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
Давайте опять займемся сексом Давайте опять займемся сексом

Как вернуться к доковидной норме, по крайней мере в постели

Men’s Health
Цифровой сценарист: как ИИ создает иллюзию свободы выбора Цифровой сценарист: как ИИ создает иллюзию свободы выбора

Как научиться распознавать технологические манипуляции

Forbes
История Холокоста и судьба одной австро-венгерской семьи. Отрывок из книги История Холокоста и судьба одной австро-венгерской семьи. Отрывок из книги

Отрывок из книги Мериел Шиндлер «Утраченное кафе "У Шиндлеров"»

СНОБ
10 самых засмотренных до дыр мультфильмов разных поколений 10 самых засмотренных до дыр мультфильмов разных поколений

Самые засмотренные мультфильмы за все время, разбитые по десятилетиям

Maxim
Капитализм сбился с пути: почему нечистоплотные бизнесмены всегда терпят крах Капитализм сбился с пути: почему нечистоплотные бизнесмены всегда терпят крах

Отрывок из книги «Этичный капиталист» — почему отношение к сотрудникам так важно

Forbes
Криптостартап Superdao выходца из России привлек $10,5 млн от зарубежных фондов Криптостартап Superdao выходца из России привлек $10,5 млн от зарубежных фондов

Superdao, основанный петербуржцем Юрием Лифшицем, привлек $10,5 млн

Forbes
Чем полезен булгур и как он помогает нормализовать вес Чем полезен булгур и как он помогает нормализовать вес

Булгур — популярный ингредиент многих блюд Ближнего Востока

РБК
20 советов от мужской кухни 20 советов от мужской кухни

Ознакомься с этими советами – и получи доступ к вкусной и дешевой еде навсегда

Maxim
Тормозной суппорт: как устроен и чем важен Тормозной суппорт: как устроен и чем важен

Что такое суппорт, зачем он нужен, как устроен и чем опасен его выход из строя

РБК
Как правильно худеть женщинам старше 40 лет? 10 работающих советов Как правильно худеть женщинам старше 40 лет? 10 работающих советов

10 советов, которые точно работают в деле снижения веса для женщин старше 40 лет

Cosmopolitan
Нежная фиалка Нежная фиалка

Как ухаживать за сенполией, чтобы она постоянно цвела

Лиза
Притяжение кварка и антикварка ослабло в сильном магнитном поле Притяжение кварка и антикварка ослабло в сильном магнитном поле

Натяжение струны между кварком и антикварком уменьшается при магнитном поле

N+1
Третья версия интернета Третья версия интернета

Технология, за которой следят пристальней, чем за раскрученной метавселенной

Forbes
Просто кошмар: как не быть бесконечным источником негатива для других людей Просто кошмар: как не быть бесконечным источником негатива для других людей

Отрывок из книги «Вредные мысли» — как отказаться от излишней драматизации?

Forbes
Бог русской кавалерии Бог русской кавалерии

Христиан Феликс Баур — настоящий полковник XVIII века

Дилетант
Свежая юмористическая фантастика: 3 яркие книги, на которые стоит обратить внимание Свежая юмористическая фантастика: 3 яркие книги, на которые стоит обратить внимание

Сегодня мы хотим рассказать вам про три очень забавные серии фантастических книг

Популярная механика
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
Скучают ли кошки, когда остаются одни? Вот что говорят ученые Скучают ли кошки, когда остаются одни? Вот что говорят ученые

Существует стереотип, что кошки отлично справляются с разлукой. Так ли это?

Cosmopolitan
6 главных фактов о пользе петрушки для здоровья 6 главных фактов о пользе петрушки для здоровья

Петрушка — это концентрированный источник питательных веществ и витаминов

РБК
Климат-контроль vs кондиционер: чем отличаются, как работают, что лучше Климат-контроль vs кондиционер: чем отличаются, как работают, что лучше

Что может климат-контроль и почему он лучше кондиционера?

РБК
Это со мной уже было: почему мы испытываем дежавю Это со мной уже было: почему мы испытываем дежавю

Человек испытывает настойчивое ощущение, будто прежде бывал в подобной ситуации

Cosmopolitan
Физики уточнили одинаковость магнитных моментов протона и антипротона Физики уточнили одинаковость магнитных моментов протона и антипротона

Одна из самых больших загадок физики — баланс между материй и антиматерией

N+1
Крайние точки: чем может быть опасна бездумная борьба за всеобщее равенство Крайние точки: чем может быть опасна бездумная борьба за всеобщее равенство

Книга Дмитрия Некрасова «Социальное неравенство: Альтернативный взгляд»

Forbes
Пропал звук на ноутбуке: решаем проблему несколькими способами Пропал звук на ноутбуке: решаем проблему несколькими способами

Разбираем причины проблем со звуком на ноутбуке и способы их решения

CHIP
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
Против империи Против империи

Имам Шамиль — лидер, благодаря которому жил Северо-Кавказский имамат

Дилетант
Как ухаживать за кожей лица мужчинам: соблюдаем 5 важных этапов Как ухаживать за кожей лица мужчинам: соблюдаем 5 важных этапов

Тебе кажется что уход за кожей — только для девчонок? А вот и зря

Playboy
«Каждый негодяй должен быть принципиальным» «Каждый негодяй должен быть принципиальным»

Следователи, бандиты, цари, космонавты… Кого только не играл Фёдор Лавров

OK!
За кого нельзя выходить замуж: советы 1930 года За кого нельзя выходить замуж: советы 1930 года

Как профессор Герлинг объяснял, какие мужчины хуже всего годятся в супруги?

Cosmopolitan
Открыть в приложении