Выдана лицензия на создание реактора БРЕСТ-ОД-300. Что это значит
На этой неделе Ростехнадзор выдал лицензию на создание первого в мире опытно-демонстрационного энергоблока с реактором на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300 со свинцовым теплоносителем. Проект реализовывается на площадке Сибирского химического комбината Росатома возле Томска.
Что это значит? Значит, что в России официально началось создание самого современного, эффективного и безопасного ядерного реактора в мире. Именно так пафосно. В данном случае это не клише. Поясним и начнем издалека. Вот почему атомная энергетика еще не покорила абсолютно весь мир? Ведь так остро сейчас стоит проблема выбросов от углеводородных электростанций. Казалось бы, лучше атомной энергетики ничего нельзя придумать. Есть две причины.
Первая: обедненный уран, наработанный во время обогащения урана под реакторное топливо и уже отработанное топливо. Что с ними делать? На самом деле, проблема их хранения не такая уж и страшная, потому что не так уж их и много и не такие уж они радиоактивные и методы есть довольно надежные. Но все же.
Вот так вот хранят в России гексафторид обедненного урана. И главное, этого достаточно по безопасности:
Вторая причина: страх перед повторением Чернобыля.
Первая проблема, с «отходами» решается с помощью реакторов на быстрых нейтронах. В таких в качестве тепловыделяющих элементов используются переработанные тепловыделяющие элементы обычных атомных станций. А в процессе работы они еще и обогащают обедненный уран. Бинго! Как? Сейчас очень на пальцах и очень коротко поясним.
«Обычные» реакторы на тепловых (гораздо менее быстрых) нейтронах используют обогащенный радиоактивный уран-235. Реакторы на быстрых нейтронах могут использовать и торий-232, и оружейный плутоний, которые в обычных реакторах не смогут участвовать в управляемой реакции. Это решает проблему отработанного ядерного топлива и запасов оружейного плутония. Но как же решается проблема обедненного урана-238?
Его закладывают в активную зону реактора. Нейтроны-то быстрые, так что им хватает энергии, чтобы превратить обедненный уран в плутоний. Который можно тут же (ну не совсем тут же, а после переработки в специальные сборки) использовать в качестве топлива.
Эксперименты с такими реакторами проводились еще на заре атомной энергетики, но тогда просто не хватало технологий и материалов для создания таких сложных систем. Немного парадоксально, что нейтроны во время реакции изначально быстрые, их, наоборот, в классической схеме приходится замедлять с помощью уплотнения топлива и специальных замедлителей и отражателями. Но сейчас в России есть такие технологии, материалы и специалисты, чтобы совладать с быстрыми частицами.
В мире сейчас всего два подобных коммерческих реактора, оба в России. Поэтому иногда вы можете видеть панические новости, что из Европы в Россию ввозят «ядерные отходы». Это не отходы, а сырье для топлива наших АЭС. А нам еще и доплачивают за это. Более того, в реакторах на быстрых нейтронах «сгорает» большинство радиоактивных сверхтяжелых элементов, которые в обычном реакторе идут в отходы. «Сгорание» не очень верный термин. Потому что от огня остается дым и сажа, а тут нет. Их, элементов этих, просто нет на выходе.
Так выглядят «таблетки» ядерного топлива, находящиеся внутри стержней сборок:
Вторая причина, безопасности, тоже решается. Второго Чернобыля уже на нынешнем уровне технологий не произойдет. Очень много уж специальных и активных, и пассивных (вроде нескольких толстых железобетонных герметичных капсул) с тех пор изобретено.
Но сделать мирный атом еще безопаснее можно. В аббревиатуре БРЕСТ «БР» это «быстрый реактор», а «ЕСТ» это «естественная безопасность.
В обычных быстрых реакторах в качестве теплоносителя используется иногда ртуть, но чаще жидкий натрий (а совсем в «обычных», тепловых, — чаще всего вода). Он вскипает при 883,15 °C. И при контакте с воздухом активно химически реагирует. Так что чисто потенциально возможен взрыв.
В БРЕСТе же используется жидкий свинец. Он с воздухом не реагирует, кипит далеко за тысячу градусов и в случае разгерметизации (и так маловероятной) просто затвердеет и сам собой остудит активную зону реактора.
Так что в России началось сразу 2 будущего: будущее закрытого ядерного цикла и будущее естественно безопасных реакторов.
