Skip to content Skip to footer

Преимущество есть. Благодаря ему, например, Росатом уже занимает доминирующие позиции на международном рынке ядерного оборудования. И наличествующие технологии продолжает эти позиции укреплять, тесня деморализованных конкурентов. Российские технологии в области производства ядерного оборудования и топлива в настоящий момент наиболее эффективны. Однако, речь о превосходстве принципиальном. О прорыве в ядерных технологиях, совершённом в последние годы. Российским учёным удалось решить задачи, над которыми ядерщики всего мира ломали головы несколько десятилетий. В первую очередь, это создание ядерной энергетики с замкнутым топливным циклом. В настоящий момент она представлена реактором БН-800 Белоярской АЭС, работающим с 2015 года. Это единственный в мире энергетический реактор на быстрых нейтронах, умеющий делать из ядерного горючего электричество и ещё больше горючего. Причём, как опытный образец для отработки технологий со своей задачей БН-800 справился настолько хорошо, что уже устарел. Дальнейшее строительство энергетических реакторов использующих жидкий натрий в качестве теплоносителя не планируется.

Идея «замкнутого цикла» не нова. В ядерных реакторах в качестве горючего используется 235 изотоп урана. Составляющий же основную массу урана 238 изотоп, захватывая нейтроны, превращается в плутоний-239, который может использоваться в качестве горючего с таким же успехом, как и уран-235. Причём, в реакторах на быстрых нейтронах (требующих, впрочем, высокого обогащения топлива для работы) на каждый грамм израсходованного 235 изотопа образуется 1.6 грамма плутония. Надо только извлечь из отработанных стержней плутоний, смешать его с ураном-238 в пропорции 1:4, снова отправить в реактор — и «вечный двигатель» заработал.

На практике процесс выглядел так: облучённые тепловыделяющие сборки — пучки циркониевых трубок, начинённых таблетками отработанного горючего, а фактически уже всей таблицей Менделеева в виде норовящих распасться изотопов, — размалывают и заливают растворителем, в который переходит плутоний. Затем, синтетическое ядерное горючее извлекается из раствора и далее липнет, вступает в беспорядочные химические связи со всем, с чем контактирует, крошится, воспламеняется, сопротивляется обработке множеством прочих способов и, разумеется, облучает. В отличие от урана, плутоний очень радиоактивен.

Связанные с переработкой плутония трудности были преодолимы. Но дорогой ценой. То есть, новые заправленные плутонием сборки в итоге стоили втрое дороже, таких же, заправленных ураном-235. И это в свою очередь было только началом. В реакторе стержни подвергаются огромным радиационным, тепловым и химическим нагрузкам. По мере распада, горючее увеличивается в объёме, так как наплодившиеся химические элементы имеют меньшую плотность. Внутри скапливаются газы. Продукты распада вступают в реакции между собой, с оболочкой и с горючим. В случае использования реактора на быстрых нейтронах эти проблемы усугублялись кратно, а в случае заправки его зловредным плутонием — ещё раз кратно. Оставалось только плюнуть, и о замкнутом цикле забыть.

На продолжении десятилетий так все и делали. Американцы практически сразу, как только сложности были осознаны. Французы, 80% электроэнергии вырабатывающие на АЭС и в ядерных вопросах весьма компетентные, отступились позже. Дольше всех упорствовали японцы, не имевшие своего урана и полагавшие, что «бесконечное топливо» будет им кстати. Но тоже не осилили.

Российские инженеры создали нужные технологии. Электроэнергия вырабатываемая на «плутониевом» БН-800 только на 40% дороже энергии обычных АЭС. Но это без учёта стоимости плутония, который БН-800 производит.

Себестоимость энергии можно снижать и дальше, за счёт оптимизации технологических процессов и увеличения масштабов производства. Для этой цели в Томской области строится завод «Прорыв», на территории которого будет работать и первый ректор БРЕСТ со свинцовым теплоносителем.

Но целый завод для производства нового топлива — сравнительно удобный для обработки нитрид плутония в других странах могут получить лишь в лабораторных условиях — много. Основная задача завода «Прорыв» заключается в полной переработке ядерных отходов. В большинстве стран переработка радиоактивных отходов не осуществляется вообще. В меньшинстве, лишь в вышеупомянутом объёме, — для извлечения плутония. Но таким же способом из отработанных сборок можно извлечь и любое другое вещество. Если владеть необходимыми технологиями.

Изотопы с периодом полураспада от лет, до десятилетий представляют большую ценность, так как нужны для производства радиоизотопных батарей и источников гамма излучения. Промышленная, а не лабораторная, добыча ниобия из отходов (нигде больше этот элемент не встречается) необходима, например, для производства плутония-238. Без российских батареек с таким плутонием в космос летать не принято.

Настоящий же прорыв заключается в технологии извлечения долгоживущих изотопов с периодом полураспада от сотен до миллионов лет. С точки зрения возможного загрязнения окружающей среды они наиболее опасны. Избавляться от них, фактически обезвреживая отходы, планируется путём дожигания в реакторах с избытком нейтронов. Например, в БН-800. Захватывая нейтроны долгоживущий изотоп превратится или в стабильный, или в короткоживущий, который распадётся с образованием стабильного. И всё это с выделением большой энергии, что характерно. Таким образом, энергетический реактор может не производить отходы, а уничтожать их не в ущерб своей основной функции.

Новые публикации также можно увидеть на Дзен-канале

Подписаться
Уведомить о
guest
1 Комментарий
Старые
Новые Популярные
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
Александр Сергеевич
Александр Сергеевич
8 месяцев назад

Так вот зачем нужно было строить ХОЯТ и забирать у бюргеров ОЯТ. И халявным топливом разжились, и денег заработали…. Умники!

Top.Mail.Ru