Началось строительство свинцового атомного реактора на быстрых нейтронах

Популярная механикаHi-Tech

Новое слово в энергетике: зачем России нужен атомный реактор с замыканием топливного цикла

Летом 2021 года в сибирском Северске началось строительство свинцового атомного реактора на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300. Он станет одним из трех элементов проекта Росатома «Прорыв», который уже к концу десятилетия должен продемонстрировать то, о чем ядерщики мечтали с середины прошлого века, - возможность замыкания топливного цикла.

Роман Фишман

Обычно ядерное топливо получают из минералов, до 1/4 массы которых приходится на уран. Его выделяют, превращают в оксид или другое твердое соединение и прессуют в таблетки.

Уложенные столбиками в металлические трубки топливных сборок, они помещаются в атомные реакторы, где и происходит контролируемая цепная реакция. Однако в природе лишь около 0,7% урана приходится на 235-й изотоп, который вовлекается в цепные реакции деления на АЭС, и даже после обогащения его доля поднимается максимум до 5%. Большая же часть топлива – практически бесполезный уран-238, который слишком стабилен и в реакциях деления тепловыми нейтронами не участвует, а после выгрузки отправляется на переработку и захоронение вместе с прочим радиоактивным мусором.

d74d7ff5ee3abfff994a73dcc88d2d52.jpg
3D-модель реакторной установки БРЕСТ-ОД-300.

ГЦНА (главные циркуляционные насосные агрегаты) обеспечивают циркуляцию теплоносителя в первом контуре реактора. 
ДИАМЕТР АКТИВНОЙ ЗОНЫ: 260 см.
ПАРОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ: 0,42 т/с, температура пароводяной смеси на выходе: 505 °С.
ТЕПЛОВАЯ МОЩНОСТЬ РЕАКТОРА: 700 МВт, электрическая мощность: 300 МВт.
РАСЧЕТНЫЙ СРОК СЛУЖБЫ: 30 лет.

Топливный цикл

Казалось бы, решение лежит на поверхности. Уран-238 способен «облучаться» – улавливать высвобождающиеся в ходе ядерных реакций нейтроны и превращаться в плутоний-239, который может послужить отличным топливом для новых реакций. Этот подход давно применяется в производстве оружейного плутония, и если реализовать его на АЭС, то загруженный в нее уран после работы можно будет рефабриковать, получая новое, обогащенное плутонием топливо для следующих циклов работы. Плутоний же выжигается снова и снова до тех пор, пока не превратится в короткоживущие изотопы, которые не представляют большой опасности при транспортировке и не требуют захоронения на долгий срок. Между тем сейчас такой срок для некоторых радиоактивных отходов может достигать сотен тысяч лет. Описанный подход называется замкнутым топливным циклом.

e6d72c35b4576174ca89bdabce8f6901.jpg
Модуль фабрикации-рефабрикации

«Его главная цель – достижение радиационной эквивалентности атомной энергетики. Сколько радиоактивности мы извлекли из окружающей среды, столько же и возвращаем, не больше, – рассказывает Вячеслав Першуков, руководитель проекта Росатома «Прорыв». – А поскольку природных запасов урана-238 хватит на много тысяч лет, замкнутый цикл должен обеспечить нам и топливную независимость. Можно использовать даже обычный отвальный уран с обогатительной фабрики». Эти замечательные перспективы манили еще пионеров атомной энергетики, однако реализовать такие технологии на обычных реакторах оказалось невозможно.

4a8f097ed1f0f48080edb831a7805be0.jpg
Фундаментная плита размером 90х82 м и толщиной 2,5 м была завершена в конце ноября 2021 года. Сейчас строители приступили к возведению контурных стен.

Быстрые нейтроны

Работающий на АЭС уран-235, распадаясь, выбрасывает множество высокоэнергетических быстрых нейтронов. Они попадают в толщу воды, куда погружены топливные сборки. Жидкость замедляет нейтроны, позволяя тем взаимодействовать с новыми ядрами урана-235 и вовлекать их в цепную реакцию. Но большая часть выделяемой при делении энергии уходит на нагревание воды, которая играет еще и роль теплоносителя: отводит энергию, превращается в пар и вращает турбину электрогенератора. Водо-водяные реакторы – самые распространенные в мире, но для работы с плутонием они малопригодны. Такому топливу требуются быстрые нейтроны, а не замедленные тепловые, и это уже совсем другой уровень.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

8 продуктов, которые ни в коем случае нельзя есть просроченными 8 продуктов, которые ни в коем случае нельзя есть просроченными

Некоторые продукты с последним ударом часов превращаются в настоящий яд

Популярная механика
ЗОЖ вам! ЗОЖ вам!

То, что здоровая еда нужна и интересна только женщинам, – это стереотип

Домашний Очаг
Точки над ИИ: почему не вся автоматизация одинаково полезна Точки над ИИ: почему не вся автоматизация одинаково полезна

Чего стоит погоня за технологичностью, почему ИИ пока не может заменить человека

Forbes
Исправленному верить? Исправленному верить?

Выясняем, когда погоня за идеалом превращается в дисморфию

Harper's Bazaar
Бородавки от лягушек и плохое зрение от чтения в темноте: 7 мифов, в которые мы верили в детстве Бородавки от лягушек и плохое зрение от чтения в темноте: 7 мифов, в которые мы верили в детстве

Мифы, в которые многие из нас верили с детства

ТехИнсайдер
Крайние точки: чем может быть опасна бездумная борьба за всеобщее равенство Крайние точки: чем может быть опасна бездумная борьба за всеобщее равенство

Книга Дмитрия Некрасова «Социальное неравенство: Альтернативный взгляд»

Forbes
Почему беговые лыжи были всенародно любимы в СССР? Почему беговые лыжи были всенародно любимы в СССР?

Поистине народное увлечение, перед которым все были равны!

Maxim
Секреты красоты Кейт Миддлтон: фитнес-клуб принцессы Дианы и трюки с диетами Секреты красоты Кейт Миддлтон: фитнес-клуб принцессы Дианы и трюки с диетами

Как Кейт Миддлтон удается выглядеть так великолепно?

Cosmopolitan
Что говорит характер кошек об их владельцах? Что говорит характер кошек об их владельцах?

Как на личность кошки влияет характер её владельца?

Cosmopolitan
Китайский токамак в течение 17 минут удерживал температуру в несколько раз горячее Солнца Китайский токамак в течение 17 минут удерживал температуру в несколько раз горячее Солнца

Новый мировой рекорд Китайской академии наук

Популярная механика
Бог русской кавалерии Бог русской кавалерии

Христиан Феликс Баур — настоящий полковник XVIII века

Дилетант
Всегда готовь! Всегда готовь!

Какие блюда знаменитости готовят на праздник

Лиза
Солнечный свет сдвинул равновесие реакции в сторону продуктов Солнечный свет сдвинул равновесие реакции в сторону продуктов

Выход процесса этерификации возрос на 15 процентов

N+1
Байки из склепов: как устроен египетский Город мертвых в Каире Байки из склепов: как устроен египетский Город мертвых в Каире

Эль-Карафа — кладбище, которое стало настоящим домом для живых жителей

Forbes
Московская гага Московская гага

Как Роман Абрамович из любителя балета стал продюсером шумных постановок

Forbes
Широко распространенный вирус может вызывать рассеянный склероз Широко распространенный вирус может вызывать рассеянный склероз

Как связаны вирус Эпштейна-Барр и рассеянный склероз?

Популярная механика
Евгений Леонов. Актер, сыгравший человечность Евгений Леонов. Актер, сыгравший человечность

Евгений Леонов умел сочетать в своих ролях и смех, и серьезность

Esquire
8 простых соков и напитков, которые помогают похудеть (по мнению нутрициологов) 8 простых соков и напитков, которые помогают похудеть (по мнению нутрициологов)

Как лучше всего использовать соки и смузи, чтобы сбросить вес?

Cosmopolitan
10 самых быстрых животных планеты 10 самых быстрых животных планеты

Спрингбок, гепард, стриж и другие самые быстрые животные планеты

Популярная механика
Маленький парк в большом городе: как и почему урбанисты разбивают камерные сады Маленький парк в большом городе: как и почему урбанисты разбивают камерные сады

Разбираемся, в чем прелесть мини-парков и какие они бывают

СНОБ
Одна вокруг света: Дорога смерти и лучшие пейзажи Колумбии Одна вокруг света: Дорога смерти и лучшие пейзажи Колумбии

156-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Колумбия

Forbes
Трагедия Макбета: театр без воздуха, Коэн без брата Трагедия Макбета: театр без воздуха, Коэн без брата

Вышла «Трагедия Макбета» — первый фильм Джоэла Коэна, снятый без брата Итана

РБК
«Кузов из фольги». Чем недовольны покупатели популярных автомобилей «Кузов из фольги». Чем недовольны покупатели популярных автомобилей

Чем недовольны люди, которые купили популярные в России автомобили

РБК
Откуда пошла традиция купаться в крещенской проруби? Откуда пошла традиция купаться в крещенской проруби?

История экстремального русского ритуала, который имеет мало отношения к церкви

Maxim
Помнить всё Помнить всё

Можно ли настроить свой мозг на работу без багов?

Psychologies
Названы 8 продуктов, которые едят самые долгоживущие люди на планете Названы 8 продуктов, которые едят самые долгоживущие люди на планете

Орехи, бобы, крестоцветные овощи и другие продукты, которые продлят вашу жизнь

Inc.
Генеральная уборка: как избавиться от ненужных вещей дома Генеральная уборка: как избавиться от ненужных вещей дома

Памятка, которая поможет избавиться от всего ненужного

Esquire
Как рождаются черные дыры: ученые обнаружили крошечный Как рождаются черные дыры: ученые обнаружили крошечный

Как черные дыры становятся такими опасными?

Популярная механика
Соль земли Соль земли

Полезные ископаемые, в которых отразилась история планеты

Вокруг света
Интервальное голодание - 6 самых популярных и эффективных режимов Интервальное голодание - 6 самых популярных и эффективных режимов

Интервальное голодание стало одним из самых модных способов похудеть.

Cosmopolitan
Открыть в приложении