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

Внутри вас — множество субличностей. Кто они и чего хотят? Внутри вас — множество субличностей. Кто они и чего хотят?

Отрывок из книги Ричарда Шварца «Мои разные "я"» — о разных частях личности

Популярная механика
На новом месте: как самостоятельно организовать квартирный переезд На новом месте: как самостоятельно организовать квартирный переезд

Как без лишних нервов и стресса организовать переезд на новую квартиру

Forbes
Марк Цукерберг раскрыл свою ИИ-стратегию: миллиарды на вычисления, гонка за талантами и новое видение Meta* Марк Цукерберг раскрыл свою ИИ-стратегию: миллиарды на вычисления, гонка за талантами и новое видение Meta*

Марк Цукерберг вкладывает сотни миллиардов в сверхинтеллект

Inc.
Ананасовые плантации навредили редким зимородкам с острова Мангаиа сильнее инвазивных майн Ананасовые плантации навредили редким зимородкам с острова Мангаиа сильнее инвазивных майн

Зимородки с острова Мангаиа не слишком страдают от завезенных майн

N+1
Как стать лучшим мужчиной в постели девушки: секс-эксперт Трейси Кокс поделилась секретами Как стать лучшим мужчиной в постели девушки: секс-эксперт Трейси Кокс поделилась секретами

Что служит причиной неудовлетворенности женщины и как это исправить

Maxim
В Хакасии раскопали курган с погребениями трех археологических культур В Хакасии раскопали курган с погребениями трех археологических культур

Археологи раскопали в Хакассии курган могильника Уйтаг-3

N+1
9 причин начать употреблять цветную капусту прямо сейчас 9 причин начать употреблять цветную капусту прямо сейчас

Цветная капуста — универсальный источник растительных волокон

Cosmopolitan
Жить хорошо стоиком или буддистом: какая модель философии подходит лично вам Жить хорошо стоиком или буддистом: какая модель философии подходит лично вам

Глава из книги «Жить хорошо» о стоицизме

Forbes
О чем умолчала Пенелопа? «Пенелопиада» — феминистский взгляд на греческую мифологию от автора «Рассказа служанки». Публикуем фрагмент книги О чем умолчала Пенелопа? «Пенелопиада» — феминистский взгляд на греческую мифологию от автора «Рассказа служанки». Публикуем фрагмент книги

Анна Блейз переосмысляет историю жены Одиссея: отрывок

Esquire
Хоккей для всех Хоккей для всех

Ночная хоккейная лига (НХЛ), масштабный проект российского любительского спорта

Men’s Health
«Общность условий жизни — вот что необходимо для воспитания нового человека»: почему на заре СССР появились дома-коммуны «Общность условий жизни — вот что необходимо для воспитания нового человека»: почему на заре СССР появились дома-коммуны

В «машинах для жилья» власти воспитывали человека, который бы отбросил личное

VC.RU
5 ситуаций, когда робот-пылесос окажется бесполезной тратой денег 5 ситуаций, когда робот-пылесос окажется бесполезной тратой денег

Ситуации, когда покупка робота-пылесоса не даст никакого результата

CHIP
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
На лицо ужасные, сладкие внутри:  8 тропических фруктов, на которые хоть и страшно смотреть, а попробовать все же стоит На лицо ужасные, сладкие внутри:  8 тропических фруктов, на которые хоть и страшно смотреть, а попробовать все же стоит

Эти фрукты для многих кажутся диковатыми и совершенно несъедобными

Популярная механика
Без «пжлст», мемов и капслока: правила делового общения в мессенджерах Без «пжлст», мемов и капслока: правила делового общения в мессенджерах

Почему не стоит использовать в деловой переписке капслок и сокращения?

Forbes
Миллионерши! Эти звезды больше других зарабатывают на рекламе в инстаграме Миллионерши! Эти звезды больше других зарабатывают на рекламе в инстаграме

Рейтинг российских знаменитостей по размеру заработка в инстаграме в 2021 году

Cosmopolitan
Историк развеял 8 мифов о Титанике, которые породил культовый фильм Историк развеял 8 мифов о Титанике, которые породил культовый фильм

Единственная правда в культовом фильме о Титанике то, что он затонул

Playboy
«Галилей и отрицатели науки» «Галилей и отрицатели науки»

Отрывок из книги «Галилей и отрицатели науки» о жизни Галилея в Падуе

N+1
Монокоптер: как летает вертолет с одной лопастью Монокоптер: как летает вертолет с одной лопастью

Монокоптеры — летательный аппараты, получившие второе дыхание

Популярная механика
10 героев кино и сериалов с расстройством множественной личности 10 героев кино и сериалов с расстройством множественной личности

Фильмы и сериал о людях, в чьих головах бывает тесно от обилия «постояльцев»

СНОБ
Белые карлики: удивительно плотные звёзды Белые карлики: удивительно плотные звёзды

Звезды малой или средней массы со временем становятся белыми карликами

Популярная механика
Вышел «Миротворец» — сериальный спин-офф «Отряда самоубийц» Джеймса Ганна про идиотичного супергероя с тонной пошлых шуток. Но что с ним не так? Вышел «Миротворец» — сериальный спин-офф «Отряда самоубийц» Джеймса Ганна про идиотичного супергероя с тонной пошлых шуток. Но что с ним не так?

Почему сериал «Миротворец» напоминает стендап Луи Си Кея и твит Дональда Трампа

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

История Яна Кума — создателя мессенджера WhatsApp

Cosmopolitan
Третья версия интернета Третья версия интернета

Технология, за которой следят пристальней, чем за раскрученной метавселенной

Forbes
10 культовых фильмов, которым в 2022-м году исполняется 20 лет 10 культовых фильмов, которым в 2022-м году исполняется 20 лет

В этой подборке мы вспомнили 10 культовых картин, которые празднуют юбилей

Cosmopolitan
Отсекаем лишнее Отсекаем лишнее

Главные действующие лица на арене минималистской архитектуры

AD
Почему киты не тонут, когда всасывают в себя криль? Почему киты не тонут, когда всасывают в себя криль?

Почему киты не захлебываются, когда едят?

Популярная механика
Этот рецепт Nestlé купила за $1 и заработала на нём несколько миллиардов долларов: история печенья с шоколадной крошкой Этот рецепт Nestlé купила за $1 и заработала на нём несколько миллиардов долларов: история печенья с шоколадной крошкой

Как Рут Уэйкфилд изобрела «антидот от Великой депрессии»

VC.RU
Стала мамой от донора спермы и счастлива: как сегодня живет Лариса Черникова Стала мамой от донора спермы и счастлива: как сегодня живет Лариса Черникова

Как сложилась судьба автора "Влюбленный самолет" Ларисы Черниковой?

Cosmopolitan
Вся правда о гивах: реально ли выиграть и сколько на этом зарабатывают звезды Вся правда о гивах: реально ли выиграть и сколько на этом зарабатывают звезды

Гивы — сладкое слово для любителей так называемой халявы

Cosmopolitan
Открыть в приложении