Россия запустит первый в мире реактор со спектральным регулированием

Россия запустит первый в мире реактор со спектральным регулированием, да еще и в Заполярье: новое чудо сумрачного инженерного гения

Россия продолжает развивать атомную энергетику и в ближайшем будущем запустит первый в мире реактор со спектральным регулированием. Успешный запуск и дальнейшая эксплуатация обеспечат промышленность практически неисчерпаемой энергией, а РФ сможет оставаться конкурентоспособной страной в атомной энергетике будущего. Применять его будут на новом энергообъекте в Мурманской области.



Расскажем, чем отличается новый реактор от обычного и какие перспективы он открывает для российской атомной промышленности.

Новый реактор в Заполярье
Идея создания ректора со спектральным регулированием была впервые озвучена в Москве на международной конференции «Развитие технологий проектирования и сооружения: от идеи к реальности» в 2014 году. И вот она близка к реализации.

НИЦ «Курчатовский институт» совместно с ОКБ «Гидропресс» и ОАО «Атомэнергопроект» создали проект реактора со спектральным регулированием. Возведением новой АЭС с таким реактором будет заниматься госкорпорация «Росатом». Разместить ее планируют недалеко от города Полярные Зори, в нескольких километрах южнее Мурманска.

Почему именно в Заполярье? Дело в том, что первая в мире атомная станция за полярным кругом — Кольская АЭС — была построена еще в начале 1970-х годов. И даже после масштабной модернизации энергоблоков первой очереди, проведенной в 2019 году, удалось продлить срок эксплуатации лишь до середины 2030-х годов. Поэтому строительство новой АЭС просто необходимо.



Известно, что в составе новой станции будут два энергоблока типа ВВЭР мощностью 600 МВт со спектральным регулированием. О них мы подробно писали в статье https://dzen.ru/a/ZHyOohEEMW449bLC

Начало сооружения запланировано на 2030 год, а ввод в эксплуатацию первого блока — на 2035-й. Как сообщила пресс-служба Кольской АЭС:

«К 2035 году в нескольких километрах от КолАЭС будет возведена и даст первый ток КолАЭС-2 — новая станция с реактором на спектральном регулировании. Эти реакторы позволят многократно использовать ядерное топливо и, работая в связке с реакторами на быстрых нейтронах, сделают возможным замыкание ядерного топливного цикла».

Но самое интересное, какие возможности даст новый ректор для атомной промышленности.



Преимущества нового реактора

Реактор со спектральным регулированием позволит повысить коэффициент воспроизводства. Он составит примерно 0,7-0,8 — это в 2 раза больше, чем у обычных ВВЭР.

Новая разработка ООО «Гидропресс» снизит годовое потребление урана до 130-135 тонн на гигаватт мощности, что примерно на 30-35% меньше удельного потребления действующих сегодня реакторов.

Что немаловажно, реактор со спектральным регулированием сможет работать на разных видах топлива: на диоксидном урановом, МОХ- и РЕМИКС-топливе. Причем возможна загрузка 100% MOX-топлива. К примеру, сейчас в легководные реакторы можно загрузить активную зону, содержащую не более 50% МОКС-топлива.

А возможность нового реактора работать на топливе без циркония позволит уйти от потенциального риска пароциркониевой реакции, при которой образуется водород и возникает угроза взрыва.



Так, советник гендиректора Росатома Владимир Асмолов, научный руководитель приоритетного направления научно-технологического развития «Развитие современной ядерной энергетики на базе реакторов ВВЭР» выразил уверенность в перспективности нового реактора:

«Технология ВВЭР имеет большие резервы для развития, и качественный скачок в ее развитии необходим. Я уверен, что в ближайшие 20 лет на внешнем рынке будет востребована только эта технология. Создание ВВЭР-С — важнейшая задача для госкорпорации на ближайшие шесть-восемь лет».

Реактор со спектральным регулированием может работать около 30 лет на урановом топливе, а следующие 30 лет — на своем же плутонии. Конечно, годовой показатель не такой важный фактор, но в пересчете на весь период эксплуатации получается существенная экономия. А с учетом дорогих запасов природного урана, экономия за весь жизненный цикл реактора будет равна капзатратам на строительство целого энергоблока.



Ожидается, что реактор ВВЭР-С сможет работать в сочетании с быстрыми реакторами и обмениваться плутонием по технологии замкнутого топливного цикла.

Подобных технологий, позволяющих обеспечить промышленность практически неисчерпаемой энергией, пока нет ни у одной страны. Не зря создание нового реактора называют «революционным». Несомненно, новая разработка создаст условия для воспроизводства ядерного топлива и существенного увеличения топливной базы атомной энергетики России. При этом не потребуются большие объемы добычи природного урана. Таким образом, будет решена ключевая проблема нынешней атомной энергетики, связанная с ограниченностью запасов природного урана.
https://dzen.ru/a/ZLaIpm45yE2tyIhz

Раньше это называлось "Выгорающий поглотитель". Изюмина не в этом, а том, что глубина регулирования ВВЭР-600 больше чем у ВВЭР-400 и много больше чем у ВВЭР-1000/1200.

Для неспециалиста как я тонкости и нюансы неважны.

Главное Россия первая во всём мире кто может и делает. А то тут некоторые уникальные двуногие существа каждый день доказывают отсталость России и рассказывают про дикарей населяющих Россию.

Увы, законы физики во всей Вселенной одинаковы. Выгорающие поглотители во всем мире используют лет 50-60, а регулирование энергетических реакторов во всем диапазоне мощности пользуют французы, тоже более полувека.

То есть никакой новизны в этом реакторе нет статья необъективная?

Новизна безусловно есть - во первых реактор новый, только что разработан. Во вторых - в реактор заложена возможность регулирования мощности больше, чем было у предшественников. В третьих - безопасность реактора поднята на ранее недосягаемый уровень, реактор может без повреждений полностью быть отключенным от электроэнергии, все безопасно расхолаживается "самотеком" даже через единственную оставшуюся ветвь охлаждения, если охлаждение полностью исчезнет, активная зона повредится, но останется в ловушке внутри корпуса реактора. А что написано в дзене - наукообразная бормотология ни о чем физическом.

Не вижу ни одного слова про поглотитель.
В подобных системах с выгорающим поглотителем приходится сначала загружать топливо с запредельным обогащением. И в топливе полезный изотоп У235 выгорает одновременно с поглотителем, так что система держится на том же уровне критичности. Никакой особой выгоды это не даёт, кроме возможности редкой загрузки, раз в 5-10 лет. Для мобильных реакторов это выгодно, для стационарных нет смысла.
У меня здесь ощущение, что они просто на ходу могут менять спектр нейтронов в реакторе, за счёт разного наполнения пространства реактора: добавили замедлитель - переходим в тепловые нейтроны, убрали замедлитель - нейтроны забегали бодрее. А может, сумеют сразу создать разные зоны с разными спектрами. Типа центральная зона с нейтронами повышенных энергий, периферийная зона с тепловыми нейтронами. Позволяет грузить любой материал под любой спектр.

Я бы на месте атомщиков сделал реактор под торий. Должна быть перспективная штука, можно с индюками на эту тему скорешиться.

У нас с выгорающим поглотителем начали играться когда длительность энергетической кампании стали увеличивать с 9-12 месяцев до 18, а потом и до 24. Как Вы верно отметили - увеличить длительность кампании можно было только за счет повышения обогащения топлива и для сохранения реактивности в допустимых пределах пришлось добавлять выгораемый поглотитель.

Кароче, это как газовая турбина для танков, может работать на всем подряд.

_________________
За заслуги перед Россией требую выдать мне медаль "За развал СССР " с золотой цепью для ношения!

Ну и?
Если сначала повысить уровень обогащения, а потом радоваться что на одной загрузке реактор дольше пыхтит - в чём профит?
Здесь суть в другом.. ну я говорю как сам понял..
Они сначала запускают реактор в "быстром" режиме. Да, для этого приходится повысить уровень обогащений, но это даёт профит в плутониевом размножении. Потом топливо выгорает, обычный быстрый реактор пришлось бы в этот момент останавливать и перегружать, но этот реактор переходит в режим "медленного", при котором выработка плутония падает почти до нуля, но зато можно эффективно выжечь остатки топлива (и уран и плутоний).

Это не единственная выгода. Еще уменьшение деградации конструкции в активной зоне, уменьшение охрупчивания швов под воздействием быстрых нейтронов. И 5-10 лет это перебор. Сейчас период кампании где то 18 месяцев. В идеале 36 месяцев в теории.
Для этого нужен уран с высоким обогащением. И система регулирования.
Да, концентрация борной кислоты в теплоносителе.

_________________
Just look in my eyes and you'll see russian paradise.

В результате переоблучения тория, емнип, образуется какой-то изтотоп, не помню, который выделяет очень много гамма излучения.
Поэтому и не используют.
Сложно биологическую защиту делать.

В балансе мощности в энергосистеме. Реактор ведь не сам по себе нужен, нужна вырабатывамая им электроэнергия. Для перегрузки топлива реакторы у нас традиционно останавливали.

Ну так перезагрузка топлива в ВВЭР - это целое спецмероприятие. Это ж не самовар-рбмк, который можно перезагружать канал-за-каналом, без остановки.

Нет.
Для реакторов на подлодках и прочих атомоходах нужна максимально длительная работа. Не скажу про советские реакторы, но американцы уже работают со сроками 5-10 лет.
А 18 месяцев, если мне не изменяет склероз, типичное время работы топлива на обычной энергетической АЭС.
Ты вообще не о том.
Бор в теплоносителе - регулятор не скорости нейтронов, а поглощения нейтронов. Регулировка уровня критичности реактора, при микроскопичном влиянии на нейтронный спектр.
Вот если поменяют воду в трубке на простой воздух, это не будет влиять на количество нейтронов (и на критичность) но повлияет на скорость нейтронов (то есть спектр).

При переоблучении тория получаем У233. И он нормально делится медленными нейтронами. То есть, если в топливо добавить большое количество тория, то получим хорошую заготовку для размножения безо всяких плясок со спектром для плутония.
Ну понятно что там радиации много. Пускай реактор терпит, для того его и сделали. Смысл в том, что торий начнёт выгорать без замены и без обработки топлива, сразу во время топливной кампании.

Можно вводить циркониевые стержни между твэлами

_________________
Just look in my eyes and you'll see russian paradise.

Речь об уране 232.

Нарыл подробности реализации спектрального регулирования.

_________________
Just look in my eyes and you'll see russian paradise.

Стали и сплавы. Из чего будут сделаны ядерные реакторы будущего?



Важнейший аспект разработки новейших ядерных реакторов – исследование и создание новых материалов с уникальными свойствами. О том, как изготавливают стали и сплавы будущего – специальный репортаж Георгия Подгорного.