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

Мозг нужен не для мышления: 5 неожиданных фактов от профессора Гарварда Мозг нужен не для мышления: 5 неожиданных фактов от профессора Гарварда

Отрывок из книги ​«Семь с половиной уроков о мозге» ​

Популярная механика
Не NFT единым: как устроен рынок стикеров азиатского мессенджера Line, где авторы зарабатывают миллионы долларов в год Не NFT единым: как устроен рынок стикеров азиатского мессенджера Line, где авторы зарабатывают миллионы долларов в год

Четыре миллиона художников рисуют своих персонажей для мессенджера

VC.RU
От стрелочных приборов до бортовых компьютеров: как развивалась авионика в самолетах От стрелочных приборов до бортовых компьютеров: как развивалась авионика в самолетах

Как менялись технологии авионики на протяжении веков

ТехИнсайдер
Герои и друзья «РБК Стиль» — о фильмах для новогодних каникул Герои и друзья «РБК Стиль» — о фильмах для новогодних каникул

Все мы в любые каникулы и выходные задаемся вопросом, что посмотреть

РБК
Борьба со старением: новые подходы и тренды Борьба со старением: новые подходы и тренды

Что сегодня предлагает от старения превентивная медицина?

РБК
10 упражнений на гибкость: видео, советы тренера 10 упражнений на гибкость: видео, советы тренера

Гибкость — это улучшение координации, красота и приятные ощущения в теле

РБК
Ленивая йога: как разминать тело, не отходя далеко от кровати Ленивая йога: как разминать тело, не отходя далеко от кровати

Даже лежание на диване можно обернуть себе на пользу

Esquire
Суррогатное материнство — больше не стыдно: доказываем на примере звезд Суррогатное материнство — больше не стыдно: доказываем на примере звезд

Кто из знаменитостей стал счастливым родителем, обратившись к суррогатной матери

VOICE
В текущем режиме В текущем режиме

Как «разогнать» лимфу и поддерживать её оптимальную скорость?

Лиза
Наталья Янанис Наталья Янанис

Наталья Янанис пережила страшную зиму 1941/1942-го в Ленинграде

Собака.ru
8 российских селебрити, которые стали рестораторами 8 российских селебрити, которые стали рестораторами

Гастрономический бизнес на астрономической популярности

GQ
Телескоп Gaia помог определить природу Местного Пузыря Телескоп Gaia помог определить природу Местного Пузыря

Внутри него находится Солнечная система

N+1
Какие сигналы обществу подает новогодний кинопрокат Какие сигналы обществу подает новогодний кинопрокат

Какой диагноз обществу ставят картины «Портрет незнакомца» и Don’t Look Up

СНОБ
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
Правильный взгляд на вещи Правильный взгляд на вещи

Ольга Бодрова отметилась в фэнтези Данилы Козловского о дореволюционной России

Tatler
Пять сигнальных веществ помогли лягушкам отрастить отрезанные лапы Пять сигнальных веществ помогли лягушкам отрастить отрезанные лапы

Американские ученые научились запускать регенерацию у взрослых лягушек

N+1
Могут ли собаки врать? Могут ли собаки врать?

Американские психологи ответили, способны ли собаки на вранье!

Maxim
Люди моря Люди моря

Истории моряков — капитанов атомных ледоколов, водолазов и спасателей

Esquire
Как устроены катапульты истребителей V поколения: наглядная демонстрация Как устроены катапульты истребителей V поколения: наглядная демонстрация

Как работают катапультные кресла в современных истребителях?

Популярная механика
Удивительный Меркурий — факты о самой близкой к Солнцу планете Удивительный Меркурий — факты о самой близкой к Солнцу планете

Главные вопросы о Меркурии

Популярная механика
Старики на обочине: как злая ирония Берроуза и Буковски превратилась в шаблон и стухла Старики на обочине: как злая ирония Берроуза и Буковски превратилась в шаблон и стухла

Почему сейчас аутоагрессивная культура битников не вдохновляет

Playboy
Электрический сноуборд Электрический сноуборд

Настало время познакомиться с модным зеленым сноубордом ELIQ на электротяге

Популярная механика
Материальное состояние Материальное состояние

Квартира, в которой поразительно эстетически сочетаются все отделочные материалы

AD
Факты о Луне, которые вы не знали или боялись спросить Факты о Луне, которые вы не знали или боялись спросить

Луна всегда показывает нам один и тот же лик, но его размер постоянно меняется

Популярная механика
«Не мошенник, а фантазёр»: история афериста Коровко, ставшего прототипом для героя Ильфа и Петрова «Не мошенник, а фантазёр»: история афериста Коровко, ставшего прототипом для героя Ильфа и Петрова

Кто такой Константин Коровко и как он стал прообразом для героя Ильфа и Петрова

VC.RU
Как купить или продать NFT: зарабатываем на цифровом искусстве Как купить или продать NFT: зарабатываем на цифровом искусстве

Как покупать и продавать NFT-картины, стихи, гифки или песни

CHIP
Как притянуть удачу Как притянуть удачу

5 лайфхаков, чтобы настроить линию судьбы

Лиза
Восстановленному верить Восстановленному верить

Ваш мозг чувствует себя гораздо бодрее только при активном восстановлении

Men’s Health
Остров для черепахи Брэнсона и $30 млн собакам Опры: как живут питомцы миллиардеров Остров для черепахи Брэнсона и $30 млн собакам Опры: как живут питомцы миллиардеров

Рассказываем о любимцах Марка Цукерберга, Илона Маска и других миллиардеров

Forbes
Как быстро уснуть: 8 советов и 5 способов без лекарств Как быстро уснуть: 8 советов и 5 способов без лекарств

Почему иногда бывает трудно заснуть и что с этим делать?

РБК
Открыть в приложении