I Rusland arbejdes der på at skabe en revolutionær atomreaktor, der tilhører fjerde generation. Vi taler om BREST -reaktoren, som virksomheder, der er en del af det statslige selskab Rosatom i øjeblikket arbejder på. Denne lovende reaktor bygges som en del af gennembrudsprojektet. BREST er et projekt af hurtige neutronreaktorer med blykølevæske, en dobbeltkredsløs varmeoverførsel til møllen samt superkritiske dampparametre. Projektet er udviklet i vores land siden slutningen af 1980'erne. Hovedudvikleren af denne reaktor er NIKIET opkaldt efter N. A. Dollezhal (Research and Design Institute of Power Engineering).
I dag forsyner atomkraftværker Rusland med 18% af den elektricitet, den producerer. Atomenergi er meget vigtig i den europæiske del af vores land, især i nordvest, hvor den tegner sig for 42% af elproduktionen. I øjeblikket er der 10 atomkraftværker i drift i Rusland, som driver 34 kraftenheder. De fleste af dem bruger lavt beriget uran som brændstof med et indhold af isotopen uran-235 i niveauet 2-5%. Samtidig forbruges brændstoffet på atomkraftværket ikke fuldstændigt, hvilket fører til dannelse af radioaktivt affald.
Rusland har allerede akkumuleret 18 tusinde tons brugt uran, og hvert år stiger dette tal med 670 tons. I alt er der 345 tusinde tons af dette affald i verden, hvoraf 110 tusinde tons er i USA. Problemet med behandlingen af dette affald kunne løses med en ny type reaktor, som ville fungere i en lukket cyklus. Oprettelsen af en sådan reaktor ville hjælpe med at klare lækage af militær atomteknologi. Sådanne reaktorer kunne sikkert leveres til alle lande i verden, da det i princippet ville være umuligt at skaffe de råvarer, der er nødvendige for at skabe atomvåben på dem. Men deres største fordel ville være sikkerhed. Sådanne reaktorer kunne startes selv på gammelt, brugt atombrændstof. Ifølge A. Kryukov, doktor i fysiske og matematiske videnskaber, fortæller selv temmelig grove beregninger, at reserverne af brugt uran akkumuleret over 60 års drift af atomindustrien vil være nok til flere hundrede års energiproduktion.
BREST -reaktorerne er et revolutionerende projekt i denne retning. Denne reaktor passer godt ind i konteksten for Vladimir Putins tale på årtusindmødet i FN i september 2000. Som en del af sin rapport lovede den russiske præsident verden en ny atomkraft: sikker, ren, eksklusiv våbenbrug. Siden denne præsentation har arbejdet med implementeringen af gennembrudsprojektet og oprettelsen af BREST -reaktoren gjort betydelige fremskridt.
Generelt billede af BREST-300 reaktoren
Oprindeligt blev BREST -enheden designet, hvilket ville levere en kraftenhed med en kapacitet på 300 MW, men senere dukkede et projekt op med en øget kapacitet på 1200 MW. På dette tidspunkt har udviklerne på dette tidspunkt koncentreret al deres indsats om den mindre kraftfulde reaktor BREST-OD-300 (eksperimentel demonstration) i forbindelse med udviklingen af en stor mængde nye designløsninger og planer om at teste dem på et relativt lille og billigt projekt i implementering. Derudover er den valgte effekt på 300 MW (elektrisk) og 700 MW (termisk) den nødvendige minimumseffekt for at opnå brændstofforædlingsforholdet i reaktorkernen lig med enhed.
I øjeblikket implementeres "Gennembrud" -projektet på stedet for virksomheden i statsselskabet "Rosatom" i Siberian Chemical Combine (SCC) på territoriet til den lukkede territoriale enhed (ZATO) Seversk (Tomsk -regionen). Dette projekt involverer udvikling af teknologier til lukning af atombrændstofcyklussen, som vil være efterspurgt i fremtidens atomkraftindustri. Implementeringen af dette projekt i praksis giver mulighed for oprettelse af et pilotdemonstrationskraftkompleks bestående af: BREST-OD-300-en hurtig neutronreaktor med et flydende blymetalkølemiddel med en stationær atombrændstofcyklus og et specielt modul til fremstilling / renovering brændstof til denne reaktor, samt et modul til oparbejdning af dets brugte brændstof. Det er planlagt at lancere BREST-OD-300-reaktoren i 2020.
Den generelle designer for pilotdemonstration energikomplekset er St. Petersburg VNIPIET. Reaktoren bygges af NIKIET (Moskva). Tidligere blev det rapporteret, at udviklingen af BREST -reaktoren anslås til 17,7 milliarder rubler, konstruktionen af et oparbejdningsmodul til brugt nukleart brændstof - 19,6 milliarder rubler, et fremstillingsmodul og et opstartskompleks for brændstofrenovering - 26,6 milliarder rubler. Hovedopgaven for det energikompleks, der oprettes, bør være udviklingen af teknologien til drift af en ny reaktor, produktion af nyt brændstof og teknologien til oparbejdning af brugt atombrændstof. Af denne grund vil beslutningen om at starte BREST-OD-300-reaktoren i strømtilstand for at generere elektricitet først blive truffet efter afslutningen af alt forskningsarbejde på projektet.
Byggepladsen for kraftkomplekset BREST-300 ligger i området ved det radiokemiske anlæg i Siberian Chemical Combine. Arbejdet med dette websted begyndte i august 2014. Ifølge Sergei Tochilin, generaldirektør for SKhK, er der allerede blevet udført en lodret nivellering her med udgravning af en million kubikmeter jord, kabler er blevet lagt, industrielle vandledninger er installeret, og andre anlægsarbejder er afsluttet. I øjeblikket fortsætter entreprenøren "Java-Stroy" og Seversky-underleverandøren "Spetsteplokhimmontazh" komplekset af arbejder i forbindelse med den forberedende periode. I dag arbejder 400 mennesker på byggepladsen, med stigningen i arbejdstempoet på anlægget vil antallet af bygherrer vokse til 600-700 mennesker. Statens investeringer i dette projekt anslås groft til 100 milliarder rubler, ifølge pressetjenesten fra Siberian Chemical Combine.
Et eksperimentelt demonstrationsenergikompleks i det største i vores land lukkede administrative kompleks er ved at blive bygget i etaper. Den første til at bygge et nitridbrændselsanlæg er planlagt til at blive taget i brug i 2017-2018. I fremtiden vil brændstoffet, der produceres på dette anlæg, gå til den eksperimentelle demonstrationsreaktor BREST-300, hvis konstruktion vil begynde i 2016 og blive afsluttet i 2020, dette vil være gennemførelsen af projektets anden fase. Den tredje fase af arbejdet overvejer opførelsen af et andet anlæg til oparbejdning af brugt brændsel. Gennembrudsprojektet skal være fuldt operationelt inden 2023. Takket være implementeringen af dette ambitiøse projekt skulle omkring 1.5 tusind nye job dukke op i byen Seversk. 6-8 tusinde arbejdere vil direkte deltage i konstruktionen af BREST-300 installationen.
Som lederen af BREST-300-reaktorprojektet Andrei Nikolaev sagde, vil det eksperimentelle demonstrationskraftkompleks i byen Seversk omfatte BREST-OD-300-reaktoranlægget med en stationær atombrændstofcyklus samt et kompleks til produktion af "fremtidens atombrændstof." Vi taler om nitridbrændstof til hurtige reaktorer. Det antages, at det er på denne type brændstof, at hele atomkraftindustrien vil fungere fra 20'erne i det XXI århundrede. Det er planlagt, at den eksperimentelle BREST-300-reaktor bliver verdens første hurtige neutronreaktor med et tungt flydende metal-kølevæske. Ifølge projektet vil brugt nukleart brændstof i BREST-300-reaktoren blive forarbejdet og derefter genindlæst i reaktoren. Der kræves i alt 28 tons brændstof til den første belastning af reaktoren. På nuværende tidspunkt udføres analysen af brugt nukleart brændstof fra lagerfaciliteterne i Siberian Chemical Combine - det er muligt, at en vis mængde produkter med et plutoniumelement kan bruges til produktion af brændstof til den eksperimentelle BREST -reaktor.
BREST-300-reaktoren vil have en række betydelige fordele med hensyn til driftssikkerhed i forhold til enhver reaktor, der fungerer i dag. Denne reaktor vil kunne lukke af sig selv i tilfælde af afvigelse af parametre. Derudover bruger en hurtig neutronreaktor brændstof med en lavere reaktivitetsmargen, og hurtig neutronacceleration og den efterfølgende mulighed for en eksplosion er simpelthen udelukket. Bly er i modsætning til natrium, der bruges i dag som varmebærer, passiv, og ud fra en kemisk aktivitet er bly sikrere end natrium. Tæt nitridbrændstof tolererer lettere temperaturforhold og mekaniske defekter, det er mere pålideligt end oxidbrændstof. Selv de mest ekstreme sabotageulykker med ødelæggelse af eksterne barrierer (fartøjslåg, reaktorbygninger osv.) Vil ikke kunne føre til radioaktive udslip, der ville kræve evakuering af befolkningen og efterfølgende langsigtet fremmedgørelse af land, som det skete under Tjernobyl -ulykken i 1986.
Fordelene ved BREST -reaktoren omfatter:
- naturlig strålingssikkerhed ved alle slags ulykker af eksterne og interne årsager, herunder sabotage, som ikke kræver evakuering af befolkningen
- langsigtet (næsten ubegrænset tid) brændstofforsyning på grund af effektiv anvendelse af naturligt uran;
-ikke-spredning af atomvåben på planeten ved at eliminere produktionen under drift af våbenplutonium og implementering af teknologi på stedet til oparbejdning af tørt brændstof uden adskillelse af plutonium og uran;
- miljøvenlighed ved energiproduktion og efterfølgende bortskaffelse af affald på grund af en lukket brændstofcyklus med transmutation af langlivede fissionsprodukter, transmutation og forbrænding af actinider i en reaktor, rensning af radioaktivt affald fra actinider, opbevaring og bortskaffelse af radioaktivt affald uden at krænke naturlig strålingsbalance;
- økonomisk konkurrenceevne, som opnås på grund af atomkraftværkets naturlige sikkerhed og teknologien i den implementerede brændselscyklus, fodring af reaktoren med kun 238U, afvisning af komplekse tekniske sikkerhedssystemer, høje blyparametre, som sikrer opnåelse af superkritisk parametre for dampturbinkredsløbet og høj effektivitet i den termodynamiske cyklus, reduktion af byggeomkostninger.
Projektbillede af BREST -komplekset. 1 - reaktor, 2 - turbinelokale, 3 - SNF -bearbejdningsmodul, 4 - modul til fremstilling af frisk brændstof.
Kombinationen af mononitridbrændstof, de naturlige kvaliteter af blykølemidlet, designløsninger af kernen og kølekredsløb, fysiske egenskaber ved en hurtig reaktor bringer BREST -reaktoren til et kvalitativt nyt niveau af naturlig sikkerhed og gør det muligt at sikre stabilitet uden at udløse aktiv nødbeskyttelsesmidler ved meget alvorlige ulykker, som er uoverstigelige for nogen af eksisterende og projekterede reaktorer i verden:
- selvkørende pistol fra alle tilgængelige tilsynsorganer
- nedlukning (fastklemning) af alle pumper i reaktorens første kredsløb;
- nedlukning (fastklemning) af alle pumper i reaktorens 2. kredsløb;
- trykaflastning af rektorens bygning;
- brud på dampgeneratorrør eller rørledninger i det sekundære kredsløb i ethvert afsnit;
- pålæggelse af en række ulykker
- Ubegrænset nedkølingstid ved fuldstændig slukning.
Gennembrudsprojektet, der gennemføres af Rosatom, har til formål at skabe en ny teknologisk platform for den russiske atomindustri med en lukket brændstofcyklus og løse problemet med brugt atombrændstof og radioaktivt affald (RW). Resultatet af implementeringen af dette ambitiøse projekt bør være oprettelsen af et konkurrencedygtigt produkt, der vil give russiske teknologier lederskab i verdens atomkraftindustri og generelt i det globale energisystem i de næste 30-50 år.
