nhanh trí
Lò phản ứng neutron nhanh mới (BN-800) tại tổ máy điện số 4 đang được xây dựng tại Nhà máy điện hạt nhân Beloyarsk đã được đưa về mức công suất tối thiểu có thể kiểm soát được (0,1% danh nghĩa): sự kiện quy mô thế giới này diễn ra vào ngày 27 tháng XNUMX vừa qua năm. Sau khi hoàn thành tất cả các công việc, có lẽ rất sớm, quá trình khởi động nguồn của thiết bị sẽ diễn ra. Nó có trạng thái công nghiệp thí điểm, mục tiêu của nó là tích lũy kinh nghiệm và các giải pháp kỹ thuật để thực hiện công nghệ đầy hứa hẹn cho một chu trình nhiên liệu hạt nhân khép kín.
Chưa hết ba mươi năm
Những chốt đầu tiên về việc chế tạo BN-800 đã được đẩy lùi vào năm 1984. Kể từ đó, việc xây dựng của nó đã nhiều lần bị đóng băng, sau đó bắt đầu lại, tùy thuộc vào những biến động chính trị và những thay đổi của nhà nước trong việc phát triển ngành công nghiệp hạt nhân.
Giai đoạn tích cực cuối cùng của việc bắt đầu xây dựng tổ máy điện thứ tư là năm 2006. Trở lại năm 2005, kinh phí của nó không được đưa vào ngân sách liên bang, mặc dù các đại biểu Duma Quốc gia và chi nhánh khu vực của đảng Nước Nga Thống nhất đã tích cực vận động hành lang về vấn đề này. Rosenergoatom dự định phân bổ 900 triệu rúp của mình để xây dựng một lò phản ứng neutron nhanh. Đồng thời, cần phải phát triển 2 tỷ rúp mỗi năm để việc ra mắt BN-2010 dự kiến vào năm 800 diễn ra. Mối quan tâm tin rằng không thể làm được nếu không có tài trợ của nhà nước có mục tiêu. Và nhà nước đã lắng nghe các nhà khoa học hạt nhân, hỗ trợ các dự án phát triển ngành công nghiệp, trong đó có khối thứ tư tại BNPP.
BN-800 được ước tính vào thời điểm đó là 1 tỷ 180 triệu đô la, đắt hơn 20-30% so với chi phí của các tổ máy truyền thống có lò phản ứng làm mát bằng nước, nhưng sản lượng điện tại tổ máy thứ tư của BNPP là 15-20 % giá rẻ hơn. Tổng giám đốc khi đó của Rosenergoatom, Oleg Saraev (một người gốc BNPP), đã cảnh báo rằng chi phí của đơn vị năng lượng sẽ tăng lên do những cải tiến thiết kế trong những năm gần đây.
Lắp đặt bình lò phản ứng trong trục
anh ấy tốt hơn như thế nào
Vì sao BN-800 có tầm quan trọng toàn cầu đối với khu vực, quốc gia, thế giới? Tại sao sự phát triển của các lò phản ứng neutron nhanh lại thú vị?
- Nỗ lực giải quyết vấn đề cơ bản của năng lượng hạt nhân - tạo ra các lò phản ứng tạo giống có khả năng hoạt động ở chế độ sản xuất thêm nhiên liệu hạt nhân, - Giáo sư Sergey Shcheklein, Trưởng phòng Năng lượng hạt nhân và các nguồn năng lượng tái tạo của Ural ENIN cho biết và UrFU. “Không giống như các lò phản ứng nhiệt cổ điển, các lò phản ứng natri nhanh có thể liên quan đến uranium-238 trong chuỗi nhiên liệu và trữ lượng của nó trên thế giới lớn hơn gấp trăm lần so với trữ lượng của uranium-235, việc khai thác và sử dụng chúng tập trung vào truyền thống. năng lượng hạt nhân. Nhà lai tạo sẽ sản xuất nhiên liệu mới từ uranium-238 - plutonium, có thể được sử dụng trong cùng một lò phản ứng. BN-800 là một giải pháp cho vấn đề toàn cầu trong việc cung cấp năng lượng hạt nhân dân sự bằng nhiên liệu trong một khoảng thời gian gần như không giới hạn.
Vấn đề thứ hai của thế giới là an toàn bức xạ của các lò phản ứng kiểu BN. Khi họ tạo ra loại lò phản ứng hoàn toàn mới này, họ sợ rằng nó sẽ kém hơn so với loại truyền thống. 30 năm hoạt động của Beloyarsk BN-600 đã chỉ ra rằng nó vượt qua tất cả các loại lò phản ứng truyền thống về độ tinh khiết của bức xạ. Chất thải hoạt động là không đáng kể, thích hợp cho việc lưu trữ lâu dài.
Việc cài đặt kiểu này đã phát hiện ra những phẩm chất cực kỳ quan trọng trong quá trình hoạt động, Sergey Shcheklein tiếp tục. Một lò phản ứng truyền thống được nạp một lượng nhiên liệu dư thừa để nó có thể hoạt động trong vài năm. Và biên độ phản ứng dư thừa này tạo ra mối nguy hiểm tiềm ẩn cho các nhà máy điện hạt nhân. Lò phản ứng kiểu BN không cần biên độ phản ứng dư thừa, nó tự cung cấp năng lượng: ngay khi nhiên liệu cháy hết, nhiên liệu mới sẽ ngay lập tức được sản xuất. Kinh nghiệm này thu được ở Nga tại các cơ sở kiểu BN và không còn nghi ngờ gì nữa.
Ý nghĩa toàn cầu thứ ba là kinh tế. Năng lượng hạt nhân ở Nga được yêu cầu phải cạnh tranh với năng lượng nhiệt: nghĩa là, đừng phủ nhận bất cứ điều gì, hãy tạo ra một nhà máy điện hạt nhân hoàn toàn an toàn, trong khi điện không được đắt hơn than. Kết quả là, các lò phản ứng neutron nhanh sẽ có chi phí nhiên liệu tương đương với các lò phản ứng truyền thống. Với tái sản xuất mở rộng, lợi ích của công nghệ sẽ tăng lên đáng kể. Tính kinh tế của các nhà máy điện hạt nhân, mặc dù tích cực hiện nay, sẽ được cải thiện hơn nữa.
So sánh: chi phí nhiên liệu tại các nhà máy nhiệt điện vượt quá 70% chi phí của một kilowatt / giờ. Ngoài ra, đối với tất cả các nhiên liệu hữu cơ, nó đang phát triển. Và đối với các nhà lai tạo, chi phí nhiên liệu hạt nhân của họ sẽ không tăng. Chi phí của một kilowatt nên được xem xét trên quy mô hệ thống: đây là một trong 35 đơn vị của Rosatom. Quan trọng nhất, BN-800 vận hành rẻ hơn so với nhà máy nhiệt điện đốt than, mặc dù chi phí xây dựng đắt hơn.
Bây giờ về tầm quan trọng của BN-800 đối với khu vực Sverdlovsk: nó nhận được nguồn năng lượng riêng, cần nhiên liệu với số lượng bằng một toa tàu trong vài năm. Đây là vấn đề an ninh năng lượng: bất kể tình hình với hydrocarbon, với thông tin liên lạc vận tải như thế nào, chúng ta sẽ có năng lượng này với giá cả phải chăng. Năng lượng hạt nhân thuộc sở hữu nhà nước, nó sản xuất năng lượng với mức giá mà nó được thông báo. Đây là một yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo an ninh năng lượng: một nguồn năng lượng dự phòng được đảm bảo độc lập với môi trường giá cả. Ngày nay, khu vực này có nguồn năng lượng riêng là 5%. Mọi thứ khác là nhiên liệu đường dài, được vận chuyển đến chúng tôi bằng đường ống từ Yamal hoặc bằng tàu hỏa từ Kazakhstan.
Khởi động vật lý của lò phản ứng
đóng vòng lặp
Nikolai Oshkanov, người đã giữ các vị trí cấp cao tại BNPP trong nhiều năm và hiện là trưởng phòng thiết kế BN-800, giải thích những vấn đề mà ngành công nghiệp hạt nhân đang giải quyết với BN-1200:
- Tập đoàn nhà nước Rosatom có hai mối quan tâm: liệu có đủ uranium được sản xuất không và phải làm gì với chất thải. Mối quan tâm của Rosenergoatom OJSC chỉ có một vấn đề - nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng (SNF): các nhà máy điện hạt nhân bị quá tải, các cơ sở lưu trữ chiếm diện tích khổng lồ. Theo quan điểm của tôi, cần phải bắt đầu xử lý SNF càng sớm càng tốt. Điều này sẽ cho phép cô lập thành phần nguy hiểm nhất của nó - plutonium, một loại nhiên liệu hạt nhân tuyệt vời. Mặt khác, sau một thời gian nhất định, nhu cầu lưu trữ nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng sẽ làm tăng đáng kể chi phí năng lượng hạt nhân và khiến nó không thể vượt qua được.
Lò phản ứng nhanh giải quyết được cả hai vấn đề của Rosatom: không cần khai thác quá nhiều uranium và chất thải được giảm thiểu. Sau khi nạp plutonium từ nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng vào nó, nó sẽ không cần nhiên liệu mới nữa: nó đã đốt bao nhiêu nhiên liệu, nó làm cùng một lượng, nó có thể tự cung cấp năng lượng cho mình và nó cũng sẽ cung cấp cho các lò phản ứng làm mát bằng nước tại một số nhà máy điện hạt nhân. thực vật có dư thừa. Đây được gọi là chu trình nhiên liệu hạt nhân khép kín. Ngày nay nó vẫn còn sức thuyết phục, nhưng các lý thuyết vẫn chưa được thực hiện. BN-800 sẽ trả lời liệu chu trình khép kín có thực sự khả thi và tiết kiệm hay không, đồng thời sẽ nhận được bằng chứng công nghiệp.
Ý tưởng này vẫn đang được lưu hành ở Liên Xô: họ nghĩ rằng chúng tôi sẽ chế tạo BN-600 và nhìn thấy nó trên đó. Nhưng "chúng ta sẽ thấy" này hơi đắt. Do đó, chúng tôi quyết định: đầu tiên, chúng tôi sẽ xây dựng lò phản ứng, toàn bộ công nghệ natri. Sau đó, chúng tôi sẽ xây dựng BN-800. Vâng, gần như được xây dựng.
Nikolai Oshkanov tin rằng với sự trợ giúp của BN-800, việc tích lũy nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng sẽ dừng lại, nhiên liệu sẽ trở nên rẻ hơn vì lò phản ứng có nhiên liệu riêng. Sẽ cần phải xem xét toàn bộ chuỗi của chu trình hạt nhân khép kín: bạn không bao giờ biết những sắc thái quy mô lớn nào khác có thể phát sinh. Đột nhiên hóa ra nó đắt đến mức chúng ta sẽ không làm điều đó. Hoặc ngược lại, nó rẻ đến mức chúng tôi sẽ đóng tất cả các khối khác, nhưng chúng tôi sẽ rời khỏi hướng này, chúng tôi sẽ ngừng khai thác uranium. Nikolai Oshkanov thừa nhận rằng các quyết định về thực tế hoạt động của BN-800 có thể hoàn toàn khác so với những gì mơ ước. Nếu mọi thứ suôn sẻ, thì hãy tiếp tục: chúng tôi đang chế tạo một đơn vị khác, BN-1200 thương mại mạnh hơn, trong một thời gian ngắn, nó sẽ “nhai qua” tất cả chất thải.
Đối với BN-1200, giai đoạn R&D đã hoàn thành về mặt khái niệm vào năm 2014, thiết bị này có chi phí cạnh tranh với các loại thiết bị khác, được tối ưu hóa so với các thiết bị tiền nhiệm.
Từ năm sau, cần phải bắt đầu thiết kế, đảm bảo việc xây dựng tổ máy thứ năm của BNPP với lò phản ứng BN-1200 vào năm 2024, theo kế hoạch của chính phủ nước này.
Một số chuyên gia nước ngoài cho rằng, lò phản ứng natri nhanh là một ngõ cụt, công nghệ này đắt tiền, hơn nữa natri tương tác với nước nên dễ xảy ra sự cố. Nhật Bản, Pháp, Mỹ đã không thành công trong nhiều năm: các lò phản ứng được xây dựng bị ám ảnh bởi sự cố, tai nạn và người Nga có hơn ba mươi năm kinh nghiệm vận hành thành công tổ máy Beloyarsk BN-600, cho thấy công nghệ này vượt trội với tất cả những cái truyền thống hiện có. Và natri là tốt. Việc kiểm soát chất lượng được thực hiện cực kỳ nghiêm ngặt ở tất cả các giai đoạn, do đó đã thu được một sản phẩm chất lượng rất cao. Điều đó đã xảy ra khi Nga đi trước cả thế giới trong việc tạo ra các lò phản ứng nhanh. Bây giờ anh ấy đang cố gắng bắt kịp chúng tôi.
tin tức