Атомная энергетика будущего - Земной Стационар, Замкнём ядерный топливный цикл. Опции Поделиться

[Смит]

Замкнём ядерный топливный цикл.
Атомная энергетика будущего - Земной Стационар.


Сейчас мы (то есть в России) начинаем замыкать замкнуты топливный цикл ядерного топлива.
Именно у нас в России происходят эти тектонические сдвиги, и нигде больше в Мире на таком уровне.

Чтобы замкнуть, нужно на соответствующее количество обычных атомных реакторов АЭС построить и запустить нужное количество реакторов-бридеров. То есть реакторов на быстрых нейтронах.
Специфика бридера в том, что в качестве теплоносителя нельзя использовать воду, как в обычных реакторах. есть два решения - испрользвать металлический натрий, и использовать расплавленный свинец.
У нас огромный опыт (в сравнении с глобусом) и есть две школы.
1. Нижегородское ОКБМ - школа бридеростроительства на натрии. Два бридера сейчас реально работают на Белоярской АЭС. Причём один из них первый в мире бридер промышленной мощности 850 МегаВатт. Второй БН-600.
Предыдущий БН-350 много лет проработал опреснителем на Каспийском море. Закрыт по причине полной выработки ресурса.
2. Подольское ОКБ Гидропресс - свинцовые реакторы. На данный момент один энергоблок с таким реактором находится в стадии строительства "на земле".

Более профессионально эти темы можно обсуждать в нашем "Ядерном разделе". И там вроде как есть кое-какая информация об этом.

А здесь это важно для понимания реалий и перспектив в рамках концепции ближайшего будущего. Причём в художественной форме. Поэтому тут интереснее не "как устроено", а скорее "для чего нужно" и "в чём тут фантастика".


Для чего нужны бридеры? Какие проблемы они решают?

- В бридер можно загрузить отработанное ядерное топливо обычной АЭС. То есть непригодное для АЭС и при этом опасное. Извлечь из ОЯТ много энергии, потом вытащить и снова загрузить ЭТО топливо в обычную АЭС уже как свежее.
Ситуация похожа на то... Что в буржуйку вы закинули дрова, они прогорели и дали тепло. А после этого вы вытащили из буржуйки вдвое больше дров. Точнее больше - умноженное на коэффициент размножения бридера - это меньше двух.

- В Бридере в качестве топлива можно использвать нерадиоактивный уран-238 (U238) Его полно в природе. В добываемой сегодня повсеместно урановой руде содеражание нужного обычным АЭС радиоактивного U235 всего то 0,7 процента. Остальные 99% - это U238 который сейчас просто идёт в отвал.

- В Бридере в качестве топлива можно использовать Торий-232 (Th232) - которого в России очень много, гораздо больше, чем Урана. И который сейчас практически нигде не используется.

- В Бридере можно использовать оружейный Плутоний. В природе его не бывает, но за время холодной войны он всеми участниками наработан в огромных количчествах. В Союзе было несколько специальных реакторов для его наработки. Под присмотром и трогательной заботой американцев все они закрыты у нас кроме одного. Один продолжает работать в Нижегородской обл. в Сарове. И до сих пор обогревает весь город. Но обогревая нарабатывает Плутоний.

Всё это значит, что бридер позволяет во много раз увеличить кормовую базу атомной энергетики вообще.. И наладить регенерацию топлива для уже существующих АЭС.

Ещё один очень важный аспект... Бридеры позволяют решить острую проблему ядерных отходов от обычных АЭС... И вообще ядерных отходов. Дело в том, что такой реактор можно использовать для переработки отходов со временем распада в тысячи лет, в нечто, что распадается ДО сотни лет. Никто сейчас не знает как гарантированно безопасно хранить тысячелетние отходы. А вот сотенные можно обезопасить уже сегодняшними технологиями.


Развитие технологии Бридеров обеспечит человечество энергией на многие сотни и даже (есть мнение) тысячи лет. При этом оградит нас всех от проблем ядерных отходов. И всё это при том, что АЭС - это самый экологически чистый вид реальной энергии. Это не мифическая зелёная энергетика. Нужно лишь построить достаточное количество таких реакторов. Такая программа есть и действует сегодня только у нас. За рубежом бридеры строили, но все они не были промышленными и на сегодня все закрыты. В результате неудач, выработки ресурса или радиофобии.


Но есть одна проблема. Для запуска реакции в бридере нужна "спичка из урана-235", которого очень мало на Земле.
Поэтому процитирую по памяти академика Митенкова:
"Никакой альтернативы в будущем, кроме атомной энергетики у человечества НЕТ"
"Уран-235 - это подарок Господа Бога человечеству. От того, как именно мы распорядимся этим невосполнимым подарком зависит наше выживание". - Тут речь о том, что пора прекратить бездумно выжигать этот драгоценный подарок - U235



Запад сейчас предлагает другой, но людоедский сценарий выживания. Сокращение населения до миллиарда.
Но тот кто не хочет быть съеденным должен развивать план Б. Чтобы реализовать план Б, нужны всего три вещи:
- Не позволить себя съесть
- Космическая экспансия
- Атомная энергетика с замкнутым топливным циклом.

Пожалуй во всех трёх направлениях Россия в передовиках. В этом наше реальное ближайшее будущее.



ЗЫ: От бридеров есть ещё одна польза - они вызывают кубический баттхёрт у свидетелей секты радиофобов-экологов

[efan81]

КАК СТРОИТСЯ БУДУЩЕЕ!

В 1949-м году ядерный физик А.И. Лейпунский подал в правительство докладную записку, в которой были изложены возможности быстрой технологии с точки зрения воспроизводства ядерного топлива...
К 1962-му году экспериментальный реактор БР-5 оставался основным источником сведений по "быстрой" тематике в СССР....
Стратегия развития атомной энергетики с использованием быстрых реакторов была одобрена правительством и поддерживалась Минсредмашем, надо было думать о дальнейшем развитии...
Была поставлена задача: перейти от экспериментального реактора, к демонстрационному...
Таким образом, к 1962-му году ученые доказали, что на быстром реакторе действительно можно реализовать коэффициент воспроизводства топлива больше единицы — это главное фундаментальное свойство быстрого реактора!
Но первый опыт получения такого коэффициента мы получили только в начале 1970-х годов на реакторе БН-350! И этот опыт был чрезвычайно важен, поскольку показал как положительные, так и отрицательные аспекты технологии...
Уже создавая его, наши учёные тыкались, как слепые кутята! Не всё и сразу! Нарабатывалось опытом! На стендах! И то зачастую на промышленных моделях многое проваливалось!

"....Мы многого тогда не знали, но в то же время не могли одновременно развивать два направления: реакторное и топливное. Поэтому было принято решение отложить решение топливных проблем и сконцентрироваться на создании реактора; освоение смешанного уран-плутониевого топлива, характерного для быстрого реактора, было отложено на какое-то время. Пуск БН-350 и первый опыт эксплуатации показали, что материалы активной зоны подвержены радиационному формоизменению и это необходимо учитывать в ее конструкции..." (Владимир Поплавский доктор технических наук, профессор, замгендиректора Физико-энергетического института)

Применили, по первому решению, парогенератор с одностенным разделением натриевого теплоносителя и воды. НО! Такое оборудование производили впервые, и тех методов неразрушающего контроля, которыми мы владеем сейчас, тогда не было...
Увидев разлетевшиеся к чертям колонки парогенераторов в столбах воды и натрия... сделали важный вывод: нужно защищать парогенератор специальной системой!
В целом БН-350, несмотря на все трудности его освоения, оказался очень важным с точки зрения обоснования БН-600...

Пуск БН-600 состоялся на 5 лет позже запланированного срока — за это время устранили все недостатки, которые проявились в этой технологии на БН-350....
Ну и уж это ПОДВИГ!
БН-600 отработал рекордсменом, в то время как практически все остальные быстрые энергетические реакторы в мире были остановлены, причем по разным причинам — как техническим (выработка ресурса), так и политическим...

БН-800 должны были пустить вскоре после БН-600. В 1983-м году вышло постановление ЦК КПСС и Совета министров о сооружении четырех блоков БН-800: трех на Южно-Уральской и одного на Белоярской станции. На Южно-Уральской станции уже был выкопан котлован под первый блок, была создана вся вспомогательная инфраструктура. Начались работы и на Белоярской станции. Но в начале 1990-х все эти работы были прекращены, и до 2005-го года шли только разговоры...
БН-600 работал хорошо, нужно запускать дальше!
К сожалению, опыт БН-800 показал, как не нужно сооружать атомную электростанцию. Из-за задержки строительства потеряли очень многое. Промышленная база, которую создали для сооружения ­БН-600, была потеряна, кадровый потенциал — существенно снижен. Поэтому многие вопросы пришлось решать заново....
Например, натриевый теплоноситель ранее использовали собственный: для БН-350 получали натрий в Чирчике, для БН-600 — в Березняках на Урале.
Когда готовились строить БН-800 в 1990-е годы, специальная установка для получения натрия реакторной чистоты была сооружена в Усолье-Сибирском под Иркутском. Производители долго ждали, когда же натрий потребуется, а в ответку все время говорили:
- Вот завтра, завтра, завтра!
Они не выдержали и закрыли производство!
В итоге натрий в БН-800 загрузили из Франции!
К счастью, сейчас все проблемы решены, пусть и дорогой ценой.
БН-800 дал жизнь БН-1200!
В перспективе атомная энергетика России должна представлять собой двухкомпонентную структуру, состоящую из тепловых ("легководники" ВВЭР) и быстрых (БН и БРЕСТ) реакторов!