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 неожиданных лайфхаков с металлической мочалкой: незаменимые советы для дома и быта 10 неожиданных лайфхаков с металлической мочалкой: незаменимые советы для дома и быта

Металлическая мочалка или губка — обязательный предмет на каждой кухне

Популярная механика
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
Образование без серверов: как и зачем использовать облачные технологии вузам Образование без серверов: как и зачем использовать облачные технологии вузам

Использование облачных технологий в процессе образования улучшает успеваемость

Forbes
Пурпурноголовые малюры неожиданно для орнитологов вывели птенцов во время сухого сезона Пурпурноголовые малюры неожиданно для орнитологов вывели птенцов во время сухого сезона

Ранее считалось, что малюры размножаются почти исключительно в период дождей

N+1
Леонардо да Винчи. Биография Леонардо да Винчи. Биография

Почему «Джоконда» – шедевр, на который хотят посмотреть вживую миллионы людей

kiozk originals
Как сохранить брак после измены? Мнение психолога и примеры звезд Как сохранить брак после измены? Мнение психолога и примеры звезд

Кто-то из вас спросит: "Зачем сохранять брак, если вторая половина изменила?"

Cosmopolitan
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
Нежеланное повышение: как быть, если вы не хотите управлять людьми Нежеланное повышение: как быть, если вы не хотите управлять людьми

Есть ли способ продвигаться в компании, но не идти в управление?

VC.RU
«Адская молотилка». Десять выстрелов в минуту в одну точку «Адская молотилка». Десять выстрелов в минуту в одну точку

Российская армия приняла на вооружение артиллерийского монстра

Популярная механика
Знак «Движение прямо»: зона действия, что разрешает и запрещает Знак «Движение прямо»: зона действия, что разрешает и запрещает

Как действует самый коварный дорожный знак?

РБК
Как мы живем на 5 млн в месяц: история семьи из Москвы с одним ребенком Как мы живем на 5 млн в месяц: история семьи из Москвы с одним ребенком

История нашей читательницы: как преодолеть стереотипы и начать зарабатывать?

Cosmopolitan
След амура: как быстро убрать засос в домашних условиях След амура: как быстро убрать засос в домашних условиях

Как можно быстро убрать засос на шее и других видных и пикантных местах

VOICE
Запрет на сушку нижнего белья Запрет на сушку нижнего белья

Бытовые привычки японцев, которые удивляют русских

Лиза
Внуки лунохода Внуки лунохода

Экскурсия в инженерный центр беспилотных технологий «Яндекса»

Популярная механика
Как бывший олигарх Мухтар Аблязов превратился в «лидера протестов» в Казахстане Как бывший олигарх Мухтар Аблязов превратился в «лидера протестов» в Казахстане

Как Мухтар Аблязов стал олигархом, а потом беглым преступником и оппозиционером

Forbes
Читаем отрывок из книги «Сибирь: счастье за горами» Читаем отрывок из книги «Сибирь: счастье за горами»

Когда размышлять о зиме и Сибири, как не в самый ее разгар?

РБК
«Лучше два дня вдумчивой работы, чем пять дней в забытьи»: опыт финтеха Bolt, который перешёл на четырёхдневный график «Лучше два дня вдумчивой работы, чем пять дней в забытьи»: опыт финтеха Bolt, который перешёл на четырёхдневный график

Финтеха Bolt — чем хорош четырехдневный график работы

VC.RU
Правило одной ладони: почему на тарелке должно быть именно столько овощей Правило одной ладони: почему на тарелке должно быть именно столько овощей

Заставляешь себя есть побольше полезных плодов? Не надо мучиться!

Лиза
Почему закладывает уши и может ли это быть опасно Почему закладывает уши и может ли это быть опасно

Когда стоит беспокоиться, если заложило ухо, и как с этим бороться

РБК
Невероятный медицинский случай: в головном мозге мужчины обнаружили «островок» плесени. Пациент при этом выжил Невероятный медицинский случай: в головном мозге мужчины обнаружили «островок» плесени. Пациент при этом выжил

«Честно говоря, я не могу поверить, что ты жив»

Популярная механика
Даниил Медведев, который стал второй ракеткой мира и проиграл теннисисту Рафаэлю Надалю Даниил Медведев, который стал второй ракеткой мира и проиграл теннисисту Рафаэлю Надалю

Как Даниил Медведев пришел в спорт и стал второй ракеткой мира

СНОБ
Гарри Поттер, далматинцы и Мэри Поппинс: 12 лучших фильмов для семейного просмотра Гарри Поттер, далматинцы и Мэри Поппинс: 12 лучших фильмов для семейного просмотра

Самые добрые и вдохновляющие фильмы для всей семьи

Forbes
Замужем за мафией: 6 жен самых опасных в истории гангстеров Замужем за мафией: 6 жен самых опасных в истории гангстеров

Чем жизнь жены преступника номер один отличается от судеб обычных людей?

VOICE
О спорт, ты сон О спорт, ты сон

Поднять себя в 6 утра на тренировку или поспать подольше?

Men’s Health
10 советов, как сделать домашнюю еду такой же вкусной, как в ресторанах. Протестируйте их на своей кухне 10 советов, как сделать домашнюю еду такой же вкусной, как в ресторанах. Протестируйте их на своей кухне

Эти хитрости помогут вам приготовить ужин ничуть не хуже, чем в ресторане

Популярная механика
20 советов от мужской кухни 20 советов от мужской кухни

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

Maxim
Почему японцы живут дольше всех: 5 секретов долгожителей Почему японцы живут дольше всех: 5 секретов долгожителей

Чтобы жить долго и счастливо — бери пример с японцев

Playboy
Солнечный свет сдвинул равновесие реакции в сторону продуктов Солнечный свет сдвинул равновесие реакции в сторону продуктов

Выход процесса этерификации возрос на 15 процентов

N+1
Безопасность в ноутбуках: как производители защищают устройства от несанкционированного доступа Безопасность в ноутбуках: как производители защищают устройства от несанкционированного доступа

Частота кибератак значительно возросла: взламывают и компьютеры, и ноутбуки

Популярная механика
Радиус протона измерили по переходу 2S−8D атома водорода Радиус протона измерили по переходу 2S−8D атома водорода

Физики сообщили о точном измерении частоты перехода 2S1/2−8D5/2 атома водорода

N+1
Открыть в приложении