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

Комедии, фильмы из детства и «Властелин колец»: как вылечить весеннюю апатию с помощью кино Комедии, фильмы из детства и «Властелин колец»: как вылечить весеннюю апатию с помощью кино

Как хорошее кино может помочь справиться с плохим настроением?

Популярная механика
Российские ученые спроектировали беспилотник для мониторинга погоды в Арктике: что он умеет Российские ученые спроектировали беспилотник для мониторинга погоды в Арктике: что он умеет

Новый беспилотник позволит исследовать структуру пограничного слоя атмосферы

Популярная механика
Заря суперинтеллекта: о чем говорит новый проект Ильи Суцкевера Заря суперинтеллекта: о чем говорит новый проект Ильи Суцкевера

О том, как фантастика суперинтеллекта превращается в реальность

Forbes
Проверь себя (или того, кто рядом): 7 признаков настоящего психопата Проверь себя (или того, кто рядом): 7 признаков настоящего психопата

Как определить психопата или социопата?

Cosmopolitan
В чем разница между обаянием и харизмой. Отрывок из книги Вероники Хранеко, эксперта по публичным выступлениям В чем разница между обаянием и харизмой. Отрывок из книги Вероники Хранеко, эксперта по публичным выступлениям

Как грамотно донести мысль и повысить коммуникативные способности?

СНОБ
“От разговоров о цвете обоев я как выжатый лимон” “От разговоров о цвете обоев я как выжатый лимон”

Смогут ли женщины найти поддержку друг в друге?

Psychologies
Театр у микрофона Театр у микрофона

Молодые столичные группы превращают концерты в настоящий спектакль

Vogue
Анна Банщикова. Время женщин Анна Банщикова. Время женщин

Женщинам вообще тяжелее по многим параметрам

Коллекция. Караван историй
Куда расти RUSSPASS: новые возможности для туристов в России Куда расти RUSSPASS: новые возможности для туристов в России

Как новые технические B2B-решения и коллаборации работают на благо туриста?

Forbes
Маркетплейсы открывают рынки Маркетплейсы открывают рынки

Российские производители товаров увеличили свои экспортные продажи

Эксперт
Убытки, сокращения и бунт: что происходит в Skillbox и GeekBrains Убытки, сокращения и бунт: что происходит в Skillbox и GeekBrains

Образовательный холдинг провел сокращение сотрудников

Forbes
Держать равнение Держать равнение

Неожиданные признаки проблем со спиной и способы все исправить

Лиза
В темноте и за углом В темноте и за углом

Зрение военного времени

Популярная механика
Набор свойств отдельной галактики позволил ограничить среднюю плотность материи во Вселенной Набор свойств отдельной галактики позволил ограничить среднюю плотность материи во Вселенной

Алгоритм, предсказывающий космологические параметры по свойствам галактик

N+1
«В «В

Насколько деструктивными бывают действия психологов в сериалах?

РБК
Я спокойна, я абсолютно спокойна Я спокойна, я абсолютно спокойна

Как стрессы отражаются на нашей внешности и что с этим делать

Cosmopolitan
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
Оксинитрид титана позволил получить перовскитные солнечные элементы с рекордной эффективностью Оксинитрид титана позволил получить перовскитные солнечные элементы с рекордной эффективностью

Замена оксида титана на оксинитрид улучшила характеристики солнечного элемента

N+1
Актеры, играющие одних и тех же персонажей из фильма в фильм Актеры, играющие одних и тех же персонажей из фильма в фильм

Те, кто из-за внешности или скромных возможностей не выходят из своего амплуа

Maxim
Неживотная пища Неживотная пища

Рынок растительных продуктов растет активными темпами

Агроинвестор
Сколь велик шанс, что вокруг — Матрица, а мы на самом деле живем в симуляции? Сколь велик шанс, что вокруг — Матрица, а мы на самом деле живем в симуляции?

«Гипотеза симуляции» — все вокруг реальность или симуляция?

Популярная механика
У кого больше секса: у женатых или холостых, у молодых или в возрасте? У кого больше секса: у женатых или холостых, у молодых или в возрасте?

Кому достается весь секс, пока некоторым его явно не хватает?

Maxim
Ошибки молодости Ошибки молодости

Лозунг «Молодым везде у нас дорога» мода, похоже, восприняла буквально

Vogue
Найди корни: как самостоятельно составить генеалогическое древо Найди корни: как самостоятельно составить генеалогическое древо

Как составить генеалогическое древо самостоятельно

Cosmopolitan
Как избавиться от изжоги: 9 простых способов, которые мгновенно улучшат ситуацию Как избавиться от изжоги: 9 простых способов, которые мгновенно улучшат ситуацию

Имбирь, лакрица, сода и другие способы справиться с изжогой

Cosmopolitan
10 полезных свойств куркумы и куркумина для здоровья, проверенных наукой 10 полезных свойств куркумы и куркумина для здоровья, проверенных наукой

Полезные свойства куркумы, которые были научно доказаны

Cosmopolitan
Камень на камень Камень на камень

Фантазия природы богата так, как человеку и не снилось

Вокруг света
Переход в облако только начинается, а прогнозы о будущем метавселенных могут не сбыться: тренды до 2030 года Переход в облако только начинается, а прогнозы о будущем метавселенных могут не сбыться: тренды до 2030 года

Даже становясь лучше, новые технологии не смогут заменить старые и привычные

VC.RU
Всегда говори “да” Всегда говори “да”

Da Bureau протестировали в своей квартире идеи, которые предлагают заказчикам

AD
Фильмы, которые откроют вам 1970-е Фильмы, которые откроют вам 1970-е

Кино о 70-тых, для тех, кому мало «Лакричной пиццы».

GQ
Открыть в приложении