Ядерный Грааль
Авторский блог Алексей Анпилогов 13:27 15 октября 2019

Ядерный Грааль

самый мощный в мире реактор-размножитель БН-800 на Белоярской АЭС успешно прошёл испытания на полной проектной мощности 
9

Самый мощный в мире и единственный постоянно работающий российский реактор-размножитель БН-800 на Белоярской АЭС успешно прошёл испытания на полной проектной мощности. 

Следующим этапом должна стать его передача в промышленную эксплуатацию, которая может стартовать уже в самое ближайшее время. Таким образом, вместе с запущенным год назад заводом по производству смешанного уран-плутониевого топлива (так называемого МОКС-топлива), Россия получила все необходимые компоненты замкнутого ядерного цикла. 

Что такое замкнутый цикл? На сегодня в мире работают 450 энергетических ядерных реакторов, которые за год потребляют около 18 000 тонн урана различной степени обогащения. Однако фактически в этих реакторах "сгорает" не больше 3% от общей массы этого тяжёлого радиоактивного металла — то есть около 540 тонн. 

Это связано с особенностями самого процесса ядерного "горения": основной ядерной "спичкой" является изотоп уран-235, в то время, как второй изотоп, уран-238, которого, кстати, даже в обогащённом ядерном топливе чуть ли не 95-97%, представляет собой скорее "сырые дрова", которые лишь немного тлеют в реакторе. В такой же аналогии можно описать и образующийся из урана-238 изотоп плутоний-239: он будет похож на "древесный уголь", который достаточно неплохо горит, только вот зажигается крайне неохотно и от хорошего жара. 

В качестве такого "жара" используются высокоэнергетические, так называемые быстрые нейтроны. По счастью, именно такие нейтроны выделяет при своём распаде уран-235, только вот реактор на них получается очень капризным. СССР, а затем Россия — потратили без малого около 50 лет на создание устойчиво работающего и надёжного реактора на быстрых нейтронах: БН-800 является уже, фактически, четвёртым поколением реакторов-размножителей, или бридеров. 

Почему же эти реакторы называют размножителями? Всё дело в том, что при правильной настройке они не просто позволяют сжигать до сих пор бывшие практически бесполезными уран-238 и плутоний-239. В реакторе-размножителе может образовываться даже больше плутония-239, чем сгорает урана-235. Такой коэффициент размножения обычно невелик и находится между 1 и 1,5, но, согласитесь, в этом есть маленькое ядерное чудо — в печь загрузили килограмм дров, а достали — целых полтора, попутно получив энергию от их сгорания. 

Для дальнейшей работы с плутонием и нужен завод МОКС-топлива. На нём полезный плутоний-239 и остаточный уран-235 извлекают из облучённого топлива, после чего из этих изотопов делают новые топливные таблетки, которые можно повторно загрузить в реактор. Пока что экономически выгодно делать это один раз, но в дальнейшем можно рассчитывать на практически бесконечный цикл переработки урана в плутоний — и последующее сжигание последнего. А это, без всякого преувеличения — настоящая энергетика будущего: мощная, эффективная, без выбросов парниковых газов в атмосферу — да ещё и снабжённая собственным топливом на долгие столетия вперёд. 

Показательный момент — строительство БН-800 стартовало ещё 36 лет тому назад, в 1983 году. Два раза проект реактора пересматривался и дополнялся: сначала после Чернобыльской аварии, а потом, в 1993 году — в соответствии с новой российской нормативной документацией по безопасности. Кроме того, в 1990-х годах Россия даже пошла на "военную хитрость": БН-800 был заявлен в программу утилизации излишнего количества российского оружейного плутония, что позволило в самое тёмное время получить небольшие, но критически важные деньги от США на реализацию проекта реактора. 

Кстати, формально соглашение с американцами Россия выполнила добросовестно и полностью — и реактор, сжигающий плутоний, построила, и создала для него завод по переработке оружейного плутония в МОКС-топливо. А вот американцы, как часто бывает, в итоге схитрили: завод по производству МОКС-топлива строить отказались, а плутоний решили разбавлять "химически", что позволило бы легко вернуться при желании к его использованию в военных целях. В силу этого Россия вышла в 2016 году из кабального соглашения по утилизации плутония. Так что теперь мы можем жечь оружейный плутоний в БН-800 тогда, когда нам это выгодно — а не под контролем кураторов из США. Или, при нужде, пустить плутоний не в топку, а в боеголовки. 

Кроме того, статус "единственного в мире действующего реактора-размножителя" ценен сам по себе. Сегодня целый ряд стран, в частности — Китай и Индия, интенсивно развивают у себя ядерную энергетику. Но они уже столкнулись с неизбежной проблемой — в этих странах просто нет достаточного количества природного урана на своей территории. Откуда вытекает их громадный интерес к российскому реактору-размножителю: для новых "ядерных тигров" такого рода технология, да ещё и дошедшая до стадии промышленной эксплуатации, является настоящим "ядерным Граалем", который может закрыть их растущие потребности в топливе. Так что — большого и светлого будущего тебе, БН-800! 

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен!
Нажмите "Подписаться на канал", чтобы читать "Завтра" в ленте "Яндекса"

Загрузка...

Комментарии Написать свой комментарий
15 октября 2019 в 14:37

“Это связано с особенностями самого процесса ядерного "горения": основной ядерной "спичкой" является изотоп уран-235, в то время, как второй изотоп, уран-238, которого, кстати, даже в обогащённом ядерном топливе чуть ли не 95-97%”

В каком обогащённом ядерном топливе? В топливных стержнях ядерного реактора, если склероз мне не изменяет, 20%. 3-5% урана-235 сделать ядерной спичкой не в состоянии даже самые уважаемые авторы сайта.

15 октября 2019 в 14:47

“В такой же аналогии можно описать и образующийся из урана-238 изотоп плутоний-239: он будет похож на "древесный уголь", который достаточно неплохо горит, только вот зажигается крайне неохотно и от хорошего жара”.

Да, а вот Курчатов об этом не знал, когда нарабатывал плутоний для первой атомной бомбы. Плутоний не изотоп урана.

15 октября 2019 в 14:51

“А это, без всякого преувеличения — настоящая энергетика будущего: мощная, эффективная, без выбросов парниковых газов в атмосферу — да ещё и снабжённая собственным топливом на долгие столетия вперёд”.

Так какого же хрена закрыли последний советский плутониевый завод под Горьким?

15 октября 2019 в 16:01

Вадим, так что, этот СОВЕТСКИЙ БН-800, действительно - *перпетум мобиле ?*.

15 октября 2019 в 16:34

Количество вырабатываемого плутония превышает кол-во израсходованного урана-235 за счет превращения урана-238 в плутоний. Урана238 очень много.

15 октября 2019 в 20:30

Если лягу рано,
То расскажет мама,
Про ядро урана 238...:-)))))

15 октября 2019 в 22:42

Попахивает перпетуум мобиле, однако.

16 октября 2019 в 08:03

Пора к термоядерной кавитации переходит, это не только перпетум но и космосамобиле...более подробнее здесь http://zavtra.ru/blogs/razvitie_idej_k_e_tciolkovskogo_(vpechatlenie_o_konferentcii)_#5da5f3d7eb7911c35f8b4568

16 октября 2019 в 12:59

Цены бы БН-800 не было, если не нулевая вероятность разгерметизации, тем более - в результате выхода за расчетный технологический режим. Да и проблема утилизации отходов финального цикла (свойственная всем реакторам деления) не снимается...
Кардинальным решением проблем энергообеспечения цивилизации является реализация УТС по гиперкавитационной концепции (патент № 2125303)...