Реактор будущего

В Северске на площадке Сибирского химического комбината госкорпорации «Росатом» стартовало строительство первого в мире энергоблока нового поколения БРЕСТ-ОД-300. Казалось бы, где Северск, а где донская столица, но на широком фронте борьбы за безопасную ядерную энергетику есть небольшой «окоп» и ростовских ученых.

Что такое БРЕСТ

БРЕСТ — российский реактор на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем, двухконтурной схемой отвода тепла к турбине и закритическими параметрами пара. Урановое сырье будет перерабатываться в таком реакторе настолько глубоко, что отходы будут иметь такой же уровень радиоактивности, что и природные месторождения урана.

Российские специалисты доказали, что можно так спроектировать ядерные реакторы на быстрых нейтронах, что их безопасность будет основываться на законах природы, а не на дополнительных инженерных барьерах и увеличении персонала. Это и есть принцип естественной безопасности, который лег в основу концепции БРЕСТа. Его конструкция исключает т.н. разгон на мгновенных нейтронах, ставший причиной аварии в Чернобыле.

Возводимый «Росатомом» в рамках проекта «Прорыв» опытно-демонстрационный энергетический комплекс помимо реактора БРЕСТ включает в себя комплекс по производству так называемого смешанного нитридного уран-плутониевого ядерного топлива для реактора, а также комплекс по переработке отработавшего топлива. В результате должен получиться пристанционный замкнутый ядерный топливный цикл, что даст возможность на одной площадке не только вырабатывать электричество, но и готовить из выгружаемого из реактора топлива новое.

То есть, ядерная энергетика становится возобновляемой и безотходной, не говоря уже об ее альтернативе в использовании углеводородного топлива. БРЕСТ уже называют энергетическим прорывом России.

Контроль и безопасность

Не очень-то разговорчивы сотрудники Центра перспективных исследований и разработок ЮФУ, но вот что удалось все-таки узнать об их вкладе в этот проект.

Работа по разработке акустической системы контроля и безопасности реакторной установки БРЕСТ-ОД-300 проводится ими вместе с МГУ и Акустическим институтом имени академика Н. Н. Андреева

Сотрудники Центра разработали и изготовили комплект уникальных ультразвуковых преобразователей, работающих в жидком свинце при температуре 500С и экстремальных уровнях радиации. В конструкциях ультразвуковых преобразователей использованы разработанные в НИИ физики ЮФУ высокотемпературные пьезокерамические материалы, устойчивые ко внешним воздействиям. Такие преобразователи обладают исключительными характеристиками и использованы в системе ультразвуковой визуализации элементов конструкции ядерного реактора.

Почему речь идет о свинце? Расплавленный, он используется в реакторе в качестве теплоносителя вместе воды. Свинец сам по себе хорошо задерживает радиацию, а при контакте с воздухом быстро остывает и твердеет. Так что аварии подобно той, что была на Фукусиме, здесь невозможны в принципе.

В «режиме нераспространения»

В работе реактора БРЕСТ не используется уран-235, которого в природном сырье менее одного процента. А сочетание свойств плотного нитридного уран-плутониевого ядерного топлива и свинцового теплоносителя дает возможность работать БРЕСТу в так называемом равновесном топливном режиме: когда ядерного «горючего» — плутония — нарабатывается в ходе работы реактора столько, сколько «сгорает». Он, плутоний, в составе отработавшего ядерного топлива идет для изготовления новых партий свежего топлива для БРЕСТа, извне подпитываемых только обедненным ураном-238 и использоваться для военных целей не может.

А как у них

По сообщению РИА «Новости», реактор БРЕСТ-ОД-300 должен начать работу в 2026 году. К 2023 году планируется освоить производственный комплекс по выпуску топлива, а к 2024 году предполагается начать сооружение модуля переработки облученного топлива. Похожий проект реактора на быстрых нейтронах в этом году в США начнет реализовывать компания Билла Гейтса. Американский реактор мощностью 345 МВт согласно планам его создателей должен быть принят в эксплуатацию в 2027 году. На это строительство будет потрачено не менее $1 млрд. О стоимости кластера вокруг БРЕСТ-ОД-300 пока не сообщается.

Кстати. Работа над проектом «Прорыв» хорошо вписывается в решение правительства России, которое по распоряжению премьер-министра Михаила Мишустина создает рабочие группы «по адаптации российской экономики к глобальному энергопереходу» — снижению спроса на традиционное топливо на фоне развития альтернативной энергетики.