Безотходная ядерная энергия.

[шерри]

Российские атомщики совершили
«Прорыв» за всё человечество

Едва замеченной прошла новость, достойная особого внимания. Пока все внимание приковано к Украине, российские атомщики сделали очередной важный шаг в замыкании ядерного топливного цикла. Реактор на быстрых нейтронах БН-800 Белоярской АЭС был полностью переведен на уран-плутониевое МОКС-топливо.

Колоссальное достижение
русской инженерной мысли.

Сам процесс занял несколько лет, а теперь энергоблок включили в сеть. Реактор позволяет не только с пользой утилизировать оружейный плутоний, но и плутоний, неизбежно нарабатывающийся в водяных реакторах предыдущего поколения. Раньше подобный плутоний относили к отходам, теперь он пойдет в дело.

Если эксперимент пройдет удачно и станет новой промышленной технологией, можно будет рассчитывать, что сотни тысяч тонн имеющихся ядерных отходов пойдут в дело и в перспективе будут отработаны полностью – у нас вообще не останется радиоактивных отходов.

Безумное подземное хранилище отработавшего ядерного топлива Онкало, вырубаемое финнами в гранитном массиве, станет совершенно ненужным и даже вредным. Этот проект настолько амбициозен, что включает в себя – на всякий случай – даже бюджет на внедрение в массовое сознание местного населения жутких легенд о «гиблом месте» после окончательного запечатывания могильника и его рекультивации лет сто спустя. Этот вздор преподносится как защитное гуманитарное мероприятие, дабы невежественные потомки не пытались раскопать могильник после гибели технической цивилизации. Финны хотят заработать на ядерном кладбище, утилизируя чужие отходы за немалые деньги.

Россия последние десятилетия принимала неугодное на «позеленевшем» Западе отработавшее ядерное топливо. Но таким образом мы накопили значительное количество потенциальной атомной энергии, которую сможем извлечь в реакторах нового поколения. Нам еще за это и заплатили.

Однако вторичное использование отработавшего ядерного топлива – далеко не самое замечательное свойство реактора БН-800 и его младшего собрата БН-600. Утилизация оружейного плутония, навязанная нам американцами, потеряла свою актуальность *– он нужен нам для поддержки нашего ядерного арсенала *в должном состоянии. Да и астероидную опасность никто не отменял – нельзя исключать, что нам могут понадобиться гигатонны взрывной мощности в тротиловом эквиваленте.

Это единственные в своем роде промышленные реакторы, которые относятся к классу «размножителей». *В качестве сырья они используют уран-238 и торий-232, которые ранее считались «мусорными» изотопами. Запасов этих изотопов примерно в 100 раз больше, чем запасов «обычного» энергетического урана-235. Реактор-размножитель из некогда «мусорного» обедненного урана-238 нарабатывает плутоний-239, который можно использовать как высокоэнергетическое ядерное топливо повторно – для розжига смеси из бедных изотопов. Но даже не это самое замечательное свойство новых реакторов. Дело в том, что размножители способны нарабатывать ядерное топливо в количестве, превышающем потребности самого реактора. С сугубо практической точки зрения мы можем получить топлива больше, чем загрузили. Закон сохранения энергии при этом не нарушается.

Иными словами, Россия сделала еще один важный шаг к созданию «вечного двигателя», пока на уровне эксперимента. Сейчас в городе Северске, что под Томском, строится реактор БРЕСТ-ОД-300, который практически не будет расходовать топливо. Его должны построить к 2026 году. Будущие модификации БРЕСТа должны производить больше делящихся материалов, чем в них загрузили. К 2035 году российская атомная энергетика может стать двухкомпонентной, то есть она будет состоять из «тепловых» и «быстрых» реакторов.

Это и есть тот самый ЗЯТЦ – «замкнутый ядерный топливный цикл». У нас может появиться безотходная атомная энергетика. У этого проекта есть свое название – «Прорыв». В этом названии нет никакого неуместного пафоса – нам больше не нужно будет добывать уран для нужд земной энергетики. Только добытых запасов урана России хватит на тысячи лет. Лишний уран мы сможем пустить на топливо для ядерных ракетных двигателей (ЯРД), которые уже у нас есть. ЯРДы позволят прорваться в дальний космос, освоить пояс астероидов и другие планеты. У человечества осталось совсем немного времени и свободного урана, его дефицит нарастает с каждым годом. Если его сжечь на Земле в ближайшее столетие, у нас не останется энергии, чтобы вырваться из «колыбели». В этом и заключается глубинный смысл «Прорыва».

Пока наши солдаты и офицеры сражаются за независимость нашей Родины, за ее границы и саму человечность, попранную западным миром, наши ядерщики сражаются за будущее не только России, но и всего человечества. Единственная держава, которая способна справиться с этой умопомрачительной задачей – Россия. Важно понимать, что это давно уже не вопрос теоретической науки, он перешел в сугубо практическую – инженерную – плоскость. Наши инженеры знают, как замкнуть топливный цикл.

Эта победа особенно важна в эти дни, поскольку наши ядерщики заложили еще один камень в фундамент нашего энергетического могущества.

«Прорыв» – это наш Манхэттенский проект и даже сверх того. Когда мы прорвемся, то станем неуязвимыми извне. Это понимают наши враги, и – я сейчас смелую мысль выскажу, но я ее обязан высказать – не исключено, что это одна из причин, почему они развязали войну. Наши воины защищают не только нашу границу и наших граждан, они обороняют в том числе и «Прорыв».

Если мы преуспеем в проекте «Прорыв», никто, кто останется на нашей стороне, не будет переживать за тепло и свет в своих жилищах. Никто и ничто более не сможет нас остановить в нашем стремлении в дальний космос. Убежден, что в этом и заключено предназначение нашей цивилизации. На чей ты стороне: Русского Космоса или американского цифрового концлагеря?

https://dzen.ru/a/Y00hTjlIrBZYtGky?&

[шерри]

Россия начала
мировую энергетическую революцию
без остального мира.

В стране заложена опорная плита реактора нового типа.
О том, как Россия начинает мировую энергетическую революцию без остального мира, мы рассказали в первой части.

Разработка и совершенствование технологий в атомной энергетике не прекращались даже в тяжёлые 90-е годы. Оттуда родом и идея первого в мире реактора нового поколения, который призван открыть новую веху в энергетике. Реакторы 4 поколения — это отнюдь не усовершенствованное поколение 3+, а нечто кардинально новое.

И главенствующей тут является идея пассивной безопасности, которая должна устранить все последствия аварии без вмешательства активных систем. И основная роль здесь отведена химически реактивному свинцу. Но об этом подробнее.

Свинец всему голова

И всё же первым шагом в этом направлении стал сплав:

«В 60-70-е годы в СССР для подводных лодок создавались реакторы на быстрых нейтронах с теплоносителем эвтектического (жидкий гомогенный сплав) состава свинец-висмут. Данный сплав обладал относительно низкой температурой плавления в 125°С и высокой температурой кипения в 1638°С, за что расплачиваться пришлось худшими характеристиками, нежели у натриевого аналога»,

— сообщает портал Habr.
Относительный успех таких установок возобновил работы по направлению свинцовых теплоносителей. И здесь мы переходим к кульминации выпуска.

Технические параметры свинца в качестве энергоносителя, а именно низкая цена, высокий коэффициент воспроизведения, меньшая токсичность, меньшая химическая активность и парообразование делают свинец практически идеальным для применения в атомной энергетике. Но это ещё не всё!

Благодаря свинцу можно вовсе избавиться от двухступенчатой системы замыкания ядерного цикла. Буквально!

Всё, что требуется, это добавить к выгружаемому из энергоблока топливу немного урана-238, который тысячами тонн находится на хранении, и загрузить полученную смесь обратно в реактор. Так и родился проект «БРЕСТ» (быстрый реактор естественной безопасности со свинцовым теплоносителем).

Ключевое здесь — «естественная безопасность». Представьте себе реактор, который исключает аварии, требующие эвакуации персонала или населения. Или, что ещё хуже, выводящие из хозяйственного использования значительные территории за счёт конструктивных методов. Всё это даёт БРЕСТ. Но и это только вершина айсберга.

Зачем обогащать, если есть БРЕСТ

Наверняка вы слышали, что Россия обладает самыми совершенными технологиями по обогащению урана, Росатом эксплуатирует газовые центрифуги поколения 9+. Развитие этой технологии началось в 1965 году, но с вводом в строй реакторов 4 поколения эта славная история подойдёт к логическому завершению.

Буквально, технологии, которые разрабатывались 60 с лишним лет, можно будет выкинуть на свалку истории. Вот насколько революционен перспективный проект «Росатома». Именно процесс выделения плутония в свое время поставил крест на любых перспективах экспорта реакторов серии БН, ибо

«И МАГАТЭ, и CША, заинтересованные в нераспространении технологий промышленного производства компонентов для ядерного оружия, сделали бы всё, чтобы не допустить экспорт такого реактора».

БРЕСТ же позволяет решить эту проблему радикально благодаря тому, что из рециклинга ядерного топлива исключается процесс обогащения. Соответственно, нет необходимости выделения урана-235 и плутония оружейного качества. А это уже начало постепенного отказа от использования в ядерной энергетике технологий разделения (обогащения) изотопов урана.

Есть и другой немаловажный эффект от перехода к реакторам нового поколения. Благодаря тому, что нет надобности разворачивать сеть инфраструктуры по обращению с ядерным топливом (а это всё входит в стоимость строительства и АЭС), то и ядерная энергетика становится более конкурентоспособной.

В особенности это будет заметно при эксплуатации. Так как комплекс фабрикаций примыкает к реактору, что исключает его дорогостоящую и небезопасную транспортировку на большие расстояния. Всё можно делать прямо рядом со станцией в специальном здании-фабрикаторе.

Согласитесь, всё слишком радужно, чтобы быть правдой, но есть причины, почему до сих пор никто такой реактор не построил.

Об эти камни споткнулись все
Условия работы со свинцовым теплоносителем не так уж просты. Ещё в прошлом веке столкнулись с проблемой, что существующие конструкционные материалы не выдерживают условия работы со свинцовым теплоносителем. По сути, необходимо было разработать реактор с нуля, сталкиваться с проблемами, которые никто до этого никогда не решал. При температуре свыше 400°С свинец начинает реагировать со сталью, а значит, нужны новые сплавы.

Но если вы думаете, что свинцу контакт с водой не страшен, то подумайте ещё раз. Расплавленный свинец при контакте с водой может вызвать паровой взрыв, такие события в атомной энергетике уже случались. К тому же высокая температура плавления около 327°C требует специальной системы разогрева, для которой нужно несколько месяцев. И тем не менее с аналогичными проблемами сталкивались и при строительстве первого реактора с натриевым теплоносителем, а значит, проблемы всё же решаемы.

Да, это очень сложно, но вместе с тем это ещё значит, что повторить российский успех будет не так уж просто. А вероятность, что такие смельчаки найдутся, ещё меньше.

Всё вышеперечисленное не отменяет того факта, что реактор со свинцовым теплоносителем остаётся самым надёжным в мире.

Самый надёжный реактор

Высокая температура плавления даёт свинцу одно очень весомое преимущество перед всеми остальными теплоносителями. В случае аварии с прорывом теплоносителя свинец просто застынет.

Да и в случае, если произойдут аварии другого характера, высока вероятность, что кипящий при высокой температуре теплоноситель (порядка 2000°) в паре с относительно низкотемпературным нитридным топливом не выпустит радиацию за пределы реактора, плотно запечатав в себе весь радиоактивный коктейль.

К тому же свинец будет хорошо отводить тепло, что позволит избежать перегрева теплоносителя. Это и был основной аргумент, почему в контуре реактора должен применяться свинец.

ITER наших дней

БРЕСТ действительно может стать такой же вехой для ядерной энергетики, как и ITER для термоядерной. А главное — ждать её надо куда меньше.

Подготовка площадки под строительство станции началась в 2021 году в Северске. Планируется, что реактор начнёт работу во 2 половине 2020-х годов. И корпорация «Росатом» полна решимости выдержать эти сроки. В конце сентября к месту строительства была доставлена опорная плита реактора:

«Завершилось полуторамесячное путешествие опорной плиты для реактора БРЕСТ-ОД‑300. Ее доставили в Северск 20 сентября».

Стальная конструкция весом около 200 тонн будет смонтирована под будущий реактор. «Росатом» намерен проинвестировать в проект около 200 с лишним миллиардов рублей.

БРЕСТ-ОД‑300 является ​частью проекта «Прорыв», который позволит замкнуть топливный цикл и регенерировать ОЯТ для многократного использования. Но о программе «Прорыв» мы поговорим в следующий раз.

https://dzen.ru/a/Y1iO52mC8DCzd7DR

[jra]

Википедия
На момент начала строительства реактора Росатом планировал, что запуск реактора состоится в 2026 году. В ходе испытаний отдельных модулей МФР потребовалась дополнительная «обкатка» технологии на промышленных стендах, а также проведение дополнительных научно-исследовательских и конструкторских работ (НИОКР). В связи с этим запуск реактора перенесён на 2029 год.[28]

Выделение моё