Në Rusi, po punohet për krijimin e një reaktori bërthamor revolucionar që i përket gjeneratës së katërt. Ne po flasim për reaktorin BREST, në të cilin ndërmarrjet që janë pjesë e korporatës shtetërore Rosatom po punojnë aktualisht. Ky reaktor premtues po ndërtohet si pjesë e projektit Breakthrough. BREST është një projekt i reaktorëve neutron të shpejtë me një ftohës plumbi, një transferim të nxehtësisë me qark të dyfishtë në turbinë, si dhe parametra superkritikë të avullit. Projekti është zhvilluar në vendin tonë që nga fundi i viteve 1980. Zhvilluesi kryesor i këtij reaktori është NIKIET i emëruar pas N. A. Dollezhal (Instituti i Kërkimit dhe Projektimit të Inxhinierisë së Energjisë).
Sot, termocentralet bërthamore i japin Rusisë 18% të energjisë elektrike që prodhon. Energjia bërthamore është shumë e rëndësishme në pjesën evropiane të vendit tonë, veçanërisht në veriperëndim, ku përbën 42% të prodhimit të energjisë elektrike. Aktualisht, ka 10 centrale bërthamore që veprojnë në Rusi, të cilat operojnë 34 njësi energjie. Shumica e tyre përdorin uranium të pasuruar ulët si lëndë djegëse me një përmbajtje të izotopit të uraniumit-235 në nivelin 2-5%. Në të njëjtën kohë, karburanti në termocentralin bërthamor nuk konsumohet plotësisht, gjë që çon në formimin e mbeturinave radioaktive.
Rusia tashmë ka grumbulluar 18 mijë tonë uranium të shpenzuar dhe çdo vit kjo shifër po rritet me 670 ton. Në total, ka 345 mijë ton nga këto mbeturina në botë, nga të cilat 110 mijë ton janë në Shtetet e Bashkuara. Problemi me përpunimin e këtyre mbeturinave mund të zgjidhet nga një lloj reaktori i ri, i cili do të funksiononte në një cikël të mbyllur. Krijimi i një reaktori të tillë do të ndihmonte për të përballuar rrjedhjen e teknologjisë bërthamore ushtarake. Reaktorë të tillë mund të furnizohen me siguri për çdo vend në botë, pasi në parim do të ishte e pamundur të merreshin lëndët e para të nevojshme për krijimin e armëve bërthamore mbi to. Por përparësia e tyre kryesore do të ishte siguria. Reaktorë të tillë mund të ndizen edhe në karburantin e vjetër, të shpenzuar bërthamor. Sipas A. Kryukov, Doktor i Shkencave Fizike dhe Matematike, llogaritjet madje të përafërta na tregojnë se rezervat e uraniumit të shpenzuar të grumbulluar gjatë 60 viteve të funksionimit të industrisë bërthamore do të jenë të mjaftueshme për disa qindra vjet të prodhimit të energjisë.
Reaktorët BREST janë një projekt revolucionar në këtë drejtim. Ky reaktor përshtatet mirë në kontekstin e fjalimit të Vladimir Putin në Samitin e Mijëvjeçarit në OKB në Shtator 2000. Si pjesë e raportit të tij, presidenti rus i premtoi botës një energji të re bërthamore: të sigurt, të pastër, duke përjashtuar përdorimin e armëve. Që nga ai prezantim, puna në zbatimin e projektit Breakthrough dhe krijimi i reaktorit BREST ka bërë përparim të rëndësishëm.
Pamje e përgjithshme e reaktorit BREST-300
Fillimisht, u krijua njësia BREST, e cila do të siguronte një njësi energjie me një kapacitet prej 300 MW, por më vonë u shfaq një projekt me një kapacitet të rritur prej 1200 MW. Në të njëjtën kohë, në këtë pikë në kohë, zhvilluesit kanë përqendruar të gjitha përpjekjet e tyre në reaktorin më pak të fuqishëm BREST-OD-300 (demonstrim eksperimental) në lidhje me zhvillimin e një sasie të madhe të zgjidhjeve të reja të projektimit dhe planet për t'i testuar ato në një projekt relativisht të vogël dhe të lirë në zbatim. Për më tepër, fuqia e zgjedhur prej 300 MW (elektrike) dhe 700 MW (termike) është fuqia minimale e kërkuar për të marrë raportin e prodhimit të karburantit në bërthamën e reaktorit të barabartë me unitetin.
Aktualisht, projekti "Përparim" po zbatohet në vendin e ndërmarrjes së korporatës shtetërore "Rosatom" të Kombinatit Kimik Siberian (SCC) në territorin e njësisë territoriale të mbyllur (ZATO) Seversk (rajoni Tomsk). Ky projekt përfshin zhvillimin e teknologjive për mbylljen e ciklit të karburantit bërthamor, i cili do të jetë në kërkesë në industrinë e energjisë bërthamore të së ardhmes. Zbatimi i këtij projekti në praktikë parashikon krijimin e një kompleksi demonstrues të fuqisë demonstruese të përbërë nga: BREST-OD-300-një reaktor i shpejtë neutron me një ftohës metalik të lëngshëm me plumb me një cikël të karburantit bërthamor të palëvizshëm dhe një modul të veçantë për fabrikimin / rinovimin karburant për këtë reaktor, si dhe një modul për ripërpunimin e karburantit të tij të shpenzuar. Plannedshtë planifikuar të lëshohet reaktori BREST-OD-300 në vitin 2020.
Projektuesi i përgjithshëm i kompleksit pilot të demonstrimit të energjisë është VNIPIET i Shën Petersburg. Reaktori po ndërtohet nga NIKIET (Moskë). Më parë u raportua se zhvillimi i reaktorit BREST vlerësohet në 17.7 miliardë rubla, ndërtimi i një moduli të ripërpunimit të karburantit bërthamor të shpenzuar - 19.6 miliardë rubla, një modul fabrikimi dhe një kompleks fillestar të rinovimit të karburantit - 26.6 miliardë rubla. Detyra kryesore e kompleksit energjetik që po krijohet duhet të jetë zhvillimi i teknologjisë për funksionimin e një reaktori të ri, prodhimi i karburantit të ri dhe teknologjia për ripërpunimin e karburantit bërthamor të shpenzuar. Për këtë arsye, vendimi për të lëshuar reaktorin BREST-OD-300 në modalitetin e energjisë me qëllim të gjenerimit të energjisë elektrike do të merret vetëm pas përfundimit të të gjithë punës kërkimore në projekt.
Vendndërtimi i kompleksit të energjisë BREST-300 ndodhet në zonën e uzinës radiokimike të Kombinatit Kimik Siberian. Puna në këtë faqe filloi në gusht 2014. Sipas Sergei Tochilin, Drejtor i Përgjithshëm i SKhK, një nivelim vertikal tashmë është kryer këtu me gërmimin e një milion metra kub tokë, janë vendosur kabllo, janë instaluar tubacione industriale të ujit dhe janë përfunduar punë të tjera ndërtimore. Aktualisht, kontraktori "Java-Stroy" dhe nënkontraktori Seversky "Spetsteplokhimmontazh" vazhdojnë kompleksin e punimeve që lidhen me periudhën përgatitore. Sot, 400 njerëz punojnë në vendin e ndërtimit, me rritjen e ritmit të punës në objekt, numri i ndërtuesve do të rritet në 600-700 njerëz. Investimet shtetërore në këtë projekt vlerësohen afërsisht në 100 miliardë rubla, sipas shërbimit për shtyp të Kombinatit Kimik Siberian.
Një kompleks eksperimental i demonstrimit të energjisë në kompleksin më të madh administrativ të mbyllur në vendin tonë po ndërtohet në faza. I pari për të ndërtuar një fabrikë të karburantit nitrid është planifikuar të vihet në punë në 2017-2018. Në të ardhmen, karburanti i prodhuar në këtë fabrikë do të shkojë në reaktorin demonstrues eksperimental BREST-300, ndërtimi i të cilit do të fillojë në 2016 dhe do të përfundojë në 2020, ky do të jetë përfundimi i fazës së dytë të projektit. Faza e tretë e punës parashikon ndërtimin e një impianti tjetër për ripërpunimin e karburantit të shpenzuar. Projekti i Përparimit duhet të jetë plotësisht operacional deri në vitin 2023. Falë zbatimit të këtij projekti ambicioz, rreth 1.5 mijë vende të reja pune duhet të shfaqen në qytetin e Seversk. 6-8 mijë punëtorë do të marrin pjesë drejtpërdrejt në ndërtimin e instalimit BREST-300.
Siç tha kreu i projektit të reaktorit BREST-300 Andrei Nikolaev, kompleksi eksperimental i fuqisë demonstruese në qytetin e Seversk do të përfshijë impiantin e reaktorit BREST-OD-300 me një cikël të karburantit bërthamor të palëvizshëm, si dhe një kompleks për prodhimin e "karburant bërthamor i së ardhmes". Ne po flasim për karburant nitrid për reaktorët e shpejtë. Supozohet se është në këtë lloj karburanti, duke filluar nga vitet 20 të shekullit XXI, e gjithë industria e energjisë bërthamore do të funksionojë. Plannedshtë planifikuar që reaktori eksperimental BREST-300 të bëhet reaktori i parë neutron i shpejtë në botë me një ftohës metalik të lëngshëm të rëndë. Sipas projektit, karburanti bërthamor i shpenzuar në reaktorin BREST-300 do të ripërpunohet dhe më pas do të ngarkohet përsëri në reaktor. Një total prej 28 ton karburant do të kërkohen për ngarkimin fillestar të reaktorit. Aktualisht, po kryhet analiza e karburantit bërthamor të shpenzuar nga objektet e magazinimit të Kombinatit Kimik Siberian - është e mundur që një sasi e caktuar e produkteve me një element plutoniumi të përdoret në prodhimin e karburantit për reaktorin eksperimental BREST.
Reaktori BREST-300 do të ketë një numër avantazhesh të rëndësishme në aspektin e sigurisë operacionale mbi çdo reaktor që vepron sot. Ky reaktor do të jetë në gjendje të mbyllet vetë në rast të devijimit të çdo parametri. Për më tepër, një reaktor i shpejtë neutron përdor karburant me një diferencë më të ulët reaktiviteti, dhe nxitimi i shpejtë i neutroneve dhe mundësia e mëvonshme e një shpërthimi thjesht përjashtohen. Plumbi, ndryshe nga natriumi që përdoret sot si bartës i nxehtësisë, është pasiv, dhe nga pikëpamja e aktivitetit kimik, plumbi është më i sigurt se natriumi. Karburanti i dendur nitride toleron kushtet e temperaturës dhe defektet mekanike më lehtë, është më i besueshëm se karburanti oksid. Edhe aksidentet më ekstreme sabotuese me shkatërrimin e barrierave të jashtme (kapakët e anijeve, ndërtesat e reaktorëve, etj.) Nuk do të jenë në gjendje të çojnë në lëshime radioaktive që do të kërkonin evakuimin e popullsisë dhe tjetërsimin pasues afatgjatë të tokës, siç ndodhi gjatë aksidenti i Çernobilit në 1986.
Përparësitë e reaktorit BREST përfshijnë:
- siguria natyrore e rrezatimit në rast të të gjitha llojeve të aksidenteve për arsye të jashtme dhe të brendshme, përfshirë sabotimin, i cili nuk kërkon evakuimin e popullsisë;
- furnizim afatgjatë (pothuajse i pakufizuar në kohë) i karburantit për shkak të përdorimit efikas të uraniumit natyror;
-mospërhapja e armëve bërthamore në planet duke eleminuar prodhimin gjatë operimit të plutoniumit të armëve dhe zbatimin e teknologjisë në vend për ripërpunimin e karburantit të thatë pa ndarje të plutoniumit dhe uraniumit;
- mirëdashësi mjedisore e prodhimit të energjisë dhe depozitimit të mëvonshëm të mbeturinave për shkak të një cikli të mbyllur të karburantit me shndërrim të produkteve të ndarjes me jetë të gjatë, shndërrim dhe djegie të aktinideve në një reaktor, pastrim të mbetjeve radioaktive nga aktinidet, mbajtje dhe asgjësim të mbetjeve radioaktive pa shkelur bilanci i rrezatimit natyror;
- konkurueshmëria ekonomike, e cila arrihet për shkak të sigurisë natyrore të termocentralit bërthamor dhe teknologjisë së ciklit të karburantit të zbatuar, ushqyerjen e reaktorit me vetëm 238U, refuzimin e sistemeve komplekse të sigurisë inxhinierike, parametrat e lartë të plumbit, të cilat sigurojnë arritjen e superkritikës parametrat e qarkut të turbinës me avull dhe efikasiteti i lartë i ciklit termodinamik, ulja e kostove të ndërtimit.
Imazhi i projektit i kompleksit BREST. 1 - reaktor, 2 - dhomë turbine, 3 - modul ripërpunimi SNF, 4 - modul fabrikimi të karburantit të freskët.
Kombinimi i karburantit mononitride, cilësitë natyrore të ftohësit të plumbit, zgjidhjet e projektimit të bërthamës dhe qarqeve të ftohjes, karakteristikat fizike të një reaktori të shpejtë e sjellin reaktorin BREST në një nivel cilësisht të ri të sigurisë natyrore dhe bën të mundur sigurimin e stabilitetit pa shkaktuar aktiv. mjetet e mbrojtjes emergjente në aksidente shumë të rënda, të cilat janë të pakapërcyeshme për cilindo nga reaktorët ekzistues dhe të projektuar në botë:
- armë vetëlëvizëse të të gjitha organeve rregullatore në dispozicion;
- mbyllja (bllokimi) e të gjitha pompave të qarkut të parë të reaktorit;
- mbyllja (bllokimi) e të gjitha pompave të qarkut të dytë të reaktorit;
- depresionizimi i ndërtesës së rektorit;
- këputja e tubave të gjeneratorit të avullit ose tubacioneve të qarkut sekondar në çdo seksion;
- vendosja e një sërë aksidentesh;
- Koha e pakufizuar e ftohjes me fikje të plotë.
Projekti i Përparimit që po zbatohet nga Rosatom ka për qëllim krijimin e një platforme të re teknologjike për industrinë bërthamore ruse me një cikël të mbyllur të karburantit dhe zgjidhjen e problemit të karburantit bërthamor të shpenzuar dhe mbeturinave radioaktive (RW). Rezultati i zbatimit të këtij projekti ambicioz duhet të jetë krijimi i një produkti konkurrues që do t'u sigurojë teknologjive ruse udhëheqjen në industrinë botërore të energjisë bërthamore, dhe në përgjithësi në sistemin global të energjisë për 30-50 vitet e ardhshme.
