Переход к ядерным реакторам на быстрых нейтронах может уже к середине века существенно изменить расклад в мировой электроэнергетике. Создание Россией в течение десяти ближайших лет коммерческого быстрого реактора способно вернуть ей звание мирового технологического лидера.
Реактор на быстрых нейтронах БН-600 установлен на Белоярской АЭС
Переход к ядерным реакторам на быстрых нейтронах статья в Эксперте
Интервью с председателем технического комитета проекта "Прорыв" научным руководителем НИКИЭТ и экс-министром страны по атомной энергии Евгением Адамовым там же.
Прошу прощения, если было. Журнал только сегодня купил)
Комментарии
хмм, была разгромная статья на этом ресурсе, насчёт плутонивого топлива. Ждём ещё статей на эту тему. Дабы "познать истину"
Извините, что много букв.
Из доклада
Актуальность реакторов на быстрых нейтронах с замкнутым топливным циклом для инновационного развития атомной энергетики.(2005 год).Источник:
http://www.minatom.ru/mass_media/12.2005/17/
Прежде всего хочу обратить внимание участников конференции на тот факт, что значимость атомной энергетики в России определяется не 16 % производства электроэнергии в целом по стране, а 35–40 % производства в европейской части страны. Этот фактор почему-то не учитывается как наиболее важный в отношении действенности решений о развитии атомной энергетики. Между тем атомная энергетика строилась достаточно высокими темпами именно в европейской части, и скоро придётся выводить из эксплуатации эти блоки, причём такими же темпами, как при их сооружении. Необходимо уже сейчас твёрдо решить, как мы заместим за 14 лет 16 ГВт мощностей, вывод из эксплуатации которых начнётся в 2016 году.
.........
Сегодняшняя атомная энергетика в России и мире — лучшее, что имеет человечество для целей энергообеспечения. Но она, в сегодняшнем её состоянии, имеет очевидные и существенные недостатки, препятствующие выполнению миссии и не позволяющие использовать её в целях обеспечения энергобезопасности общества в будущем. Недостатки эти в большинстве своём общеизвестны, однако следует постоянно напоминать о них, потому что общеизвестные вещи становятся привычными, а это опасно.
К ним относятся:
Кроме того, есть недостатки текущего состояния атомной энергетики и её ближайшей перспективы:
..............
Исходя из располагаемых и планируемых к реализации ресурсов, концерн «Росэнергоатом» определил направления приоритетного развития атомной энергетики в следующем порядке (по важности):
1. Реконструкция и строительство объектов обращения с РАО и ОЯТ.
2. Продление срока эксплуатации действующих АЭС на 10–20 лет.
3. Повышение эффективности действующих энергоблоков (КИУМ, КПД, снижение собственных нужд).
4. Достройка энергоблоков по существующим проектам.
5. Строительство энергоблоков по новым проектам на действующих и подготовленных площадках.
6. Внедрение инновационных технологий для обеспечения устойчивого развития атомной энергетики на длительную перспективу.
.....................
В чём же разница между энергетикой на тепловых и быстрых нейтронах?
На рис. 1 и 2 приведены примеры топливообеспечения ректоров типа ВВЭР и БН мощностью 1 ГВт. Видно, что на подпитку топливом реактора ВВЭР в течение года уходит около 21 тонны урана. Для этого необходимо примерно 160 тонн вынуть из «горы», а потом 139 тонн, после обогащения подпитки, отправить на склад отвального урана. Отработанное ядерное топливо (около 20 т) отправляется в хранилище ОЯТ. Помимо высокой стоимости отправки топлива на хранение, а минимальная цена этого процесса составляет 3,2 тысячи рублей за 1 кг, потребуются дополнительные затраты на обращение с ОЯТ, отложенные на будущее.
Для реактора на быстрых нейтронах той же мощности с воспроизводством топлива требуется ежегодно примерно 14,2 тонны уран-плутониевого топлива. Отработанное ядерное топливо составляет приблизительно 13,3 тонны, из которых 12,5 тонн поступают в рециклинг, а 0,8 тонны является отходом, который остекловывается и отправляется на хранение. В качестве подпитки используется 1,7 тонны отвального урана со склада. Эта существенная разница в топливообеспечении и является преимуществом энергетики на быстрых нейтронах в замкнутом топливном цикле по сравнению с тепловой. Очевидно, что для энергетики на быстрых нейтронах проблемы, связанные с отработанным ядерным топливом, радиоактивными отходами, решаются существенно лучшими способами.
Топливный цикл с реакторами на быстрых нейтронах может иметь разный коэффициент воспроизводства плутония.
При коэффициенте воспроизводства ниже 1 (рис. 3) можно снижать количество накопленного в хранилище плутония, а также включить в рециклинг накопленное в хранилищах отработанное ядерное топливо тепловых реакторов, тем самым уменьшая непроизводительные расходы на обращение с ними и др.
Россия накопила значительный позитивный опыт в «быстрой» энергетике. Общая наработка по этим технологиям составляет более 120 реакторолет из почти 300 в мире, при этом не было выявлено каких-либо принципиальных пороков этого направления. Особо следует отметить безупречную работу реактора БН–600 в течение 25 лет и формирование научно-технической базы дальнейшего развития.
Российские специалисты овладели технологией использования быстрых нейтронов и знают, как эти технологии надо развивать в замкнутом топливном цикле.
За последнее время в мире заметен существенный рост интереса к реакторам на быстрых нейтронах. Это и программа «Инновационные ядерно-энергетические реакторы и топливные циклы» (INPRO), и программа «Международный форум поколение IV» (GIF), и положительные оценки перспектив реакторов на быстрых нейтронах и замкнутого топливного цикла как необходимого средства для развития атомной энергетики (РФ, Япония, Франция, Индия, Китай, Республика Корея).
Одна из причин этого — рост мировых цен как на органическое, так и на ядерное топливо. Сегодня цена органического топлива практически не поддаётся управлению, и если ничего не предпринимать, то цена на ядерное топливо также станет неуправляемой. На рис. 4 приведены данные Всемирной ядерной ассоциации в динамике роста цен на уран. Одним из инструментов сдерживания цен на уран как раз и является энергетика на быстрых нейтронах.
Речь не идёт о чём-то новом — в соответствии с планами СССР уже в 1995 году в стране должны были работать 5,5 ГВт мощностей на быстрых нейтронах и т. н. «Комплекс 300» для того, чтобы обеспечить замыкание топливного цикла. То есть ещё в то время, когда было достаточно сырьевых источников урана на долгую перспективу, признавалась необходимость развития реакторов на быстрых нейтронах и замыкания топливного цикла в целях многократного увеличения эффективности топливоиспользования и, следовательно, снижения объёмов РАО и ОЯТ. Эта задача как никогда актуальна сейчас, в отсутствие в России таких сырьевых ресурсов, как в Советском Союзе, при существенном росте цены на ядерное топливо, увеличении накопления ОЯТ и РАО. К проблемам следует также добавить отсутствие поддержки атомной энергетики со стороны общества и необходимость соблюдения режима нераспространения ядерных технологий и делящихся материалов. Это совсем не означает, что необходим немедленный и полный переход на ядерные реакторы с быстрыми нейтронами, но это значит, что при их помощи ядерная энергетика освободится от значительной части нынешних проблем и затрат и сможет направить дополнительные средства на более эффективное развитие атомной энергетики.
Очевидно, что полезные и действительно нужные вещи следует делать, не откладывая. В связи с этим может быть предложен следующий план реализации проекта:
Этап I — до 2011 года. Создание пилотного производства смешанного уран-плутониевого топлива и изготовление первой загрузки реактора БН–800.
Этап II — 2005–2011 годы. Сооружение и пуск блока № 4 Белоярской АЭС с реактором БН–800 на смешанном уран-плутониевом топливе.
Этап III — 2005–2012 годы. Проведение НИОКР в обоснование создания головного коммерческого энергоблока с реактором на быстрых нейтронах и разработка проекта.
Этап IV — 2012–2017 годы. Сооружение головного коммерческого энергоблока с реактором на быстрых нейтронах.
Этап V — 2005–2018 годы. Проведение НИОКР и разработка проектов промышленной базы по производству топлива и завода по его регенерации как основных элементов замкнутого топливного цикла.
Этап VI — 2005–2015 годы. Проведение НИОКР в обоснование технологий реакторов на быстрых нейтронах с тяжёлым теплоносителем.
Ориентировочный объём финансирования этого инновационного проекта составляет около 150 млрд рублей.
Расчёты показывают, что технико-экономическая эффективность внедрения в структуру ядерной энергетики быстрых реакторов суммарной мощностью 12 ГВт и замкнутого топливного цикла на период 10 лет составляет не менее 140 млрд рублей за счёт экономии средств:
• в топливообеспечивающем секторе за счёт замещения дополнительного производства урана (геология, добыча, переработка);
• в удельных затратах на обращение с РАО и ОЯТ на АЭС;
• на обращение с РАО, ОЯТ и накопленным плутонием на предприятиях топливного цикла;
• на сдерживании роста цен на топливо.
Простой анализ показывает, что из российских запасов обеднённого урана в реакторах на быстрых нейтронах в замкнутом топливном цикле можно получить больше энергии, чем из нефти и газа всех месторождений мира.
Каков же прогноз инвестиционного обеспечения развития атомной энергетики?
Если опираться на реалии сегодняшнего дня, можно представить три варианта развития. Они показаны на рис. 5. Вариант 1 рассчитан, исходя из существующих собственных средств концерна «Росэнергоатом», так, как они формируются в сегодняшних условиях. В соответствии с ним к 2020 году обеспечивается годовое производство электроэнергии на уровне 180 млрд кВт.ч за счёт следующих факторов:
• достройка 3-х энергоблоков ВВЭР–1000;
• строительство БН–800;
• продление ресурса энергоблоков I-го поколения;
• замещение 4 млн кВт выбывающих мощностей;
• увеличение эффективности работы АЭС (КИУМ);
• обеспечение обращения с РАО и ОЯТ.
Следствие: деградация атомной энергетики из-за невозможности замещать выбывающие мощности с темпом их сооружения при Советской власти.
Второй вариант предполагает использование мер государственной поддержки и реализацию организационно-правовых изменений в атомной энергетике. В соответствии с ним к 2020 году обеспечивается годовое производство электроэнергии в объёме не менее 210 млрд кВт.ч за счёт дополнительных к варианту № 1 мер господдержки и законодательной протекции, позволяющих дополнительно увеличить установленную мощность на 5 млн кВт блоками новой конструкции.
Следствие: увеличение ресурсов в сочетании с укреплением базы атомного машиностроения позволит обеспечить необходимый темп замещения выбывающих мощностей без существенного развития атомной энергетики.
И, наконец, третий вариант, предусматривающий дополнительно реализацию инновационной программы:
• к 2020 году обеспечивается производство электроэнергии до 230 млрд кВт.ч в год за счёт дополнительных к варианту № 2 мер господдержки и законодательной протекции развития инновационных технологий, позволяющих ввести в работу головной энергоблок с реактором на быстрых нейтронах БН–1800;
• выполняется комплекс НИОКР и создаются производства для серийного строительства реакторов на быстрых нейтронах с замыканием топливного цикла.
Следствие: создаётся практическая база для развития атомной энергетики будущего с основными признаками: самообеспечение топливом на необозримый период, минимум радиоактивных отходов необременительного характера, сдерживание цен на все виды топлива, глубокое экономическое планирование и политическая стабильность. Отсюда следует, что без ускоренного освоения замкнутого топливного цикла атомная энергетика России будет скована в развитии, потому что замкнутый топливный цикл — это не столько день сегодняшний, сколько мобилизация средств для развития атомной энергетики в будущем на основе нового технологического качества.
А будущее вполне может быть таким, как на рис. 6, и первым его этапом должен стать ввод в эксплуатацию реактора БН–800 в 2012 году. Работа 12 ГВт мощностей реакторов на быстрых нейтронах к 2030 году позволит утилизировать запасы оружейного плутония, а 20 ГВт быстрых реакторов к 2040 году решат проблему ОЯТ. А дальше идёт работа в экономически обоснованном балансе между тепловыми реакторами и реакторами на быстрых нейтронах.
В этом состоит будущее атомной энергетики, которое нам следовало бы построить как можно раньше. Это будет энергетика, с которой общество будет в мирных отношениях, поскольку поймёт, что именно она является надёжнейшим и экологически чистым источником энергии.
И, наконец, выводы:
• существующие механизмы и источники инвестиций не обеспечивают не только развития инновационных технологий, не только выполнения Стратегии развития до 2020 года, но и потребности в замещении выбывающих мощностей;
• планируемые меры улучшения инвестиционного климата (организационно-правовые изменения управления атомной энергетикой, изменения законодательных норм, протекционистские и лоббистские действия) пока не дали решающих результатов;
• практическое замораживание и без того дешёвой эксплуатационной составляющей тарифа не даёт возможности мобилизовать на развитие собственные средства концерна.
Для внедрения инноваций необходимо:
• разработать и принять федеральный закон о государственной поддержке инновационного развития атомной энергетики;
• разработать и утвердить государственную инновационную программу развития реакторов на быстрых нейтронах в составе замкнутого топливного цикла;
• при пересмотре «Энергетической стратегии России на период до 2020 года» акцентировать приоритетность развития атомной энергетики за счёт инновационных технологий, обеспечивающих замыкание ядерного топливного цикла.
Выделение бюджетных средств на финансирование строительства БН–800 показывает, что в стране происходят некоторые изменения в отношении к атомной энергетике. Это очень хороший знак.
Хотелось бы отметить один момент.
Действительно, темпы ввода советских ядерных мощностей впечатляют - установленная мощность АЭС к 1990-му году увеличилась на 25 ГВт, 200% от установленной мощности на 1980 год (здесь и далее - по данным eia.gov). Но во всем мире увеличение составило почти 193 ГВт, из которых советский прирост - около 13%. За 2000-2010 прирост установленной мощности АЭС в мире составил 20 ГВт, из которых в России - 3 ГВт, 15%.
Таким образом, в настоящий момент российская ядерная энергетика находится в общем тренде: увеличение сроков и стоимости строительства ядерных реакторов, в связи с повышением требований по безопасности, сильно замедлили ввод новых мощностей.
Дорого,опасно,долго.Долго(на мой взгляд основное) потому,что для наработки "топлива" для загрузки следующего реактора необходим 50-тилетний цикл.Поэтому массового приращения атомных мощностей за счёт БН-ов, в этом веке мы не увидим, а "кирдык" уже на пороге.
Батенька, БН-600/800/1200 работает на обычном уране. Плутоний там только в источнике нейтронов. Топливных проблем с БН в России нет, есть проблемы технического характера, и еще нужен для теплоносителя моноизотопный натрий, а его наработку начали только в этом году.
Батенька,а сколько этой "спички то" нужно? И будет ли БН без этой "спички" работать?
У нас запасов оружейного плутония из снятых с вооружения и выпотрошенных боеголовок (в том числе тактических) и резерва хватит на пару десятков таких спичек, причем без ущерба для обороноспособности.
Я даже и не спорю, что Вы шапками всех закидаете.
когда умные говорят их нужно слушать а не паяцев играть.
===
Я даже и не спорю, что Вы шапками всех закидаете
===
можем и тебя закидать
ты откуда?
Готовы выслушать ваши альтернативные предложения и посмеяться.
Конечно можно и палец показать,чтобы смех был натуральным,но хотелось бы увидеть испытания ЯРТ Острецова и пожелать ему успеха.
А, понятно. Ну к Острецову успех и слава писателя-фантаста уже пришли. Остаётся пожелать ему здоровья )
По моему у Острецова всего одна монография одобренная Патриархом, да различные интервью.Поэтому пристегнуть его к "писакам" - как-то мимо.
Ok, пусть будет просто фантаст, не писатель.
Интересно, что скажет по этому поводу AlreadyYet :)
Дык, уже писал AY про замкнутый цикл. Внимательнее читаем. Учитывая пик урана-235, проблемы с торием и термоядом, пик нефти (состоявшийся), газа и угля (в ближайшем будущем), замкнутый урановый цикл - единственный шанс человечества в 21-ом веке на сохранение технологичного укалада жизни и плотности населения.