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

10 простых привычек, которые помогают поднять настроение 10 простых привычек, которые помогают поднять настроение

Настроение поднять очень просто — достаточно знать о том, как работает тело

Популярная механика
Bonobo – о российском вайбе, номинации на «Грэмми» и новом альбоме Bonobo – о российском вайбе, номинации на «Грэмми» и новом альбоме

Интервью с американским продюсером и диджеем Bonobo

GQ
На каких самолетах будут летать россияне в ближайшие годы На каких самолетах будут летать россияне в ближайшие годы

Как развивается гражданская авиаотрасль в России

СНОБ
Аллергия на секс: как интимная близость может убить Аллергия на секс: как интимная близость может убить

У тебя есть минимум два способа превратить постельные игры в смертельный номер

Maxim
Что такое духовность и как ее развивать: 6 способов Что такое духовность и как ее развивать: 6 способов

Кто может называть себя духовно богатой личностью?

Psychologies
Такая вот вечная молодость Такая вот вечная молодость

Почему некоторые мужчины вдруг начинают активно следить за собой?

Лиза
Камень на камень Камень на камень

Фантазия природы богата так, как человеку и не снилось

Вокруг света
Что такое бензонасос автомобиля и как он работает Что такое бензонасос автомобиля и как он работает

Какие бензонасосы существуют и как понять, что с ним что-то не так?

РБК
Крещенские купания: как подготовить организм к проруби Крещенские купания: как подготовить организм к проруби

Как окунуться в прорубь и сохранить здоровье

Cosmopolitan
Жаворонки против сов: что такое циркадные ритмы и как они работают Жаворонки против сов: что такое циркадные ритмы и как они работают

На что влияют циркадные ритмы и можно ли их настроить?

РБК
Мэри Поппинс была права: как скрасить надоевшую рутину маленькими удовольствиями Мэри Поппинс была права: как скрасить надоевшую рутину маленькими удовольствиями

Как увязать пользу с искушением и удовольствием, используя совет Мэри Поппинс

Forbes
Россия без доллара: как можно лишить россиян американской валюты Россия без доллара: как можно лишить россиян американской валюты

Как Россия зависит от доллара и что будет, если лишить страну этой валюты?

Forbes
Соль земли Соль земли

Полезные ископаемые, в которых отразилась история планеты

Вокруг света
Биг Бен Биг Бен

Бенедикт Камбербэтч — о перевоплощении, удовольствиях и трудностях профессии

Esquire
Биолюминесцентная приманка глубоководных удильщиков оказалась еще и флуоресцентной Биолюминесцентная приманка глубоководных удильщиков оказалась еще и флуоресцентной

Ихтиологам впервые удалось описать биофлуоресценцию у глубоководных удильщиков

N+1
«Как я встретила вашего папу»: слишком стерильный спин-офф культового сериала «Как я встретила вашего папу»: слишком стерильный спин-офф культового сериала

На кого рассчитан сериал «Как я встретила вашего папу»?

Forbes
Что будет, если пробурить в Земле сквозную дыру и прыгнуть в нее? Окажетесь ли вы на другом конце света? Что будет, если пробурить в Земле сквозную дыру и прыгнуть в нее? Окажетесь ли вы на другом конце света?

Представим, что мы смогли прорубить сквозную дыру в Земле

Популярная механика
Цифровой эталон для подсчёта ДНК Цифровой эталон для подсчёта ДНК

И само наличие ДНК, и её количество можно определить с помощью ПЦР

Наука и жизнь
Как была придумана утопия Как была придумана утопия

Григорий Ревзин о Томасе Море и его «Утопии»

Weekend
Эпичные ошибки инженеров Toyota, Mazda, Mercedes-Benz и других автомобильных фирм Эпичные ошибки инженеров Toyota, Mazda, Mercedes-Benz и других автомобильных фирм

Ошибки при конструировании автомобилей неизбежны, и вот несколько из них

Maxim
В чем разница между Голландией и Нидерландами? А язык нидерландский? А жителей как правильно называть? В чем разница между Голландией и Нидерландами? А язык нидерландский? А жителей как правильно называть?

Нидерланды — вторая по запутанности названий страна Европы после Великобритании

Maxim
Другой принц Уильям: история кузена Елизаветы II — плейбоя, погибшего в 30 лет Другой принц Уильям: история кузена Елизаветы II — плейбоя, погибшего в 30 лет

Другой принц Уильям — он собирался жениться по любви, но трагически погиб

Cosmopolitan
Когда жена успешнее: как сохранить счастье в браке — мнение психолога Когда жена успешнее: как сохранить счастье в браке — мнение психолога

Что делать, когда твой успех то и дело пошатывает хрупкое семейное счастье?

Cosmopolitan
Развод им к лицу: эти звездные мужчины похорошели после расставания с женами Развод им к лицу: эти звездные мужчины похорошели после расставания с женами

Любовь окрыляет. А иногда окрыляет и расставание

Cosmopolitan
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
Ключ поверни и полетели: пять аэромобилей, которые можно будет купить Ключ поверни и полетели: пять аэромобилей, которые можно будет купить

Летающие автомобили — отличное средство от пробок!

Playboy
Призвание: самозванец Призвание: самозванец

Люди выдают себя за других с целью выгоды, но он делал это ради искусства

Maxim
Правда ли, что характер кошки зависит от ее породы? Правда ли, что характер кошки зависит от ее породы?

Что важнее: порода и или воспитание, когда речь идет о характере кошки?

Cosmopolitan
Прогулка с котом по Эрмитажу... Прогулка с котом по Эрмитажу...

Путешествие по музею во времени и пространстве с котом-экскурсоводом

Караван историй
Мода, наркотики, йога: как менялась внешность Кейт Мосс за последние 30 лет Мода, наркотики, йога: как менялась внешность Кейт Мосс за последние 30 лет

Как менялась внешность культовой модели Кейт Мосс 1990-х за последние 30 лет

Cosmopolitan
Открыть в приложении