Oroszországban folyamatban van a negyedik generációhoz tartozó forradalmi atomreaktor létrehozása. A BREST reaktorról beszélünk, amelyen jelenleg a Rosatom állami vállalathoz tartozó vállalkozások dolgoznak. Ez az ígéretes reaktor az áttörés projekt részeként épül. A BREST az ólomhűtőfolyadékkal rendelkező gyors neutronreaktorok, a kettős körű hőátadás a turbina, valamint a szuperkritikus gőzparaméterek projektje. A projektet hazánkban az 1980 -as évek vége óta fejlesztették ki. Ennek a reaktornak a fő fejlesztője a NIKIET, amelyet N. A. Dollezhalról (Energetikai Kutató és Tervező Intézet) neveztek el.
Ma az atomerőművek biztosítják Oroszországnak az általa termelt villamos energia 18% -át. Az atomenergia nagyon fontos hazánk európai részén, különösen északnyugaton, ahol az áramtermelés 42% -át teszi ki. Jelenleg Oroszországban 10 atomerőmű működik, amelyek 34 erőegységet üzemeltetnek. Többségük alacsony dúsítású uránt használ üzemanyagként, amelynek urán-235 izotóp tartalma 2-5%. Ugyanakkor az atomerőműben az üzemanyag nem merül fel teljesen, ami radioaktív hulladék képződéséhez vezet.
Oroszország már 18 ezer tonna kiégett uránt halmozott fel, és ez a szám minden évben 670 tonnával növekszik. Összesen 345 ezer tonna hulladék van a világon, ebből 110 ezer tonna az Egyesült Államokban. Ezen hulladékok feldolgozásával kapcsolatos problémát egy új típusú reaktor oldhatná meg, amely zárt ciklusban működne. Egy ilyen reaktor létrehozása segítene megbirkózni a katonai nukleáris technológia szivárgásával. Az ilyen reaktorok biztonságosan szállíthatók a világ bármely országába, mivel elvileg lehetetlen lenne hozzájuk hozzájutni az atomfegyverek létrehozásához szükséges alapanyagokhoz. De fő előnyük a biztonság lenne. Az ilyen reaktorokat akár régi, kiégett nukleáris üzemanyaggal is be lehetne indítani. A. Kryukov, a fizikai és matematikai tudományok doktora szerint még a meglehetősen durva számítások is azt mondják, hogy a nukleáris ipar 60 éves működése során felhalmozott kiégett urán tartalékok elegendőek lesznek több száz év energiatermeléséhez.
A BREST reaktorok ebben az irányban forradalmi projektek. Ez a reaktor jól illeszkedik Vlagyimir Putyin 2000 szeptemberében az ENSZ -ben rendezett millenniumi csúcstalálkozón elhangzott beszédének kontextusába. Jelentésének részeként az orosz elnök új atomenergiát ígért a világnak: biztonságos, tiszta, a fegyverhasználatot nem számítva. Az előadás óta az Áttörés projekt megvalósításával és a BREST reaktor létrehozásával kapcsolatos munka jelentős előrelépést tett.
A BREST-300 reaktor általános nézete
Kezdetben a BREST egységet tervezték, amely 300 MW teljesítményű erőforrást biztosít, de később megjelent egy projekt, amelynek megnövelt teljesítménye 1200 MW volt. Ugyanakkor ezen a ponton a fejlesztők minden erőfeszítésüket a kevésbé erős BREST-OD-300 reaktorra (kísérleti demonstráció) összpontosították, nagy mennyiségű új tervezési megoldás kifejlesztése és tesztelési terveik kapcsán. egy viszonylag kicsi és olcsó projekt megvalósításában. Ezenkívül a kiválasztott 300 MW (elektromos) és 700 MW (termikus) teljesítmény a minimálisan szükséges teljesítmény ahhoz, hogy a reaktormagban az egységgel egyenlő tüzelőanyag -tenyésztési arányt kapjunk.
Jelenleg az "áttörés" projektet hajtják végre a szibériai vegyi kombináció (SCC) állami vállalat "Rosatom" vállalata telephelyén, a zárt területi egység (ZATO) Seversk (Tomszk régió) területén. Ez a projekt magában foglalja a nukleáris tüzelőanyag -ciklus lezárására szolgáló technológiák kifejlesztését, amelyekre kereslet lesz a jövő atomenergia -iparában. Ennek a projektnek a gyakorlatban történő megvalósítása lehetővé teszi egy kísérleti demonstrációs teljesítménykomplexum létrehozását, amely a következőkből áll: BREST-OD-300-gyors neutronreaktor ólom folyékony fém hűtőfolyadékkal, álló nukleáris üzemanyag-ciklusban és egy speciális modul gyártáshoz / felújításhoz üzemanyagot ehhez a reaktorhoz, valamint egy modult a kiégett fűtőelemek újrafeldolgozásához. A tervek szerint 2020-ban elindítják a BREST-OD-300 reaktort.
A kísérleti demonstrációs energiakomplexum általános tervezője a szentpétervári VNIPIET. A reaktort a NIKIET (Moszkva) építi. Korábban arról számoltak be, hogy a BREST reaktor fejlesztését 17,7 milliárd rubelre becsülik, a kiégett nukleáris üzemanyag -újrafeldolgozó modul megépítését - 19,6 milliárd rubelt, egy gyártási modult és egy üzemanyag -felújítási beindító komplexumot - 26,6 milliárd rubelre. A létrehozandó energiakomplexum fő feladata az új reaktor működtetésére szolgáló technológia kifejlesztése, új tüzelőanyag előállítása és a kiégett nukleáris üzemanyag újrafeldolgozásának technológiája kell, hogy legyen. Emiatt a BREST-OD-300 reaktor áramellátás céljából történő üzembe helyezéséről szóló döntés csak a projekt összes kutatómunkájának befejezése után születik meg.
A BREST-300 erőmű építési helye a Szibériai Vegyi Kombinát radiokémiai üzemének területén található. A munkálatok ezen az oldalon 2014 augusztusában kezdődtek. Szergej Tochilin, az SKhK főigazgatója szerint itt már végeztek függőleges szintezést egymillió köbméter talaj feltárásával, kábeleket fektettek le, ipari vízvezetékeket szereltek be, és egyéb építési munkálatokat is befejeztek. Jelenleg a "Java-Stroy" vállalkozó és a Seversky alvállalkozó "Spetsteplokhimmontazh" folytatja az előkészítő időszakhoz kapcsolódó munkák komplexumát. Ma 400 ember dolgozik az építkezésen, a létesítmény munkájának ütemének növekedésével az építők száma 600-700 főre nő. A szibériai vegyi kombinátum sajtószolgálata szerint az állami beruházásokat nagyjából 100 milliárd rubelre becsülik.
Hazánk legnagyobb, zárt közigazgatási komplexumában egy kísérleti demonstrációs energiakomplexum épül szakaszosan. Az első, amely nitrid tüzelőanyag-üzemet épít, a tervek szerint 2017-2018-ban kerül üzembe. A jövőben az üzemben előállított üzemanyag a BREST-300 kísérleti demonstrációs reaktorba kerül, amelynek építése 2016-ban kezdődik és 2020-ban fejeződik be, ez lesz a projekt második szakaszának befejezése. A munka harmadik szakasza egy másik üzem kiépítését irányozza elő a kiégett fűtőelemek újrafeldolgozására. Az áttörési projektnek teljes mértékben működőképesnek kell lennie 2023 -ra. Ennek az ambiciózus projektnek a megvalósításának köszönhetően mintegy 1,5 ezer új munkahelynek kell megjelennie Seversk városában. 6-8 ezer munkás vesz részt közvetlenül a BREST-300 telepítésének megépítésében.
Ahogy Andrei Nyikolajev, a BREST-300 reaktor projekt vezetője elmondta, a Szeversk városában zajló kísérleti demonstrációs erőmű komplexum magában foglalja a BREST-OD-300 reaktorüzemet álló nukleáris üzemanyagciklus mellett, valamint egy komplexet a "a jövő nukleáris üzemanyaga". Gyors reaktorok nitrid tüzelőanyagáról beszélünk. Feltételezzük, hogy a XXI. Század 20 -as éveitől kezdve az ilyen típusú üzemanyagokkal fog működni a teljes atomenergia -ipar. A tervek szerint a kísérleti BREST-300 reaktor lesz a világ első gyors, nehéz folyékony fém hűtőfolyadékkal rendelkező gyors neutronreaktorja. A projekt szerint a BREST-300 reaktorban használt kiégett fűtőelemeket újra feldolgozzák, majd újra betöltik a reaktorba. A reaktor kezdeti betöltéséhez összesen 28 tonna üzemanyagra lesz szükség. Jelenleg a Szibériai Vegyi Kombinát tárolóiból származó kiégett nukleáris fűtőelemek elemzése folyik - elképzelhető, hogy bizonyos mennyiségű, plutónium elemet tartalmazó termék felhasználható a kísérleti BREST reaktor üzemanyagának előállítására.
A BREST-300 reaktornak számos jelentős előnye lesz az üzembiztonság szempontjából minden ma működő reaktorhoz képest. Ez a reaktor bármilyen paraméter eltérése esetén képes magától leállni. Ezenkívül a gyors neutronreaktor alacsonyabb reaktivitási tartalékú tüzelőanyagot használ, és a gyors neutrongyorsulás és az azt követő robbanás lehetősége egyszerűen kizárt. Az ólom, ellentétben a nátriummal, amelyet ma hőhordozóként használnak, passzív, és a kémiai aktivitás szempontjából az ólom biztonságosabb, mint a nátrium. A sűrű nitrid üzemanyag könnyebben tolerálja a hőmérsékleti viszonyokat és a mechanikai hibákat, megbízhatóbb, mint az oxid üzemanyag. Még a legszélsőségesebb szabotázsbalesetek sem, amelyek a külső korlátok (edényfedelek, reaktorépületek stb.) Megsemmisítésével járnak, nem vezethetnek olyan radioaktív kibocsátáshoz, amely a lakosság evakuálását és az azt követő hosszú távú földelidegenítést igényelné. a csernobili baleset 1986 -ban.
A BREST reaktor előnyei a következők:
- természetes sugárbiztonság mindenféle baleset esetén külső és belső okokból, beleértve a szabotázst is, amely nem igényli a lakosság evakuálását;
- hosszú távú (időben szinte korlátlan) üzemanyag-ellátás a természetes urán hatékony felhasználásának köszönhetően;
-a nukleáris fegyverek elterjedésének megakadályozása a bolygón azáltal, hogy megszüntetik a fegyverminőségű plutónium termelését és a száraz üzemanyag újrafeldolgozására szolgáló helyszíni technológia bevezetését a plutónium és az urán elválasztása nélkül;
- az energiatermelés és az azt követő hulladéklerakás környezetbarátsága a zárt üzemanyag-ciklusnak köszönhetően, hosszú élettartamú hasadási termékek átalakításával, az aktinidek átalakulásával és elégetésével a reaktorban, a radioaktív hulladékok tisztítása az aktinidektől, a radioaktív hulladékok tárolása és ártalmatlanítása természetes sugárzási egyensúly;
- gazdasági versenyképesség, amelyet az atomerőmű természetes biztonsága és a megvalósított üzemanyagciklus technológiája révén érnek el, a reaktor csak 238 U -val történő táplálása, a komplex mérnöki biztonsági rendszerek elutasítása, a magas ólomparaméterek, amelyek biztosítják a szuperkritikus elérését a gőzturbina kör paraméterei és a termodinamikai ciklus nagy hatékonysága, az építési költségek csökkentése.
A BREST komplexum projektképe. 1 - reaktor, 2 - turbinaterem, 3 - SNF újrafeldolgozó modul, 4 - friss üzemanyag -előállító modul.
A mononitrid tüzelőanyag, az ólomhűtőfolyadék természetes tulajdonságai, a mag- és hűtőkörök tervezési megoldásai, a gyorsreaktor fizikai tulajdonságai kombinálják a BREST reaktor minőségileg új szintjét a természetes biztonsággal, és lehetővé teszik a stabilitás biztosítását aktív aktiválás nélkül sürgősségi védelem nagyon súlyos balesetek esetén, amelyek leküzdhetetlenek a világ bármely meglévő és tervezett reaktorában:
- minden rendelkezésre álló szabályozó szerv önjáró fegyvere;
- a reaktor 1. körének összes szivattyújának leállítása (elakadása);
- a reaktor 2. körének összes szivattyújának leállítása (elakadása);
- a rektori épület nyomásmentesítése;
- a gőzfejlesztő csövei vagy a szekunder kör csővezetékeinek szakadása bármely szakaszon;
- különféle balesetek kiszabása;
- Korlátlan idő lehűlés teljes kikapcsoláskor.
A Rosatom által megvalósított áttörési projekt célja, hogy új technológiai platformot hozzon létre az orosz nukleáris ipar számára zárt üzemanyagciklus mellett, és megoldja a kiégett nukleáris üzemanyag és a radioaktív hulladék (RW) problémáját. Ennek az ambiciózus projektnek a megvalósításának eredménye egy versenyképes termék létrehozása kell, hogy legyen, amely az orosz technológiák számára vezető szerepet fog betölteni a világ atomenergia-iparában és általában a globális energiarendszerben a következő 30-50 évben.
