Строительство уникального ядерного энергоблока с реакторной установкой на быстрых нейтронах стартовало в закрытом городе Северск Томской области. Реактор БРЕСТ-ОД-300 должен решить проблему накопления отработавшего ядерного топлива, актуальную для всего мира. Как будет работать новая установка и за что критикуют революционный проект?
Комплекс под Томском — экспериментальный. Если проект докажет свою работоспособность, реакторы по принципиально новой технологии начнут строить по всему миру. Разработчики реактора прочат своему детищу революцию в энергетике. Но критиков тоже хватает. Разрешить их спор сможет только реальная эксплуатация установки.
Первые в мире
Проект только-только оторвался от бумажной стадии — на днях в Северске началась заливка первого бетона в фундамент. Опытно-демонстрационный энергоблок, разработанный специалистами Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники имени Доллежаля, построят на площадке Сибирского химического комбината.
По плану, сам реактор БРЕСТ-ОД-300 запустят в 2026 году, но эти сроки еще могут быть сдвинуты. Все работы ведутся в рамках многолетнего проекта «Прорыв», который предусматривает создание ядерных энергетических технологий нового поколения и курируется руководством страны.
Революционным является не только сам реактор на быстрых нейтронах — в состав кластера также войдут модуль по производству уран-плутониевого ядерного топлива и установка по переработке облученного топлива.
«Благодаря переработке ядерного топлива бесконечное количество раз ресурсная база атомной энергетики станет практически неисчерпаемой. При этом для будущих поколений снимается проблема накопления отработавшего ядерного топлива», — сказал на церемонии старта работ генеральный директор «Росатома» Алексей Лихачев.
Впервые в мире атомщики реализуют замкнутый ядерный топливный цикл. Облученное топливо после переработки сразу направят на повторное изготовление свежего уран-плутониевого «горючего», в результате система через некоторое время станет практически автономной и независимой от внешних поставок энергоресурсов.
Аббревиатура БРЕСТ расшифровывается довольно просто: Быстрый Реактор Естественной безопасности со Свинцовым Теплоносителем.Как работает БРЕСТ-ОД-300
Существующая атомная энергетика использует реакторы на так называемых тепловых нейтронах. Реактор БРЕСТ-ОД-300 работает на быстрых нейтронах, в качестве теплоносителя выступает свинец. Сама установка фактически представляет собой огромный бассейн — в шахту из теплоизоляционного бетона будет залит металл, в него опустят активную зону, насосы и парогенератор.
Циркуляция свинца в контуре происходит за счет создаваемой насосами разности его горячего и холодного уровней. После нагрева кипящий свинец превратит воду в пар, который затем используется для выработки электроэнергии.
В качестве стартовой загрузки используется смесь нитридов обедненного урана и плутония. Замкнутый цикл предполагает облучение доступного изотопа урана-238, не способного к цепной ядерной реакции. В результате вырабатывается изотоп плутония-239. При перезагрузке топливо можно использовать повторно, достаточно снова добавить обедненный уран-238.
Электрическая мощность БРЕСТ-ОД-300 составит 300 МВт — это минимальное значение для получения нужного коэффициента воспроизводства топлива в активной зоне. В случае успеха проекта планируется построить коммерческий энергоблок большой электрической мощности порядка 1200 МВт.
После запуска БРЕСТ-ОД-300 станет первым в мире реактором четвертого поколения с очень высокими показателями безопасности и надежности. Разработчики рассчитывают, что характеристики новой установки вернут атомной энергетике популярность, утраченную после тяжелейших аварий в Чернобыле и Фукусиме.
Почему комплекс считается безопасным
БРЕСТ-ОД-300 обладает «естественной безопасностью». По заверениям создателей, конструкция реактора исключает так называемый разгон на мгновенных нейтронах, ставший причиной самых громких аварий на АЭС. Кроме этого, на новом реакторе невозможна потеря теплоносителя.
Замкнутый топливный цикл увеличивает экологическую чистоту реактора — возникающие в процессе работы минорные актиниды, наиболее опасные радиоактивные вещества, возвращаются в реактор в составе регенерированного топлива, где их «пережигают». Оставшиеся радиоактивные отходы отправляют «вылеживаться» прямо на территории комплекса.
Еще один важный плюс — в таком реакторе не образуется «лишнего» плутония, который теоретически можно использовать для сборки атомной бомбы. Тем самым реакторы можно смело строить в любых странах, не опасаясь нарушения режима нераспространения ядерного оружия.
Одним из факторов повышенной безопасности является выбор свинца в качестве теплоносителя — впервые в мире. Все ранее созданные реакторы на быстрых нейтронах используют в качестве теплоносителя натрий. Но выбор свинца неслучаен — у него высокие инертность и температура кипения, что исключает взрывы или аварии с быстрым разрушением активной зоны.
Свинец и бетон — одни из лучших материалов для защиты от ионизирующего излучения, поэтому вокруг реактора обеспечен естественный радиационный фон. Кроме этого, активная зона БРЕСТ-ОД-300 имеет нулевой запас реактивности. В частности, это означает невозможность повторения сценария Чернобыля на таком реакторе.
За что критикуют реактор
Критиков проекта хватает — ряд специалистов указывают, что работоспособность конструкционных материалов, которые на протяжении многих лет будут контактировать с кипящим свинцом, обоснована недостаточно.
Другой негативный фактор заключается в очень больших энергетических и временных затратах для расплавления и поддержания теплоносителя в жидком состоянии. Так, по проекту на разогрев БРЕСТ-ОД-300 потребуется целых 7 месяцев. Фактически, такие реакторы нельзя останавливать, иначе АЭС гарантирован длительный «отпуск».
Некоторые эксперты отмечают, что тяжелый теплоноситель не задерживает продукты деления — цезий и йод, которые теоретически могут перейти в газовый контур и попасть за пределы самого реактора. Впрочем, данные опасения оспариваются разработчиками БРЕСТ-ОД-300.
Новый реактор потенциально способен совершить переворот в ядерной энергетике, но скепсис в отношении мирного атома разобьет только многолетняя успешная эксплуатация БРЕСТ-ОД-300. Если комплекс под Томском подтвердит свой потенциал, мировое доверие к отрасли может быть восстановлено.
