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

Ожоги: какие бывают, как лечить и что точно нельзя с ними делать Ожоги: какие бывают, как лечить и что точно нельзя с ними делать

Основные правила первой помощи при ожогах

Популярная механика
Где ты был, Адам?Где ты был, Адам? Где ты был, Адам?Где ты был, Адам?

Рок-музыкант Адам Левин и модель Бехати Принслу живут в гармонии с природой

Tatler
Воздушные винты помогли ходячему роботу сохранить равновесие во время бега Воздушные винты помогли ходячему роботу сохранить равновесие во время бега

Робот KOU-III не может летать — он использует винты для равновесия

N+1
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 кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты Как кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты

Исследования выявили ряд интересных фактов, связанных с кофеином

Psychologies
Как и зачем бренды и артисты проникли в видеоигры: репортаж Esquire из виртуальной реальности Как и зачем бренды и артисты проникли в видеоигры: репортаж Esquire из виртуальной реальности

Почему люди готовы тратить тысячи (а иногда и миллионы) на виртуальные предметы?

Esquire
Digital Horizon назвала 7 новых векторов развития финтех-рынка Digital Horizon назвала 7 новых векторов развития финтех-рынка

Как люди будут платить в метавселенных и что придет на смену big data?

Inc.
«Декстер», «Отчаянные домохозяйки» и другие сериалы, которые снова вышли на экраны спустя много лет «Декстер», «Отчаянные домохозяйки» и другие сериалы, которые снова вышли на экраны спустя много лет

Пять неожиданных сериальных камбэков из прошлого

Playboy
Мы ищем таланты Мы ищем таланты

8 основных типов дарований и способы раскрыть свой потенциал

Лиза
«Кузов из фольги». Чем недовольны покупатели популярных автомобилей «Кузов из фольги». Чем недовольны покупатели популярных автомобилей

Чем недовольны люди, которые купили популярные в России автомобили

РБК
5 причин купить индукционную варочную поверхность, а не электрическую 5 причин купить индукционную варочную поверхность, а не электрическую

5 поводов остановить свой выбор именно на "индукционке"

CHIP
Гоночный Tarf II: кто придумал и изобрел двойную машину-катамаран Гоночный Tarf II: кто придумал и изобрел двойную машину-катамаран

А вот для автомобиля катамаранная спаренная схема – это нонсенс

Популярная механика
Актеры, играющие одних и тех же персонажей из фильма в фильм Актеры, играющие одних и тех же персонажей из фильма в фильм

Те, кто из-за внешности или скромных возможностей не выходят из своего амплуа

Maxim
7 ошибок в стиле, которые подчеркнут живот, — разбираем на примере звезд 7 ошибок в стиле, которые подчеркнут живот, — разбираем на примере звезд

Каких ошибок в стиле стоит избегать — объясняем на примере звезд

Cosmopolitan
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
Идеально после праздников: 10-минутная йога для подтянутого живота Идеально после праздников: 10-минутная йога для подтянутого живота

Уделяем 10 минут в день йоге, и живот быстро подтянется!

Cosmopolitan
Неподъемные доспехи и культ прекрасной дамы: правда и вымысел об эпохе рыцарей Неподъемные доспехи и культ прекрасной дамы: правда и вымысел об эпохе рыцарей

Какими были рыцари на самом деле?

Популярная механика
«Быть обнаженной в 62 года сложно»: Эмма Томпсон смогла преодолеть стеснение «Быть обнаженной в 62 года сложно»: Эмма Томпсон смогла преодолеть стеснение

Эмма Томпсон поделилась наблюдениями о красоте женского тела

Cosmopolitan
Токсичный свет Токсичный свет

Как распознать манипуляции партнера и не поддаться на них

Лиза
Топ-3 фильмов про космос с самой реалистичной физикой Топ-3 фильмов про космос с самой реалистичной физикой

"Звездные войны", "Аполлон-13", "Армагеддон" — насколько они реалистичны?

Популярная механика
Восстановленному верить Восстановленному верить

Ваш мозг чувствует себя гораздо бодрее только при активном восстановлении

Men’s Health
Песенка смета Песенка смета

Разбираемся в масштабной афере с авторскими правами на YouTube

Esquire
Тотальный офлайн: когда и зачем в разных странах выключают интернет Тотальный офлайн: когда и зачем в разных странах выключают интернет

Примеры отключений «всемирной паутины» местными властями

Playboy
Макуаитль: стеклянное оружие индейцев, которое приводило конкистадоров в ужас Макуаитль: стеклянное оружие индейцев, которое приводило конкистадоров в ужас

Макуаитль — что это за оружие индейцев и чем оно так пугало испанцев?

Популярная механика
На здоровье На здоровье

С чего начинались и к чему пришли пять современных направлений медицины

N+1
Как убрать живот: что есть и какие упражнения делать, чтобы похудеть в талии Как убрать живот: что есть и какие упражнения делать, чтобы похудеть в талии

Как сделать живот более плоским?

Cosmopolitan
Самые горячие мотоциклы 2022 года Самые горячие мотоциклы 2022 года

Если ты страдаешь от острого мототоксикоза, мы подкинем дров в огонь

Maxim
10 продуктов, в которых белка больше, чем в яйцах 10 продуктов, в которых белка больше, чем в яйцах

Доступные и простые продукты, богатые белком

Cosmopolitan
О чем мы не можем говорить О чем мы не можем говорить

Многим трудно говорить о половых органах, невозможно даже произнести их названия

Psychologies
Их не нужно готовить: список самых здоровых продуктов для тех, кто вечно занят Их не нужно готовить: список самых здоровых продуктов для тех, кто вечно занят

Здоровые продукты, которые стоит держать в холодильники для перекуса

Cosmopolitan
Открыть в приложении