Мир находится на пороге энергетической революции, и одним из её ключевых компонентов могут стать быстрые ядерные реакторы. Эти высокотехнологичные установки не только предлагают эффективное и экологически чистое производство энергии, но и решают ряд проблем, связанных с традиционной атомной энергетикой. Почему же развитие быстрых реакторов так важно? Давайте разберёмся.
Что такое быстрые ядерные реакторы?
Быстрые реакторы — это установки, где цепная ядерная реакция поддерживается быстрыми нейтронами, в отличие от традиционных реакторов, работающих на замедленных нейтронах. Такие технологии позволяют более эффективно использовать ядерное топливо и минимизировать радиоактивные отходы.
Основное преимущество быстрых реакторов заключается в их способности перерабатывать и утилизировать отработанное топливо, превращая его в новые источники энергии. Это делает их важным инструментом в создании замкнутого топливного цикла.
Фабрика будущего
25 декабря в Северске в опытно-промышленную эксплуатацию запустили так называемый модуль фабрикации — рефабрикации топлива, попросту говоря завод по производству топлива, для инновационного реактора на быстрых нейтронах БРЕСТ со свинцовым теплоносителем. Это ключевое событие в реализации проекта первой в мире ядерной энергосистемы четвертого поколения.
«На сегодня «Росатом» дальше всех в мире продвинулся в развитии ядерных технологий четвертого поколения,— подчеркнул в ходе церемонии запуска первого объекта опытно-демонстрационного энергокомплекса (ОДЭК) глава госкорпорации Алексей Лихачев.— 2024 год был наполнен событиями, крайне важными для атомной энергетики нашей страны и всей мировой ядерной семьи. Он начался с запуска технологии карботермического синтеза, а завершается вводом в опытно-промышленную эксплуатацию всего модуля фабрикации-рефабрикации ядерного топлива — первого на планете действующего в промышленном формате объекта атомной энергетики поколения IV. Это и вдохновляющее, и ко многому обязывающее событие».
Уже изготовлены тепловыделяющие сборки (ТВС) в соответствии с действующей лицензией Ростехнадзора. Это первый шаг к полноценным ТВС со смешанным нитридным уран-плутониевым топливом (СНУП). К их производству приступят после того, как регулятор одобрит технологию обращения с плутонием на площадке проекта «Прорыв».
После первой топливной кампании начнется рефабрикация свежего топлива из переработанного облученного. Для подтверждения работоспособности СНУП-топлива на Сибирском химическом комбинате (СХК) выпустили партию экспериментальных ТВС (для этого в 2014–2016 годах на комбинате заработали участки с комплексными экспериментальными установками КЭУ-1 и КЭУ-2).
Сборки прошли испытания в исследовательском реакторе БОР-60 в димитровградском НИИ атомных реакторов, а также в быстром реакторе БН-600 на Белоярской АЭС. Чтобы обеспечить запуск МФР в опытно-промышленную эксплуатацию, на предприятиях топливного дивизиона «Росатома» освоили производство новой продукции. В частности, на Чепецком механическом заводе в Глазове, Машиностроительном заводе в Электростали и Новосибирском заводе химконцентратов изготавливают комплектующие для стартовой загрузки и имитационной зоны БРЕСТ-ОД-300. «За два года мы выпустим достаточно СНУП-топлива для полной загрузки активной зоны реактора БРЕСТ»,— сообщил научный руководитель проекта «Прорыв» Евгений Адамов.
«В 2025 году отработаем все технологические режимы, выйдем на проектные показатели. Кроме того, МФР позволит нам подготовить персонал, который сможет тиражировать эти технологии»,— рассказал гендиректор СХК Сергей Котов.
ОДЭК включает три объекта: модуль фабрикации-рефабрикации, блок с БРЕСТ-ОД-300 и модуль переработки облученного топлива — система практически автономная и независимая от внешних поставок энергоресурсов. «Реактор БРЕСТ-300 в 2026–2027 годах пройдет физический пуск, в эксплуатацию с подачей электроэнергии в сеть войдет в 2028 году. Затем в течение еще двух лет МФР будет существенно реконструироваться и роботизироваться. После 2030 года будет запущен модуль рефабрикации топлива, поскольку уже появятся отработанные топливные элементы, и тогда топливный цикл будет замкнут»,— пояснил Евгений Адамов.
После запуска ОДЭКа в Северске появятся генерирующие мощности уже не опытного, а промышленного масштаба. «Будет построен промышленный энергокомплекс, ПЭК, на базе двух реакторов. И в Сибири будет создан очень мощный энергоузел, а Томск из города, импортирующего электроэнергию, превратится в ее экспортера»,— сказал Евгений Адамов. В основе промышленного энергокомплекса — двухблочная АЭС с реакторами на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем мощностью по 1200 МВт.
Как и в ОДЭКе, в него могут входить пристанционные модули фабрикации и переработки топлива. «В ближайшие годы на СХК будет запущен большой перспективный проект. Будут созданы стенды для разработки парогенераторов и главных циркуляционных насосов реакторов ПЭКа. Благодаря этому переход СХК к работе с промышленными энергокомплексами будет плавным»,— отметил Сергей Котов.
Экспериментальная топливная кассета для макета активной зоны 25 декабря в Северске в опытнопромышленную БРЕСТ-ОД-300 эксплуатацию введен МФР — модуль фабрикации рефабрикации топлива для инновационного реактора на быстрых нейтронах БРЕСТОД300 со свинцовым теплоносителем. Это ключевое событие в реализации проекта первой в мире ядерной энергосистемы четвертого поколения.
Источник: Страна Росатом
