Реакторы на быстрых нейтронах: как Россия оказалась впереди планеты всей


В России стартовала реализация уникального проекта в области энергетики. В Томской области начато строительство опытно-демонстрационного энергоблока под названием БРЕСТ-300-ОД с реактором на быстрых нейтронах, использующим свинцовый теплоноситель. По факту нашу «страна-бензоколонка» приступила к созданию технологии замкнутого ядерного цикла. Как же такое стало возможным, и что это означает для отечественной и мировой энергетики?


При всем уважении к модной нынче «зеленой» энергетике, полностью заменить собой традиционную она не в состоянии. Последняя тоже не является панацеей, поскольку запасы ископаемого топлива для нее (угля, газа, нефти) являются исчерпаемыми. Хорошие перспективы имеются у ядерной энергетики с привычными реакторами на тепловых нейтронах, но для их работы также требуется редкий и дорогой уран U-235. Однако есть вариант с так называемым «замкнутым топливным циклом», где ставка делается на реакторы на быстрых нейтронах, которые могут перерабатывать природный U-238 и торий. Что же это за технология такая, и почему будущее именно за ней?

Во время работы обычного ядерного реактора тяжелое ядро урана, плутония или тория при делении выпускает несколько «лишних» нейтронов, что приводит к эффекту наведенной радиоактивности. В российских ВВЭР это ведет к накоплению в водяном носителе трития, тяжелого изотопа водорода. После этого его приходится выделять путем сложных и дорогостоящих манипуляций. Новый перспективный отечественный реактор БРЕСТ на быстрых нейтронах решает одновременно множество проблем.

Во-первых, в качестве носителя используется не вода, а жидкий свинец, циркулирующий при температуре в 1751 °C. Большим преимуществом расплавленного металла является то, что он практически не поглощает нейтроны и не набирает наведенную радиоактивность. Как известно, свинец – это очень радиационно стойкий элемент. При этом он химически пассивен при контакте с воздухом или водой, поэтому исключены возможные взрывы при нештатной разгерметизации контура реактора. Это чрезвычайно важно для безопасности современной ядерной энергетики. Даже если реактор будет поврежден и рабочий носитель выйдет наружу, он просто медленно вытечет, охладится и застынет, сам собой закупорив повреждение во внешнем контуре. Никаких радиационных ужасов, вроде катастрофы на Чернобыльской АЭС, уже не будет.

Во-вторых, новый реактор сможет работать на водном паре, имеющем температуру до 600 °C. По сравнению с обычными ВВЭР, имеющими критическую отметку в 374 °C, это придаст дополнительный коэффициент полезного действия, который сможет достигнуть невероятных 40-45%. В перспективе КПД может вырасти еще больше, если вместо паровой турбины к реактору будет подключена газовая турбина с замкнутым циклом.

В-третьих, реакторы на быстрых турбинах, благодаря особенностям своей конструкции, сами воспроизводят ядерное топливо. Внутри БРЕСТ уран-238 будет поглощать свободные нейтроны и превращаться в изотоп другого химического элемента – в плутоний-239. А это, к слову, начинка для ядерного оружия. При оптимальных условиях при делении одного ядра урана-235 можно будет получить 1,25 ядра нового оружейного плутония-239 из урана-238. Это означает, что при каждом рабочем цикле реактора на быстрых нейтронах внутри него образуется до 20-25% нового делящегося материала. Звучит фантастически.

Заметим, что Российская Федерация в области подобных передовых энергетических технологий реально находится впереди планеты всей. Ни США, ни Франция, ни Япония, начав эксперименты с жидким натрием в качестве носителя в реакторах на быстрых нейтронах, так и не смогли добиться их устойчивой работы. В СССР еще в 1968 году был осуществлен запуск БОР-60, реактора на быстрых нейтронах мощностью в 60 Мегаватт, и он успешно работает по сей день. Срок его эксплуатации продлен до 2025 года. Реактор следующего поколения БН-600 был запущен в Свердловской области в 1980 году, и он по-прежнему функционирует. Его мощность составляет 600 Мегаватт, для сравнения, у экспериментального китайского CEFR (China Experimental Fast Reactor), запущенного в 2010 году, этот показатель составляет 45 Мегаватт. Самый свежий уже российский реактор на быстрых нейтронах БН-800 был запущен в строй в 2015 году на все той же Белоярской АЭС. Помимо промышленного назначения, ядерная установка, использующая натриевый теплоноситель, послужила платформой для обкатки передовых технологий.

И вот на их основе под Томском начато сооружение опытно-демонстрационного энергоблока БРЕСТ-300-ОД со свинцовым носителем. Помимо самого реактора, в рамках одного комплекса будут построены завод по сборке топливных элементов, а также завод по переработке отработанного топлива. В перспективе получается практически замкнутый ядерный топливный цикл. Неплохо для «страны-бензоколонки».
21 комментарий
Информация
Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо авторизоваться.
  1. Биндюжник Офлайн Биндюжник
    Биндюжник (Мирон) 9 июня 2021 15:10
    -19
    "Как Россия оказалась впереди планеты всей" - что, опять??? Ну да, как же я мог забыть - "Армата" - самый лучший танк, Су-57 превосходит все прочие истребители пятого поколения, цирконы-посейдоны-авангарды аналогов в мире не имеют а "Кузя" многострадальный, видимо, самый крутой авианосец в мировом океане. Не, я ничуть не пытаюсь как-либо усомниться в талантах российских ученых и инженеров, но всё-же следует меру знать!
    1. Улисс Офлайн Улисс
      Улисс (Алексей) 9 июня 2021 15:24
      +10
      Ну да, как же я мог забыть - "Армата" - самый лучший танк

      "Самый лучший танк Меркава" Израиль так никому впарить и не смог.
      За исключением одной страны, танкисты которой сейчас плюются от этого откровенного бронекорпусного дерьма.

      Дырявый кумпол тоже оказался дешёвой рекламой.

      А израильских спецназовцев, как оказалось, гасят на раз обычные гопники из подворотни.
      Те только успевают автомат в кусты забросить.
      Видимо в надежде, что бить безоружных будут не сильно...
      1. Биндюжник Офлайн Биндюжник
        Биндюжник (Мирон) 9 июня 2021 16:12
        -19
        "Меркава" действительно хороший танк, созданный для специфического ТВД и решения определенных задач, "Купол" - реально лучшая система в своем классе, а израильские спецназовцы куда круче российских, все ваши альфы-вымпелы скромно курят в сторонке. Завидуйте молча! bully
    2. sH,arK Офлайн sH,arK
      sH,arK 9 июня 2021 21:28
      +9
      Ну "Кузе" то лет уже сколько? Не молод - раз, да и тяжелые времена пережил... Не распилили - уже хорошо! Хотя авианосец для России - один пожалуй и нужен... Реально он маленьких воевать - грызунов, хохлов... Россия - континентальная страна, она не на острове, не за океанами - везде по суху почти добирается! Нам важнее чужой флот блокировать - и благодаря ПКР, самым современным это очень неплохо получается! ;))
      Так что ПКР у нас замечательные! Для нас, а не тех, в кого лететь будут ;)) И танки у нас поэтому очень хорошие. Да, их много, поэтому гоняться строить дорогущую Армату нет срочной необходимости. Есть дюжина - она и проходит опятную эксплуатацию - а вам и прочим еще до Т-90С, не говоря уже о более поздних модификациях работать и работать! С авиацией практически так же история - да, есть Су-57, но мы все понимаем, что гнать вперед сейчас не нужно, двигатель второго этапа, с радаром еще вопросы - Белка неплохая, но вроде же РОФАР надежды дает... Не завидуйте, с вами нам делить нечего, пустыни нам мало интересны, хотя похоронить вас нет проблем и вы это прекрасно знаете - но ведь так вопрос никто дажеине ставит! Ну а хохложиды - это другой вопрос и к евреям нормальным их относиться сложно...
    3. Valera75 Офлайн Valera75
      Valera75 (Валерий Богатов) 10 июня 2021 15:39
      +1
      Я из Томска и в Северск ездить к брату в гости есть туда пропуск.Северск -ЗАТО и много знакомых с работы там живут и стройка началась и идёт полным ходом.Так что у нас всё нормально и с атомом и с армадами,цирконами,су-57, и с Крымским мостом,про который многие не только в Украине визжали но и по миру,что мы даже построить такой сложный мост не сможем,уже во всю функционирует,а у вас в Израиле как с такими проектами дела?Про дырявый железный купол наслышан как он болванки пропускает (молчу про серьезные ракеты если бы полетели)как решето.
      1. Биндюжник Офлайн Биндюжник
        Биндюжник (Мирон) 10 июня 2021 15:55
        -7
        Цитата: Valera75
        Так что у нас всё нормально

        В Багдаде всё спокойно!(с)

        Цитата: Valera75
        Про дырявый железный купол наслышан как он болванки пропускает

        Ага, уничтожает 90% ракет и минометных снарядов. В РФ даже близко ничего подобного нет. tongue

        Цитата: Valera75
        молчу про серьезные ракеты если бы полетели)как решето.

        Для других типов ракет есть в Израиле другие системы. А в России лишь "Панциря" которые и себя-то защитить не могут, да С-400, которым кривизна земли мешает. lol
  2. Маржецкий Офлайн Маржецкий
    Маржецкий (Сергей) 9 июня 2021 15:41
    +11
    Цитата: Биндюжник
    "Как Россия оказалась впереди планеты всей" - что, опять??? Ну да, как же я мог забыть - "Армата" - самый лучший танк, Су-57 превосходит все прочие истребители пятого поколения, цирконы-посейдоны-авангарды аналогов в мире не имеют а "Кузя" многострадальный, видимо, самый крутой авианосец в мировом океане. Не, я ничуть не пытаюсь как-либо усомниться в талантах российских ученых и инженеров, но всё-же следует меру знать!

    Ты по сути вопроса-то сказать что-то можешь, евро-украино-американо-израильтянин? Или, может, тебе самому надо знать меру в ерничании и кривлянии?
    1. Биндюжник Офлайн Биндюжник
      Биндюжник (Мирон) 9 июня 2021 16:17
      -20
      Господин Маржецкий, я что-то запамятовал когда мы на ты перешли, или ваше пролетарское происхождение таким образом проявляется? А по сути вопроса могу лишь сказать что в России сегодня самостоятельно даже приличный электрочайник сделать не могут, а вы тут о первенстве рассказываете...
      1. Маржецкий Офлайн Маржецкий
        Маржецкий (Сергей) 9 июня 2021 16:33
        +13
        У меня с происхождением все в порядке, в отличие, видимо, от тебя.
        На ты я с тобой перешел ввиду утраты к тебе уважения из-за систематического хамства в отношении моей страны.
        И по сути вопроса: сказать тебе просто нечего, и потому с уважением к тебе относиться я не буду.
        1. Биндюжник Офлайн Биндюжник
          Биндюжник (Мирон) 9 июня 2021 16:35
          -19
          Мне твоё уважение как прошлогодний снег. Желаю здравствовать, юрист из ПТУ! hi
      2. kartalovkolya Офлайн kartalovkolya
        kartalovkolya 10 июня 2021 06:45
        +4
        Полупочтеннейший Швондер о таких как ты Кузьма Прутков сказал :"...закрой фонтан..."! Народная мудрость о тебе подобных гласит недвумысленно:" Дураков не сеют и не жнут-они сами растут"!
        1. Биндюжник Офлайн Биндюжник
          Биндюжник (Мирон) 10 июня 2021 11:01
          -5
          Совсем не почтенная Агафья Тихоновна, советы по поводу закрытия фонтана и соображения о росте дураков высказывайте своему муженьку в интимной обстановке, он нуждается в вашем мнении куда больше чем я.
  3. Маржецкий Офлайн Маржецкий
    Маржецкий (Сергей) 9 июня 2021 16:42
    +9
    Цитата: Биндюжник
    Мне твоё уважение как прошлогодний снег. Желаю здравствовать, юрист из ПТУ! hi

    У меня два красных диплома гос.образца, к слову. Желаю тебе получить по заслугам
  4. yuriy55 Офлайн yuriy55
    yuriy55 (Юрий Васильевич) 9 июня 2021 17:48
    +3
    Новость интересна и полезна. Рад за наших учёных и инженеров.
  5. AICO Офлайн AICO
    AICO (Вячеслав) 9 июня 2021 19:42
    0
    Дай то Бог нашему теляте волка одолеть!!!
  6. сталевар Офлайн сталевар
    сталевар 9 июня 2021 20:39
    +3
    энергоблок БРЕСТ-300-ОД со свинцовым носителем.

    Это передовые технологии. Россия, как великая держава, должна ими владеть и желательно с десятилетнем запасом. И здесь как раз тот случай, когда и меру знать не надо!
  7. Маржецкий Офлайн Маржецкий
    Маржецкий (Сергей) 10 июня 2021 08:11
    +5
    Цитата: sH,arK
    Ну а хохложиды - это другой вопрос и к евреям нормальным их относиться сложно...

    Вы имеете дело как раз с таким smile Из-за подобных общее отношение к Израилю и нормальным его жителям меняется в негативную сторону. По себе заметил.
    Вообще, в интересах самого Израиля от подобных Биндюжников избавляться, лишая гражданства, поскольку они дискредитируют страну, которая им паспорт по недоразумению выдала.
    1. Биндюжник Офлайн Биндюжник
      Биндюжник (Мирон) 10 июня 2021 11:07
      -8
      Гражданин Маржецкий, ты даже не представляешь насколько жителям Израиля безразлично твоё к ним отношение. И уж поверь, свои интересы государство Израиль понимает несколько иначе. Ты же, написав откровенно неумный текст, подменяешь обсуждение хамскими нападками, впрочем, чего ещё можно ожидать от тебя?
      1. Маржецкий Офлайн Маржецкий
        Маржецкий (Сергей) 14 июня 2021 08:40
        +2
        Должен сказать, что принял решение максимально избегать участия в дискуссиях в комментариях. Но для тебя, украинствующего еврея, я сделаю последнее исключение. Итак, по пунктам.

        Гражданин Маржецкий, ты даже не представляешь насколько жителям Израиля безразлично твоё к ним отношение.

        Да? То-то твои израильтяне воют, когда пишу о преступлениях Израиля. Теперь я перестану сдерживать себя и буду писать максимально честно и жестко. Мои статьи читают в совокупности миллионы людей по всему миру. Мое слово весит больше, чем твое или других твоих соплеменников. Вот и получите теперь по заслугам.

        И уж поверь, свои интересы государство Израиль понимает несколько иначе.

        Это ваши трудности.

        Ты же, написав откровенно неумный текст, подменяешь обсуждение хамскими нападками, впрочем, чего ещё можно ожидать от тебя?

        Я написал интересную статью о достижениях России в области ядерной энергетики Ты, человек без стыда и совести, начал огульно хаять мою страну, при этом не смог привести ни одного аргумента по поводу ее "неумности". И до сих пор не можешь. Потому что их просто нет. Никакого обсуждения темы статьи не было как раз с твоей стороны, поскольку сказать тебе нечего, и это именно ты подменил его хамскими нападками на мою страну.
        После этого ты в моих глазах потерял всякое право на уважение, понял?
        П.С. засим, наверное, все. Пусть с тобой и тебе подобными разбираются модераторы и администраторы, и другие читатели, кому не лень мараться об общение с тобой.
  8. Владест Офлайн Владест
    Владест (Владимир) 11 июня 2021 00:38
    -6
    Идея замечательная со свинцом. Случилась авария . свинец застынет и закупорит реактор.
    Но суть то в том что строить "начали". Какой будет тираж потом ? А зеленая энергетика только в начале пути.
    Наверняка первые лампочки были дороже свечей или керосина.
    Для любого источника энергии найдется место.
    У страны с населением в 146 миллионов все же должно быть что то передовое. Но это напоминает человека с одной развитой мышцей.
    Россия как была так и остается "страной бензоколонкой".
  9. AdmiralHood Офлайн AdmiralHood
    AdmiralHood (Владимир) 13 июня 2021 15:17
    0
    внутри него образуется до 20-25% нового делящегося материала

    В действительности 120-125%. Т.е. нового топлива образуется больше, чем сгорает старого.