Rusiya nüvə enerjisində sıçrayış etdi

2024 Müəllif: Seth Attwood | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-16 15:57

“Sıçrayış” layihəsi – Tomsk yaxınlığında tikilməkdə olan Brest-300 nüvə reaktoru Yer kürəsinin enerji sektorunda yeni səhifə açacaq. Rusiya dünyada ilk 300 MVt gücündə Perpetuum Mobile - qapalı yanacaq dövrü olan atom elektrik stansiyası yaradır. Özünü izah edən "Breakthrough" adlı layihə təhlükəsiz, uran hasilatı olmadan enerji vəd edir və onilliklər ərzində rəqiblərini geridə qoyur …

Qırx üç hektar ərazi, boz monolit divarlar, bol-bol göyə uzanan armaturlar, kranlar və 600 işçi. Üç il sonra, bu yerdə, qapalı bir şəhərdə Seversk, 25 kilometr Tomsk, işə başlayacaq dünyada birinci300 meqavat gücündə Perpetuum Mobile qapalı yanacaq dövrü və soyuducu kimi ərimiş qurğuşun olan nüvə elektrik stansiyasıdır. Müəssisə eksperimental adlanır, çünki onun üçün supertexnologiyalar indiyə qədər yalnız riyazi modellər üzərində hesablanır. Bununla belə, onları işləyən reaktorda yoxlayan nüvə alimlərimiz yeni nəsil istinad nüvə stansiyası alacaqlar. onilliklər ərzində Toshiba, Areva və başqalarının rəqiblərindən uzaqlaşdı. Özünü izah edən adı olan layihə " Yarıbkeçmə", Enerji vəd edir təhlükə olmadanvə ən əsası, uran hasilatı olmadan.

Skeptiklər və sülhsevər atom

Dinc atomu relikt hesab edənlər üçün bir neçə söz. Bəşəriyyətin enerjiyə ehtiyacı hər 20 ildən bir iki dəfə artır. Neft və kömürün yanması illik təxminən yarım milyard ton kükürd dioksidi və azot oksidinin, yəni yerin hər bir sakini üçün 70 kiloqram zərərli maddələrin əmələ gəlməsinə səbəb olur. Atom elektrik stansiyalarının istifadəsi bu problemi aradan qaldırır. Üstəlik, neft ehtiyatları məhduddur və bir ton uran-235-in enerji intensivliyi təxminən iki milyon ton benzinin enerji intensivliyinə bərabərdir.

Xərc də vacibdir. Su elektrik stansiyasında bir kilovat-saat elektrik enerjisi 10-25 qəpiyə başa gəlir, lakin inkişaf etmiş dünyada hidroenergetika potensialı praktiki olaraq tükənib. Kömür və ya mazut stansiyalarında - 22-40 qəpik, amma ekoloji problemlər yaranır. Sənaye külək və günəş elektrik stansiyalarında - 35-150 qəpik, bir az bahadır və daimi küləyin və buludların olmamasına kim zəmanət verir. Atom enerjisinin ilkin dəyəri 20-50 qəpikdir, sabitdir, neft və kömür yandırmaqdan qat-qat az ekoloji problemlər yaradır, potensialı hədsizdir.

Nəhayət, Rusiyanın dinc atomu demək olar ki, rəqabətdən kənarda qaldı. 2010-cu ildə, 24 illik soyuqdan sonra bir çox ölkələr yenidən atom elektrik stansiyaları tikmək istədikdə, bizim reaktorlarımız Yaponiya, Fransa və Amerika prototiplərindən daha ucuz və heç də pis olmadığı ortaya çıxdı. Üstəlik, biz rəqiblərdən fərqli olaraq , bütün bu illər ərzində biz atom elektrik stansiyaları tikmişik - Rosatom-un potensial müştəriyə göstərməli olduğu bir şey var idi.

Dövlət korporasiyasının rəhbərliyi yaranan əlilliyi bacarıqla aradan qaldırdı. Nəticədə keçən il Westinghouse Electric iflas etdi. Daha əvvəl Westinghouse Electric-i satın alan Toshiba yoldadır. “Areva”nın maddi durumu da həsəd aparan deyil. Digər tərəfdən, “Atomexpo-2016” sərgisinə 52 ölkədən nümayəndə heyəti gəlib. Bu ölkələrdən 20-si hələ nüvə enerjisinə malik deyil. Onlar indi ilk dəfə görünəcəklər Misir, Vyetnam, Türkiyə, İndoneziya, Banqladeş - bizim Rusiya atom elektrik stansiyalarımız.

Dərin cəhənnəm

Bu günün əsas problemi nüvə enerjisidir yanacaq … Yer üzündə iqtisadi cəhətdən bərpa oluna bilən 6,3 milyon ton uran var. İstehlak artımı nəzərə alınarsa, təxminən 50 il davam edəcək. Bu gün maya dəyəri filizin kiloqramı üçün təqribən 50 dollar təşkil edir, lakin hasilata daha az rentabelli yataqlar cəlb olunduğu üçün o, hər kiloqram üçün 130 dollara və daha çox bahalaşacaq. Təbii ki, minalanmış ehtiyatlar var, kiçikləri də yoxdur, lakin onlar əbədi deyil.

Uran hasil etmək çətindir və ya çox çətin … Uran filizi haqqında qaya var 0,1-1 faiz, artı və ya mənfi. Filiz təxminən bir kilometr dərinlikdə baş verir. Mədənlərdə temperatur 60 dərəcədən yuxarıdır. Uran filizini məhluldan təcrid etmək üçün çıxarılan süxur turşuda, daha çox sulfat turşusunda həll edilməlidir. Bəzi çöküntülərdə sulfat turşusu dərhal yerə vurulur ki, sonradan həll olunmuş uranla birlikdə götürülə bilsin. Ancaq sulfat turşusunda həll olunmayan uran süxurları var …

Nəhayət, yalnız təmizlənmiş uranda 0,72 faiz tələb olunan izotop uran-235-dir. Nüvə reaktorlarının işlədiyi eyni. Bunu vurğulamaq ayrı bir baş ağrısıdır. Uran qaza (uran heksaflüorid) çevrilir və saniyədə təxminən iki min inqilab sürətlə fırlanan sentrifuqaların kaskadlarından keçir, burada yüngül fraksiya ağırdan ayrılır. Zibillik - 0,2-0,3 faiz uran-235 qalıqları olan uran-238, sadəcə olaraq 50-ci illərdə atılıb. Amma sonra onu bərk uran flüorid şəklində açıq səma altında xüsusi qablarda saxlamağa başladılar. 60 ildir ki, yer kürəsi təxminən yığılıb iki milyon ton uran-238 flüorid … Niyə saxlanılır? O zaman həmin uran-238 nüvə alimlərinin indiyədək çətin əlaqələri olan sürətli nüvə reaktorları üçün yanacaq ola bilər.

Ümumilikdə dünyada 11 sürətli neytron reaktoru tikilmişdir: Almaniyada üç, Fransada iki, Rusiyada iki, Qazaxıstan, Yaponiya, Böyük Britaniya və ABŞ-da hər birində birdir. Onlardan biri, Almaniyadakı SNR-300 heç vaxt buraxılmayıb. Daha səkkizinin işi dayandırılıb. İki işçi getdi … harda düşünürsən? Düzdü, davam Beloyarsk AES.

Bir tərəfdən, sürətli reaktorlar adi istilik reaktorlarından daha təhlükəsizdir. Onlarda yüksək təzyiq yoxdur, buxar-sirkonium reaksiyası riski yoxdur və s. Digər tərəfdən, neytron sahələrinin intensivliyi və iş bölgəsindəki temperatur daha yüksəkdir; hər iki parametrdə öz xüsusiyyətlərini saxlayacaq polad istehsalı daha çətin və daha bahalıdır. Bundan əlavə, su sürətli reaktorda soyuducu kimi istifadə edilə bilməz. Qalıqlar: civə, natrium və qurğuşun. Civə yüksək korroziyaya malik olduğu üçün xaric edilir. Qurğuşun ərimiş vəziyyətdə saxlanılmalıdır - ərimə temperaturu 327 dərəcədir. Natriumun ərimə nöqtəsi 98 dərəcədir, buna görə də bütün sürətli reaktorlar indiyə qədər natrium soyuducu ilə hazırlanmışdır. Lakin natrium su ilə çox şiddətli reaksiya verir. Əgər dövrə zədələnibsə… 1995-ci ildə Yaponiyanın "Monju" reaktorunda baş vermişdi. Ümumiyyətlə, sürətli olanlar çox çətin oldu.

Donmayacaq narahat olma

“Narahat olmayın, bizim Brest-300 reaktorumuzdakı qurğuşun nəinki bərkiməyəcək, hətta 350 dərəcədən aşağı soyumayacaq”, - BREST-OD-300 layihəsinin rəhbəri Lente.ru-ya bildirib. Andrey Nikolaev … - Bunun üçün xüsusi sxemlər və sistemlər məsuliyyət daşıyır. Bu, sualtı qayıqlarda olan qurğuşun-vismut reaktorları ilə heç bir əlaqəsi olmayan tamamilə yeni bir layihədir. Burada hər şey ən son inkişaflar, texnologiyalar və nailiyyətlər nəzərə alınmaqla hazırlanmışdır. Bu olacaq dünyanın ilk qurğuşunla soyudulmuş sürətli reaktoru … Əbəs yerə “Sıçrayış” adlandırılmayıb. Qarşınızda gələcəyin müəssisəsi - dördüncü nəsil atom elektrik stansiyası ilə Bağlı yanacaq dövrü.

Tikinti sahəsinə qalxmağıma icazə vermədilər - bu məxfi məlumatdır. Onlara şəkil çəkdirməyə də icazə verilməyib, ona görə də şəkillər mənim deyil. Onları bir şəxs düzəldib, əvvəlcədən izah edilmiş bir obyekti hansı bucaqlardan tutmaq olar, hansı bucaqlardan isə qeyri-mümkündür. Ancaq Andrey Nikolaev üç Proryv zavodunun niyə və hansı qaydada tikildiyini və atom elektrik stansiyasının necə qurulduğunu ətraflı izah etdi. uran olmadan işləyə bilər.

Müəssisə ibarət olacaq üç fabrik: yanacaq istehsalı zavodu, reaktorun özü və yanacağın təkrar emalı zavodu. Yanacaq istehsalı zavodu dünyada analoqu olmayan yanacaq elementlərinin tamamilə yeni tərkibini istehsal edəcək. Bu qarışıq nitrid uran-plutonium yanacağıdır - MNUP. Yeni reaktorda parçalanan material olacaq plutonium … Özü də parçalanmayan uran-238 termal neytronlarla şüalanaraq plutonium-239-a çevriləcək. Yəni, Brest-300 reaktoru istilik, elektrik enerjisi və s , özünüz üçün yanacaq hazırlayın.

Bir daşla iki quş

Bu gün dünyada çalışırıq 449 dinc sənaye nüvə reaktorları və daha 60 nüvə reaktoru tikilir. Keçmiş və gələcək bu reaktorların istismarı zamanı planlaşdırılmış problem yaranır - işlənmiş yanacaq birləşmələri. Əvvəlcə onlar bir neçə il "sərinləşən" xüsusi vannalara qoyulur. Sonra, "soyudulmuş" yanacaq elementləri "quru" anbarlarda saxlanılır, burada böyük miqdarda yığılır. Tullantıların yığılmalarını emal etmək gücü lazım olandan bir neçə dəfə azdır. Niyə? Çünki bu, çox çətin və bahalıdır.

Breakthrough layihəsi öz yanacaq emalı zavodunu tikəcək. Təxmin etdiyiniz kimi, Bu zavod nəinki yanmış yanacağı məhv edəcək, həm də yeni qurğular üçün xammal verəcək … Köhnə yanacaq çubuqları turşuda, ehtimal ki, kükürddə həll ediləcək, sonra zavodda mürəkkəb kimyəvi texnologiyalardan istifadə edərək, məhlul element-element ayrılacaq. Lazımsızlar şərtləndirilir və basdırılır, lazım olandan istifadə edilir. Müəssisə yeni yanacaq üçün xammalla yanaşı, köhnə yığılmalardan tibb, elm və sənayedə tələbat olan ağır elementlərin ən nadir izotoplarını da alacaq.

Yeri gəlmişkən, 300 meqavatlıq reaktorun gücü təsadüfən seçilməyib. Bu gücdə, istehlak etdiyi qədər plutonium istehsal edəcək. Daha yüksək gücə malik eyni reaktor istehlak edəcəyindən daha çox yanacaq istehsal edəcək. Beləliklə, yükləndikdən sonra Brest reaktoru adi Perpetuum Mobile kimi işləyəcək. Tükənmiş uranın yalnız kiçik bir ehtiyatı tələb olunacaq. Yaxşı və uran-238, artıq qeyd etdiyim kimi, nüvə sənayesi tərəfindən bu qədər miqdarda toplanır. bu əbədi davam edəcək.

Böyük qazan

- Belə ki, bir reaktor təsəvvür edə biləsiniz, - Andrey Nikolaev davam edir. - Bu, hündürlüyü 17 metr, diametri 26 metr olan tavadır. Yanacaq qurğuları ona endiriləcək. İstilik dəyişdiricisi - ərimiş qurğuşun onun vasitəsilə dövr edəcək. Bütün avadanlıqlar yalnız Rusiya istehsalıdır. O, reaktivlik marjası vahiddən az olan tamamilə təhlükəsiz reaktor olacaq. Yəni, fizika qanunlarına uyğun olaraq, sürətlənmək üçün kifayət qədər reaktivliyə malik deyil. Bunun üzərində böyük miqyaslı qəzaların olması mümkün deyil. Əhalinin evakuasiyası heç vaxt tələb olunmayacaq. Hər hansı bir uğursuzluq, əgər baş verərsə, müəssisə binasının hüdudlarından kənara çıxmayacaq. Hətta hipotetik qəza nəticəsində atmosferə emissiyalar da baş verməyəcək.

Brest-300 reaktorunda soyuducu suyun avtomatik təmizlənməsi tətbiq ediləcək. Yeni reaktorun soyuducu suyunun, yəni qurğuşunun heç vaxt dəyişdirilməsinə ehtiyac olmayacaq. Bu, ənənəvi nüvə enerjisinin başqa bir problemli tullantısını - LRW-ni aradan qaldırır.

Problemlər yol boyu həll olunur

Brest-300 layihəsinin müəllifləri Dollejal adına NIKIET şirkətidir. Pul vaxtında ayrılır, tikinti nəzərdə tutulan sürətlə gedir, yanacaq istehsalı zavodu ilk olaraq fəaliyyətə başlayacaq. Reaktorun işə salınması 2024-cü ilə planlaşdırılır … Sonra yanacağın təkrar emalı modulu tamamlanacaq. Tikinti ilə paralel olaraq Ar-Ge işləri də davam edir. Bu işlərin nəticəsi olaraq tikintidə vaxtaşırı dəyişikliklər edilir, ona görə də son son vaxtın adı çəkilmir.

Akademik dairələrdə Brest layihəsini pisləyənlər var. Bu başa düşüləndir, layihə daha bir neçə görkəmli institutun iştirak etdiyi müsabiqədə qalib gəldi. Tənqidçilər Brestdə istifadə edilən texnologiyaların yarımçıq olduğunu deyirlər. Xüsusilə, istilik daşıyıcısı kimi qurğuşun əriməsinin istifadəsini sual altına qoyurlar və s. Biz təfərrüatlara girməyəcəyik, onlar çox mürəkkəb və birmənalı deyil. Digər tərəfdən, atom alimlərimizə niyə etibar etməyək? SSRİ-nin və ondan sonra Rusiyanın nüvə sənayesində həyata keçirdiyi bütün layihələr qərbli və şərqli həmkarlarından bir addım öndə idi. Bəs bu dəfə hər şeyin başqa cür cərəyan edəcəyinə inanmaq üçün hansı səbəbimiz var? Mənə elə gəlir ki, siz sadəcə Rosatom və TVEL üçün və eyni zamanda özünüz üçün də sevinməlisiniz, çünki bu bizim korporasiya.