Ang Russia ay gumawa ng isang pambihirang tagumpay sa nuclear power

2024 May -akda: Seth Attwood | [email protected]. Huling binago: 2023-12-16 16:18

Ang proyektong "Breakthrough" - ang Brest-300 nuclear reactor na itinatayo malapit sa Tomsk, ay magbubukas ng bagong pahina sa sektor ng enerhiya ng Earth. Ang Russia ay lumilikha ng unang Perpetuum Mobile sa mundo na may kapasidad na 300 MW - isang nuclear power plant na may closed fuel cycle. Ang proyekto na may maliwanag na pangalan na "Breakthrough" ay nangangako ng enerhiya na walang panganib, nang walang pagmimina ng uranium at lumalampas sa mga katunggali sa loob ng mga dekada …

Apatnapu't tatlong ektarya ng teritoryo, kulay-abo na monolitikong mga dingding, mga kabit na saganang lumalabas sa kalangitan, mga crane at 600 manggagawa. Pagkalipas ng tatlong taon, sa lugar na ito, sa isang saradong lungsod Seversk, 25 kilometro mula sa Tomsk, magsisimulang magtrabaho ang una sa mundoAng Perpetuum Mobile na may kapasidad na 300 megawatts ay isang nuclear power plant na may closed fuel cycle at molten lead bilang coolant. Ang negosyo ay tinatawag na isang pang-eksperimentong isa, dahil ang mga supertechnologies para dito ay sa ngayon ay kinakalkula lamang sa mga modelo ng matematika. Gayunpaman, nang suriin ang mga ito sa isang operating reactor, ang aming mga nuclear scientist ay makakatanggap ng isang reference na nuclear power plant ng isang bagong henerasyon, humiwalay sa mga katunggali mula sa Toshiba, Areva at iba pa sa loob ng mga dekada. Ang proyekto, na may sariling paliwanag na pangalan " Pambihirang tagumpay", saad ng enerhiya nang walang panganibat, higit sa lahat, walang pagmimina ng uranium.

Mga may pag-aalinlangan at ang mapayapang atom

Ang ilang mga salita para sa mga nagtuturing na ang mapayapang atom ay isang relic. Ang pangangailangan ng sangkatauhan para sa enerhiya ay dumodoble kada 20 taon. Ang pagsunog ng langis at karbon ay humahantong sa taunang pagbuo ng humigit-kumulang kalahating bilyong tonelada ng sulfur dioxide at nitrogen oxides, iyon ay, 70 kilo ng mga nakakapinsalang sangkap para sa bawat naninirahan sa mundo. Ang paggamit ng mga nuclear power plant ay nag-aalis ng problemang ito. Bukod dito, limitado ang mga reserba ng langis, at ang lakas ng enerhiya ng isang tonelada ng uranium-235 ay humigit-kumulang katumbas ng lakas ng enerhiya ng dalawang milyong tonelada ng gasolina.

Mahalaga rin ang gastos. Sa isang hydroelectric power station, ang isang kilowatt-hour ng kuryente ay nagkakahalaga ng 10-25 kopecks, ngunit ang potensyal ng hydropower sa binuo na mundo ay halos naubos na. Sa mga istasyon ng langis ng karbon o gasolina - 22-40 kopecks, ngunit lumitaw ang mga problema sa kapaligiran. Sa pang-industriya na hangin at solar power plant - 35-150 kopecks, medyo mahal, at kung sino ang ginagarantiyahan ang patuloy na hangin at ang kawalan ng mga ulap. Ang pangunahing halaga ng atomic energy ay 20-50 kopecks, ito ay matatag, lumilikha ng mas kaunting mga problema sa kapaligiran kaysa sa pagsunog ng langis at karbon, ang potensyal nito ay walang limitasyon.

Sa wakas, ang mapayapang atom ng Russia ay naging halos wala sa kompetisyon. Noong 2010, nang, pagkatapos ng 24 na taong cold snap, maraming bansa ang muling gustong magtayo ng mga nuclear power plant, ang aming mga reactor ay naging mas mura at hindi mas masahol pa kaysa sa mga prototype ng Japanese, French at American. Bukod dito, kami, hindi katulad ng mga kakumpitensya , sa lahat ng mga taon na ito ay nagtatayo kami ng mga nuclear power plant - May ipapakita si Rosatom sa isang potensyal na customer.

Ang pamamahala ng korporasyon ng estado ay may kakayahang itapon ang nagresultang kapansanan. Bilang resulta, nabangkarote ang Westinghouse Electric noong nakaraang taon. Ang Toshiba, na dating binili ang Westinghouse Electric, ay paparating na. Hindi rin nakakainggit ang kalagayang pinansyal ni Areva. Sa kabilang banda, ang mga delegasyon mula sa 52 bansa ay dumating sa Atomexpo-2016. 20 sa mga bansang ito ay wala pang nuclear power. Lilitaw na sila ngayon sa unang pagkakataon sa Egypt, Vietnam, Turkey, Indonesia, Bangladesh - ang aming mga Russian nuclear power plant.

Malalim na impiyerno

Ang pangunahing problema ng nuclear energy ngayon ay panggatong … Mayroong 6, 3 milyong tonelada ng economically recoverable uranium sa mundo. Kung isasaalang-alang ang paglago ng pagkonsumo, tatagal ito ng humigit-kumulang 50 taon. Ang halaga ay humigit-kumulang $ 50 bawat kilo ng mineral ngayon, ngunit dahil ang mga deposito na hindi gaanong kumikita ay kasangkot sa pagkuha, ito ay tataas sa $ 130 bawat kilo at higit pa. Mayroong, siyempre, mga reserbang may mina, at hindi maliliit, ngunit hindi sila magpakailanman.

Ang uranium ay mahirap minahan o napakahirap … Sa bato ng uranium ore mayroong tungkol sa 0.1-1 porsyento, plus o minus. Ang ore ay nangyayari sa lalim na halos isang kilometro. Ang temperatura sa mga minahan ay higit sa 60 degrees Celsius. Ang nakuhang bato ay dapat na matunaw sa acid, mas madalas na sulfuric acid, upang maihiwalay ang uranium ore mula sa solusyon. Sa ilang mga deposito, ang sulfuric acid ay agad na ibinubo sa lupa, upang sa kalaunan ay maaari itong makuha kasama ng natunaw na uranium. Gayunpaman, may mga uranium na bato na hindi natutunaw sa sulfuric acid …

Sa wakas, sa purified uranium lamang 0.72 porsyento ang kinakailangang isotope ay uranium-235. Ang parehong kung saan gumagana ang mga nuclear reactor. Upang i-highlight ito ay isang hiwalay na sakit ng ulo. Ang uranium ay na-convert sa gas (uranium hexafluoride) at dumaan sa mga cascade ng centrifuges na umiikot sa bilis na humigit-kumulang dalawang libong rebolusyon bawat segundo, kung saan ang liwanag na bahagi ay pinaghihiwalay mula sa mabigat. Ang dump - uranium-238, na may natitirang uranium-235 na nilalaman na 0.2-0.3 porsyento, ay itinapon lamang noong 50s. Ngunit pagkatapos ay sinimulan nilang iimbak ito sa anyo ng solidong uranium fluoride sa mga espesyal na lalagyan sa ilalim ng bukas na kalangitan. Sa loob ng 60 taon, ang mundo ay naipon tungkol sa dalawang milyong tonelada ng uranium-238 fluoride … Bakit ito iniingatan? Pagkatapos, ang uranium-238 na iyon ay maaaring maging gasolina para sa mabilis na mga nuclear reactor, kung saan hanggang ngayon ay nagkaroon ng mahirap na relasyon ang mga nuclear scientist.

Sa kabuuan, 11 industrial fast neutron reactors ang itinayo sa mundo: tatlo sa Germany, dalawa sa France, dalawa sa Russia, isa sa Kazakhstan, Japan, Great Britain at United States. Ang isa sa kanila, ang SNR-300 sa Germany, ay hindi kailanman inilunsad. Walo pa ang napahinto. Umalis ang dalawang manggagawa … Saan sa tingin mo? Tama iyon, sa Beloyarsk NPP.

Sa isang banda, ang mga mabilis na reactor ay mas ligtas kaysa sa maginoo na mga thermal reactor. Walang mataas na presyon sa kanila, walang panganib ng isang reaksyon ng singaw-zirconium, at iba pa. Sa kabilang banda, ang intensity ng mga patlang ng neutron at ang temperatura sa lugar ng pagtatrabaho ay mas mataas; ang bakal, na magpapanatili ng mga katangian nito sa ilalim ng parehong mga parameter, ay mas mahirap at mas mahal sa paggawa. Bilang karagdagan, ang tubig ay hindi maaaring gamitin bilang isang coolant sa isang mabilis na reaktor. Nananatili: mercury, sodium at lead. Ang Mercury ay inalis dahil sa mataas na kaagnasan nito. Ang tingga ay dapat itago sa isang tunaw na estado - ang temperatura ng pagkatunaw ay 327 degrees. Ang natutunaw na punto ng sodium ay 98 degrees, kaya lahat ng mabilis na reactor ay ginawa sa ngayon gamit ang sodium coolant. Ngunit ang sodium ay tumutugon nang masyadong marahas sa tubig. Kung ang circuit ay nasira … Tulad ng nangyari sa Japanese reactor na "Monju" noong 1995. Sa pangkalahatan, ang mga mabilis ay naging napakahirap.

Huwag mag-alala hindi mag-freeze

"Huwag mag-alala, ang lead sa aming Brest-300 reactor ay hindi lamang kailanman magpapatigas, ngunit hindi ito lalamig sa ibaba ng 350 degrees," ang pinuno ng BREST-OD-300 na proyekto ay nagsasabi sa Lente.ru Andrey Nikolaev … - May pananagutan dito ang mga espesyal na scheme at system. Ito ay isang ganap na bagong proyekto na walang kinalaman sa mga lead-bismuth reactor na nasa mga submarino. Ang lahat dito ay binuo na isinasaalang-alang ang pinakabagong mga pag-unlad, teknolohiya, at mga nagawa. Ito ay magiging ang unang lead-cooled fast reactor sa mundo … Ito ay hindi para sa wala na ito ay tinatawag na "Breakthrough". Bago ka ay isang negosyo ng hinaharap - isang ika-apat na henerasyon ng nuclear power plant na may sarado ikot ng gasolina.

Hindi ako pinayagang umakyat sa construction site - isa itong classified information. Hindi rin sila pinayagang magpa-picture kaya hindi akin ang mga pictures. Ginawa sila ng isang tao na ipinaliwanag nang maaga mula sa kung anong mga anggulo ang posibleng makuha ang isang bagay, at mula sa kung anong mga anggulo ito ay imposible. Ngunit ipinaliwanag ni Andrey Nikolaev nang detalyado kung bakit at sa anong pagkakasunud-sunod ang pagtatayo ng tatlong halaman ng Proryv at kung paano ang isang nuclear power plant maaaring gumana nang walang uranium.

Ang negosyo ay bubuuin ng tatlong pabrika: planta ng paggawa ng gasolina, mismong reaktor at planta ng reprocessing ng gasolina. Ang planta ng paggawa ng gasolina ay gagawa ng isang ganap na bagong komposisyon ng mga elemento ng gasolina, na walang analogue sa mundo. Ito ay isang mixed nitride uranium-plutonium fuel - MNUP. Ang fissile material sa bagong reactor ay magiging plutonium … At ang uranium-238, mismong hindi fissile, ay maiilaw ng mga thermal neutron at magiging plutonium-239. Iyon ay, ang Brest-300 reactor ay bubuo ng init, kuryente, at iba pa , maghanda ng panggatong para sa iyong sarili.

Dalawang ibon na may isang bato

Sa mundo ngayon ay nagtatrabaho 449 ang mga mapayapang industriyal na nuclear reactor at 60 pa ay nasa ilalim ng konstruksyon. Sa panahon ng pagpapatakbo ng mga reaktor na ito, nakaraan at hinaharap, lumitaw ang isang nakaplanong problema - mga ginugol na pagpupulong ng gasolina. Una, inilalagay sila sa mga espesyal na paliguan, kung saan sila ay "lumalamig" sa loob ng ilang taon. Pagkatapos, ang mga "cooled" na elemento ng gasolina ay naka-imbak sa "dry" na mga pasilidad ng imbakan, kung saan sila ay naipon sa malalaking dami. Ang kapasidad na magproseso ng mga waste assemblies ay ilang beses na mas mababa kaysa kinakailangan. Bakit? Dahil ito ay napakahirap at mahal.

Ang proyekto ng Breakthrough ay magtatayo ng sarili nitong planta sa pagpoproseso ng gasolina. Tulad ng maaari mong hulaan, Ang planta na ito ay hindi lamang sisira ng nasunog na gasolina, ngunit magbibigay ng mga hilaw na materyales para sa mga bagong pagtitipon … Ang mga lumang fuel rod ay matutunaw sa acid, posibleng sulpuriko, pagkatapos ay sa planta, gamit ang mga kumplikadong teknolohiya ng kemikal, ang solusyon ay paghiwalayin ang elemento sa pamamagitan ng elemento. Ang hindi kailangan ay kinokondisyon at inilibing, ang kailangan ay ginagamit. Bilang karagdagan sa mga hilaw na materyales para sa bagong gasolina, kinukuha ng negosyo mula sa mga lumang asembliya ang pinakabihirang isotopes ng mabibigat na elemento na hinihiling sa medisina, agham at industriya.

Sa pamamagitan ng paraan, ang kapangyarihan ng reactor na 300 megawatts ay hindi pinili ng pagkakataon. Sa kapangyarihang ito, makakagawa ito ng kasing dami ng plutonium na natupok nito. Ang parehong reactor na may mas mataas na kapangyarihan ay magbubunga ng mas maraming gasolina kaysa sa kukunin nito. Kaya, kapag na-load, ang Brest reactor ay gagana tulad ng isang ordinaryong Perpetuum Mobile. Isang maliit na supply lamang ng naubos na uranium ang kakailanganin. Buweno, at ang uranium-238, tulad ng nabanggit ko na, ay naipon ng industriya ng nukleyar sa ganoong halaga na magtatagal magpakailanman.

Malaking kasirola

- Upang maisip mo ang isang reaktor, - patuloy ni Andrei Nikolaev. - Ito ay isang kawali na 17 metro ang taas at 26 metro ang lapad. Ang mga fuel assemblies ay ibababa dito. Ang isang heat exchanger - ang tinunaw na tingga ay magpapalipat-lipat sa pamamagitan nito. Lahat ng kagamitan mula at hanggang lamang sa produksyon ng Russia. Ito ay magiging isang ganap na ligtas na reaktor na may margin ng reaktibiti na mas mababa sa pagkakaisa. Iyon ay, alinsunod sa mga batas ng pisika, wala itong sapat na reaktibiti upang mapabilis. Ang mga malalaking aksidente dito ay hindi posible. Ang paglikas ng populasyon ay hindi kailanman kakailanganin. Ang anumang pagkabigo, kung mangyari ito, ay hindi lalampas sa mga hangganan ng gusali ng enterprise. Kahit na ang mga emisyon sa kapaligiran bilang resulta ng isang hypothetical na aksidente ay hindi mangyayari.

Ang awtomatikong paglilinis ng coolant ay ipapasok sa Brest-300 reactor. Ang coolant ng bagong reactor, iyon ay, lead, ay hindi na kailangang palitan. Inaalis nito ang isa pang problemadong pag-aaksaya ng tradisyonal na kapangyarihang nuklear - LRW.

Ang mga problema ay nalutas sa daan

Ang mga may-akda ng proyektong Brest-300 ay NIKIET na pinangalanan sa Dollezhal. Ang pera ay inilalaan sa oras, ang konstruksiyon ay nagpapatuloy sa nakaplanong bilis, ang planta ng paggawa ng gasolina ang unang magsisimulang gumana. Ang paglulunsad ng reaktor ay naka-iskedyul para sa 2024 … Pagkatapos ang fuel reprocessing module ay makukumpleto. Kaayon ng konstruksiyon, nagpapatuloy ang gawaing R&D. Bilang resulta ng mga gawaing ito, pana-panahong ginagawa ang mga pagbabago sa konstruksyon, kaya hindi pinangalanan ang huling punto ng oras.

Ang proyekto ng Brest ay may mga detractors sa mga akademikong lupon. Ito ay nauunawaan, ang proyekto ay nanalo sa kumpetisyon, kung saan maraming mga kilalang institusyon ang lumahok. Sinasabi ng mga kritiko na ang mga teknolohiyang ginamit sa Brest ay hindi pa tapos. Sa partikular, kinukuwestiyon nila ang paggamit ng lead melt bilang heat carrier, at iba pa at iba pa. Hindi na tayo magdetalye, masyado silang kumplikado at malabo. Sa kabilang banda, bakit hindi tayo dapat magtiwala sa ating mga atomic scientist? Ang lahat ng mga proyekto na ginawa ng USSR, at pagkatapos nito ay ginawa ng Russia sa industriya ng nukleyar, ay isang hakbang sa unahan ng kanilang kanluran at silangang mga katapat. Kaya anong dahilan ang kailangan nating maniwala na ang mga bagay ay magiging iba sa oras na ito? Para sa akin, dapat kang maging masaya para sa Rosatom at TVEL at sa parehong oras para sa iyong sarili, dahil ito ay ating korporasyon.