Российские «реакторы будущего» обретают реальность
Глава «Росатома» Алексей Лихачев на встрече с президентом России Владимиром Путиным сообщил, что им в правительство РФ подано предложение на постройку в 2020-х годах первого атомного блока на «быстрых нейтронах» БН-1200. Одновременно с этим руководство корпорации не исключает, что в еще в нынешнем году может начаться и строительство другого «прорывного» реактора с металлическим теплоносителем («Брест-ОД-300»).
Замыкание цикла на БН-1200
Итак, «Росатом» определился. Напомню, что ранее реализацию проекта БН-1200 отложили до окончания полного цикла испытаний реактора БН-800, который является прототипом для будущей серийной российской установки.
Он был запущен в декабре 2015 года и передан в эксплуатацию 1 ноября 2016-го. С тех пор он проработал более года в штатном режиме, что дает руководству концерна «Росатом» основание предлагать свой, теперь уже серийный, реактор БН-1200 к постройке сначала в России, а затем и за рубежом.
Да, иностранным покупателям по словам главы «Росатома» он тоже будет предлагаться.
Почему же так важен для России реактор на быстрых нейтронах? Дело в том, что ядерная энергетика имеет свою специфику. Это при сжигании угля, нефтепродуктов или газа топливо, сгорев один раз, превращается в отходы производства и энергию. В ядерных реакциях все много сложнее.
Выгруженное из реактора отработанное топливо можно отвезти на завод, который разделит его на отдельные элементы (изотопы), значительную часть из которых можно вновь использовать. И не просто использовать, а заставить «работать» те изотопы, которые до сих пор лежат в отвалах. Таким образом решается сразу несколько важных задач. Во-первых, резкое увеличение сырьевой базы российской атомной энергетики и фактическая ее независимость в любой обозримой перспективе от открытия новых месторождений урана и от месторождений, находящихся за границей. Во-вторых, значительное уменьшение количества остающихся радиоактивных «отвалов».
Именно в этом и состоит идея концепции «Прорыв». Причем в ее рамках создание реакторов типа БН-1200 является только одним из направлений. Да, он проще, и уже готов его рабочий серийный проект, но и одновременно имеет некоторые неустранимые недостатки. Во-первых, полное замыкание цикла возможно только при совместной работе реакторов ВВЭР-1200 и БН-1200 (в пропорции 2 к 1). А еще реакторы БН — менее экономичны из-за расходов по соблюдению режима безопасной эксплуатации.
Жидкий натрий, который используется в них в качестве теплоносителя, очень активен, и с ним очень много технологических проблем, решение которых усложняет конструкцию блока и стоит денег.
Будущее за БРЕСТом
Гораздо лучшие перспективы вырисовываются при доведении до промышленного образца принципиально нового реактора со свинцовым теплоносителем типа «Брест». Он в теории имеет просто идеальные характеристики.
Его отработанное ядерное топливо имеет свою специфику и коэффициент воспроизводства близкий к 1 (это значит, что основную массу горящих изотопов для последующих заправок он сам для себя и производит), что позволяет производить переработку отработанного в реакторах топлива прямо на месте. Фактически АЭС с реакторами «Брест» это замкнутый цикл производства. А это также сокращает его стоимость. Но самый важный плюс реакторов подобного типа в следующем: из-за резкого снижения затрат на их строительство, снижается и конечная стоимость производимой на них электроэнергии.
По сути, реакторы типа «Брест» бескорпусные. Это бетонные бассейны, куда в теплоноситель (свинец) опускается активная зона. Разгерметизация контуров металлического теплоносителя (самая главная проблема реакторов БН-1200) или опасность взрыва, в случае реакторов ВВЭР здесь исключена.
И как следствие всех вышеперечисленных факторов по итогу производимая на реакторах «Брест» электроэнергия будет стоить как электроэнергия, производимая на уже ставших традиционными ВВЭРах.
На сегодня в целом НИОКР по опытному демонстрационному проекту «Брест-ОД-300» завершены и, по словам директора блока по управлению инновациями «Росатома» Вячеслава Першукова, не исключено, что начало строительство опытного блока будет начато уже в 2018 году:
«Сейчас мы рассматриваем вопрос, чтобы, может быть, начать строительство с 2018 года. Начало или конец 2018 года – будет зависеть от того, когда мы полностью закончим корректировку проектно-сметной документации».
Проработка технологий реакторов с жидкометаллическим теплоносителем имеет и еще одно очень важное для России значение — военное (хотя прямого отношения к проектам БН и «Брест» это, конечно, не имеет).
Очень похоже, что новая перспективная атомная лодка пятого поколения «Хацки» (условное название) будет иметь именно такой реактор, который позволит ей не только иметь уровень скрытности на уровне современных дизель-электрических ПЛ, но и резко уменьшить размеры лодки и иметь при этом очень хорошие разгонные характеристики, позволяющие ей легко уходить от атак современных торпед, находящихся на вооружении вероятного противника.
А что остальной мир? Возникает вопрос: а как при этом обстоят дела с подобными реакторами в других странах? Да никак не обстоят. Никто из иностранных атомных игроков не ставит перед собой таких амбициозных и системных задач. Американцы в этом направлении не работают от слова совсем. Французы и японцы, промучившись несколько десятков лет со своими образцами, поставили пока на этих программах крест, а остальные игроки пока очень слабы в технологическом плане, чтобы пытаться создавать нечто подобное.
Информация