Rusya nükleer enerjide atılım yaptı

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18

"Atılım" projesi - Tomsk yakınlarında yapım aşamasında olan Brest-300 nükleer reaktörü, Dünya'nın enerji sektöründe yeni bir sayfa açacak. Rusya, dünyanın ilk 300 MW kapasiteli Perpetuum Mobile'ını yaratıyor - kapalı yakıt çevrimli bir nükleer santral. Açıklayıcı adı "Atılım" olan proje, tehlikesiz, uranyum madenciliği olmadan enerji vaat ediyor ve onlarca yıldır rakipleri geride bırakıyor …

Kırk üç hektarlık bir alan, gri yekpare duvarlar, bolca gökyüzüne uzanan armatürler, vinçler ve 600 işçi. Üç yıl sonra, bu yerde, kapalı bir şehirde Seversk, 25 kilometre uzaklıkta Tomsk, çalışmaya başlayacak dünyada ilk300 megavat kapasiteli Perpetuum Mobile, soğutucu olarak kapalı yakıt çevrimi ve erimiş kurşun içeren bir nükleer santraldir. Girişime deneysel denir, çünkü bunun için süper teknolojiler şimdiye kadar sadece matematiksel modellerde hesaplanmıştır. Ancak, onları çalışan bir reaktörde kontrol ettikten sonra, nükleer bilim adamlarımız yeni nesil bir referans nükleer santral alacaklar, onlarca yıldır Toshiba, Areva ve diğerlerinden rakiplerinden ayrılıyor. Kendi kendini açıklayan bir isme sahip proje " atılım", Enerji vaat ediyor tehlikesizve en önemlisi, uranyum madenciliği olmadan.

Şüpheciler ve barışçıl atom

Barışçıl atomu bir kalıntı olarak görenler için birkaç söz. İnsanlığın enerji ihtiyacı her 20 yılda ikiye katlanıyor. Yanan petrol ve kömür, yıllık yaklaşık yarım milyar ton kükürt dioksit ve azot oksit oluşumuna, yani dünyanın her sakini için 70 kilogram zararlı maddeye yol açar. Nükleer santrallerin kullanılması bu sorunu ortadan kaldırmaktadır. Ayrıca, petrol rezervleri sınırlıdır ve bir ton uranyum-235'in enerji yoğunluğu yaklaşık olarak iki milyon ton benzinin enerji yoğunluğuna eşittir.

Maliyet de önemlidir. Bir hidroelektrik santralinde, bir kilovat saat elektrik 10-25 kopek tutar, ancak gelişmiş dünyadaki hidroelektrik potansiyeli fiilen tükenmiştir. Kömür veya akaryakıt istasyonlarında - 22-40 kopek, ancak çevre sorunları ortaya çıkıyor. Endüstriyel rüzgar ve güneş enerjisi santrallerinde - 35-150 kopek, biraz pahalı ve kim sürekli rüzgar ve bulut yokluğunu garanti ediyor. Atom enerjisinin ana maliyeti 20-50 kopektir, kararlıdır, yanan petrol ve kömürden çok daha az çevre sorunu yaratır, potansiyeli sınırsızdır.

Sonunda, Rus barışçıl atomunun neredeyse rekabet dışı olduğu ortaya çıktı. 2010'da, 24 yıllık soğuktan sonra birçok ülke yeniden nükleer santral kurmak istediğinde, reaktörlerimizin daha ucuz olduğu ve Japon, Fransız ve Amerikan prototiplerinden daha kötü olmadığı ortaya çıktı. Ayrıca, biz rakiplerimizden farklı olarak , bunca yıldır nükleer santraller kuruyoruz - Rosatom'un potansiyel bir müşteriye göstereceği bir şey vardı.

Devlet kurumunun yönetimi, ortaya çıkan handikapı yetkin bir şekilde bertaraf etti. Sonuç olarak, Westinghouse Electric geçen yıl iflas etti. Daha önce Westinghouse Electric'i satın alan Toshiba yola çıktı. Areva'nın mali durumu da kıskanılacak gibi değil. Öte yandan Atomexpo-2016'ya 52 ülkeden delegasyon geldi. Bu ülkelerden 20 tanesi henüz nükleer güce sahip değil. Şimdi ilk kez görünecekler Mısır, Vietnam, Türkiye, Endonezya, Bangladeş - Rus nükleer santrallerimiz.

derin cehennem

Günümüzde nükleer enerjinin temel sorunu, yakıt … Yeryüzünde 6,3 milyon ton ekonomik olarak geri kazanılabilir uranyum bulunmaktadır. Tüketim artışı dikkate alınırsa, yaklaşık 50 yıl sürecek. Maliyeti bugün cevherin kilogramı başına 50 dolar civarındadır, ancak daha az karlı mevduatlar çıkarma işlemine dahil edildiğinden, kilogram başına 130 dolar ve daha fazlasına yükselecektir. Elbette mayınlı rezervler var ve küçük değiller, ama sonsuza kadar değiller.

Uranyum madenciliği zordur veya çok zor … Uranyum cevheri kayasında yaklaşık yüzde 0.1-1, artı veya eksi. Cevher yaklaşık bir kilometre derinlikte oluşur. Madenlerde sıcaklık 60 derecenin üzerinde. Uranyum cevherini çözeltiden izole etmek için çıkarılan kaya asit, daha çok sülfürik asit içinde çözülmelidir. Bazı tortularda, sülfürik asit hemen toprağa pompalanır, böylece daha sonra çözünmüş uranyum ile birlikte alınabilir. Ancak sülfürik asitte çözünmeyen uranyum kayaları var…

Son olarak, yalnızca saflaştırılmış uranyumda yüzde 0,72 gerekli izotop uranyum-235'tir. Nükleer reaktörlerin çalıştığı ile aynı. Vurgulamak ayrı bir baş ağrısıdır. Uranyum gaza (uranyum hekzaflorür) dönüştürülür ve hafif fraksiyonun ağır olandan ayrıldığı, saniyede yaklaşık iki bin devir hızında dönen santrifüjlerin kaskadlarından geçirilir. Artık uranyum-235 içeriği yüzde 0,2-0,3 olan çöplük - uranyum-238, 50'lerde basitçe atıldı. Ama sonra onu katı uranyum florür şeklinde açık havada özel kaplarda depolamaya başladılar. 60 yıl boyunca, dünya yaklaşık olarak birikmiştir. iki milyon ton uranyum-238 florür … Neden tutulur? O zaman, bu uranyum-238, şimdiye kadar nükleer bilim adamlarının zor bir ilişkisi olan hızlı nükleer reaktörler için yakıt olabilir.

Toplamda, dünyada 11 endüstriyel hızlı nötron reaktörü inşa edildi: Almanya'da üç, Fransa'da iki, Rusya'da iki, Kazakistan, Japonya, Büyük Britanya ve Amerika Birleşik Devletleri'nde birer tane. Bunlardan biri, Almanya'daki SNR-300 hiç piyasaya sürülmedi. Sekiz kişi daha durduruldu. iki işçi kaldı … Nerede düşünüyorsun? Bu doğru, üzerinde Beloyarsk Nükleer Santrali.

Bir yandan hızlı reaktörler, geleneksel termal reaktörlerden daha güvenlidir. İçlerinde yüksek basınç yoktur, buhar-zirkonyum reaksiyonu riski yoktur vb. Öte yandan, nötron alanlarının yoğunluğu ve çalışma alanındaki sıcaklık daha yüksektir; her iki parametre altında özelliklerini koruyacak olan çeliğin üretimi daha zor ve daha pahalıdır. Ayrıca, hızlı bir reaktörde su soğutucu olarak kullanılamaz. Kalıntılar: cıva, sodyum ve kurşun. Yüksek aşındırıcı özelliği nedeniyle cıva elimine edilir. Kurşun erimiş halde tutulmalıdır - erime sıcaklığı 327 derecedir. Sodyumun erime noktası 98 derecedir, bu nedenle şimdiye kadarki tüm hızlı reaktörler bir sodyum soğutucu ile yapılmıştır. Ancak sodyum su ile çok şiddetli reaksiyona girer. Devre hasar gördüyse … 1995'te Japon "Monju" reaktöründe olduğu gibi. Genel olarak, hızlı olanlar çok zor çıktı.

Merak etmeyin donmaz

BREST-OD-300 projesinin başkanı Lente.ru'ya “Endişelenmeyin, Brest-300 reaktörümüzdeki lider yalnızca katılaşmayacak, aynı zamanda 350 derecenin altına asla soğumayacak” dedi. Andrey Nikolaev … - Bundan özel şemalar ve sistemler sorumludur. Bu, denizaltılarda bulunan kurşun-bizmut reaktörleriyle hiçbir ilgisi olmayan tamamen yeni bir projedir. Buradaki her şey en son gelişmeler, teknolojiler ve başarılar dikkate alınarak geliştirildi. Olacak dünyanın ilk kurşun soğutmalı hızlı reaktörü … "Atılım" olarak adlandırılması boşuna değil. Sizden önce geleceğin bir girişimi - dördüncü nesil bir nükleer santral kapalı yakıt döngüsü.

İnşaat alanına tırmanmama izin verilmedi - bu gizli bir bilgidir. Fotoğraf çekmelerine de izin verilmedi, bu yüzden fotoğraflar benim değil. Bir nesneyi hangi açılardan yakalamanın mümkün olduğunu ve hangi açılardan imkansız olduğunu önceden açıklayan bir kişi tarafından yapıldılar. Ancak Andrey Nikolaev, üç Proryv santralinin neden ve hangi sırayla inşa edildiğini ve bir nükleer santralin nasıl yapıldığını ayrıntılı olarak açıkladı. uranyum olmadan çalışabilir.

İşletme şunlardan oluşacaktır: üç fabrika: yakıt üretim tesisi, reaktörün kendisi ve yakıt yeniden işleme tesisi. Yakıt üretim tesisi, dünyada benzeri olmayan tamamen yeni bir yakıt elementi bileşimi üretecek. Bu, karışık bir nitrür uranyum-plütonyum yakıtıdır - MNUP. Yeni reaktördeki bölünebilir malzeme, plütonyum … Ve kendisi bölünemez olan uranyum-238, termal nötronlarla ışınlanacak ve plütonyum-239'a dönüşecektir. Yani, Brest-300 reaktörü ısı, elektrik üretecek ve ayrıca , kendine yakıt hazırla.

Bir taşla iki kuş

Bugün dünyada çalışıyor 449 barışçıl endüstriyel nükleer reaktörler ve 60 tane daha yapım aşamasında. Bu reaktörlerin çalışması sırasında, geçmişte ve gelecekte planlı bir sorun ortaya çıkıyor - kullanılmış yakıt tertibatları. İlk olarak, birkaç yıl boyunca “soğudukları” özel banyolara konurlar. Ardından, "soğutulmuş" yakıt elemanları, büyük miktarlarda biriktirildikleri "kuru" depolama tesislerinde depolanır. Atık gruplarını işleme kapasitesi, gerekenden birkaç kat daha azdır. Niye ya? Çünkü çok zor ve pahalı.

Breakthrough projesi kendi yakıt işleme tesisini kuracak. Tahmin edebileceğiniz gibi, Bu tesis yalnızca yanmış yakıtı yok etmekle kalmayacak, aynı zamanda yeni montajlar için hammadde de verecek.… Eski yakıt çubukları asitte, muhtemelen sülfürikte çözülecek, daha sonra tesiste karmaşık kimyasal teknolojiler kullanılarak çözelti element element ayrılacaktır. Gereksiz şartlandırılır ve gömülür, gerekli olan kullanılır. Yeni yakıt için hammaddelere ek olarak, işletme, tıp, bilim ve endüstride talep edilen ağır elementlerin en nadir izotoplarını eski düzeneklerden çıkaracaktır.

Bu arada, 300 megavatlık reaktör gücü tesadüfen seçilmedi. Bu güçte tükettiği kadar plütonyum üretecektir. Daha yüksek güce sahip aynı reaktör, tüketeceğinden daha fazla yakıt üretecektir. Böylece, yüklendikten sonra Brest reaktörü sıradan bir Perpetuum Mobile gibi çalışacak. Sadece küçük bir miktar seyreltilmiş uranyum gerekli olacaktır. Eh, ve uranyum-238, daha önce de belirttiğim gibi, nükleer endüstri tarafından böyle bir miktarda birikir. bu sonsuza kadar sürecek.

Büyük tencere

- Bir reaktör hayal edebilmeniz için, - Andrei Nikolaev devam ediyor. - Bu, 17 metre yüksekliğinde ve 26 metre çapında bir tavadır. Yakıt tertibatları içine indirilecektir. Bir ısı eşanjörü - erimiş kurşun içinden dolaşacaktır. Sadece Rus üretimi olan tüm ekipmanlar. Birden az reaktivite marjı ile tamamen güvenli bir reaktör olacaktır. Yani, fizik yasalarına göre, hızlandırmak için yeterli reaktiviteye sahip değildir. Üzerinde büyük çaplı kazalar mümkün değildir. Nüfusun tahliyesi asla gerekli olmayacak. Herhangi bir başarısızlık olursa, işletme binasının sınırlarının ötesine geçmeyecektir. Varsayımsal bir kaza sonucu atmosfere emisyonlar bile oluşmayacaktır.

Soğutucunun otomatik olarak temizlenmesi Brest-300 reaktöründe tanıtılacaktır. Yeni reaktörün soğutucusu, yani kurşunun asla değiştirilmesi gerekmeyecek. Bu, geleneksel nükleer enerjinin başka bir sorunlu israfını ortadan kaldırır - LRW.

Sorunlar yolda çözülür

Brest-300 projesinin yazarları, Dollezhal'in adını taşıyan NIKIET'tir. Para zamanında tahsis edilir, inşaat planlanan hızda devam eder, ilk faaliyete geçen yakıt üretim tesisi olacaktır. Reaktörün lansmanı 2024 için planlanıyor … Ardından yakıt yeniden işleme modülü tamamlanacaktır. İnşaata paralel olarak Ar-Ge çalışmaları devam etmektedir. Bu çalışmaların bir sonucu olarak, inşaatta periyodik olarak değişiklikler yapılır, bu nedenle nihai zaman noktası isimlendirilmez.

Brest projesinin akademik çevrelerde kötüleyenleri var. Bu anlaşılabilir bir durumdur, proje birkaç seçkin enstitünün katıldığı yarışmayı kazandı. Eleştirmenler, Brest'te kullanılan teknolojilerin bitmediğini söylüyor. Özellikle, kurşun eriyiğinin bir ısı taşıyıcı olarak kullanımını sorgularlar, vb. Ayrıntılara girmeyeceğiz, çok karmaşık ve belirsizler. Öte yandan, atom bilimcilerimize neden güvenmeyelim? SSCB'nin ve ondan sonra Rusya'nın nükleer sanayide gerçekleştirdiği tüm projeler, batılı ve doğulu emsallerinden bir adım öndeydi. Peki, bu sefer işlerin farklı sonuçlanacağına inanmak için hangi nedenimiz var? Bana öyle geliyor ki, sadece Rosatom ve TVEL için ve aynı zamanda kendiniz için mutlu olmalısınız, çünkü bu bizim şirket.