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

Как передвинуть маяк с места на место? Как передвинуть маяк с места на место?

Чтобы спасти маяк, группа инженеров и рабочих бросила вызов силам природы

Популярная механика
«Лакричная пицца»: солнечная комедия Пола Томаса Андерсона о взрослении «Лакричная пицца»: солнечная комедия Пола Томаса Андерсона о взрослении

«Лакричная пицца» — теплый, смешной и доступный фильм

РБК
Платежи в России: от расчетов по почте до моментальной оплаты на сайте. Как развивалась финансовая система Платежи в России: от расчетов по почте до моментальной оплаты на сайте. Как развивалась финансовая система

Свое начало современная российская платежная система берет в 80-х годах

TechInsider
Куда сходить в Москве: 5 музеев техники, в которых интересно Куда сходить в Москве: 5 музеев техники, в которых интересно

Раритеные ПК, первые компьютеры Apple и машины из "Звездных войн" — музеи Москвы

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

Как окунуться в прорубь и сохранить здоровье

Cosmopolitan
Как глобальное потепление изменяет свойства алкоголя и его потребление Как глобальное потепление изменяет свойства алкоголя и его потребление

Изменение климата лишает нас коньяка, делает вино крепче, а пиво — дороже

СНОБ
Без налогов и локдаунов: зачем россияне скупают недвижимость в Дубае Без налогов и локдаунов: зачем россияне скупают недвижимость в Дубае

Недвижимость в Дубае: отсутствие налогов, визовые программы и открытые границы

Forbes
А девки теперь плачут! Геи, которые слишком убедительно сыграли натуралов А девки теперь плачут! Геи, которые слишком убедительно сыграли натуралов

Люк Эванс, Нил Патрик Харрис и другие геи в кинематографе

Cosmopolitan
Ей причинили роль Ей причинили роль

Как сложились судьбы звезд легендарного порнофильма «Глубокая глотка»

Esquire

Такого в кино не покажут

Playboy
Робот-хирург впервые провел сложную операцию без вмешательства человека: инженерное чудо Робот-хирург впервые провел сложную операцию без вмешательства человека: инженерное чудо

Робот смог провести сложную и деликатную хирургическую операцию на свинье

Популярная механика
Правила жизни Джона Рональда Руэла Толкина Правила жизни Джона Рональда Руэла Толкина

Толкин: "Гоблины — не злодеи, у них просто высокий уровень коррупции"

Esquire
5 интересных фактов о советском Спутнике-1 5 интересных фактов о советском Спутнике-1

Запуск Спутника-1 4 октября 1957 года положил начало космической эре

Популярная механика
Сунгирцу проломили череп каменным предметом еще в древности Сунгирцу проломили череп каменным предметом еще в древности

Ранее считалось, что повреждение сунгирцу нанесли лопатой во время раскопок

N+1
Новый азимут Новый азимут

Зачем основатель сети городских отелей решил вложиться в туристические зоны

Forbes
Экологичные поездки: как электромобили изменят индустрию такси Экологичные поездки: как электромобили изменят индустрию такси

Опыт Китая и других стран показывает, что стратегия «озеленяет» транспорт

Популярная механика
Дешево и безвкусно: 6 атрибутов, которые портят ваш дом Дешево и безвкусно: 6 атрибутов, которые портят ваш дом

Будьте внимательны к своему дому: что стоит исправить в своем жилище?

GQ
Интервальное голодание - 6 самых популярных и эффективных режимов Интервальное голодание - 6 самых популярных и эффективных режимов

Интервальное голодание стало одним из самых модных способов похудеть.

Cosmopolitan
Как выглядит создатель WhatsApp — у него русские корни! Как выглядит создатель WhatsApp — у него русские корни!

История Яна Кума — создателя мессенджера WhatsApp

Cosmopolitan
Вспомнить все: 12 главных сериалов 2021 года — от Мэйр до Теда Вспомнить все: 12 главных сериалов 2021 года — от Мэйр до Теда

Пока год не обзавелся хитами, предлагаем вспомнить проверенные временем проекты

РБК
Как события в Казахстане скажутся на российских металлургах Как события в Казахстане скажутся на российских металлургах

Кто из российских металлургов работает в Казахстане и какие риски могут их ждать

Forbes
15 лучших британских сериалов на Netflix 15 лучших британских сериалов на Netflix

Лучшие шоу из Великобритании, которые можно посмотреть на Netflix

Правила жизни
Лучше спросить заранее: популярные вопросы в области стоматологии Лучше спросить заранее: популярные вопросы в области стоматологии

Что нового появилось в современной стоматологии?

Популярная механика
Поглотитель Amazon-брендов и кандидаты на IPO: кому дали денег больше всех в 2021-м Поглотитель Amazon-брендов и кандидаты на IPO: кому дали денег больше всех в 2021-м

Пять проектах основателей, получивших максимальную сумму инвестиции

Forbes
5 рецептов от зимней депрессии 5 рецептов от зимней депрессии

Как бороться с зимней депрессией?

Здоровье
Как бывшие инженеры SpaceX проводят революцию в железнодорожных перевозках Как бывшие инженеры SpaceX проводят революцию в железнодорожных перевозках

Стартап Parallel Systems: будущее грузоперевозок за автономными электропоездами

Forbes
S-Class на минималках? Тест-драйв нового Mercedes-Benz C-Class S-Class на минималках? Тест-драйв нового Mercedes-Benz C-Class

Рассматриваем Mercedes-Benz C-Class нового поколения

Популярная механика
Наночастицы золота помогли селективно окислить метан Наночастицы золота помогли селективно окислить метан

Химики научились селективно окислять метан

N+1
Девять значимых событий 2021 года в физике и астрономии Девять значимых событий 2021 года в физике и астрономии

Самые важные события прошедшего года в физических и астрономических областях

Наука и жизнь
Открыть в приложении