На сайте могут быть использованы материалы интернет-ресурсов Facebook и Instagram, владельцем которых является компания Meta Platforms Inc.
Так, чтобы плутоний, который накапливается в ядерном топливе легководных ВВЭР, можно было использовать при изготовлении "горючего" для коммерческих реакторов на быстрых нейтронах, да еще сокращать объемы высокоактивных отходов.
И буквально сегодня, 6 декабря, с Горно-химического комбината в городе Железногорск Красноярского края, где уже промышленным способом производят российское МОКС, пришло сообщение о выпуске первой партии такого топлива с включением в него так называемых "минорных актинидов" - трансурановых элементов америций-241 и нептуний-237. Уже весной 2024 года эту партию планируют загрузить в реактор БН-800, где она пройдет опытно-промышленную эксплуатацию. Коллеги в Китае внимательно следят за этими процессами в России и умело перенимают опыт. Заметим, что и быстрые нейтроны появились в Поднебесной не без участия России. И при нашем техническом содействии выведен на рабочий режим в 2010 году.
Тот же "ТВЭЛ" в декабре прошлого года исполнил обязательства российской стороны и в отношении CFR-600 - энергетического реактора на быстрых нейтронах большой мощности, который Китай строит уже по собственному проекту как первый энергоблок АЭС "Сяпу".
Нейтроны активно захватываются ядрами других элементов, присутствующих в активной зоне: осколками деления, теплоносителем и замедлителем, стержнями управления и защиты, часть нейтронов просто вылетает из активной зоны. Поэтому в современных реакторах на легкой воде, например упомянутых ВВЭР, коэффициент размножения топлива составляет 0,5—0,7. Хотя, что интересно, нужный нам плутоний-239 в них тоже образуется, пусть и не так быстро. Энергоблок БРЕСТ за счет своей конструкции, особого расположения топливных элементов, использования слабо активируемого свинцового теплоносителя позволяет получить коэффициент воспроизводства топлива гораздо выше единицы — по расчетам, до 1,2, что уже очень близко к теоретическому пределу. Основной трудностью в освоении столь привлекательного на бумаге замкнутого ядерного цикла всегда была инженерная сложность реакторов на быстрых нейтронах. Если упростить задачу до максимума, то реактор на быстрых нейтронах — это гораздо более «горячая штучка», чем стандартный энергоблок, использующий медленные, тепловые нейтроны и обычную воду в качестве теплоносителя. В реакторах на быстрых нейтронах все гораздо напряженнее — разрушительные потоки нейтронов, температуры теплоносителя, быстрота и многогранность реакций в активной зоне.
Шевченко, Казахская ССР. Первый энергетический реактор на быстрых нейтронах БН-350 проработал более четверти века. Опыт его эксплуатации стал подтверждением научных и технических идей, которые были в него заложены. В процессе эксплуатации реактора БН-350 были выполнены многочисленные материаловедческие исследования, изготовлена партия экспериментальных ТВС со смешанным оксидным топливом, которые позволили провести измерения коэффициента воспроизводства и сравнить его с расчётным значением. Эксплуатация БН-350 подтвердила надёжность и безопасность энергоблоков с быстрыми натриевыми реакторами, их лёгкость в управлении. Его эксплуатация позволила собрать обширный объём информации, что обеспечило надёжную базу для разработки последующих реакторных установок. С пуском БН-350 программа создания быстрых реакторов вышла на новый этап, о котором мечтал А. Лейпунский — создание энергетических быстрых реакторов.
Российские атомщики совершили «Прорыв» за всё человечество
Интерфакс: Реактор на быстрых нейтронах БРЕСТ-300 в Томской области может быть введен в 2028-2029 гг., сообщил глава госкорпорации "Росатом" Алексей Лихачев в интервью телеканалу "Россия-24". В итоге, на сегодняшний день в Обнинске уже собрали модель активной зоны перспективного реактора на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем БН-1200М. Выполнены запланированные исследования в обоснование безопасности многоцелевого исследовательского реактора на быстрых нейтронах МБИР и продления сроков эксплуатации БОР-60. По сути, реактор на быстрых нейтронах превратится в “перпетуум мобиле”.
Росатом получил лицензию на производство ядерного топлива для «реактора будущего»
Внедрение замкнутого топливного цикла осуществляется прежде всего для реакторов на быстрых нейтронах, которые по своей физике изначально более «всеядны» с точки зрения топлива и делящихся материалов. Замкнутый топливный цикл с реакторами на быстрых нейтронах обеспечивает сырьевую независимость и малоотходность атомной энергетики России не только за счет максимального вовлечения в энергопроизводство урана-238 из накопленных отвалов. Программа «Росатома» предполагает использовать блоки с «быстрыми» реакторами в сочетании с реакторами на тепловых нейтронах. важный этап в развитии технологий реакторов на быстрых нейтронах и замыкания ядерного топливного цикла в России. Сегодня в России успешно работает исследовательский реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем БОР 60, однако его возраст уже перевалил за 45 лет.
Всего 0,7% в природе
- Атомные реакторы нового поколения
- Реактор на быстрых нейтронах
- Всего 0,7% в природе
- Список статей
- «Сделали то, что не успели в СССР». В России запущен вечный ядерный реактор | Аргументы и Факты
Россия создала нейтронный «Прорыв»
На Белоярской АЭС после планово-предупредительного ремонта (ППР) включили в сеть энергоблок № 4 с реактором на быстрых нейтронах БН-800. В итоге, на сегодняшний день в Обнинске уже собрали модель активной зоны перспективного реактора на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем БН-1200М. В нем реакторы на быстрых и на тепловых нейтронах будут работать совместно, обмениваясь топливом.
Российские учёные вывели реактор Белоярской АЭС на номинальную мощность
Утилизация отработанного ядерного топлива с АЭС на тепловых нейтронах. Утилизация радиоактивных отходов путём вовлечения в полезный производственный цикл отвального урана и плутония. Энергообеспечение развития экономики Свердловской области. До октября 2016 года — выполнение обязательств по утилизации оружейного плутония в рамках соглашения [21]. Выполнение обязательств приостановлено на основании Федерального закона от 31.
При награждении было отмечено, что данный энергоблок: является самым мощным в мире реактором-размножителем на быстрых нейтронах с жидкометаллическим натриевым теплоносителем является универсальным устройством, пригодным для производства электроэнергии, утилизации плутония, утилизации отработанного ядерного топлива с АЭС на тепловых нейтронах, производства изотопов играет решающую роль в формировании экологически чистого «замкнутого» ядерного топливного цикла, увеличении объёмов производства ядерного топлива, увеличении мощности АЭС и сокращении ядерных отходов Безопасность реакторов типа БН, в частности БН-800[ править править код ] В разделе не хватает ссылок на источники см. Это качество убедительно продемонстрировано в процессе длительной эксплуатации предшествующего реактора БН-600. Принят целый ряд новых решений: они основываются на пассивных принципах. Это означает, что эффективность не зависит от надёжности срабатывания вспомогательных систем и действий человека.
Поэтому ресурс натриевого оборудования большой, а количество образующихся в таком реакторе радиоактивных продуктов коррозии намного меньше, чем в других типах реакторов. При эксплуатации установок типа БН образуется незначительное количество радиоактивных отходов.
Проект реализуется с 2011 г. Генеральным проектировщиком опытно-демонстрационного энергетического комплекса выступает ВНИПИЭТ «Восточно-Европейский головной научно-исследовательский и проектный институт энергетических технологий», Санкт-Петербург. Работы над невиданным доселе проектом начались аж 40 лет назад, чуть ли не во времена основателя института - академика Н. Доллежаля, автора знаменитого реактора РБМК. Духовный отец БРЕСТа - академик Николай Антонович Доллежаль - в своё время был подвергнут незаслуженной критике со стороны официозной науки, но выстоял и сумел создать в 1954 г. Это позволяет многократно использовать делящиеся изотопы и минимизировать все меры безопасности ввиду очевидного отсутствия угрозы облучения.
Новый реактор - сердце проекта "Прорыв", проекта - подчеркну! Создание подобных установок и замыкание топливного цикла - это следующая ступень развития ядерной энергетики. БРЕСТ позволяет полностью утилизировать тяжёлые ядра, которые образуются в результате реакции, происходящей в силовой установке. К сожалению, такие ядра выражаясь учёным языком, «минорные актиноиды» имеют период полураспада от нескольких десятков тысяч до сотен тысяч лет. А новый аппарат замыкает цикл.
Создается он в рамках росатомовского проекта «Прорыв».
Это упрощает управление и повышает энергоэффективность реактора. Конструкция БРЕСТ-300 обеспечивает так называемую естественную безопасность: на этом реакторе невозможна авария из-за неконтролируемого выброса нейтронов, приводящего к цепным реакциям, например в случае разгона реактора по мощности. Реактор такого типа с электрической мощностью 300 МВт уже начали возводить в Северске Томская область. Вокруг него будет построен комплекс, который позволит решать задачи регенерации топлива. И все процессы создания замкнутого топливного цикла будут сосредоточены в одном месте. Когда в рамках проекта БРЕСТ-300 задача по замыканию ядерного топливного цикла будет успешно решена, Россия получит практически неисчерпаемый источник энергии.
Параллельно будет решена задача по выводу ядерных отходов из топливного цикла без нарушения естественного радиационного баланса Земли. Проектируемый топливный цикл проекта БРЕСТ-300 обеспечит возврат ровно того же количества радиации, которое извлечена из земных недр. Теоретически эта задача российскими учеными просчитана. Дело за практикой. В 1945 году Энрико Ферми сказал, что страна, которая первой разработает реактор на быстрых нейтронах, получит значительное преимущество в использование атомной энергии. Россия первой запустила реактор на быстрых нейтронах с полным циклом использования МОКС-топлива, которое позволяет использовать неисчерпаемые запасы природного урана.
И хотя её изобретение принадлежит не российским учёным, но именно в нашей стране впервые добились такого успеха. Это своеобразная энергетическая революция, и всё это происходит на фоне сокращения уровня атомной энергетики в мире. В сложном положении оказалась, например, Франция, которая традиционно делала ставку на АЭС. Французы долго не модернизировали свои реакторы, и теперь большое их количество подходит к предельному сроку эксплуатации, а строить новые долго и дорого.
Многие эксперты сходятся во мнении, что в Германии, да и вообще в Европе, совершили опрометчивый шаг, когда закрыли свои атомные электростанции. В нынешней ситуации, когда покупать газ в России они не могут или не хотят и на фоне приближающейся зимы, их ждут серьёзные трудности.