Зарубежные реакторы на быстрых нейтронах.

Китай становится крупнейшим потребителем быстрых технологий из России, и сотрудничество двух стран при создании CEFR должно, несомненно, рассматриваться как своего рода пробный шар для реализации новых крупных проектов.

CEFR - это исследовательский аппарат с тепловой мощностью 65 МВт. Предполагается, что он сможет выдавать электроэнергию до 25 МВт, но преимущественно он должен использоваться как инструмент для НИР и НИОКР в обоснование китайских энергетических бридеров.

Рис 10. Реактор на быстрых нейтронах CEFR

В планах у республики - строительство блоков с быстрыми натриевыми реакторами CDFR. Считается, что проекты CDFR должны быть сделаны на основе проекта российского БН-800.

В 2013 году на нём пройдут материаловедческие испытания образцов из стали 316(Ti)SS, выбранной как конструкционный материал для будущих MOX-сборок.

В 2013-2014 годах китайские специалисты проведут облучение образцов топлива с добавкой нептуния. Эти работы должны производиться в рамках совместного проекта с Евросоюзом.

В 2015 году начнутся реакторные испытания образцов модифицированных сталей, способных в будущем заменить 316(Ti)SS. Такими пока рассматриваются сталь 316(Ti)SS Mod или сталь 15-15TiSS.

Наконец, в том же 2015 году китайские атомщики приступят к облучению на CEFR образцов ферритно-мартенситных сталей. В России такие стали - например, ЭП450 - рекомендованы как штатные материалы чехлов ТВС.

В 2013 году на нём пройдут материаловедческие испытания образцов из стали 316(Ti)SS, выбранной как конструкционный материал для будущих MOX-сборок.

В 2013-2014 годах китайские специалисты проведут облучение образцов топлива с добавкой нептуния. Эти работы должны производиться в рамках совместного проекта с Евросоюзом.

В 2015 году начнутся реакторные испытания образцов модифицированных сталей, способных в будущем заменить 316(Ti)SS. Такими пока рассматриваются сталь 316(Ti)SS Mod или сталь 15-15TiSS.

Наконец, в том же 2015 году китайские атомщики приступят к облучению на CEFR образцов ферритно-мартенситных сталей. В России такие стали - например, ЭП450 - рекомендованы как штатные материалы чехлов ТВС.

Индия вошла в строй с PFBR-500 - блок-прототип, своего рода аналог БН-500. Это реактор с натриевым теплоносителем и смешанным оксидным топливом. Теорема существования как для натрия, так и для MOX доказана за рубежом.

Реактор PFBR имеет тепловую мощность 1 250 МВт (500 МВт (эл.)) и использует топливо со смесью оксидов (MOX, PuO2/UO2) в активной зоне и обедненный UO2 в областях радиального и аксиального бланкетов. Конструкция реактора включает однородную активную зону с двумя зонами обогащения.

Внутренняя часть активной зоны состоит из 85 топливных сборок с долей плутония в 21%. Внешняя часть имеет 96 сборок с повышенным содержанием плутония в 28% для того, чтобы выровнять распределение мощности в активной зоне. Каждая топливная сборка активной зоны содержит 217 стержней с внешним диаметром 6.60 мм и длиной топливной части в 100 см. Стержни имеют также аксиальные секции бланкета, располагающиеся над топливной частью и под ней (2×30 см). Радиальный бланкет реактора состоит из 120 сборок, которые окружают активную зону в два ряда. Каждая из сборок содержит 61 стержень с внешним диаметром 14.33 мм и длиной топливной части в 160 см.

Далее за PFBR последует реактор CFBR. На нём отработают современные решения по натриевым установкам. Например, весь первый контур не будет выходить за пределы бассейна. Парогенераторов на петлю станет меньше, но они будут выше (или длиннее). КИУМ поднимут до 85%, выгорание удвоят. В радиальной защите применят ферробор вместо нержавейки и карбида бора, а также сделают много других усовершенствований.

Самое главное - CFBR будет построено шесть штук, причём для первых двух уже выбрано место. Подпирать их будут предприятия топливного цикла, размещённые вблизи блоков. Их проектирование уже стартовало.

Сроки ввода шести CFBR - период до 2025 года. Топливо CFBR - такое же смешанное оксидное, но для одного или двух последних блоков в серии предусматривается переход на неосвоенное в мире металлическое топливо.

Подводя итоги этого доклада отметим, что реакторы-размножители на быстрых нейтронах, производя больше топлива, чем сами потребляют, позволяют использовать фактически весь уран, произведенный горнодобывающей промышленностью утилизировать в огромных количествах бедные урановые и ториевые руды, рассеянные в земных горных породах. C помощью топливного цикла реакторов-бридеров приблизительно в 60 раз большее количество энергии можно извлечь из первоначально добытого урана по сравнению с открытым циклом, базирующимся на обычных легко-водных реакторах. Реакторы бридерного типа можно использовать в качестве источника электроэнергии в течение тысяч лет. Вместе с тем работа бридерных реакторов не связана с выбросом в атмосферу вредных продуктов сгорания (утечка радиоактивности из быстрых бридеров в воздух близка к нулю). Чрезвычайно высокая эффективность делает реакторы-бридеры привлекательными для энергетики. Однако, их высокая стоимость, с одной стороны, и распространенность дешевого урана, с другой, вряд ли будут способствовать их широкому внедрению в атомную энергетику течении ближайших десятилетий, вплоть до 2050 года. Тем не менее, программа перехода на реакторы подобного типа существует. В России она уже начала осуществляться.