Новая страница в истории атомной энергетики. На Белоярской АЭС в Свердловской области российские атомщики вывели на полную мощность уникальный реактор БН-800, работающий на быстрых нейтронах с инновационным МОКС-топливом.
Теплоноситель в нем не привычная вода, а жидкий натрий. И главное – этот реактор способен использовать в качестве топлива то, что для других является отходами.
Традиционные атомные станции работают на конкретном изотопе урана – уране 235, который поддерживает цепную реакцию деления. Однако в природе его крайне мало: в урановой руде лишь семь десятых процента, остальное – уран 238. Этот изотоп и составляет львиную долю отработавшего ядерного топлива большинства АЭС.
А вот "быстрый" реактор БН-800 спокойно работает на уране-238, более того – превращает его в 235-й. Так и получается замкнутый цикл. Отходы с классических реакторов становятся топливом для реактора "быстрого". А он, в свою очередь, производит новое топливо.
"По сути дела мы берем то, что является отходом и превращаем обратно в топливо, работая на нем же. То есть экономический эффект колоссальный! Не надо будет извлекать ресурсы из земной коры. Можно работать на том, что уже стоит в бассейнах выдержки многих и многих энергоблоков. И опять же очищаем планету: не надо никуда захоранивать, просто опять превращаем в топливо и работаем, работаем, работаем. Ну, не вечный двигатель, но на тысячи лет топливная база у России увеличилась. Это факт!" – объясняет первый заместитель главного инженера по эксплуатации Белоярской АЭС Илья Филин.
Развитие этой перспективной технологии началось в советские годы. На Белоярской АЭС первый энергоблок с реактором БН-600 на быстрых нейтронах появился еще в 1980 году. Свыше 43 лет стабильной и безаварийной работы – это уже мировое достижение. В 2015 году в эксплуатацию был введен реактор БН-800. По показателям надежности и безопасности они входят в число лучших ядерных реакторов мира.
"У нас реактор, можно сказать, чемпион по безопасности в мире. Потому что в нем предусмотрена не только защита на основе каких-то технических устройств, которые питаются от электричества, во многом он защищен естественными обратными связями и пассивными системами безопасности. Это ловушка расплавов, которая расположена под активной зоной и предназначена для того, чтобы в случае запроектных аварий, как, например, было в Фукусиме, расплав собирался и цепная реакция там прекращалась. Это позволяет полностью исключить те последствия, которые были на Фукусиме, – такие, как проплавление корпуса реактора", – рассказывает заместитель главного инженера по эксплуатации 4-го энергоблока Белоярской АЭС Денис Сапегин.
БН-800 сейчас без преувеличения выполняет историческую миссию, осуществляя переход к замкнутому ядерно-топливному циклу в промышленном масштабе. С начала 2020 года в его активную зону начали загружать МОКС-топливо – смесь из продуктов, оставшихся от работы других АЭС, и отходов обогатительных производств – диоксида плутония-239 и оксида урана-238. Долю увеличивали постепенно, и этой осенью довели ее до ста процентов.
Следующий шаг на пути к новой двухкомпонентной ядерной энергетике – сооружение энергоблока серийного реактора БН-1200М. В нем реакторы на быстрых и на тепловых нейтронах будут работать совместно, обмениваясь топливом. Новый, пятый, энергоблок может появиться на Белоярской АЭС к 2035 году.
