Rossiya atom energetikasida katta muvaffaqiyatga erishdi

2024 Muallif: Seth Attwood | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-16 16:19

Tomsk yaqinida qurilayotgan “Brest-300” yadroviy reaktori “Breakthrough” loyihasi Yer energetika sohasida yangi sahifa ochadi. Rossiya dunyodagi birinchi 300 MVt quvvatga ega Perpetuum Mobile - yopiq yoqilg'i aylanishiga ega atom elektr stantsiyasini yaratmoqda. "Breakthrough" o'z-o'zidan tushunarli nomiga ega bo'lgan loyiha uran qazib olmasdan, xavf-xatarsiz energiyani va'da qiladi va o'nlab yillar davomida raqobatchilarni ortda qoldiradi …

Qirq uch gektar maydon, kulrang monolit devorlar, osmonga mo'l-ko'l tikilgan armatura, kranlar va 600 ishchi. Uch yildan so'ng, bu joyda, yopiq shaharda Severskdan 25 kilometr uzoqlikda Tomsk, ishlay boshlaydi dunyodagi birinchi300 megavatt quvvatga ega Perpetuum Mobile - bu yopiq yoqilg'i aylanishiga ega va sovutuvchi sifatida eritilgan qo'rg'oshinli atom elektr stantsiyasi. Korxona eksperimental deb ataladi, chunki u uchun supertexnologiyalar hozirgacha faqat matematik modellar bo'yicha hisoblanadi. Biroq, ularni ishlaydigan reaktorda tekshirgandan so'ng, bizning yadro olimlarimiz yangi avlodning mos yozuvlar atom elektr stansiyasini olishadi, o'nlab yillar davomida Toshiba, Areva va boshqalarning raqobatchilaridan ajralib chiqdi. O'z-o'zidan tushunarli nomga ega bo'lgan loyiha " Yutuq", Energiyani va'da qiladi xavf-xatarsizva eng muhimi, uran qazib olishsiz.

Skeptiklar va tinch atom

Tinch atomni yodgorlik deb hisoblaydiganlar uchun bir necha so'z. Insoniyatning energiyaga bo‘lgan ehtiyoji har 20 yilda ikki barobar ortadi. Neft va ko'mirni yoqish har yili yarim milliard tonna oltingugurt dioksidi va azot oksidi, ya'ni er yuzining har bir aholisi uchun 70 kilogramm zararli moddalar hosil bo'lishiga olib keladi. Atom elektr stansiyalaridan foydalanish bu muammoni bartaraf etadi. Bundan tashqari, neft zaxiralari cheklangan va bir tonna uran-235 ning energiya zichligi taxminan ikki million tonna benzinning energiya zichligiga teng.

Narx ham muhim. GESda bir kilovatt-soat elektr energiyasi 10-25 tiyin turadi, ammo rivojlangan dunyoda gidroenergetika salohiyati amalda tugaydi. Ko'mir yoki yoqilg'i moyi stantsiyalarida - 22-40 tiyin, ammo ekologik muammolar paydo bo'ladi. Sanoat shamol va quyosh elektr stantsiyalarida - 35-150 tiyin, biroz qimmat va doimiy shamolni va bulutlarning yo'qligini kim kafolatlaydi. Atom energiyasining asosiy narxi 20-50 tiyin, barqaror, neft va ko'mir yoqishdan ko'ra kamroq ekologik muammolarni keltirib chiqaradi, uning salohiyati cheksizdir.

Nihoyat, rus tinch atomi deyarli raqobatdan tashqarida bo'lib chiqdi. 2010 yilda, 24 yillik sovuqdan so'ng, ko'plab davlatlar yana atom elektr stantsiyalarini qurishni xohlashganda, bizning reaktorlarimiz arzonroq va Yaponiya, Frantsiya va Amerika prototiplaridan yomonroq bo'lmagan. Bundan tashqari, biz raqobatchilardan farqli o'laroq , bu yillar davomida biz atom elektr stansiyalarini qurdik - Rosatomning potentsial mijozga ko'rsatishi kerak bo'lgan narsasi bor edi.

Davlat korporatsiyasi rahbariyati yuzaga kelgan nosozlikni malakali tarzda bartaraf etdi. Natijada Westinghouse Electric o‘tgan yili bankrot bo‘ldi. Oldin Westinghouse Electric kompaniyasini sotib olgan Toshiba yo'lda. “Areva”ning moliyaviy ahvoli ham havas qiladigan darajada emas. Boshqa tomondan, Atomexpo-2016 ga 52 davlatdan delegatsiyalar keldi. Bu davlatlarning 20 tasi hali atom energiyasiga ega emas. Ular endi birinchi marta paydo bo'ladi Misr, Vetnam, Turkiya, Indoneziya, Bangladesh - bizning Rossiya atom elektr stantsiyalarimiz.

Chuqur jahannam

Bugungi kunda yadro energetikasining asosiy muammosi yoqilg'i … Yer yuzida iqtisodiy jihatdan qayta tiklanadigan 6,3 million tonna uran mavjud. Agar iste'mol o'sishi hisobga olinsa, u taxminan 50 yil davom etadi. Bugungi kunda bir kilogramm rudaning narxi taxminan 50 dollarni tashkil etadi, ammo qazib olishda unchalik foydali bo'lmagan konlar jalb qilinganligi sababli, u bir kilogramm ruda uchun 130 dollar va undan ko'proqqa ko'tariladi. Albatta, qazib olingan zahiralar bor, kichiklari ham emas, lekin ular abadiy emas.

Uranni qazib olish qiyin yoki juda og'ir … Uran rudasi jinsida taxminan bor 0,1-1 foiz, ortiqcha yoki minus. Ruda taxminan bir kilometr chuqurlikda joylashgan. Shaxtalarda havo harorati 60 darajadan yuqori. Uran rudasini eritmadan ajratib olish uchun qazib olingan jinsni kislotada, ko'pincha sulfat kislotada eritish kerak. Ba'zi konlarda sulfat kislota darhol erga quyiladi, shuning uchun uni keyinchalik erigan uran bilan birga olish mumkin. Biroq, sulfat kislotada erimaydigan uran jinslari mavjud …

Va nihoyat, faqat tozalangan uranda 0,72 foiz zarur izotop uran-235 hisoblanadi. Yadro reaktorlari ishlaydigan bir xil. Uni ta'kidlash uchun alohida bosh og'rig'i. Uran gazga (uran geksaftoridiga) aylanadi va sekundiga taxminan ikki ming aylanish tezligida aylanadigan santrifugalar kaskadlaridan o'tadi, bu erda engil fraktsiya og'irdan ajratiladi. Uran-235 qoldiq tarkibida 0,2-0,3 foiz bo'lgan uran-238 chiqindilari 50-yillarda shunchaki tashlab yuborilgan. Ammo keyin uni qattiq uran ftorid shaklida ochiq osmon ostida maxsus idishlarda saqlashni boshladilar. 60 yil davomida yer taxminan to'plangan ikki million tonna uran-238 ftorid … Nima uchun saqlanadi? Shunda uran-238 tez yadroviy reaktorlar uchun yoqilg'iga aylanishi mumkin, ular bilan yadro olimlari hozirgacha qiyin munosabatlarga ega edilar.

Hammasi bo'lib dunyoda 11 ta sanoat tez neytron reaktorlari qurilgan: Germaniyada uchta, Frantsiyada ikkita, Rossiyada ikkitadan, Qozog'iston, Yaponiya, Buyuk Britaniya va AQShda bittadan. Ulardan biri, Germaniyadagi SNR-300 hech qachon ishga tushirilmagan. Yana sakkiztasi to'xtatildi. Ikki ishchi ketdi … Qayerda deb o'ylaysiz? To'g'ri, davom eting Beloyarsk AES.

Bir tomondan, tezkor reaktorlar an'anaviy termal reaktorlarga qaraganda xavfsizroqdir. Ularda yuqori bosim yo'q, bug '-tsirkoniy reaktsiyasi xavfi yo'q va hokazo. Boshqa tomondan, neytron maydonlarining intensivligi va ish joyidagi harorat yuqori, ikkala parametr ostida ham o'z xususiyatlarini saqlab qoladigan po'latni ishlab chiqarish qiyinroq va qimmatroq. Bundan tashqari, suvni tez reaktorda sovutish suvi sifatida ishlatish mumkin emas. Qoldiqlari: simob, natriy va qo'rg'oshin. Simob yuqori korroziyligi tufayli yo'q qilinadi. Qo'rg'oshin erigan holatda saqlanishi kerak - erish harorati 327 daraja. Natriyning erish nuqtasi 98 daraja, shuning uchun barcha tez reaktorlar hozirgacha natriy sovutgich bilan yaratilgan. Ammo natriy suv bilan juda kuchli reaksiyaga kirishadi. Agar sxema shikastlangan bo'lsa … 1995 yilda Yaponiyaning "Monju" reaktorida sodir bo'lganidek. Umuman olganda, tezkorlar juda qiyin bo'lib chiqdi.

Xavotir olmang, muzlab qolmaydi

"Xavotir olmang, bizning Brest-300 reaktorimizdagi qo'rg'oshin nafaqat qotib qolmaydi, balki u hech qachon 350 darajadan pastga sovib ketmaydi", dedi BREST-OD-300 loyihasi rahbari Lente.ru nashriga. Andrey Nikolaev … - Buning uchun maxsus sxemalar va tizimlar javobgar. Bu suv osti kemalarida joylashgan qo'rg'oshin-vismut reaktorlari bilan hech qanday aloqasi bo'lmagan mutlaqo yangi loyiha. Bu erda hamma narsa eng so'nggi ishlanmalar, texnologiyalar va yutuqlarni hisobga olgan holda ishlab chiqilgan. Bu bo'ladi dunyodagi birinchi qo'rg'oshin bilan sovutilgan tez reaktor … Bekorga “Yurilish” deb atalmagan. Sizning oldingizda kelajak korxonasi - to'rtinchi avlod atom elektr stansiyasi yopiq yoqilg'i aylanishi.

Menga qurilish maydonchasiga chiqishga ruxsat berishmadi - bu maxfiy ma'lumot. Ularga ham suratga tushishga ruxsat berilmagan, shuning uchun suratlar meniki emas. Ular ob'ektni qaysi burchaklardan tortib olish mumkinligi va qaysi burchaklardan mumkin emasligi oldindan tushuntirilgan shaxs tomonidan qilingan. Ammo Andrey Nikolaev uchta Proriv zavodi nima uchun va qanday tartibda qurilayotganini va AES qanday qurilganligini batafsil tushuntirib berdi. uransiz ishlay oladi.

Korxona quyidagilardan iborat bo'ladi uchta zavod: yoqilg'i ishlab chiqarish zavodi, reaktorning o'zi va yoqilg'ini qayta ishlash zavodi. Yoqilg'i ishlab chiqaruvchi zavod dunyoda o'xshashi bo'lmagan yoqilg'i elementlarining butunlay yangi tarkibini ishlab chiqaradi. Bu aralash nitridli uran-plutoniy yoqilg'isi - MNUP. Yangi reaktorda parchalanuvchi material bo'ladi plutoniy … Va o'zi bo'linmaydigan uran-238 termal neytronlar bilan nurlanadi va plutoniy-239 ga aylanadi. Ya'ni, Brest-300 reaktori issiqlik, elektr energiyasi va boshqalarni ishlab chiqaradi , o'zingiz uchun yoqilg'i tayyorlang.

Bir tosh bilan ikkita qush

Bugungi kunda dunyoda ishlamoqda 449 tinch sanoat yadro reaktorlari va yana 60 tasi qurilmoqda. Ushbu reaktorlarning ishlashi paytida, o'tmishda va kelajakda rejalashtirilgan muammo paydo bo'ladi - sarflangan yoqilg'i yig'inlari. Birinchidan, ular maxsus vannalarga joylashtiriladi, ular bir necha yil davomida "sovuydilar". Keyinchalik, "sovutilgan" yonilg'i elementlari "quruq" saqlash joylarida saqlanadi, ular ko'p miqdorda to'planadi. Chiqindilarni yig'ish moslamalarini qayta ishlash quvvati zarur bo'lganidan bir necha baravar kam. Nega? Chunki bu juda qiyin va qimmat.

Breakthrough loyihasi o'zining yoqilg'ini qayta ishlash zavodini quradi. Siz taxmin qilganingizdek, Bu zavod nafaqat yonib ketgan yoqilg'ini yo'q qiladi, balki yangi yig'ilishlar uchun xom ashyo beradi … Qadimgi yonilg'i tayoqlari kislotada, ehtimol oltingugurtda eritiladi, keyin zavodda murakkab kimyoviy texnologiyalardan foydalangan holda, eritma element bilan elementga ajratiladi. Keraksizlar shartlanadi va ko'miladi, kerak bo'ladi. Korxonada yangi yoqilg‘i uchun xomashyodan tashqari eski yig‘malardan tibbiyot, fan va sanoatda talab katta bo‘lgan og‘ir elementlarning eng nodir izotoplari olinadi.

Aytgancha, 300 megavattlik reaktor quvvati tasodifan tanlanmagan. Bu quvvatda u qancha iste'mol qilsa, shuncha plutoniy ishlab chiqaradi. Yuqori quvvatga ega bir xil reaktor iste'mol qilganidan ko'ra ko'proq yoqilg'i ishlab chiqaradi. Shunday qilib, yuklangandan so'ng, Brest reaktori oddiy Perpetuum Mobile kabi ishlaydi. Faqat kamaygan uranning ozgina zaxirasi talab qilinadi. Xo'sh, va uran-238, yuqorida aytib o'tganimdek, atom sanoatida shunday miqdorda to'plangan. bu abadiy davom etadi.

Katta kostryulka

- Reaktorni tasavvur qilishingiz uchun, - davom etadi Andrey Nikolaev. - Bu balandligi 17 metr va diametri 26 metr bo'lgan pan. Unga yonilg'i agregatlari tushiriladi. Issiqlik almashtirgich - eritilgan qo'rg'oshin u orqali aylanadi. Barcha jihozlar va faqat Rossiya ishlab chiqarishi. Bu reaktivlik chegarasi birlikdan kam bo'lgan mutlaqo xavfsiz reaktor bo'ladi. Ya'ni, fizika qonunlariga ko'ra, u tezlashtirish uchun etarli reaktivlikka ega emas. Unda katta hajmdagi baxtsiz hodisalar mumkin emas. Aholini evakuatsiya qilish hech qachon talab qilinmaydi. Har qanday muvaffaqiyatsizlik, agar u sodir bo'lsa, korxona binosi chegarasidan tashqariga chiqmaydi. Hatto gipotetik avariya natijasida atmosferaga emissiyalar ham sodir bo'lmaydi.

Brest-300 reaktorida sovutish suvini avtomatik tozalash joriy etiladi. Yangi reaktorning sovutish suvi, ya'ni qo'rg'oshin hech qachon almashtirilishi shart emas. Bu an'anaviy yadroviy energiyaning yana bir muammoli chiqindilarini yo'q qiladi - LRW.

Muammolar yo'lda hal qilinadi

Brest-300 loyihasi mualliflari Dollejhal nomidagi NIKIET kompaniyasidir. Pul o‘z vaqtida ajratildi, qurilish ishlari rejalangan sur’atda davom etmoqda, yoqilg‘i ishlab chiqaruvchi zavod birinchi bo‘lib ishlay boshlaydi. Reaktorning ishga tushirilishi 2024 yilga mo‘ljallangan … Keyin yoqilg'ini qayta ishlash moduli tugallanadi. Qurilish bilan bir qatorda ilmiy-tadqiqot ishlari ham davom etmoqda. Ushbu ishlar natijasida qurilishga vaqti-vaqti bilan o'zgartirishlar kiritiladi, shuning uchun yakuniy yakuniy vaqt nuqtasi nomlanmaydi.

Brest loyihasi akademik doiralarda qoralovchilarga ega. Bu tushunarli, loyiha yana bir nechta nufuzli institutlar ishtirok etgan tanlovda g'olib chiqdi. Tanqidchilarning aytishicha, Brestda qo'llanilgan texnologiyalar tugallanmagan. Xususan, ular qo'rg'oshin eritmasidan issiqlik tashuvchisi sifatida foydalanishni va hokazolarni shubha ostiga qo'yadilar. Biz tafsilotlarga kirmaymiz, ular juda murakkab va noaniq. Boshqa tomondan, nega biz atom olimlarimizga ishonmasligimiz kerak? SSSR va undan keyin Rossiyaning yadro sanoatida amalga oshirgan barcha loyihalari g'arbiy va sharqiy hamkasblaridan bir qadam oldinda edi. Xo'sh, bu safar voqealar boshqacha bo'lishiga ishonishimizga nima sabab bor? Menimcha, siz Rosatom va TVEL uchun va shu bilan birga o'zingiz uchun xursand bo'lishingiz kerak, chunki bu bizning korporatsiya.