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

Технологии в музеях: как антибликовое стекло защищает ценные экспонаты и предметы искусства Технологии в музеях: как антибликовое стекло защищает ценные экспонаты и предметы искусства

Разработка и оформление витрин экспозиции ― важный этап для музейной выставки

Популярная механика
Почему создатели сервиса для помощи ресторанам DocsInBox не повторили успех в ОАЭ Почему создатели сервиса для помощи ресторанам DocsInBox не повторили успех в ОАЭ

В отличие от развития в России, зарубежная экспансия сервиса была неудачной

Forbes
Что такое ИИ-агент, и чем он отличается от обычной нейросети? Что такое ИИ-агент, и чем он отличается от обычной нейросети?

ИИ-агенты сильно упростят нам жизнь — если, конечно, научатся корректно работать

CHIP
Пора заглянуть внутрь: что происходит в мозге, когда мы ничем не заняты Пора заглянуть внутрь: что происходит в мозге, когда мы ничем не заняты

Чем занимается мозг, когда мы бездельничаем, рассказывает нейрофизиолог

Forbes
5 фактов из истории пива, которые вы скорее всего не знали 5 фактов из истории пива, которые вы скорее всего не знали

Что пили российские императоры и кто придумал пиво со вкусом борща?

Maxim
Микродозы псилоцибина оказались неотличимы от плацебо Микродозы псилоцибина оказались неотличимы от плацебо

Микродозинг псилоцибиновых грибов не помог при лечении депрессии

N+1
«Леша никогда не хотел Сэма! Даже когда он родился»: Айза упрекнула Гуфа «Леша никогда не хотел Сэма! Даже когда он родился»: Айза упрекнула Гуфа

Айза Долматова рассказала об отношениях с бывшим мужем

Cosmopolitan
Скипетры из Эрмитажа оказались древнейшими трубочками для питья пива Скипетры из Эрмитажа оказались древнейшими трубочками для питья пива

Порой назначение древнейших артефактов оказывается проще, чем думают ученые

N+1
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
Робот-хирург впервые провел сложную операцию без вмешательства человека: инженерное чудо Робот-хирург впервые провел сложную операцию без вмешательства человека: инженерное чудо

Робот смог провести сложную и деликатную хирургическую операцию на свинье

Популярная механика
История нержавеющей стали: кто и когда ее изобрел История нержавеющей стали: кто и когда ее изобрел

Сто лет назад мир услышал о замечательном материале – нержавеющей стали

Популярная механика
«Мог стать знаменитым танцовщиком, но поднимаю с земли какашки»: как устроена миллиардная индустрия выгула собак в США «Мог стать знаменитым танцовщиком, но поднимаю с земли какашки»: как устроена миллиардная индустрия выгула собак в США

Легко ли гулять с питомцами и с какими причудами собачников приходится мириться?

VC.RU
«С самых низов»: как Дина Хабирова прошла путь от хостес до успешного ресторатора «С самых низов»: как Дина Хабирова прошла путь от хостес до успешного ресторатора

Дина Хабирова уже более 25 лет работает в ресторанном бизнесе

Forbes
В темноте и за углом В темноте и за углом

Зрение военного времени

Популярная механика
Без тряпки во рту. В прокат выходит фильм-победитель Венецианского кинофестиваля — «Событие» Одри Диван Без тряпки во рту. В прокат выходит фильм-победитель Венецианского кинофестиваля — «Событие» Одри Диван

Зачем смотреть фильм «Событие» Одри Диван и как он связан с мировым контекстом?

СНОБ
В Хакасии раскопали курган с погребениями трех археологических культур В Хакасии раскопали курган с погребениями трех археологических культур

Археологи раскопали в Хакассии курган могильника Уйтаг-3

N+1
Мир без волшебства: каким получился фильм «Аллея кошмаров» Мир без волшебства: каким получился фильм «Аллея кошмаров»

Как Гильермо дель Торо удалось переосмыслить жанр нуара и добавить ему остроты

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

Как на личность кошки влияет характер её владельца?

Cosmopolitan
Категории водительских прав: виды, расшифровка Категории водительских прав: виды, расшифровка

Категорий и подкатегории водительских прав в России, в чем их особенности

РБК
Лжемуж, месть любовника, секси-шпагат: интересные факты об Анастасии Волочковой Лжемуж, месть любовника, секси-шпагат: интересные факты об Анастасии Волочковой

Интересные факты из жизни Анастасии Волочковой.

VOICE
Одна вокруг света: ночевка в пустыне и Долина желаний Одна вокруг света: ночевка в пустыне и Долина желаний

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

Forbes
Секса.net Секса.net

5 ситуаций, доказывающих, что дружба между мужчиной и женщиной существует

Лиза
Лишённые отчизны Лишённые отчизны

Как происходило принудительное переселение народов Кавказа из родных мест

Дилетант
За МКАД нашлись деньги: зачем крупные застройщики идут на региональные рынки За МКАД нашлись деньги: зачем крупные застройщики идут на региональные рынки

Что столичные застройщики могут предложить региональным рынкам?

Forbes

Истории, которые точно могли бы лечь в основу продолжения легендарного кино

Playboy
Молекулярно-генетическая экспертиза: как ловят маньяков Молекулярно-генетическая экспертиза: как ловят маньяков

Что такое генетический портрет человека и как он помогает ловить преступников?

Популярная механика
Спецпроект «Родная речь» Спецпроект «Родная речь»

Распространенные слова, которые люди употребляют в неверном значении

Лиза
Как мы перестали бояться неведомых демонов и начали бояться самих себя Как мы перестали бояться неведомых демонов и начали бояться самих себя

10 сериалов про борьбу за психическое здоровье

СНОБ
«Идут, уткнувшись в мобильник»: водители обвинили пешеходов в беспечности «Идут, уткнувшись в мобильник»: водители обвинили пешеходов в беспечности

Какие пешеходы раздражают водителей?

РБК
Как правильно копить деньги и что делать, если хочется тратить Как правильно копить деньги и что делать, если хочется тратить

Финансовое поведение предполагает, что человек не тратит все, что зарабатывает

Forbes
Открыть в приложении