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

Как выжить, если вам угрожает медведь, акула или волк: порядок действий Как выжить, если вам угрожает медведь, акула или волк: порядок действий

Советы, которые могут спасти вам жизнь при встречи с диким животным

Популярная механика
Укуси меня, если сможешь: как вампиры проникают в российское кино и сериалы Укуси меня, если сможешь: как вампиры проникают в российское кино и сериалы

Чем отечественные вампиры отличаются от зарубежных?

Esquire
Как сделать удаленный рабочий стол и какой софт для этого использовать Как сделать удаленный рабочий стол и какой софт для этого использовать

Как сделать подключение к удаленному рабочему столу под управлением Windows

CHIP
С кожей что-то не так: что такое атопический дерматит и как его лечить С кожей что-то не так: что такое атопический дерматит и как его лечить

О симптомах и способах лечения атопического дерматита

РБК
Ученые объяснили, как езда на велосипеде способствует снижению риска развития деменции Ученые объяснили, как езда на велосипеде способствует снижению риска развития деменции

Езда на велосипеде полезнее, чем вы думали

ТехИнсайдер
«Алису люблю сильнее»: мать Тимати рассказала о разном отношении к внукам «Алису люблю сильнее»: мать Тимати рассказала о разном отношении к внукам

Мать рэпера Тимати призналась, что имеет тесную связь с семилетней внучкой

Cosmopolitan
Есть ли у бензина срок годности и в чем его нужно хранить? Отвечаем на самые популярные вопросы о заправке Есть ли у бензина срок годности и в чем его нужно хранить? Отвечаем на самые популярные вопросы о заправке

Где и в чем на заправке хранится бензин? Есть ли у топлива срок годности?

ТехИнсайдер
В чем разница между Голландией и Нидерландами? А язык нидерландский? А жителей как правильно называть? В чем разница между Голландией и Нидерландами? А язык нидерландский? А жителей как правильно называть?

Нидерланды — вторая по запутанности названий страна Европы после Великобритании

Maxim
Curiosity обнаружил на Марсе углеродный след жизни. Главные новости науки сегодня Curiosity обнаружил на Марсе углеродный след жизни. Главные новости науки сегодня

Марсоход Curiosity обнаружил отложения бедные изотопом углерод-13

Популярная механика
Папская область Папская область

Что такое отец в жизни женщины? Задай этот вопрос и в ответ услышишь разное

Cosmopolitan
8 отличных детективных сериалов, которые ты мог пропустить 8 отличных детективных сериалов, которые ты мог пропустить

Детективные сериалы, которые не хуже известных "монстров"

Maxim
Вера Рубин: история первой женщины, открывшей темную материю Вера Рубин: история первой женщины, открывшей темную материю

Кто такая Вера Рубин и что она сделала для астрофизики?

Популярная механика
Манипуляция под прикрытием: как геймификация выкачивает из нас все деньги Манипуляция под прикрытием: как геймификация выкачивает из нас все деньги

Геймификация – это процесс наделения неигровых контекстов игровыми элементами

GQ
Земля-снежок Земля-снежок

Новогодняя история о том, как вулканы спасли нашу планету от вечной зимы

N+1
Умные игрушки Умные игрушки

Что помогает развить детский интеллект?

Здоровье
Лунный парадокс Лунный парадокс

Должен ли спутник Земли притягиваться к Земле сильнее, чем к Солнцу?

Наука и жизнь
Почему котики такие милые? Этому есть 8 научно обоснованных причин Почему котики такие милые? Этому есть 8 научно обоснованных причин

Почему кошки кажутся нам маленькими детьми?

Cosmopolitan
Забойная фантастика Забойная фантастика

Как на развитие жанра космической научной фантастики повлияла сырьевая экономика

Вокруг света
Герои и друзья «РБК Стиль» — о фильмах для новогодних каникул Герои и друзья «РБК Стиль» — о фильмах для новогодних каникул

Все мы в любые каникулы и выходные задаемся вопросом, что посмотреть

РБК
Правда или вымысел Правда или вымысел

Что такое регрессология и как воспоминания о прошлых жизнях могут помочь

Лиза
«В равенстве нет ничего сложного»: как Элис Пол возглавила борьбу суфражисток в США «В равенстве нет ничего сложного»: как Элис Пол возглавила борьбу суфражисток в США

Как Элис Пол добилась того, чтобы пункт о равенстве полов внесли в устав ООН

Forbes
Как повлиял на мировую моду Андре Леон Телли Как повлиял на мировую моду Андре Леон Телли

Скончался один из самых колоритных персонажей в фешн-индустрии Андре Леон Телли

СНОБ
Наталья Янанис Наталья Янанис

Наталья Янанис пережила страшную зиму 1941/1942-го в Ленинграде

Собака.ru
Как создать собственный NFT: разбираемся в нюансах Как создать собственный NFT: разбираемся в нюансах

Что можно превратить в NFT и как это сделать

CHIP
Фотограф Юрий Рост: Каждое время оставляет человеку возможность подкручивать усы вверх Фотограф Юрий Рост: Каждое время оставляет человеку возможность подкручивать усы вверх

Фотограф Юрий Рост — о времени, профессии и правилах жизни

СНОБ
Жаворонки против сов: что такое циркадные ритмы и как они работают Жаворонки против сов: что такое циркадные ритмы и как они работают

На что влияют циркадные ритмы и можно ли их настроить?

РБК
Правило одной ладони: почему на тарелке должно быть именно столько овощей Правило одной ладони: почему на тарелке должно быть именно столько овощей

Заставляешь себя есть побольше полезных плодов? Не надо мучиться!

Лиза
7 фанатских теорий, которые переворачивают фильмы и сериалы с ног на голову 7 фанатских теорий, которые переворачивают фильмы и сериалы с ног на голову

Бран — Король Ночи, агент Смит — Избранный, что? Да!

Maxim
Нереальные вечеринки Нереальные вечеринки

За что американцы и японцы полюбили «Zoom для тусовщиков»

Forbes
Успешный успех на бумаге: полезны ли книги по саморазвитию Успешный успех на бумаге: полезны ли книги по саморазвитию

Почему чуда от книг по саморазвитию не происходит?

Популярная механика
Открыть в приложении