Александр Тузов: НИОКР для быстрых реакторов ещё долго будут востребованы

Аватар пользователя Ctavr

В Екатеринбурге с 26 по 29 июня 2017 года прошла международная конференция FR17, посвящённая тематике быстрых реакторов и связанных с ними топливных циклов.

В кулуарах конференции на вопросы корреспондентов электронного издания AtomInfo.Ru ответил директор АО "ГНЦ НИИАР" Александр ТУЗОВ.

x0130.jpg

Александр Тузов, фото AtomInfo.Ru

Не конец пути

Александр Александрович, на конференции Вы затронули тему о роли исследовательского сектора для развития коммерческих быстрых технологий.

Сначала нужно определиться, о какой именно технологии мы говорим. Если это технология быстрых натриевых аппаратов, то для них был пройден огромный путь, и он не мог не закончиться разработкой проекта, готового к тиражированию в промышленных масштабах.

Проблема в том, что к этой работающей реакторной технологии - надёжной, безопасной, хорошо освоенной, с понятными техническими решениями - мы за несколько десятилетий так и не смогли добавить реальный замкнутый топливный цикл: есть только зачатки его инфраструктуры. Также у нас слабое понимание экономики ЗЯТЦ. Расчётными моделями мы располагаем, но конкретных технических решений пока нет.

Работы предстоит много, и сделать её, безусловно, надо. Я убеждён, что энергетическая безопасность человечества определяется именно наличием реакторных технологий, работающих в замкнутом топливном цикле. Ресурсы - фактор чрезвычайно важный.

Но если мы говорим о быстрой реакторной технологии нового типа - например, о свинце или свинце-висмуте, - то в этом случае нужно отдавать себе отчёт в том, что мы находимся в начале пути.

До создания работающей технологии реакторов с тяжёлым теплоносителем ещё далеко: не решены вопросы по активной зоне, нет технологии теплоносителя. Основное реакторное оборудование - насосы, теплообменники, парогенераторы - всё ещё "бумажное", и требуется создание стендовой базы для его отработки.

НИОКР в области быстрых реакторов далеко не закончены и, уверен, что в ближайшие 20-30 лет завершены не будут.

Вы сказали, что по натрию мы подошли к концу пути. Но это справедливо только для БН, а есть и другие возможные натриевые проекты.

Американская компания "TerraPower" занимается интересным направлением - они облучают кандидатные материалы активной зоны до предельного состояния с целью выяснить, есть ли у них перспективы для использования в быстрых натриевых реакторах с очень большими повреждающими дозами.

Безусловно, это интересно. Однако, мы не видим коммерческого применения этой технологии в обозримом будущем.

То, что Билл Гейтс развивает пионерские направления в реакторной технике - это похвально, это характеризует его как человека, мыслящего на перспективу, системно. Но для проектов, которые реализуются в России, большой пользы, я считаю, от этих исследований нет.

Проекты "TerraPower" близки к давней концепции реакторов-самоедов, у которой вполне может быть своя ниша.

Концепция реакторов-самоедов была и есть, и на FR17 обсуждалось несколько подобных докладов. Но обращаю внимание - эта концепция появилась едва ли не на заре атомной отрасли и до сих пор нигде не была реализована. Значит, она оказалась невостребованной.

На самом деле, по направлению БН поле для исследований тоже остаётся. Например, есть понимание того, что даже на имеющихся материалах можно увеличить глубину выгорания топлива, и от достигнутого уровня порядка 10% по тяжёлым атомам шагнуть ещё немного вперёд. Это надо сделать, проверить на практике, убедиться в возможностях наших сталей, модифицировать их, если потребуется. И, конечно же, большой пласт работы будет связан с ЗЯТЦ для БН.

Экспериментальные возможности

Какие установки НИИАРа могут быть полезны для этих исследований?

Прежде всего, мы рассчитываем, что в нашем институте появится новый аппарат, реактор МБИР. Кроме того, мы планируем обновить радиохимическую инфраструктуру. Будет достроен многофункциональный радиохимический комплекс, а имеющиеся установки будут оптимизированы.

По большому счёту, уже сегодня в институте есть несколько участков, где можно было бы приступить к отработке радиохимических технологий переработки ОЯТ. Они функционируют, мы проводим на них исследования в лабораторных масштабах, а в самом ближайшем будущем готовы приступить к исследованиям на более значимых количествах материала.

Особенность НИИАРа, выгодно отличающая его от зарубежных центров, в том, что наш институт имеет сконцентрированную на одной площадке инфраструктуру. Есть производство топлива (в будущем - возможно, что и с минорными актинидами), есть реакторы, где топливо можно облучать, исследовать и создавать комплексные решения по замкнутому топливному циклу, есть возможности для переработки ОЯТ - и всё это находится буквально в десяти минутах ходьбы друг от друга.

Такая площадка у нас в стране одна, другой нет.

Александр Александрович, заключительный вопрос. Мы находимся на конференции, на которой обсуждается ближайшее, мы надеемся, будущее атомной энергетики. Но пора задумываться и о более далёких перспективах. Какими, по Вашему мнению, могут быть реакторы поколения V?

Думаю, пятое поколение - это реакторы без людей. Но для их появления должен произойти качественный скачок с точки зрения управления. Понятно, что установки пятого поколения должны обладать сильными отрицательными обратными связями для компенсации нежелательных отклонений. Управление такими реакторами будет основано на ясных, понятных технологиях и должно быть робастным.

Таким образом, автоматизация на реакторах пятого поколения станет максимальной, а влияние человеческого фактора на безопасность АЭС сведётся, наоборот, к минимуму.

Чем сегодняшние экспериментаторы могут помочь будущим разработчикам систем пятого поколения?

Тем же, о чём я говорил. Мы должны освоить "кубики", из которых опытные разработчики сложат структуру замкнутого топливного цикла с быстрыми реакторами. И при этом можно уже задуматься над тем, как наилучшим образом добавить к этим "кубикам" интеллектуальные системы управления.

Спасибо, Александр Александрович, за интервью для электронного издания AtomInfo.Ru.

 

Авторство: 
Копия чужих материалов

Комментарии

Скрытый комментарий Igoris (c обсуждением)
Аватар пользователя Igoris
Igoris(7 лет 5 месяцев)

У вас в заголовке "для быстрых..." - чего? Можно поправить..

Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(6 лет 4 недели)

добавил

Аватар пользователя user3120
user3120(5 лет 8 месяцев)
мы за несколько десятилетий так и не смогли добавить реальный замкнутый топливный цикл

Разве в авто просто экономию топлива не ставят на пьедестал? Если нужно в N-NN раз меньше топлива, то ИМХО это уже достижение. Хотя неограниченное количество реакторов на данной технологии не построить (просто не хватит обычного топлива).

Свинец теплоноситель - для БН. (Температура плавления 327,46 °C, Температура кипения - 1749 °C)

Офтопик. Интересно можно ли использовать цинк в тепловых трубках интегрированных в топливные ячейки/реактор? (Температура плавления 419,6 °C Температура кипения 906,2 °C)

http://www.atomic-energy.ru/technology/52950

Стоимость обедненного цинка по изотопу 64Zn составляет $5-10 за 1 г.
Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(6 лет 4 недели)

нет ту  о другом. Есть БН-600 уже много лет, ни кто не перерабатывал его топливо с целью замыкания цикла, Т.е образовавшийся плутоний у нас всегда шел на склад. БН-800 уже работает на МОКС топливе(по экономическим соображениям пока частично), тут уже можно замкнуть реально цикл изготавливая топливо МОКС из ОЯТ БН-800, для БН-800. А так как МОКС топливо РФ выпускает всего несколько лет, то естественно по НИОКР тут поле если не не паханое , то еще очень большое. Важно определить глубину выгорания топлива при ЗЯТЦ с экономических позициий и тп и тд...

В плане демонстрации замыкания строится так же  БРЕСТ , но к натриевой технологии он имеет пока слабое отношение из-за другого типа топлива(СНУП), хотя и на СНУП топливе БН тоже могут работать. А так СНУП топливо еще более "неизвестная область", чем МОКС.

Аватар пользователя Simurg
Simurg(4 года 3 месяца)

Оффтопично:

- нет никакого смысла. Свинец нужен потому, что он а) тяжёлый (не замедлитель), б) не захватывает нейтроны. Цинк проигрывает по первому пункту и сильно по второму. Так-то - вон, и натрий работает.

- Цинк - растворитель для сталей. Причём, очень хороший, и не только для сталей (одна из ступеней пиропереработки нитридного топлива, кстати, - растворение топлива в цинк-кадмиевом сплаве).Свинец при высоких температурах - тоже гадость, но он всё-таки "ну, ужас, но не ужас-ужас-ужас же"(с). Даже чистый. А при контроле кислорода, так и вообще. Изначально для БР хотели ртуть (она кипит, и можно всобачить компатную и дешёвую ртутную турбину в первый контур - очень дёшево и сердито). Напоролись на коррозию так, что ветераны до сих пор икают. :)

- радиационная проблема. Цинк - один из материалов, на основе которого можно делать радиологическую бомбу. Кобальт (широко известный), золото и цинк - первые три кандидата на наработку самой гадкой гадости по типу и периоду активности для создания наиболее гадкого и живучего загрязнения.

 

Аватар пользователя Лем
Лем(8 лет 7 месяцев)

Проблема в том, что к этой работающей реакторной технологии - надёжной, безопасной, хорошо освоенной, с понятными техническими решениями - мы за несколько десятилетий так и не смогли добавить реальный замкнутый топливный цикл: есть только зачатки его инфраструктуры. Также у нас слабое понимание экономики ЗЯТЦ. Расчётными моделями мы располагаем, но конкретных технических решений пока нет.

 

 

А скока фанфар и победных реляций

Из всех утюгов псевдо-сми популяций

Визжало,орало,вопило и пело...

На выходе ж -нуль.

Вот такое,брат,дело.

Комментарий администрации:  
*** Отключен (подстрекательство к бунту) ***
Аватар пользователя mmx
mmx(5 лет 7 месяцев)

Скока? По сравнению с воплями ВИЭшников - вообще тишина и заговор молчания практически.

Аватар пользователя taurussnake
taurussnake(6 лет 2 месяца)

Одна надежда на Илона нашего Маска, самим ни как, придите и володейте!

Аватар пользователя DimVad
DimVad(7 лет 7 месяцев)

Ну, есть технологии переработки ОЯТ от ВВЭР (а его-много), есть возможность делать МОКС-топливо из него, а БН очень эффективно его "кушает". С учётом уже наработанного ОЯТ можно считать, что БН уже могут увеличить оставшуюся топливную базу для ядерной энергетики - вдвое.

 

Это, конечно, не "идеальное замыкание", но уже серьёзный хлеб. Скажем так, это реальное решение реально стоящей задачи. И да, НИОКР будет продолжаться...

Аватар пользователя ПавлинМавлин
ПавлинМавлин(6 лет 7 месяцев)

мы за несколько десятилетий так и не смогли добавить реальный замкнутый топливный цикл: есть только зачатки его инфраструктуры

Воу, воу! Я думал уже замкнули. Жаль...