Nguyên tử ở Bắc Kinh
Để bắt đầu, chúng ta hãy ghi nhận một sự thật: Lò phản ứng nhanh đầu tiên của Trung Quốc (China Experiment Fast Reactor) được xây dựng ngay tại thủ đô - phía Tây Nam Bắc Kinh, cách trung tâm khoảng 45 km. Ở đây, đằng sau vòng vận chuyển thứ sáu, là Viện Năng lượng Nguyên tử Trung Quốc (CIAE). Nếu bạn muốn - một cơ sở tương tự của Viện Kurchatov, được phát triển từ Phòng thí nghiệm bí mật số 2 ở vùng ngoại ô phía tây bắc của Moscow.
Phóng viên đặc biệt của Rossiyskaya Gazeta và đoàn làm phim của kênh truyền hình Rossiya 24 là những nhà báo nước ngoài đầu tiên được tiếp cận cơ sở hạt nhân ở Bắc Kinh. Trước đây, chỉ có các chuyên gia hạt nhân ở đây giúp xây dựng và khởi động CEFR.
- Viện Năng lượng Nguyên tử của chúng tôi, nay còn được gọi là Viện Vật lý Hiện đại của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, được thành lập vào năm 1950, - Chủ tịch kiêm Giám đốc CIAE, ông Wan Gang chào các nhà báo đến từ Nga. - Một ngày quan trọng khác đối với chúng tôi là ngày 27 tháng 1958 năm 58, khi lò phản ứng nghiên cứu nước nặng đầu tiên được khởi động trên lãnh thổ của Viện với sự hỗ trợ của Liên Xô. Cùng năm XNUMX, với sự tham gia của các chuyên gia Liên Xô, máy gia tốc-cyclotron đầu tiên đã được phóng tại đây ...
"Kế hoạch 863": từng bước
Bây giờ, hơn năm mươi năm sau, các cơ sở nghiên cứu đầu tiên đã ngừng hoạt động. Theo giám đốc của viện, cyclotron đã bị tháo dỡ, chỉ còn lại một nam châm lớn làm kỷ niệm. Tòa nhà của lò phản ứng đầu tiên đã được bảo tồn, vì chúng tôi có thể xác minh bằng cách đi đến đó qua một công viên viện nghiên cứu rộng lớn, được chăm sóc cẩn thận với những lối đi bộ được bố trí gọn gàng. Ở phần trung tâm, chúng tôi dừng lại một phút trước tượng bán thân bằng đá cẩm thạch của các nhà khoa học nguyên tử - những người nổi tiếng trong dự án Nguyên tử của Trung Quốc.
Họ không che giấu việc tham gia nghiên cứu và phát triển, thứ đã tạo ra quả bom nguyên tử đầu tiên (1964) và sau đó là bom hydro (1967) cho CHND Trung Hoa, ngược lại, họ tự hào về điều đó. Cũng như đóng góp chế tạo tàu ngầm hạt nhân đầu tiên (1971) cho Hải quân Trung Quốc và vệ tinh đầu tiên (1971) của Trái đất được phóng tại Trung Quốc.
Nhưng hiện nay, theo Viện trưởng, nhiệm vụ chính của nhóm nghiên cứu do ông đứng đầu là phát triển năng lượng hạt nhân, trong đó có năng lượng hạt nhân trên nền tảng công nghệ mới. Ông Wan Gang nhấn mạnh Trung Quốc đã áp dụng chiến lược phát triển XNUMX giai đoạn trong lĩnh vực này: lò phản ứng nhiệt điện - lò phản ứng nhanh - lò phản ứng nhiệt hạch.
Đối với các lò phản ứng truyền thống, trong đó hạt nhân uranium-235 được phân chia bởi cái gọi là neutron nhiệt (chậm), chúng từ lâu đã chuyển ở Trung Quốc từ lĩnh vực khoa học thuần túy sang lĩnh vực hoạt động thương mại. Theo dữ liệu chính thức được trình bày tại AtomExpo 2015 ở Moscow bởi tập đoàn nhà nước CNNC, nước này có 2020 tổ máy điện hạt nhân đang hoạt động, 80 tổ máy đang được xây dựng và nhiều tổ máy khác đang được lên kế hoạch. Mục tiêu là nâng tỷ lệ năng lượng hạt nhân lên XNUMX% (XNUMX GW) vào năm XNUMX và trong tương lai sẽ bắt kịp hoặc thậm chí vượt Pháp về các chỉ số này.
Cho đến nay, tỷ lệ sản xuất điện hạt nhân trong tổng cân bằng năng lượng của Trung Quốc là khoảng XNUMX%. Nhưng đó là cho bây giờ. Thời kỳ học nghề, khi những nhà máy điện hạt nhân đầu tiên được xây dựng ở đây theo các dự án của Pháp, Canada, Mỹ, Nga đang nhanh chóng trôi qua. Hầu hết các tổ máy điện mới được xây dựng đều đang sử dụng hoặc có ý định sử dụng lò phản ứng và các thiết bị quan trọng khác của Trung Quốc hoặc hợp tác phát triển. Đó là, giai đoạn đầu tiên - các loại lò phản ứng nhiệt khác nhau - Trung Quốc đã hoàn thành và đang chuyển sang cấp độ thứ hai, nói một cách hình tượng.
Trong kế hoạch nhà nước về phát triển công nghệ cao, hay thường được gọi là "kế hoạch 863", việc phát triển các lò phản ứng nhanh được coi là ưu tiên hàng đầu. Nhiệm vụ tương tự cũng được đưa vào chương trình trung hạn phát triển khoa học và công nghệ 2006-2020.
Tuy nhiên, các lò phản ứng neutron nhanh, còn được gọi là nhà tạo giống, bắt đầu chăm sóc Vạn Lý Trường Thành vào cuối những năm 60 của thế kỷ trước. Vào thời điểm đó, người ta biết rằng chính ý tưởng tái sản xuất nhiên liệu hạt nhân mở rộng (nhà tạo giống là nhà tạo giống theo một cách khác) đã được Leo Szilard thể hiện vào tháng 1943 năm 1949 tại Hoa Kỳ và được chọn ở Liên Xô. Từ năm 0,2, dưới sự lãnh đạo của Viện sĩ Alexander Leipunsky, một công trình nghiên cứu nhiều mặt đã được thực hiện ở Liên Xô nhằm tạo ra các lò phản ứng neutron nhanh. Nhưng lò phản ứng tạo giống thử nghiệm đầu tiên với công suất nhiệt 20 MW đã được ra mắt tại Hoa Kỳ, tại một trung tâm hạt nhân ở Idaho, vào ngày 1951 tháng XNUMX năm XNUMX.
Ở Liên Xô, một cơ sở tương tự đã được đưa vào hoạt động 2 năm sau đó tại Obninsk (vùng Kaluga), nơi đặt Viện Vật lý và Năng lượng và là nơi Viện sĩ Leipunsky làm việc vào thời điểm đó. Một năm sau, tại cùng một nơi, ở Obninsk, lò phản ứng thử nghiệm BR-XNUMX đã được ra mắt: plutonium kim loại được dùng làm nhiên liệu cho nó và thủy ngân được dùng làm chất làm mát.
Cùng năm 1956, một tập đoàn gồm một số công ty Mỹ đã bắt đầu xây dựng nhà lai tạo trình diễn "Fermi-1" với công suất 65 MW. Mười năm sau, nó gặp sự cố với sự cố tan chảy lõi. Lò phản ứng đã bị tháo dỡ với chi phí lớn, sau đó sự quan tâm của ngành công nghiệp Mỹ đối với chủ đề này giảm dần.
Trong khi đó, ở Liên Xô, một chiếc BR-5 thử nghiệm đã được chế tạo và phóng (sau khi tái thiết, nó được gọi là BR-10) - ở Obninsk. Và tại Viện Lò phản ứng Nguyên tử ở Dimitrovgrad (vùng Ulyanovsk) - BOR-60 đa năng, trong đó nhiên liệu MOX (hỗn hợp uranium và plutonium dioxide) được sử dụng và natri lỏng được sử dụng làm chất làm mát. BOR-60 vẫn đang được sử dụng và có khả năng kéo dài thời gian hoạt động cho đến năm 2019.
Năm tỷ đô la để xây dựng một nhà máy điện hạt nhân quy mô lớn với lò phản ứng neutron nhanh superphenix đã từng được Pháp chi tiêu, nhưng do vấn đề với lõi nhiên liệu plutonium, cơ sở này đã bị dừng lại vào năm 1996 ...
Lò phản ứng BN-600 tại Tổ máy số 1980 của Nhà máy điện hạt nhân Beloyarsk vẫn là lò phản ứng năng lượng neutron nhanh duy nhất (trên toàn thế giới!) đang vận hành. Ông là người giữ kỷ lục về kinh nghiệm làm việc - nó đã được vận hành ở chế độ công nghiệp từ năm 2030 và cho phép kéo dài tuổi thọ cho đến năm XNUMX. Nó cũng là lò phản ứng nhanh làm mát bằng natri mạnh nhất cho đến nay.
Đầu tiên trong thế kỷ mới
các thủ tục chuẩn bị phát điện. Cả hai lò phản ứng đều ra đời tại Phòng Thiết kế Thực nghiệm của Cơ khí. Châu Phi. Năm 2004 Giám sát khoa học của OKBM, Viện sĩ Fedor Mitenkov đã được trao Giải thưởng Quốc tế về Năng lượng Toàn cầu vì những đóng góp xuất sắc của ông trong việc phát triển cơ sở vật chất và kỹ thuật cũng như tạo ra các lò phản ứng neutron nhanh.
Theo các nhà thiết kế, dự án BN-800 đã thực hiện những đổi mới quan trọng để cải thiện an toàn bức xạ và hạt nhân. Chúng dựa trên các nguyên tắc thụ động, có nghĩa là hiệu quả của chúng không phụ thuộc vào độ tin cậy của hoạt động của các hệ thống phụ trợ và yếu tố con người.
Tất cả điều này đã được tính đến đầy đủ trong thiết kế của CEFR - lò phản ứng neutron nhanh đầu tiên và duy nhất cho đến nay được chế tạo, thử nghiệm và chính thức đưa vào vận hành trong thế kỷ XNUMX. Viện Năng lượng nguyên tử Trung Quốc đặc biệt tự hào về thực tế này và biết ơn sự hỗ trợ tích cực của các đồng nghiệp Nga.
Những cuộc tiếp xúc đầu tiên giữa các chuyên gia của hai nước về dự án này bắt đầu vào năm 1992. Nhóm làm việc từ phía Nga bao gồm các nhân viên của OKBM. Afrikantov (Nizhny Novgorod), Viện St. Petersburg "ATOMPROEKT" và Viện Vật lý và Năng lượng (Obninsk, vùng Kaluga).
“Vào thời điểm đó, các chuyên gia của chúng tôi đã có ý tưởng về lò phản ứng nhanh làm mát bằng natri,” Wan Gang, giám đốc viện cho biết. - Ngoài ra còn nghiên cứu thủy lực nhiệt, vật lý neutron, khoa học vật liệu, xử lý nhiên liệu hạt nhân và thiết bị đặc biệt. Trên đường đi, các mục tiêu của toàn bộ dự án đã được làm rõ. Đầu tiên, việc tạo ra chính nhà máy lò phản ứng. Người ta xác định rằng nó sẽ là một lò phản ứng thử nghiệm với công suất nhiệt 65 megawatt và công suất điện 20 MW. Thứ hai, sự phát triển của công nghệ mới. Ba là, đào tạo nhân sự. Và đã có trong trận chung kết - thực hiện các thử nghiệm, nghiên cứu, thí nghiệm theo kế hoạch. Chúng tôi cần CEFR như một cơ sở, một nền tảng, để sau khi có được kinh nghiệm cần thiết, chúng tôi có thể chuyển từ nó sang việc tạo ra các tổ máy điện trình diễn, và sau đó là các tổ máy điện thương mại nối tiếp của các nhà máy điện hạt nhân với các lò phản ứng neutron nhanh.
Giống như ở Nga, chỉ nghiêm ngặt hơn
Thiết kế khái niệm CEFR được phát triển bởi các chuyên gia Trung Quốc và gửi cho các đồng nghiệp Nga để xem xét. Sau đó, có tính đến các ý kiến nhận được và các đề xuất phản đối, toàn bộ khái niệm, bao gồm các yêu cầu kỹ thuật và các thành phần chính của lò phản ứng, đã được thảo luận chi tiết tại một cuộc họp chung vào tháng 1993 năm XNUMX và nhận được sự chấp thuận "ở cấp cao nhất".
Vào nửa sau của những năm 90, giai đoạn thiết kế kỹ thuật bắt đầu. Petersburg "ATOMPROEKT" đã đề cập, IPPE và OKB "Gidropress" (Podolsk, khu vực Moscow), theo cách nói của các đồng nghiệp Trung Quốc, "hợp tác dự án" và làm việc một cách phối hợp, chuyên nghiệp, có tính đến mọi yêu cầu và mong muốn của khách hàng. Và các hướng dẫn ban đầu của phía Trung Quốc thậm chí còn nghiêm ngặt hơn các tiêu chuẩn an toàn bức xạ, tiêu chuẩn về phát và thải phóng xạ, các tình huống khẩn cấp đang có hiệu lực vào thời điểm đó trong ngành điện hạt nhân Nga.
“Vì đã quyết định xây dựng CEFR trong ranh giới của Bắc Kinh và đây không chỉ là một thành phố lớn - thủ đô của Trung Quốc, nên chúng tôi đã đưa ra các yêu cầu bảo mật đặc biệt,” Xu Mi, nhà khoa học trưởng của CNNC, viện sĩ của Học viện Kỹ thuật Trung Quốc giải thích , tại cuộc gặp gỡ với các nhà báo Nga. - Mặc dù xác suất xảy ra sự cố nóng chảy lõi trong lò phản ứng này là không đáng kể, chúng tôi vẫn nhấn mạnh vào việc sử dụng một hệ thống thụ động để loại bỏ nhiệt dư. Và - khi lắp đặt bẫy khay cho lõi giả thuyết tan chảy. Máy bơm tuần hoàn chính (MCP) đã được đặt hàng ở Nga, nhưng trong trường hợp thời gian làm mát khẩn cấp, họ được yêu cầu thêm một bánh đà vào thiết kế của mình, do đó làm tăng thời gian chạy của MCP, nghĩa là, sự lưu thông của chất làm mát trong trường hợp mất điện...
Theo Xu Mi, trong trường hợp xảy ra bất kỳ tình huống khẩn cấp nào hoặc thậm chí là tai nạn ngoài cơ sở thiết kế, không cần phải sơ tán dân cư - mọi thứ nên được khoanh vùng trong đơn vị điện hoặc trong khu vực được bảo vệ của nó. Cơ quan An toàn Hạt nhân Quốc gia của Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa đã không coi chiến dịch như vậy là tái bảo hiểm và ủng hộ quan điểm của các nhà khoa học của họ.
“Xét cho cùng, từ bức tường của tòa nhà nơi gắn CEFR đến hàng rào bao quanh viện, nó chỉ dài 153 mét,” viện sĩ nhấn mạnh với một nụ cười nhẹ. - Và sau đó chỉ có người sống. Họ không nên gặp nguy hiểm. Đó là lý do tại sao hôm nay, khi nhìn lại, chúng tôi hài lòng rằng các tiêu chí mà chúng tôi đưa ra đáp ứng các tiêu chuẩn và yêu cầu an toàn đối với các lò phản ứng thế hệ thứ tư.
Tháng 2000 năm XNUMX, trước sự chứng kiến của Tổng thống Nga Vladimir Putin và Chủ tịch Trung Quốc Giang Trạch Dân, Thỏa thuận xây dựng CEFR đã được ký kết. Vào tháng XNUMX cùng năm, Wan Gang được bổ nhiệm làm giám đốc lò phản ứng đang được xây dựng, hiện ông là giám đốc của toàn bộ viện và ghi nhớ chi tiết các sự kiện trên lãnh thổ của mình.
- Từ khi đổ mẻ bê tông đầu tiên đến khi lắp đặt trần trên tòa nhà lò phản ứng (2002/2008) chỉ mất hai năm. Cuối năm 2009, việc lắp đặt khối lò phản ứng đã hoàn thành. Vào tháng 2010 năm 21, chúng tôi bắt đầu lấp đầy mạch bằng natri. Vào tháng 21 năm 2011, họ bắt đầu nạp nhiên liệu vào lò phản ứng và đến ngày 40 tháng XNUMX, lần đầu tiên họ đạt đến mức tới hạn. Đúng một năm sau, vào ngày XNUMX tháng XNUMX năm XNUMX, chúng tôi đã có thể tăng sức mạnh lên XNUMX% danh nghĩa, đó là một mục tiêu quan trọng vào thời điểm đó đối với chúng tôi ...
Để thực hiện được điều này, vào năm 2003-2005, các phòng thiết kế của Rosatom và các doanh nghiệp tham gia hợp tác với các đối tác Trung Quốc đã thiết kế, sản xuất và vận chuyển đến địa điểm dự định của họ các máy bơm tuần hoàn chính của mạch sơ cấp và thứ cấp, bộ trao đổi nhiệt trung gian, máy tạo hơi nước, thiết bị cho nạp lại nhiên liệu - tổng cộng bảy loại thiết bị quan trọng của nhà máy lò phản ứng, dụng cụ và nhiên liệu cho ba lần nạp đầu tiên.
Nhưng trước đó, các thiết kế kỹ thuật của hệ thống giám sát và điều khiển (MCS của NMĐHN), thiết kế kỹ thuật của nhà máy lò phản ứng và thiết kế kỹ thuật của tòa nhà chính của NMĐHN đã được phát triển. Các chuyên gia Nga đã hoàn thành nghĩa vụ theo hợp đồng đầy đủ và đúng tiến độ.
Dạy học sinh để có ai đó để học hỏi từ
"Sắt" chuyên sâu về khoa học được chuyển giao từ Nga sẽ vẫn là sắt và lò phản ứng hạt nhân khó có thể trở thành một công cụ hiệu quả cho các nhà nghiên cứu nếu việc đào tạo nhân viên vận hành không được quan tâm kịp thời. Và nó bắt đầu sớm.
Phó Giám đốc Điều hành và An toàn hiện tại của CEFR, Wu Chunliang, thuộc lứa kỹ sư kiểm soát lò phản ứng cấp cao đầu tiên được đào tạo ở Nga. Trở lại năm 2002, họ được đào tạo tại Trung tâm đào tạo RIAR - đây là Dimitrovgrad, Vùng Ulyanovsk. Ở đó, họ cũng có thể nhìn thấy lò phản ứng đa năng BOR-60 đang hoạt động và huấn luyện về nó. Sau đó, theo chương trình giáo dục thể chất, họ học tại các cơ sở đặc biệt của Viện Vật lý và Năng lượng ở Obninsk và OKBM "Afrikantov" ở Nizhny Novgorod.
Wu Chunliang, người đã gặp chúng tôi tại phòng điều khiển khối, cho biết: “Sau khi trở về nhà, cùng với các chuyên gia Nga, chúng tôi đã tham gia vận hành thử các hệ thống và thiết bị CEFR khác nhau. - Sau đó, họ đã tham gia một kỳ thi do Cơ quan An toàn Hạt nhân Quốc gia tổ chức. Vào năm 2008, họ đã nhận được giấy phép để thực hiện công việc đó và trở thành nhà điều hành kiểm soát của đợt đầu tiên. Và sau đó, việc đào tạo đợt thứ hai của các nhà khai thác đã được thực hiện trong "điều kiện gia đình" - chủ yếu tại chính CEFR.
Kết quả là, theo Wu Chunliang, một hệ thống giáo dục hoàn chỉnh và toàn diện đã phát triển. Đã có 55 người vận hành, bao gồm cả phụ nữ, đã nhận được giấy phép từ cơ quan giám sát để vận hành lò phản ứng thử nghiệm.
Vào thời điểm cuộc trò chuyện của chúng tôi, chỉ có hai người điều khiển ở bảng điều khiển và một người, người quản lý ca, đứng sau họ. Như họ đã giải thích, điều này là khá đủ để kiểm soát tất cả các thông số của nhà máy lò phản ứng một cách đáng tin cậy, không phiền phức và lo lắng và chăm sóc công việc phòng ngừa được thực hiện theo thời gian trên thiết bị trong các khu vực hạn chế.
Sau khi nghe lời giải thích này, tôi không thể cưỡng lại và hỏi những gì được viết bằng chữ tượng hình lớn màu đỏ trên bức tường phía sau những người điều hành phòng điều khiển?
- Đây là phương châm hoặc, nếu bạn muốn, nguyên tắc sống của toàn bộ viện, - Phó Giám đốc CEFR mỉm cười và ngay lập tức trở nên nghiêm túc. - Bạn có thể dịch như thế này. Đầu tiên - hãy cống hiến hết sức mình, hết mình vì lợi ích của Tổ quốc và nhà nước. Thứ hai - luôn đi trước một bước, nghiên cứu kinh nghiệm của người khác, tìm và thực hiện điều gì đó mới mẻ. Và điều thứ ba - luôn trung thực trong mọi việc, trân trọng niềm tin, duy trì sự khiêm tốn cá nhân.
Tốt, bạn thấy đấy, phương châm.
Và hoàn toàn không phải là một bổ sung bổ sung cho giấy phép của người điều hành cơ sở hạt nhân.
Phóng viên đặc biệt của Rossiyskaya Gazeta và đoàn làm phim của kênh truyền hình Rossiya 24 là những nhà báo nước ngoài đầu tiên được tiếp cận cơ sở hạt nhân ở Bắc Kinh. Trước đây, chỉ có các chuyên gia hạt nhân ở đây giúp xây dựng và khởi động CEFR.
- Viện Năng lượng Nguyên tử của chúng tôi, nay còn được gọi là Viện Vật lý Hiện đại của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, được thành lập vào năm 1950, - Chủ tịch kiêm Giám đốc CIAE, ông Wan Gang chào các nhà báo đến từ Nga. - Một ngày quan trọng khác đối với chúng tôi là ngày 27 tháng 1958 năm 58, khi lò phản ứng nghiên cứu nước nặng đầu tiên được khởi động trên lãnh thổ của Viện với sự hỗ trợ của Liên Xô. Cùng năm XNUMX, với sự tham gia của các chuyên gia Liên Xô, máy gia tốc-cyclotron đầu tiên đã được phóng tại đây ...
"Kế hoạch 863": từng bước
Bây giờ, hơn năm mươi năm sau, các cơ sở nghiên cứu đầu tiên đã ngừng hoạt động. Theo giám đốc của viện, cyclotron đã bị tháo dỡ, chỉ còn lại một nam châm lớn làm kỷ niệm. Tòa nhà của lò phản ứng đầu tiên đã được bảo tồn, vì chúng tôi có thể xác minh bằng cách đi đến đó qua một công viên viện nghiên cứu rộng lớn, được chăm sóc cẩn thận với những lối đi bộ được bố trí gọn gàng. Ở phần trung tâm, chúng tôi dừng lại một phút trước tượng bán thân bằng đá cẩm thạch của các nhà khoa học nguyên tử - những người nổi tiếng trong dự án Nguyên tử của Trung Quốc.
Họ không che giấu việc tham gia nghiên cứu và phát triển, thứ đã tạo ra quả bom nguyên tử đầu tiên (1964) và sau đó là bom hydro (1967) cho CHND Trung Hoa, ngược lại, họ tự hào về điều đó. Cũng như đóng góp chế tạo tàu ngầm hạt nhân đầu tiên (1971) cho Hải quân Trung Quốc và vệ tinh đầu tiên (1971) của Trái đất được phóng tại Trung Quốc.
Nhưng hiện nay, theo Viện trưởng, nhiệm vụ chính của nhóm nghiên cứu do ông đứng đầu là phát triển năng lượng hạt nhân, trong đó có năng lượng hạt nhân trên nền tảng công nghệ mới. Ông Wan Gang nhấn mạnh Trung Quốc đã áp dụng chiến lược phát triển XNUMX giai đoạn trong lĩnh vực này: lò phản ứng nhiệt điện - lò phản ứng nhanh - lò phản ứng nhiệt hạch.
Đối với các lò phản ứng truyền thống, trong đó hạt nhân uranium-235 được phân chia bởi cái gọi là neutron nhiệt (chậm), chúng từ lâu đã chuyển ở Trung Quốc từ lĩnh vực khoa học thuần túy sang lĩnh vực hoạt động thương mại. Theo dữ liệu chính thức được trình bày tại AtomExpo 2015 ở Moscow bởi tập đoàn nhà nước CNNC, nước này có 2020 tổ máy điện hạt nhân đang hoạt động, 80 tổ máy đang được xây dựng và nhiều tổ máy khác đang được lên kế hoạch. Mục tiêu là nâng tỷ lệ năng lượng hạt nhân lên XNUMX% (XNUMX GW) vào năm XNUMX và trong tương lai sẽ bắt kịp hoặc thậm chí vượt Pháp về các chỉ số này.
Cho đến nay, tỷ lệ sản xuất điện hạt nhân trong tổng cân bằng năng lượng của Trung Quốc là khoảng XNUMX%. Nhưng đó là cho bây giờ. Thời kỳ học nghề, khi những nhà máy điện hạt nhân đầu tiên được xây dựng ở đây theo các dự án của Pháp, Canada, Mỹ, Nga đang nhanh chóng trôi qua. Hầu hết các tổ máy điện mới được xây dựng đều đang sử dụng hoặc có ý định sử dụng lò phản ứng và các thiết bị quan trọng khác của Trung Quốc hoặc hợp tác phát triển. Đó là, giai đoạn đầu tiên - các loại lò phản ứng nhiệt khác nhau - Trung Quốc đã hoàn thành và đang chuyển sang cấp độ thứ hai, nói một cách hình tượng.
Trong kế hoạch nhà nước về phát triển công nghệ cao, hay thường được gọi là "kế hoạch 863", việc phát triển các lò phản ứng nhanh được coi là ưu tiên hàng đầu. Nhiệm vụ tương tự cũng được đưa vào chương trình trung hạn phát triển khoa học và công nghệ 2006-2020.
Tuy nhiên, các lò phản ứng neutron nhanh, còn được gọi là nhà tạo giống, bắt đầu chăm sóc Vạn Lý Trường Thành vào cuối những năm 60 của thế kỷ trước. Vào thời điểm đó, người ta biết rằng chính ý tưởng tái sản xuất nhiên liệu hạt nhân mở rộng (nhà tạo giống là nhà tạo giống theo một cách khác) đã được Leo Szilard thể hiện vào tháng 1943 năm 1949 tại Hoa Kỳ và được chọn ở Liên Xô. Từ năm 0,2, dưới sự lãnh đạo của Viện sĩ Alexander Leipunsky, một công trình nghiên cứu nhiều mặt đã được thực hiện ở Liên Xô nhằm tạo ra các lò phản ứng neutron nhanh. Nhưng lò phản ứng tạo giống thử nghiệm đầu tiên với công suất nhiệt 20 MW đã được ra mắt tại Hoa Kỳ, tại một trung tâm hạt nhân ở Idaho, vào ngày 1951 tháng XNUMX năm XNUMX.
Ở Liên Xô, một cơ sở tương tự đã được đưa vào hoạt động 2 năm sau đó tại Obninsk (vùng Kaluga), nơi đặt Viện Vật lý và Năng lượng và là nơi Viện sĩ Leipunsky làm việc vào thời điểm đó. Một năm sau, tại cùng một nơi, ở Obninsk, lò phản ứng thử nghiệm BR-XNUMX đã được ra mắt: plutonium kim loại được dùng làm nhiên liệu cho nó và thủy ngân được dùng làm chất làm mát.
Cùng năm 1956, một tập đoàn gồm một số công ty Mỹ đã bắt đầu xây dựng nhà lai tạo trình diễn "Fermi-1" với công suất 65 MW. Mười năm sau, nó gặp sự cố với sự cố tan chảy lõi. Lò phản ứng đã bị tháo dỡ với chi phí lớn, sau đó sự quan tâm của ngành công nghiệp Mỹ đối với chủ đề này giảm dần.
Trong khi đó, ở Liên Xô, một chiếc BR-5 thử nghiệm đã được chế tạo và phóng (sau khi tái thiết, nó được gọi là BR-10) - ở Obninsk. Và tại Viện Lò phản ứng Nguyên tử ở Dimitrovgrad (vùng Ulyanovsk) - BOR-60 đa năng, trong đó nhiên liệu MOX (hỗn hợp uranium và plutonium dioxide) được sử dụng và natri lỏng được sử dụng làm chất làm mát. BOR-60 vẫn đang được sử dụng và có khả năng kéo dài thời gian hoạt động cho đến năm 2019.
Năm tỷ đô la để xây dựng một nhà máy điện hạt nhân quy mô lớn với lò phản ứng neutron nhanh superphenix đã từng được Pháp chi tiêu, nhưng do vấn đề với lõi nhiên liệu plutonium, cơ sở này đã bị dừng lại vào năm 1996 ...
Lò phản ứng BN-600 tại Tổ máy số 1980 của Nhà máy điện hạt nhân Beloyarsk vẫn là lò phản ứng năng lượng neutron nhanh duy nhất (trên toàn thế giới!) đang vận hành. Ông là người giữ kỷ lục về kinh nghiệm làm việc - nó đã được vận hành ở chế độ công nghiệp từ năm 2030 và cho phép kéo dài tuổi thọ cho đến năm XNUMX. Nó cũng là lò phản ứng nhanh làm mát bằng natri mạnh nhất cho đến nay.
Đầu tiên trong thế kỷ mới
các thủ tục chuẩn bị phát điện. Cả hai lò phản ứng đều ra đời tại Phòng Thiết kế Thực nghiệm của Cơ khí. Châu Phi. Năm 2004 Giám sát khoa học của OKBM, Viện sĩ Fedor Mitenkov đã được trao Giải thưởng Quốc tế về Năng lượng Toàn cầu vì những đóng góp xuất sắc của ông trong việc phát triển cơ sở vật chất và kỹ thuật cũng như tạo ra các lò phản ứng neutron nhanh.
Theo các nhà thiết kế, dự án BN-800 đã thực hiện những đổi mới quan trọng để cải thiện an toàn bức xạ và hạt nhân. Chúng dựa trên các nguyên tắc thụ động, có nghĩa là hiệu quả của chúng không phụ thuộc vào độ tin cậy của hoạt động của các hệ thống phụ trợ và yếu tố con người.
Tất cả điều này đã được tính đến đầy đủ trong thiết kế của CEFR - lò phản ứng neutron nhanh đầu tiên và duy nhất cho đến nay được chế tạo, thử nghiệm và chính thức đưa vào vận hành trong thế kỷ XNUMX. Viện Năng lượng nguyên tử Trung Quốc đặc biệt tự hào về thực tế này và biết ơn sự hỗ trợ tích cực của các đồng nghiệp Nga.
Những cuộc tiếp xúc đầu tiên giữa các chuyên gia của hai nước về dự án này bắt đầu vào năm 1992. Nhóm làm việc từ phía Nga bao gồm các nhân viên của OKBM. Afrikantov (Nizhny Novgorod), Viện St. Petersburg "ATOMPROEKT" và Viện Vật lý và Năng lượng (Obninsk, vùng Kaluga).
“Vào thời điểm đó, các chuyên gia của chúng tôi đã có ý tưởng về lò phản ứng nhanh làm mát bằng natri,” Wan Gang, giám đốc viện cho biết. - Ngoài ra còn nghiên cứu thủy lực nhiệt, vật lý neutron, khoa học vật liệu, xử lý nhiên liệu hạt nhân và thiết bị đặc biệt. Trên đường đi, các mục tiêu của toàn bộ dự án đã được làm rõ. Đầu tiên, việc tạo ra chính nhà máy lò phản ứng. Người ta xác định rằng nó sẽ là một lò phản ứng thử nghiệm với công suất nhiệt 65 megawatt và công suất điện 20 MW. Thứ hai, sự phát triển của công nghệ mới. Ba là, đào tạo nhân sự. Và đã có trong trận chung kết - thực hiện các thử nghiệm, nghiên cứu, thí nghiệm theo kế hoạch. Chúng tôi cần CEFR như một cơ sở, một nền tảng, để sau khi có được kinh nghiệm cần thiết, chúng tôi có thể chuyển từ nó sang việc tạo ra các tổ máy điện trình diễn, và sau đó là các tổ máy điện thương mại nối tiếp của các nhà máy điện hạt nhân với các lò phản ứng neutron nhanh.
Giống như ở Nga, chỉ nghiêm ngặt hơn
Thiết kế khái niệm CEFR được phát triển bởi các chuyên gia Trung Quốc và gửi cho các đồng nghiệp Nga để xem xét. Sau đó, có tính đến các ý kiến nhận được và các đề xuất phản đối, toàn bộ khái niệm, bao gồm các yêu cầu kỹ thuật và các thành phần chính của lò phản ứng, đã được thảo luận chi tiết tại một cuộc họp chung vào tháng 1993 năm XNUMX và nhận được sự chấp thuận "ở cấp cao nhất".
Vào nửa sau của những năm 90, giai đoạn thiết kế kỹ thuật bắt đầu. Petersburg "ATOMPROEKT" đã đề cập, IPPE và OKB "Gidropress" (Podolsk, khu vực Moscow), theo cách nói của các đồng nghiệp Trung Quốc, "hợp tác dự án" và làm việc một cách phối hợp, chuyên nghiệp, có tính đến mọi yêu cầu và mong muốn của khách hàng. Và các hướng dẫn ban đầu của phía Trung Quốc thậm chí còn nghiêm ngặt hơn các tiêu chuẩn an toàn bức xạ, tiêu chuẩn về phát và thải phóng xạ, các tình huống khẩn cấp đang có hiệu lực vào thời điểm đó trong ngành điện hạt nhân Nga.
“Vì đã quyết định xây dựng CEFR trong ranh giới của Bắc Kinh và đây không chỉ là một thành phố lớn - thủ đô của Trung Quốc, nên chúng tôi đã đưa ra các yêu cầu bảo mật đặc biệt,” Xu Mi, nhà khoa học trưởng của CNNC, viện sĩ của Học viện Kỹ thuật Trung Quốc giải thích , tại cuộc gặp gỡ với các nhà báo Nga. - Mặc dù xác suất xảy ra sự cố nóng chảy lõi trong lò phản ứng này là không đáng kể, chúng tôi vẫn nhấn mạnh vào việc sử dụng một hệ thống thụ động để loại bỏ nhiệt dư. Và - khi lắp đặt bẫy khay cho lõi giả thuyết tan chảy. Máy bơm tuần hoàn chính (MCP) đã được đặt hàng ở Nga, nhưng trong trường hợp thời gian làm mát khẩn cấp, họ được yêu cầu thêm một bánh đà vào thiết kế của mình, do đó làm tăng thời gian chạy của MCP, nghĩa là, sự lưu thông của chất làm mát trong trường hợp mất điện...
Theo Xu Mi, trong trường hợp xảy ra bất kỳ tình huống khẩn cấp nào hoặc thậm chí là tai nạn ngoài cơ sở thiết kế, không cần phải sơ tán dân cư - mọi thứ nên được khoanh vùng trong đơn vị điện hoặc trong khu vực được bảo vệ của nó. Cơ quan An toàn Hạt nhân Quốc gia của Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa đã không coi chiến dịch như vậy là tái bảo hiểm và ủng hộ quan điểm của các nhà khoa học của họ.
“Xét cho cùng, từ bức tường của tòa nhà nơi gắn CEFR đến hàng rào bao quanh viện, nó chỉ dài 153 mét,” viện sĩ nhấn mạnh với một nụ cười nhẹ. - Và sau đó chỉ có người sống. Họ không nên gặp nguy hiểm. Đó là lý do tại sao hôm nay, khi nhìn lại, chúng tôi hài lòng rằng các tiêu chí mà chúng tôi đưa ra đáp ứng các tiêu chuẩn và yêu cầu an toàn đối với các lò phản ứng thế hệ thứ tư.
Tháng 2000 năm XNUMX, trước sự chứng kiến của Tổng thống Nga Vladimir Putin và Chủ tịch Trung Quốc Giang Trạch Dân, Thỏa thuận xây dựng CEFR đã được ký kết. Vào tháng XNUMX cùng năm, Wan Gang được bổ nhiệm làm giám đốc lò phản ứng đang được xây dựng, hiện ông là giám đốc của toàn bộ viện và ghi nhớ chi tiết các sự kiện trên lãnh thổ của mình.
- Từ khi đổ mẻ bê tông đầu tiên đến khi lắp đặt trần trên tòa nhà lò phản ứng (2002/2008) chỉ mất hai năm. Cuối năm 2009, việc lắp đặt khối lò phản ứng đã hoàn thành. Vào tháng 2010 năm 21, chúng tôi bắt đầu lấp đầy mạch bằng natri. Vào tháng 21 năm 2011, họ bắt đầu nạp nhiên liệu vào lò phản ứng và đến ngày 40 tháng XNUMX, lần đầu tiên họ đạt đến mức tới hạn. Đúng một năm sau, vào ngày XNUMX tháng XNUMX năm XNUMX, chúng tôi đã có thể tăng sức mạnh lên XNUMX% danh nghĩa, đó là một mục tiêu quan trọng vào thời điểm đó đối với chúng tôi ...
Infographics WG/Anton Perepletchikov/Leonid Kuleshov/Maria Pakhmutova/Alexander Emelyanenkov
Để thực hiện được điều này, vào năm 2003-2005, các phòng thiết kế của Rosatom và các doanh nghiệp tham gia hợp tác với các đối tác Trung Quốc đã thiết kế, sản xuất và vận chuyển đến địa điểm dự định của họ các máy bơm tuần hoàn chính của mạch sơ cấp và thứ cấp, bộ trao đổi nhiệt trung gian, máy tạo hơi nước, thiết bị cho nạp lại nhiên liệu - tổng cộng bảy loại thiết bị quan trọng của nhà máy lò phản ứng, dụng cụ và nhiên liệu cho ba lần nạp đầu tiên.
Nhưng trước đó, các thiết kế kỹ thuật của hệ thống giám sát và điều khiển (MCS của NMĐHN), thiết kế kỹ thuật của nhà máy lò phản ứng và thiết kế kỹ thuật của tòa nhà chính của NMĐHN đã được phát triển. Các chuyên gia Nga đã hoàn thành nghĩa vụ theo hợp đồng đầy đủ và đúng tiến độ.
Dạy học sinh để có ai đó để học hỏi từ
"Sắt" chuyên sâu về khoa học được chuyển giao từ Nga sẽ vẫn là sắt và lò phản ứng hạt nhân khó có thể trở thành một công cụ hiệu quả cho các nhà nghiên cứu nếu việc đào tạo nhân viên vận hành không được quan tâm kịp thời. Và nó bắt đầu sớm.
Phó Giám đốc Điều hành và An toàn hiện tại của CEFR, Wu Chunliang, thuộc lứa kỹ sư kiểm soát lò phản ứng cấp cao đầu tiên được đào tạo ở Nga. Trở lại năm 2002, họ được đào tạo tại Trung tâm đào tạo RIAR - đây là Dimitrovgrad, Vùng Ulyanovsk. Ở đó, họ cũng có thể nhìn thấy lò phản ứng đa năng BOR-60 đang hoạt động và huấn luyện về nó. Sau đó, theo chương trình giáo dục thể chất, họ học tại các cơ sở đặc biệt của Viện Vật lý và Năng lượng ở Obninsk và OKBM "Afrikantov" ở Nizhny Novgorod.
Wu Chunliang, người đã gặp chúng tôi tại phòng điều khiển khối, cho biết: “Sau khi trở về nhà, cùng với các chuyên gia Nga, chúng tôi đã tham gia vận hành thử các hệ thống và thiết bị CEFR khác nhau. - Sau đó, họ đã tham gia một kỳ thi do Cơ quan An toàn Hạt nhân Quốc gia tổ chức. Vào năm 2008, họ đã nhận được giấy phép để thực hiện công việc đó và trở thành nhà điều hành kiểm soát của đợt đầu tiên. Và sau đó, việc đào tạo đợt thứ hai của các nhà khai thác đã được thực hiện trong "điều kiện gia đình" - chủ yếu tại chính CEFR.
Kết quả là, theo Wu Chunliang, một hệ thống giáo dục hoàn chỉnh và toàn diện đã phát triển. Đã có 55 người vận hành, bao gồm cả phụ nữ, đã nhận được giấy phép từ cơ quan giám sát để vận hành lò phản ứng thử nghiệm.
Vào thời điểm cuộc trò chuyện của chúng tôi, chỉ có hai người điều khiển ở bảng điều khiển và một người, người quản lý ca, đứng sau họ. Như họ đã giải thích, điều này là khá đủ để kiểm soát tất cả các thông số của nhà máy lò phản ứng một cách đáng tin cậy, không phiền phức và lo lắng và chăm sóc công việc phòng ngừa được thực hiện theo thời gian trên thiết bị trong các khu vực hạn chế.
Sau khi nghe lời giải thích này, tôi không thể cưỡng lại và hỏi những gì được viết bằng chữ tượng hình lớn màu đỏ trên bức tường phía sau những người điều hành phòng điều khiển?
- Đây là phương châm hoặc, nếu bạn muốn, nguyên tắc sống của toàn bộ viện, - Phó Giám đốc CEFR mỉm cười và ngay lập tức trở nên nghiêm túc. - Bạn có thể dịch như thế này. Đầu tiên - hãy cống hiến hết sức mình, hết mình vì lợi ích của Tổ quốc và nhà nước. Thứ hai - luôn đi trước một bước, nghiên cứu kinh nghiệm của người khác, tìm và thực hiện điều gì đó mới mẻ. Và điều thứ ba - luôn trung thực trong mọi việc, trân trọng niềm tin, duy trì sự khiêm tốn cá nhân.
Tốt, bạn thấy đấy, phương châm.
Và hoàn toàn không phải là một bổ sung bổ sung cho giấy phép của người điều hành cơ sở hạt nhân.
tin tức