In Rusland word gewerk om 'n revolusionêre kernreaktor van die vierde generasie te skep. Ons praat oor die BREST -reaktor waarop ondernemings wat deel uitmaak van die staatsmaatskappy Rosatom tans werk. Hierdie belowende reaktor word gebou as deel van die deurbraakprojek. BREST is 'n projek van vinnige neutronreaktors met 'n loodkoelmiddel, 'n dubbelkring-hitte-oordrag na die turbine, sowel as superkritiese stoomparameters. Die projek is sedert die laat 1980's in ons land ontwikkel. Die hoofontwikkelaar van hierdie reaktor is NIKIET vernoem na N. A. Dollezhal (Research and Design Institute of Power Engineering).
Vandag verskaf kernkragaanlegte Rusland 18% van die elektrisiteit wat dit opwek. Kernenergie is baie belangrik in die Europese deel van ons land, veral in die noordweste, waar dit verantwoordelik is vir 42% van die opwekking van elektrisiteit. Tans is daar 10 kernkragaanlegte in Rusland wat 34 krageenhede bedryf. Die meeste van hulle gebruik lae-verrykte uraan as brandstof met 'n inhoud van uraan-235-isotoop op 'n vlak van 2-5%. Terselfdertyd word die brandstof by die kernkragsentrale nie heeltemal verbruik nie, wat lei tot die vorming van radioaktiewe afval.
Rusland het reeds 18 duisend ton gebruikte uraan opgehoop en elke jaar neem hierdie syfer toe met 670 ton. In totaal is daar 345 duisend ton van hierdie afval ter wêreld, waarvan 110 duisend ton in die Verenigde State. Die probleem met die verwerking van hierdie afvalstowwe kan opgelos word deur 'n nuwe tipe reaktor wat in 'n geslote siklus werk. Die oprigting van so 'n reaktor sal help om die lek van militêre kerntegnologie te hanteer. Sulke reaktore kan veilig aan alle lande ter wêreld voorsien word, aangesien dit in beginsel onmoontlik sou wees om die grondstowwe te verkry wat nodig is vir die vervaardiging van kernwapens. Maar hul grootste voordeel sou veiligheid wees. Sulke reaktore kan selfs op ou, gebruikte kernbrandstof begin word. Volgens A. Kryukov, doktor in fisiese en wiskundige wetenskappe, vertel selfs taamlike berekenings dat die reserwes van gebruikte uraan wat gedurende 60 jaar van die kernindustrie opgebou is, genoeg sal wees vir 'n paar honderd jaar energieopwekking.
Die BREST -reaktore is 'n revolusionêre projek in hierdie rigting. Hierdie reaktor pas goed in die konteks van Vladimir Poetin se toespraak tydens die Millenniumberaad by die VN in September 2000. As deel van sy verslag het die Russiese president die wêreld 'n nuwe kernenergie belowe: veilig, skoon, wapengebruik uitgesluit. Sedert die aanbieding het die werk aan die implementering van die deurbraakprojek en die skepping van die BREST -reaktor aansienlike vordering gemaak.
Algemene siening van die BREST-300 reaktor
Aanvanklik is die BREST -eenheid ontwerp, wat 'n kragbron van 300 MW sou voorsien, maar later verskyn 'n projek met 'n verhoogde kapasiteit van 1200 MW. Terselfdertyd het die ontwikkelaars op hierdie tydstip al hul pogings toegespits op die minder kragtige reaktor BREST-OD-300 (eksperimentele demonstrasie) in verband met die ontwikkeling van 'n groot hoeveelheid nuwe ontwerpoplossings en planne om dit te toets op 'n relatief klein en goedkoop projek in implementering. Boonop is die geselekteerde krag van 300 MW (elektries) en 700 MW (termies) die minimum benodigde krag om die teelverhouding van brandstof in die reaktorkern gelyk aan eenheid te verkry.
Tans word die "deurbraak" -projek geïmplementeer op die terrein van die onderneming van die staatskorporasie "Rosatom" van die Siberian Chemical Combine (SCC) op die grondgebied van die geslote territoriale eenheid (ZATO) Seversk (Tomsk -streek). Hierdie projek behels die ontwikkeling van tegnologieë om die kernbrandstofsiklus te sluit, wat in die kernkragbedryf van die toekoms in aanvraag sal wees. Die implementering van hierdie projek in die praktyk maak voorsiening vir die oprigting van 'n loodsdemonstrasie-kragkompleks wat bestaan uit: BREST-OD-300-'n vinnige neutronreaktor met 'n loodvloeistofmetaal koelmiddel met 'n stilstaande kernbrandstofsiklus en 'n spesiale module vir vervaardiging / opknapping brandstof vir hierdie reaktor, sowel as 'n module vir die herverwerking van die gebruikte brandstof. Daar word beplan om die BREST-OD-300-reaktor in 2020 bekend te stel.
Die algemene ontwerper van die proefdemonstrasie -energiekompleks is die St. Petersburg VNIPIET. Die reaktor word deur NIKIET (Moskou) gebou. Vroeër is berig dat die ontwikkeling van die BREST -reaktor op 17,7 miljard roebels geskat word, die bou van 'n herverwerkingsmodule vir gebruikte kernbrandstof - 19,6 miljard roebels, 'n vervaardigingsmodule en 'n opstartkompleks vir brandstofverbetering - 26,6 miljard roebels. Die hooftaak van die energiekompleks wat geskep word, behoort die ontwikkeling van die tegnologie vir die bedryf van 'n nuwe reaktor, die vervaardiging van nuwe brandstof en die tegnologie vir die herverwerking van gebruikte kernbrandstof te wees. Om hierdie rede sal die besluit om die BREST-OD-300-reaktor in die kragmodus te begin, eers geneem word nadat alle navorsingswerk aan die projek voltooi is.
Die konstruksieterrein van die BREST-300 kragkompleks is geleë in die omgewing van die radiochemiese aanleg van die Siberian Chemical Combine. Die werk aan hierdie webwerf het in Augustus 2014 begin. Volgens Sergei Tochilin, algemene direkteur van SKhK, is hier reeds 'n vertikale nivellering uitgevoer met die uitgrawing van 'n miljoen kubieke meter grond, kabels is gelê, industriële waterpypleidings is geïnstalleer en ander bouwerk is voltooi. Tans gaan die aannemer "Java-Stroy" en die Seversky-onderaannemer "Spetsteplokhimmontazh" voort met die kompleks van werke wat verband hou met die voorbereidingsperiode. Vandag werk 400 mense op die bouperseel, met die toename in die tempo van die werk by die fasiliteit, sal die aantal bouers tot 600-700 mense groei. Volgens die persdiens van die Siberian Chemical Combine word staatsinvestering in hierdie projek ongeveer 100 miljard roebels beraam.
'N Eksperimentele demonstrasie -energiekompleks in die grootste in ons land, gesluit administratiewe kompleks, word in fases gebou. Die eerste wat 'n nitriedbrandstofaanleg bou, word in 2017-2018 in gebruik geneem. In die toekoms gaan die brandstof wat by hierdie aanleg vervaardig word, na die eksperimentele demonstrasiereaktor BREST-300, waarvan die konstruksie in 2016 begin en in 2020 voltooi sal wees, dit is die voltooiing van die tweede fase van die projek. Die derde fase van die werk beoog die oprigting van 'n ander aanleg vir die herverwerking van gebruikte brandstof. Die deurbraakprojek behoort teen 2023 volledig in werking te wees. Danksy die implementering van hierdie ambisieuse projek behoort ongeveer 1,5 duisend nuwe werkgeleenthede in die stad Seversk te verskyn. 6-8 duisend werkers neem direk deel aan die bou van die BREST-300-installasie.
Soos die hoof van die BREST-300-reaktorprojek Andrei Nikolaev gesê het, sal die eksperimentele demonstrasiekragkompleks in die stad Seversk die BREST-OD-300-reaktoraanleg met 'n stilstaande kernbrandstofsiklus insluit, sowel as 'n kompleks vir die vervaardiging van "kernbrandstof van die toekoms." Ons praat van nitriedbrandstof vir vinnige reaktore. Daar word aanvaar dat die hele kernkragbedryf vanaf die 20's van die XXI eeu op hierdie tipe brandstof werk. Daar word beplan dat die eksperimentele BREST-300-reaktor die eerste vinnige neutronreaktor ter wêreld sal word met 'n swaar vloeibare metaal koelmiddel. Volgens die projek word verbruikte kernbrandstof in die BREST-300-reaktor herverwerk en dan weer in die reaktor gelaai. 'N Totaal van 28 ton brandstof is nodig vir die aanvanklike laai van die reaktor. Tans word die ontleding van gebruikte kernbrandstof uit die opbergingsfasiliteite van die Siberian Chemical Combine uitgevoer - dit is moontlik dat 'n sekere hoeveelheid produkte met 'n plutoniumelement gebruik kan word in die vervaardiging van brandstof vir die eksperimentele BREST -reaktor.
Die BREST-300 reaktor sal 'n aantal beduidende voordele in terme van operasionele veiligheid inhou bo enige reaktor wat vandag werk. Hierdie reaktor sal op sy eie kan afsluit in geval van afwyking van enige parameters. Boonop gebruik 'n vinnige neutronreaktor brandstof met 'n laer reaktiwiteitsmarge, en vinnige neutronversnelling en die daaropvolgende moontlikheid van 'n ontploffing word eenvoudig uitgesluit. Lood, in teenstelling met natrium wat vandag as 'n hitte draer gebruik word, is passief, en vanuit die oogpunt van chemiese aktiwiteit is lood veiliger as natrium. Digte nitriedbrandstof verdra makliker temperatuuromstandighede en meganiese defekte, dit is meer betroubaar as oksiedbrandstof. Selfs die ergste sabotasieongelukke met die vernietiging van eksterne hindernisse (vaartuigdeksels, reaktorgeboue, ens.) Sal nie tot radioaktiewe vrystellings kan lei wat ontruiming van die bevolking en daaropvolgende langtermyn vervreemding van grond sou vereis nie, soos tydens die Tsjernobil -ongeluk in 1986.
Die voordele van die BREST -reaktor sluit in:
- natuurlike bestralingsveiligheid in geval van allerhande ongelukke om eksterne en interne redes, insluitend sabotasie, wat nie die ontruiming van die bevolking vereis nie;
- langtermyn (byna onbeperk in tyd) brandstofvoorraad as gevolg van die doeltreffende gebruik van natuurlike uraan;
-nie-verspreiding van kernwapens op die planeet deur die produksie tydens die werking van wapengraadplutonium uit te skakel en die implementering van ter plaatse tegnologie vir die herverwerking van droë brandstof sonder om plutonium en uraan te skei;
- omgewingsvriendelikheid van energieproduksie en daaropvolgende afvalverwydering as gevolg van 'n geslote brandstofsiklus met transmutasie van langlewende splitsingsprodukte, transmutasie en verbranding van aktiniede in 'n reaktor, suiwering van radioaktiewe afval van aktiniede, bewaring en wegdoening van radioaktiewe afval sonder om die natuurlike stralingsbalans;
- ekonomiese mededingendheid, wat bereik word as gevolg van die natuurlike veiligheid van die kernkragsentrale en die tegnologie van die geïmplementeerde brandstofsiklus, wat die reaktor slegs 238U voed, verwerping van komplekse ingenieursveiligheidstelsels, hoë loodparameters, wat die bereiking van superkritiese verseker parameters van die stoomturbinekringloop en hoë doeltreffendheid van die termodinamiese siklus, vermindering van konstruksiekoste.
Projekbeeld van die BREST -kompleks. 1 - reaktor, 2 - turbinekamer, 3 - SNF -herverwerkingsmodule, 4 - module vir vervaardiging van vars brandstof.
Die kombinasie van mononitriedbrandstof, natuurlike eienskappe van die loodkoelmiddel, ontwerpoplossings van die kern en verkoelingskringe, fisiese eienskappe van 'n vinnige reaktor bring die BREST -reaktor op 'n kwalitatief nuwe vlak van natuurlike veiligheid en maak dit moontlik om stabiliteit te verseker sonder om aktief te aktiveer noodbeskermingsmiddels in baie ernstige ongelukke wat onoorkomelik is vir enige van die bestaande en geprojekteerde reaktore ter wêreld:
- selfaangedrewe geweer van alle beskikbare regulerende liggame;
- afsluiting (blokkering) van alle pompe van die eerste kring van die reaktor;
- afsluiting (blokkering) van alle pompe van die 2de stroombaan van die reaktor;
- drukloosheid van die rektor se gebou;
- skeuring van stoomgeneratorbuise of pypleidings van die sekondêre stroombaan by enige afdeling;
- die opstel van 'n verskeidenheid ongelukke;
- Onbeperkte tyd afkoel by volledige afskakeling.
Die deurbraakprojek wat deur Rosatom geïmplementeer word, is daarop gemik om 'n nuwe tegnologiese platform vir die Russiese kernbedryf te skep met 'n geslote brandstofsiklus en die probleem van gebruikte kernbrandstof en radioaktiewe afval (RW) op te los. Die gevolg van die implementering van hierdie ambisieuse projek behoort die skepping van 'n mededingende produk te wees wat Russiese tegnologieë leiding sal gee in die wêreld se kernkragbedryf, en oor die algemeen in die globale energiestelsel vir die volgende 30-50 jaar.
