На основе новой унмкальной технологии российский атомпром планирует перейти на новую концепцию — двухкомпонентную, что особенно важно для развития безопасной и экологичной отрасли энергетики.
Реакторы на тепловых и быстрых нейтронах смогут работать совместно, и это обеспечит возможность повторного использования отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) и дожигания долгоживущих изотопов из него. Также станет реальной наработка нового топлива из оставшихся после обогащения природного урана так называемых урановых хвостов.
«В быстрых реакторах выгорает 11 % загруженного в них ядерного топлива, а в тепловых еще меньше. Остается 89 % топлива, которое называют отработавшим или облученным. Оно имеет определенную радиоактивность, но его можно и нужно снова вовлечь в процесс производства электроэнергии, что блестяще доказала на практике работа реактора БН‑800».
Бридер-долгожитель и бридер-инноватор
Из досье finobzor.ru
Бридер – реактор-размножитель/
***
По словам директора "Белоярской атомной станции" Ивана Сидорова "«Белоярская АЭС — единственная станция в мире с реакторами на быстрых нейтронах промышленного уровня мощности. Причём долгожитель реактор БН‑600 успешно производит электроэнергию уже более 43 лет и готовится к продлению срока эксплуатации до 2040 года. А БН‑800, помимо производства электроэнергии, обеспечивает сегодня отработку технологии замкнутого ядерного топливного цикла в промышленных масштабах".
Проектировался этот бридер изначально под топливо МОКС, но загружался постепенно. В 2014 г. большая часть стартовых загрузок составляла обычный оксидный уран, топлива МОКС было только на 16 тепловыделяющих сборок. Бридер был изготовлен на опытном производстве объединения «Маяк» и НИИАР - «Научно-исследовательского института атомных реакторов».
Для реактора БН-800 красноярский Горно-химический комбинат (ГХК) выпускает серийное топливо. Для инъекций используется обеднённый уран, высокофононный плутоний из облученного топлива тепловых реакторов. В начале 2020 г. в реактор загрузили первые 18 тепловыделяющих сборок с топливом МОКС промышленного производства ГХК.
В американском журнале Power, одном из старейших профессиональных журналов, назвали это событие одним из главных в мире энергетики. Через год, по словам Ивана Сидорова, мы загружали более крупную партию и еще 160 тепловыделительных сборок и с тех пор при всех очередных перегрузках используем только новую топливную продукцию.
Как сообщил Иван Сидоров «в сентябре 2022 года активная зона реактора БН‑800 достигла почти полной загрузки: в ней осталось всего лишь несколько тепловыделяющих сборок с прежним урановым топливом, которым просто дали доработать положенный срок. Осенью 2023 года заменили и их».
По мнению Сидорова «у перехода БН‑800 на МОКС‑топливо есть несколько весомых плюсов.
Во-первых, экономика и промышленность нашей страны будут обеспечены чистой атомной электроэнергией на сотни лет.
Во-вторых, появится почти вечный двигатель, не требующий расходования невозобновляемых ресурсов для производства электроэнергии.
В‑третьих, ОЯТ пойдет на повторное использование. Не нужно будет обеспечивать его длительное хранение с особыми условиями.
В‑четвертых, так называемые урановые хвосты, оставшиеся после процесса обогащения урана, используют для производства электроэнергии.
Таким образом, технология, которую в СССР и России разрабатывали более 70 лет, принесет максимальную пользу и сохранит мировое лидерство нашей страны в реакторах на быстрых нейтронах».
Иван Сидоров уверен, что «теперь, когда стабильная работа на МОКС‑топливе доказана, на основе опыта эксплуатации энергоблоков Белоярской АЭС с реакторами БН‑600 и БН‑800 создается серийный энергоблок с быстрым реактором следующего поколения — БН‑1200М. Головной энергоблок этой серии будет построен на Белоярской АЭС под № 5.
Основная задача при создании реактора БН‑1200М — достижение экономических характеристик, сопоставимых с показателями серийного реактора на тепловых нейтронах ВВЭР аналогичной мощности. Эта задача успешно решается учеными, конструкторами и проектировщиками. А с учетом того, что энергоблоки с реакторами БН совместно с выработкой электрической и тепловой энергии будут производить новое топливо и минимизировать радиоактивные отходы, их эффективность оценивается еще выше».
«МОКС‑топливо называют топливом будущего потому, что реализация замкнутого ядерного топливного цикла в промышленных масштабах позволит в десятки раз увеличить топливную базу атомной энергетики России и сократить образование радиоактивных отходов, — говорит директор Белоярской АЭС Иван Сидоров. — Наш следующий шаг на пути к новой двухкомпонентной ядерной энергетике, в которой реакторы на быстрых и на тепловых нейтронах будут работать совместно, обмениваясь топливом, — сооружение энергоблока с реактором БН‑1200М. Он объединит все лучшие наработки и БН‑600, и БН‑800 и позволит в полной мере воплотить все экологические и экономические преимущества технологии реакторов на быстрых нейтронах».
МОКС‑топливо
Из досье finobzor.ru
МОКС‑топливо (англ. MOX — mixed oxide) — это смешанное оксидное ядерное топливо, состоящее из изотопов урана и плутония. В природном уране содержится 99,3 % урана‑238, остальное — уран‑235, используемый в топливе для реакторов на тепловых нейтронах.
***
Большая часть сырья отправляется на хранение или утилизируется как радиоактивные отходы. МОКС‑топливо позволит вовлечь в производство 238-й изотоп, что в десятки раз увеличит топливную базу атомной энергетики. Кроме того, реакторы на быстрых нейтронах, работая на МОКС‑топливе, способны нарабатывать плутоний, которого хватит, чтобы обеспечить себя и при необходимости другие реакторы новым топливом.
Производство МОКС‑топлива в промышленных масштабах для реактора БН‑800 действует на Горно-химическом комбинате в городе Железногорске Красноярского края, где сосредоточены сразу три ключевых этапа замыкания ядерного топливного цикла: хранение ОЯТ, его переработка и производство МОКС‑топлива.
