Русское Агентство Новостей
Информационное агентство Русского Общественного Движения «Возрождение. Золотой Век»
RSS

Реактор БН-800: трудные первые шаги

9 014

Быстрый натриевый Реактор БН-800: трудные первые шаги

Что делает реактор БН-800 столь важным для дальнейшего развития российской и мировой атомной промышленности? Насколько «усеян розами» и насколько труден путь БН-800 и всей программы «быстрых натриевых реакторов» в будущее?...

 

БН-800: трудные первые шаги

Автор – Алексей Анпилогов

Реактор БН-800 и вообще – весь четвёртый блок Белоярской АЭС, расположенной в Свердловской области, возле города Заречный – это, без преувеличения, уникальная стройка для всей России. На фоне множества попыток изобразить «инновации» из весьма посредственных рацпредложений или же старых, ещё советских патентов, БН-800 – это и в самом деле инновационный проект «Росатома», да и всей России.

Быстрый натриевый Реактор БН-800: трудные первые шаги
Что же делает этот реактор столь важным для дальнейшего развития как российской, так и мировой атомной промышленности? Насколько «усеян розами» и насколько труден путь БН-800 и всей программы быстрых натриевых реакторов в будущее? И почему вот уже в который раз переносится в будущее так называемый «энергетический пуск» реактора БН-800, если результатов его реальной работы так напряжённо ждёт и Россия, и весь мир?

Для начала, стоит вспомнить, как развивалась бридерная программа в разных странах, которые вплотную подходили – или же фактически реализовывали идею создания быстрого бридерного реактора.

Я уже описывал когда-то все начальные достижения и последующие неудачи американской бридерной программы. Американцы, бодро начав в 1950-е годы строить экспериментальные реакторы на быстрых нейтронах, уже на первом опытно-промышленном энергоблоке «Ферми-1» столкнулись с тем, что их понимание специфики поведения материалов в потоке высокоэнергетических нейтронов неимоверно далеко от того, что происходило с блоком в реальности, а масса недочётов в конструкции блока «Ферми-1» и его весьма простое устройство – так и не позволили осуществить старт американской бридерной программы.

Быстрый натриевый Реактор БН-800: трудные первые шаги

Постройка реактора «Ферми-1», конец 1950-х годов.

Столь же непросчитанной и авантюрной по своей сути оказалась и бридерная программа другой старой ядерной державы – Великобритании. О печальном окончании английской бридерной программы можно почитать вот тут, в разделе «Без продления срока службы». Начиналась же программа английского быстрого натриевого бридера, как и американская, ещё в 1950-х годах, когда в ноябре 1959 года был запущен первый английский экспериментальный бридер DFR (Dounreay Fast Reactor, Быстрый Реактор в Дунрей).

Быстрый натриевый Реактор БН-800: трудные первые шаги

Постройка первого английского бридера DFR, конец 1950-х годов.

Первый экспериментальный реактор DFR в Дунрей имел электрическую мощность всего в 14 МВт, но исправно проработал целых 15 лет, с 1962 по 1977 год, произведя и отдав в общеанглийскую сеть более 600 млн. кВт-часов электроэнергии. Реактор работал на ТВЭЛах из металлического урана изотопа 235U высокой степени обогащения, дополнительная стабилизация топлива осуществлялась молибденом и ниобием. В качестве теплоносителя в DFR использовалась, как и на первых американских бридерах, эвтектика (смесь) жидкого натрия и жидкого калия.

Однако, использование металлического, а не оксидного топлива налагало свои ограничения на глубину его выгорания (всего лишь около 3 ГВт×сут/тонну при лучших показателях оксидного топлива сейчас в 60 ГВт×сут/тонну), а использование эвтектики натрия и калия оказалось не очень удачной технологической идеей – массово образующийся в первом контуре радиоактивный цезий, тоже принадлежащий к первой группе таблицы Менделеева оказалось безумно трудно отделять от очень схожего с ним калия. Чистый натрий тоже был не подарок, но всё-таки создавал для этого меньше проблем.

На основе опыта реактора DFR там же, в Дунрей был пущен и последний английский быстрый бридер – PFR (Prototype fast reactor, Прототип Быстрого Реактора). Это был уже, в отличии от DFR, опытно-промышленный агрегат, который был рассчитан на электрическую мощность в 250 МВт. Энергетический запуск реактора PFR состоялся в январе 1975 года, остановлен был реактор в 1994-м.

Быстрый натриевый Реактор БН-800: трудные первые шаги

Строительная площадка реактра PFR, 1967 год. На заднем фоне – работающий DFR.

Основным топливом PFR было МОХ-топливо (смесь оксидов делящихся изотопов 235U и 239Pu), охлаждение осуществлялось уже «классическим» жидким натрием. Однако, уже на стадии пуска PFR произошло несколько критических происшествий и аварий, а вся его опытно-промышленная эксплуатация оказалась одной большой проблемой. Согласно общему отчёту МАГАТЭ по реактору PFR, за это время он работал всего лишь 38% от общего времени, произведя чуть более 26% от положенной по его мощности электроэнергии.

В итоге, смелым планам английских атомщиков так и не суждено было сбыться. Амбициозная программа 1975 года, которая была принята на волне успешного пуска PFR и предусматривала создание 104 ГВт атомной мощности в Великобритании к 2000-му году, из которых бы не менее 35 МВт составляли бы быстрые реакторы-размножители, так и осталась на бумаге. А перспективный проект коммерческого реактора-размножителя CFR электрической мощностью в 1200 МВт, на который к началу 1980-х годов было потрачено не менее 100 млн. фунтов стерлингов, так и остался лишь на бумаге.

Не менее трагичной и извилистой была судьба японского быстрого размножителя «Мондзю». Начатый к постройке в 1986 году он был запущен почти что десятилетием позже, в августе 1995 года. Казалось, японцы с присущей им скрупулёзностью разобрали все недостатки и просчёты американской и английской программ натриевых реакторов, получили в начале 1990-х годов доступ к советской документации по натриевым размножителям БН-350 и БН-600. Однако, при отсутствии практики работы в Японии с натриевыми технологиями на небольших экспериментальных реакторах, это не спасло реактор «Мондзю» от быстрого нарастания эксплуатационных проблем. Крупный опытно-промышленный реактор, с электрической мощностью в 280 МВт, оказался одним из самых «несчастливых» бридеров.

Быстрый натриевый Реактор БН-800: трудные первые шаги

Реактор «Мондзю» в середине 1990-х годов.

Уже в декабре 1995 года на станции «Мондзю» происходит масштабный пожар, вызванный неконтролируемой утечкой жидкого натрия из охлаждающего контура реактора. Попытки эксплуатационного персонала скрыть масштабы аварии приводят к громадному скандалу. В отличие от случая с «Фукусимой», крупных утечек радиации из первого контура удалось избежать, но доверие к программе быстрых реакторов в Японии было критически подорвано. «Мондзю» остановили на долгие 15 лет.

Второй раз «Мондзю» был запущен в мае 2010 года, за год до аварии на станции «Фукусима-1». Однако, уже в августе 2010 года другая поломка снова останавливает реактор: как оказалось, японцами была неправильно просчитана конструкция внутриреакторной перегрузочной машины, которая бы обеспечивала перегрузку ядерного топлива. 3,3 тонный роботизированный агрегат сорвался с направляющих – и упал внутрь корпуса реактора. Достать его смогли только через год, в июне 2011-го.

В итоге, уже в 2013 году национальным атомным регулятором Японии было принято решение использовать «Мондзю» исключительно, как тестовую площадку по исследованию реакторов на быстрых нейтронах – и отказаться от производства электроэнергии на площадке. Ожидаемо, японцам не удалось «проскочить» на чужих знаниях этап наработки технологий и тестирования инженерных концепций на небольших, экспериментальных реакторах.

Их ближайшие соседи, китайцы, сегодня идут именно таким, постепенным путём, работая пока что на экспериментальном реакторе CEFR, который построен Китаем в теснейшем сотрудничестве с Россией.

Быстрый натриевый Реактор БН-800: трудные первые шаги

Постройка китайского быстрого натриевого бридера CEFR. На транспорантах написано, судя по всему, что-то героическое.

Это небольшой экспериментальный натриевый реактор, мощностью всего в 25 МВт, должен обеспечить Китаю следующие два шага, которые необходимы китайцам для запуска своей собственной быстрой натриевой программы: постройку опытно-промышленного быстрого бридера электрической мощностью в 600-800 МВт (тут можно сразу провести аналогии с конструкторскими решениями, которые, скорее всего, будут позаимствованы у БН-600 или БН-800), который Китай планирует построить в период 2015-2020 годов, и третий, завершающий этап, который китайцы хотят ознаменовать, пустив в эксплуатацию коммерческий быстрый реактор электрической мощностью в 1200-1500 МВт («Кто сказал БН-1200? Гусары, молчать!»).

Этап кражи, творческого копирования и создания коммерческого бридера гигаватной мощности китайцы хотят завершить к 2040 году, а запустить его в 2050-м году.

Об индийской самобытной и оригинальной программе быстрого натриевого реактора я только что уже рассказал моим читателям и повторяться в рамках этой статьи не буду.

Там, в общем-то, присутствует тот же принцип: только постепенный и постоянно сверяемый с реальностью фактических успехов на реакторных площадках путь совершенствования конструкций может привести к устойчивому развитию программы быстрых бридеров: от экспериментальных, небольших реакторов размером в 10-30 МВт, через опытно-промышленные реакторы электрической мощностью в 200-600 МВт – к полностью коммерческим, надёжным и самоокупаемым системам мощностью в 1200-1500 МВт, которые позволят как производить электроэнергию с поразительно низкими издержками – так и обеспечивать стабильное воспроизводство ядерного топлива с коэффициентом не менее 1,3-1,4.

Россия на этом пути от опытно-промышленных систем (БН-600) к полностью коммерческим системам (БН-1200) решила сделать ещё одну, промежуточную остановку. Под названием БН-800. И сейчас решает массу проблем технологического, технического и инженерного плана – для того, чтобы БН-800 не стал вторым «Мондзю», «Ферми-1» или «Суперфениксом», когда французы, посчитали, что 230 мегаваттного «Феникса» им вполне достаточно, чтобы сразу же замахнуться на 1200 МВт, полностью коммерческий «Суперфеникс».

Быстрый натриевый Реактор БН-800: трудные первые шаги

Впрочем, история французских бридеров, пожалуй, стоит отдельной статьи. Ведь именно соперничество России и Франции в атомной отрасли, возможно, и определит облик следующего десятилетия атомной эры...

Источник

       

От редакции РуАНа

Вообще-то, добывать электроэнергию с помощью атомных электростанций – это всё равно, что пытаться забивать гвозди с помощью электронного микроскопа: очень хлопотно, очень неудобно и очень дорого. А что же делать? А делать нужно то, что присуще разумным существам: изучать проблему! Если нам сегодня жизненно необходима электроэнергия, то нам нужно по-настоящему изучить, что такое электричество. И делать это нужно как можно быстрее, потому что в действительности вокруг нас в свободном доступе находится неизмеримые объёмы электроэнергии, которую можно легко получать в любое время, в любом месте. А мы почему-то постоянно изобретаем всё более чудовищные способы получения электрической энергии, приводящие к уничтожению экологической ниши, в которой мы обитаем на этой планете. Электроэнергия и так доступна нам в любую секунду в неограниченных объёмах! Вокруг нас всё пронизано этой энергией! Нужно только понять, что она такое на самом деле, и начать быстро и почти безплатно брать её у природы по мере необходимости…

 

БН-800. Реактор на быстрых нейтронах

 

 

Более подробную и разнообразную информацию о событиях, происходящих в России, на Украине и в других странах нашей прекрасной планеты, можно получить на Интернет-Конференциях, постоянно проводящихся на сайте «Ключи познания». Все Конференции – открытые и совершенно безплатные. Приглашаем всех интересующихся…

 

Поделиться: