حامل الرقم القياسي للنيوترونات السريعة. مفاعلات النيوترونات السريعة هي أمل البشرية

النيوترونات؟

النيوترونات هي جسيمات تشكل جزءًا من معظم النوى الذرية، إلى جانب البروتونات. أثناء تفاعل الانشطار النووي، تنقسم نواة اليورانيوم إلى قسمين، بالإضافة إلى انبعاث عدة نيوترونات. ويمكنها الدخول إلى ذرات أخرى وإثارة تفاعل انشطاري واحد أو أكثر. إذا اصطدم كل نيوترون تم إطلاقه أثناء تحلل نواة اليورانيوم بالذرات المجاورة، فستبدأ سلسلة من التفاعلات الشبيهة بالانهيار الجليدي بإطلاق المزيد والمزيد من الطاقة. إذا لم يكن هناك رادع، سيحدث انفجار نووي.

ولكن في مفاعل نوويبعض النيوترونات إما تخرج أو يتم امتصاصها بواسطة ماصات خاصة. ولذلك، فإن عدد تفاعلات الانشطار يظل كما هو طوال الوقت، وهو بالضبط ما هو ضروري للحصول على الطاقة. تنتج الطاقة الناتجة عن تفاعل الاضمحلال الإشعاعي حرارة، والتي يتم استخدامها بعد ذلك لتوليد البخار لتشغيل توربينات محطة توليد الكهرباء.

يمكن للنيوترونات التي تحافظ على التفاعل النووي ثابتًا أن يكون لها طاقات مختلفة. اعتمادًا على الطاقة، يطلق عليها إما حرارية أو سريعة (هناك أيضًا باردة، ولكنها غير مناسبة لمحطات الطاقة النووية). تعتمد معظم المفاعلات في العالم على استخدام النيوترونات الحرارية، لكن محطة الطاقة النووية في بيلويارسك تحتوي على مفاعل سريع. لماذا؟

ماهي المزايا؟

في مفاعل النيوترونات السريعة، يذهب جزء من طاقة النيوترونات، كما هو الحال في المفاعلات التقليدية، للحفاظ على التفاعل الانشطاري للمكون الرئيسي للوقود النووي، اليورانيوم 235. ويتم امتصاص جزء من الطاقة بواسطة غلاف مصنوع من اليورانيوم 238 أو الثوريوم 232. هذه العناصر عديمة الفائدة للمفاعلات التقليدية. وعندما تصطدم النيوترونات بنواتها، فإنها تتحول إلى نظائر مناسبة للاستخدام في الطاقة النووية كوقود: البلوتونيوم-239 أو اليورانيوم-233.

اليورانيوم المخصب. وخلافاً للوقود النووي المستهلك، فإن اليورانيوم ليس مشعاً إلى الحد الذي يستلزم التعامل معه بواسطة الروبوتات فقط. يمكنك أيضًا حملها لفترة وجيزة مع ارتداء قفازات سميكة بيديك. الصورة: وزارة الطاقة الأمريكية

ومن ثم، فمن الممكن استخدام مفاعلات النيوترونات السريعة ليس فقط لتزويد المدن والمصانع بالطاقة، بل وأيضاً لإنتاج وقود نووي جديد من مواد خام غير مكلفة نسبياً. الحقائق التالية تتحدث لصالح الفوائد الاقتصادية: كيلوغرام اليورانيوم المنصهر من الخام يكلف حوالي خمسين دولارًا، ويحتوي على جرامين فقط من اليورانيوم 235، والباقي يورانيوم 238.

ومع ذلك، لا يتم استخدام مفاعلات النيوترونات السريعة عمليا في العالم. يمكن اعتبار BN-600 فريدًا. لا تعمل حاليًا شركة Monju اليابانية ولا شركة Phoenix الفرنسية ولا عدد من المفاعلات التجريبية في الولايات المتحدة وبريطانيا العظمى: فقد تبين أن مفاعلات النيوترونات الحرارية أسهل في البناء والتشغيل. هناك عدد من العوائق أمام المفاعلات التي يمكنها الجمع بين إنتاج الطاقة وإنتاج الوقود النووي. واستنادا إلى تشغيله الناجح لمدة 35 عاما، تمكن مصممو BN-600 من تجاوز بعض العقبات على الأقل.

ما المشكلة؟

في الصوديوم. يجب أن يحتوي أي مفاعل نووي على عدة مكونات وعناصر: مجمعات الوقود مع الوقود النووي، وعناصر التحكم في التفاعل النووي، ومبرد يمتص الحرارة المتولدة في الجهاز. قد يختلف تصميم هذه المكونات وتركيبة الوقود والمبرد، ولكن بدونها يكون المفاعل مستحيلًا بحكم التعريف.

في مفاعل النيوترونات السريعة، من الضروري استخدام مادة كمبرد لا تحتفظ بالنيوترونات، وإلا فإنها ستتحول من السريعة إلى الحرارية البطيئة. عند الفجر الطاقة النوويةحاول المصممون استخدام الزئبق، لكنه أدى إلى إذابة الأنابيب الموجودة داخل المفاعل وبدأ بالتسرب. تسبب المعدن السام الساخن، والذي أصبح أيضًا مشعًا تحت تأثير الإشعاع، في الكثير من المتاعب لدرجة أنه تم التخلي عن مشروع مفاعل الزئبق بسرعة.

عادة ما يتم تخزين قطع الصوديوم تحت طبقة من الكيروسين. ورغم أن هذا السائل قابل للاشتعال إلا أنه لا يتفاعل مع الصوديوم ولا ينطلق إليه بخار الماء من الهواء. الصورة: سوبربلس / ويكيبيديا

يستخدم BN-600 الصوديوم السائل. للوهلة الأولى، يبدو الصوديوم أفضل قليلاً من الزئبق: فهو نشط كيميائياً للغاية، ويتفاعل بعنف مع الماء (وبعبارة أخرى، ينفجر إذا ألقي في الماء) ويتفاعل حتى مع المواد الموجودة في الخرسانة. ومع ذلك، فهو لا يتداخل مع النيوترونات، ومع المستوى المناسب من أعمال البناء والصيانة اللاحقة، فإن خطر التسرب ليس كبيرًا. بالإضافة إلى ذلك، يمكن ضخ الصوديوم، على عكس بخار الماء، عند الضغط الطبيعي. إن تدفق البخار من خط بخاري ممزق تحت ضغط مئات الضغط الجوي يقطع المعدن، وبالتالي فإن الصوديوم أكثر أمانًا بهذا المعنى. أما بالنسبة للنشاط الكيميائي، فيمكن استخدامه أيضًا للخير. في حالة وقوع حادث، يتفاعل الصوديوم ليس فقط مع الخرسانة، ولكن أيضًا مع الخرسانة اليود المشع. ولم يعد يوديد الصوديوم يغادر مبنى محطة الطاقة النووية، في حين شكل اليود الغازي ما يقرب من نصف الانبعاثات خلال الحادث الذي وقع في محطة الطاقة النووية في فوكوشيما.

قام المهندسون السوفييت الذين طوروا مفاعلات النيوترونات السريعة أولاً ببناء BR-2 التجريبي (وهو نفس المفاعل غير الناجح، الزئبق)، ثم بنى BR-5 التجريبي وBOR-60 بالصوديوم بدلاً من الزئبق. أتاحت البيانات التي تم الحصول عليها منهم تصميم أول مفاعل صناعي "سريع" BN-350، والذي تم استخدامه في محطة فريدة من نوعها للكيميائيات والطاقة النووية - محطة للطاقة النووية مدمجة مع محطة لتحلية مياه البحر. في محطة الطاقة النووية في بيلويارسك، تم بناء مفاعل ثانٍ من نوع BN - "سريع، صوديوم".

على الرغم من الخبرة المتراكمة بحلول وقت إطلاق BN-600، إلا أن السنوات الأولى شابتها سلسلة من تسرب الصوديوم السائل. لم تشكل أي من هذه الحوادث تهديدًا إشعاعيًا للسكان أو أدت إلى تعرض العاملين بالمحطة بشكل خطير، ومنذ أوائل التسعينيات، توقفت تسربات الصوديوم تمامًا. ولوضع هذا في السياق العالمي، عانت شركة مونجو اليابانية من تسرب خطير للصوديوم السائل في عام 1995، مما أدى إلى نشوب حريق وإغلاق المصنع لمدة 15 عاما. نجح المصممون السوفييت فقط في ترجمة فكرة مفاعل النيوترون السريع إلى جهاز صناعي وليس تجريبي، وقد سمحت خبرته للعلماء النوويين الروس بتطوير وبناء مفاعل الجيل التالي - BN-800.

لقد تم بالفعل بناء BN-800. في 27 يونيو 2014، بدأ المفاعل العمل بالحد الأدنى من الطاقة، ومن المتوقع أن يبدأ تشغيل الطاقة في عام 2015. وبما أن بدء تشغيل مفاعل نووي هو عملية معقدة للغاية، فإن الخبراء يفصلون بين بدء التشغيل المادي (بداية تفاعل متسلسل ذاتي الاستدامة) وبدء تشغيل الطاقة، حيث تبدأ وحدة الطاقة بتزويد أول ميجاوات من الكهرباء إلى المحطة. الشبكة.

Beloyarsk NPP، لوحة التحكم. الصورة من الموقع الرسمي: http://www.belnpp.rosenergoatom.ru

في BN-800، قام المصممون بتنفيذ عدد من التحسينات المهمة، بما في ذلك، على سبيل المثال، نظام تبريد الهواء في حالات الطوارئ للمفاعل. يقول المطورون إن ميزته هي الاستقلال عن مصادر الطاقة. إذا اختفت الكهرباء في محطة للطاقة النووية، كما هو الحال في فوكوشيما، فلن يختفي تدفق مفاعل التبريد - سيتم الحفاظ على الدورة الدموية بطبيعة الحال، بسبب الحمل الحراري، وارتفاع الهواء الساخن. وإذا ذابت النواة فجأة، فلن يخرج الذوبان المشع إلى الخارج، بل إلى فخ خاص. أخيرا، الحماية من ارتفاع درجة الحرارة هي كمية كبيرة من الصوديوم، والتي في حالة وقوع حادث يمكن أن تمتص الحرارة المتولدة حتى لو تعطلت جميع أنظمة التبريد تماما.

بعد مفاعل BN-800، من المخطط بناء مفاعل BN-1200 بقدرة أكبر. يتوقع المطورون أن يصبح من بنات أفكارهم مفاعلًا تسلسليًا وسيتم استخدامه ليس فقط في محطة Beloyarsk NPP، ولكن أيضًا في محطات أخرى. ومع ذلك، فهذه مجرد خطط في الوقت الحالي، ولا يزال هناك عدد من المشكلات التي تحتاج إلى حل للانتقال على نطاق واسع إلى مفاعلات النيوترونات السريعة.

Beloyarsk NPP، موقع بناء وحدة الطاقة الجديدة. الصورة من الموقع الرسمي: http://www.belnpp.rosenergoatom.ru

ما المشكلة؟

في اقتصاديات وبيئة الوقود. تعمل مفاعلات النيوترونات السريعة على خليط من أكسيد اليورانيوم المخصب وأكسيد البلوتونيوم - وهذا ما يسمى بوقود الموكس. من الناحية النظرية، يمكن أن يكون أرخص من الوقود التقليدي نظرًا لأنه يستخدم البلوتونيوم أو اليورانيوم 233 من اليورانيوم 238 غير المكلف أو الثوريوم المشعع في مفاعلات أخرى، لكن وقود الموكس حتى الآن أقل سعرًا من الوقود التقليدي. وتبين أن الأمر عبارة عن نوع من الحلقة المفرغة التي ليس من السهل كسرها: فمن الضروري تحسين تكنولوجيا بناء المفاعلات، واستخراج البلوتونيوم واليورانيوم من المواد المشععة في المفاعل، وضمان السيطرة على عدم انتشار المواد عالية المستوى. يشير بعض علماء البيئة، على سبيل المثال ممثلو مركز بيلونا غير الربحي، إلى الحجم الكبير من النفايات الناتجة أثناء معالجة المواد المشععة، لأنه إلى جانب النظائر المشعة القيمة في مفاعل نيوتروني سريع، تتشكل كمية كبيرة من النويدات المشعة التي تحتاج إلى أن تدفن في مكان ما.

بمعنى آخر، حتى التشغيل الناجح لمفاعل نيوتروني سريع في حد ذاته لا يضمن ثورة في الطاقة النووية. وهو شرط ضروري، ولكنه غير كاف للانتقال من الاحتياطيات المحدودة من اليورانيوم 235 إلى اليورانيوم 238 والثوريوم 232 الذي يسهل الوصول إليه. ما إذا كان التقنيون المشاركون في عمليات إعادة معالجة الوقود النووي والتخلص من النفايات النووية سيكونون قادرين على التعامل مع مهامهم هو موضوع لقصة منفصلة.

لقد حظيت الطاقة النووية دائمًا باهتمام متزايد نظرًا لوعدها. في العالم، يتم الحصول على حوالي عشرين في المائة من الكهرباء باستخدام المفاعلات النووية، وفي البلدان المتقدمة، يكون هذا الرقم لمنتج الطاقة النووية أعلى - أكثر من ثلث إجمالي الكهرباء. ومع ذلك، يظل النوع الرئيسي من المفاعلات هو الحراري، مثل LWR وVVER. ويعتقد العلماء أن إحدى المشاكل الرئيسية لهذه المفاعلات في المستقبل القريب ستكون نقص الوقود الطبيعي واليورانيوم ونظيره 238 اللازم لإجراء التفاعل المتسلسل الانشطاري. واستنادا إلى احتمال استنفاد موارد مادة الوقود الطبيعي هذه للمفاعلات الحرارية، يتم وضع قيود على تطوير الطاقة النووية. ويعتبر استخدام المفاعلات النووية التي تستخدم النيوترونات السريعة، والتي يمكن فيها إعادة إنتاج الوقود، أكثر واعدة.

تاريخ التنمية

بناءً على برنامج وزارة الصناعة الذرية في الاتحاد الروسي في بداية القرن، تم تحديد المهام لإنشاء وضمان التشغيل الآمن لمجمعات الطاقة النووية ومحطات الطاقة النووية الحديثة من نوع جديد. إحدى هذه المنشآت كانت محطة بيلويارسك للطاقة النووية، الواقعة على بعد 50 كيلومترا بالقرب من سفيردلوفسك (إيكاترينبرج)، وقد اتخذ قرار إنشائها في عام 1957، وفي عام 1964 تم تشغيل الوحدة الأولى.

تم تشغيل مفاعلات نووية حرارية في اثنين من كتلها، والتي استنفدت مواردها بحلول الثمانينيات والتسعينيات من القرن الماضي. وفي الكتلة الثالثة، تم اختبار مفاعل النيوترونات السريعة BN-600 لأول مرة في العالم. خلال عمله تم الحصول على النتائج التي خطط لها المطورون. كانت سلامة العملية ممتازة أيضًا. ولم تحدث خلال فترة المشروع والتي انتهت عام 2010 أي مخالفات أو انحرافات جسيمة. وتنتهي مدتها النهائية بحلول عام 2025. ويمكن القول بالفعل أن المفاعلات النووية النيوترونية السريعة، والتي تشمل BN-600 وخليفته BN-800، لها مستقبل عظيم.

إطلاق الطائرة BN-800 الجديدة

علماء OKBM قام أفريكانتوف من غوركي (نيجني نوفغورود الحالية) بإعداد مشروع لوحدة الطاقة الرابعة في محطة بيلويارسك للطاقة النووية في عام 1983. وبسبب الحادث الذي وقع في تشيرنوبيل عام 1987 وإدخال معايير السلامة الجديدة في عام 1993، توقف العمل وتأجل الإطلاق إلى أجل غير مسمى. فقط في عام 1997، بعد الحصول على ترخيص لبناء الوحدة رقم 4 بمفاعل BN-800 بقدرة 880 ميجاوات من جوساتومنادزور، استؤنفت العملية.

في 25 ديسمبر 2013، بدأ تسخين المفاعل لمزيد من دخول المبرد. وفي يونيو الرابع عشر، كما هو مخطط له وفقًا للخطة، حدثت كتلة كافية لإجراء الحد الأدنى من التفاعل المتسلسل. ثم توقفت الأمور. ولم يكن وقود MOX، المكون من أكاسيد انشطارية من اليورانيوم والبلوتونيوم، المشابه لذلك المستخدم في الوحدة 3، جاهزًا. وهذا ما أراد المطورون استخدامه في المفاعل الجديد. اضطررت إلى الجمع والبحث عن خيارات جديدة. ونتيجة لذلك، من أجل عدم تأجيل إطلاق وحدة الطاقة، قرروا استخدام وقود اليورانيوم في جزء من الجمعية. وتم إطلاق المفاعل النووي BN-800 والوحدة رقم 4 في 10 ديسمبر 2015.

وصف العملية

أثناء التشغيل في مفاعل يحتوي على نيوترونات سريعة، تتشكل العناصر الثانوية نتيجة لتفاعل الانشطار، والتي، عند امتصاصها بواسطة كتلة اليورانيوم، تشكل المادة النووية المنشأة حديثًا البلوتونيوم 239، القادرة على مواصلة عملية الانشطار الإضافي. والميزة الرئيسية لهذا التفاعل هو إنتاج النيوترونات من البلوتونيوم، الذي يستخدم كوقود للمفاعلات النووية في محطات الطاقة النووية. إن وجودها يجعل من الممكن تقليل إنتاج اليورانيوم الذي تكون احتياطياته محدودة. من كيلوغرام اليورانيوم 235، يمكنك الحصول على ما يزيد قليلا عن كيلوغرام من البلوتونيوم 239، وبالتالي ضمان استنساخ الوقود.

ونتيجة لذلك، فإن إنتاج الطاقة في وحدات الطاقة النووية مع الحد الأدنى من استهلاك اليورانيوم النادر وعدم وجود قيود على الإنتاج سوف يزيد مئات المرات. وتشير التقديرات إلى أنه في هذه الحالة، فإن احتياطيات اليورانيوم سوف تكفي البشرية لعدة عشرات من القرون. إن الخيار الأمثل في مجال الطاقة النووية للحفاظ على التوازن من حيث الحد الأدنى من استهلاك اليورانيوم هو نسبة 4 إلى 1، حيث سيتم استخدام مقابل كل أربعة مفاعلات حرارية يعمل بالنيوترونات السريعة.

أهداف BN-800

خلال حياته التشغيلية في وحدة الطاقة رقم 4 في محطة الطاقة النووية في بيلويارسك، تم تكليف المفاعل النووي بمهام معينة. ويجب أن يعمل المفاعل BN-800 بوقود MOX. العائق الصغير الذي حدث في بداية العمل لم يغير خطط المبدعين. وفقًا لمدير محطة الطاقة النووية في بيلويارسك، السيد سيدوروف، سيتم تنفيذ التحول الكامل إلى وقود MOX في عام 2019. وإذا تحقق ذلك، فإن المفاعل النووي النيوتروني السريع المحلي سيصبح الأول في العالم الذي يعمل بالكامل بهذا الوقود. وينبغي أن يصبح نموذجًا أوليًا للمفاعلات السريعة المماثلة في المستقبل المزودة بمبرد معدني سائل، وأكثر إنتاجية وأكثر أمانًا. وبناءً على ذلك، يقوم BN-800 باختبار المعدات المبتكرة في ظل ظروف التشغيل، والتحقق من التطبيق الصحيح للتقنيات الجديدة التي تؤثر على موثوقية وكفاءة وحدة الطاقة.

فئة = "eliadunit">

فحص العمل نظام جديددورة الوقود.

اختبارات حرق النفايات المشعة ذات العمر الطويل.

التخلص من البلوتونيوم المستخدم في صنع الأسلحة بكميات كبيرة.

يجب أن يصبح BN-800، تمامًا مثل سابقته BN-600، نقطة انطلاق للمطورين الروس لاكتساب خبرة لا تقدر بثمن في إنشاء وتشغيل المفاعلات السريعة.

مزايا مفاعل النيوترونات السريعة

يسمح استخدام BN-800 والمفاعلات النووية المماثلة في الطاقة النووية

زيادة عمر احتياطيات موارد اليورانيوم بشكل كبير، مما يزيد بشكل كبير من كمية الطاقة المستلمة.

القدرة على تقليل عمر منتجات الانشطار المشع إلى الحد الأدنى (من عدة آلاف من السنين إلى ثلاثمائة).

زيادة سلامة محطات الطاقة النووية. يتيح استخدام مفاعل نيوتروني سريع إمكانية تسوية ذوبان النواة إلى الحد الأدنى، ويمكن أن يزيد بشكل كبير من مستوى الحماية الذاتية للمنشأة، ويمنع إطلاق البلوتونيوم أثناء المعالجة. تحتوي المفاعلات من هذا النوع على مبرد الصوديوم زيادة المستوىحماية.

في 17 أغسطس 2016، وصلت وحدة الطاقة رقم 4 في محطة بيلويارسك للطاقة النووية إلى 100% من الطاقة. منذ ديسمبر من العام الماضي، يتلقى نظام الأورال المتكامل الطاقة المولدة في مفاعل سريع.

فئة = "eliadunit">

بعد الإطلاق والتشغيل الناجح لأول محطة للطاقة النووية في العالم في عام 1955، بمبادرة من I. Kurchatov، تم اتخاذ قرار ببناء محطة للطاقة النووية الصناعية بمفاعل الماء المضغوط من نوع القناة في جبال الأورال. تشمل ميزات هذا النوع من المفاعلات التسخين الزائد للبخار إلى معلمات عالية مباشرة في القلب، مما فتح إمكانية استخدام معدات التوربينات التسلسلية.

في عام 1958، في وسط روسيا، في واحدة من أجمل زوايا طبيعة الأورال، بدأ بناء محطة بيلويارسك للطاقة النووية. بالنسبة للقائمين بالتركيب، بدأت هذه المحطة في عام 1957، وبما أنه تم إغلاق موضوع محطات الطاقة النووية في تلك الأيام، فقد كانت تسمى في المراسلات والحياة محطة توليد الكهرباء في منطقة بيلويارسك الحكومية. تم إنشاء هذه المحطة من قبل موظفي Uralenergomontazh Trust. ومن خلال جهودهم، في عام 1959، تم إنشاء قاعدة مع ورشة عمل لإنتاج خطوط أنابيب المياه والبخار (دائرة واحدة للمفاعل)، وتم بناء ثلاثة مباني سكنية في قرية زاريتشني، وبدأ تشييد المبنى الرئيسي.

في عام 1959، ظهر عمال من شركة Tsentroenergomontazh Trust في موقع البناء وتم تكليفهم بتركيب المفاعل. في نهاية عام 1959، تم نقل موقع بناء محطة الطاقة النووية من دوروغوبوز بمنطقة سمولينسك، وترأس أعمال التركيب ف. نيفسكي، المدير المستقبلي لمحطة الطاقة النووية في بيلويارسك. تم نقل جميع الأعمال المتعلقة بتركيب المعدات الميكانيكية الحرارية بالكامل إلى صندوق Tsentroenergomontazh.

بدأت الفترة المكثفة لبناء محطة بيلويارسك للطاقة النووية في عام 1960. في هذا الوقت، كان على القائمين بالتركيب، إلى جانب أعمال البناء، إتقان التقنيات الجديدة لتركيب خطوط الأنابيب غير القابلة للصدأ، وبطانات الغرف الخاصة ومرافق تخزين النفايات المشعة، وتركيب هياكل المفاعلات، والبناء الجرافيت، واللحام الآلي، وما إلى ذلك. لقد تعلمنا بسرعة من المتخصصين الذين شاركوا بالفعل في بناء المنشآت النووية. بعد الانتقال من تكنولوجيا تركيب محطات الطاقة الحرارية إلى تركيب معدات محطات الطاقة النووية، أكمل عمال Tsentroenergomontazh مهامهم بنجاح، وفي 26 أبريل 1964، تم إنشاء أول وحدة طاقة لمحطة Beloyarsk NPP مع AMB-100 قام المفاعل بتزويد التيار الأول لنظام الطاقة في سفيردلوفسك. كان هذا الحدث، إلى جانب تشغيل وحدة الطاقة الأولى في محطة نوفوفورونيج للطاقة النووية، بمثابة ولادة صناعة الطاقة النووية الكبيرة في البلاد.

كان مفاعل AMB-100 بمثابة تحسين إضافي في تصميم مفاعل أول محطة للطاقة النووية في العالم في أوبنينسك. لقد كان مفاعلًا من نوع القناة يتمتع بخصائص حرارية أعلى للقلب. كان الحصول على بخار ذي معايير عالية بسبب ارتفاع درجة الحرارة النووية مباشرة في المفاعل خطوة كبيرة إلى الأمام في تطوير الطاقة النووية. تم تشغيل المفاعل في وحدة واحدة بمولد توربيني بقدرة 100 ميجاوات.

من الناحية الهيكلية، تبين أن مفاعل وحدة الطاقة الأولى في Beloyarsk NPP مثير للاهتمام لأنه تم إنشاؤه تقريبًا بدون إطار، أي أن المفاعل لم يكن لديه جسم ثقيل ومتعدد الأطنان ومتين، مثل، على سبيل المثال، مفاعل VVER مبرد بالماء ذو ​​طاقة مماثلة بجسم يتراوح طوله بين 11 و12 مترًا، وقطره من 3 إلى 3.5 مترًا، وسمك جداره وقاعه 100-150 ملم أو أكثر. تبين أن إمكانية بناء محطات طاقة نووية بمفاعلات ذات قناة مفتوحة كانت مغرية للغاية، لأنها حررت محطات الهندسة الثقيلة من الحاجة إلى تصنيع منتجات الصلب التي يتراوح وزنها بين 200 و 500 طن. ولكن تنفيذ التسخين النووي المباشر في المفاعل اتضح أنه لارتباطها بصعوبات معروفة في تنظيم العملية، خاصة فيما يتعلق بمراقبة تقدمها، مع اشتراط دقة تشغيل العديد من الأجهزة، ووجود عدد كبير من الأنابيب ذات الأحجام المختلفة تحت ضغط مرتفع، وما إلى ذلك.

وصلت الوحدة الأولى من محطة Beloyarsk NPP إلى طاقتها التصميمية الكاملة، وذلك بسبب السعة المركبة الصغيرة نسبيًا للوحدة (100 ميجاوات)، وتعقيد قنواتها التكنولوجية، وبالتالي التكلفة العالية، تكلفة 1 كيلووات ساعة من الكهرباء. تبين أنها أعلى بكثير من تلك الموجودة في المحطات الحرارية في جبال الأورال.

تم بناء الوحدة الثانية من محطة Beloyarsk NPP مع مفاعل AMB-200 بشكل أسرع، دون ضغط كبير في العمل، حيث كان فريق البناء والتركيب جاهزًا بالفعل. تم تحسين تركيب المفاعل بشكل ملحوظ. وكان يحتوي على دائرة تبريد أحادية الدائرة، مما أدى إلى تبسيط التصميم التكنولوجي لمحطة الطاقة النووية بأكملها. تمامًا كما في وحدة الطاقة الأولى، الميزة الأساسيةيقوم مفاعل AMB-200 بإنتاج بخار عالي الجودة مباشرة إلى التوربين. في 31 ديسمبر 1967، تم توصيل وحدة الطاقة رقم 2 بالشبكة، مما أدى إلى الانتهاء من بناء المرحلة الأولى من المحطة.

كان جزء كبير من تاريخ تشغيل المرحلة الأولى من BNPP مليئًا بالرومانسية والدراما المميزة لكل ما هو جديد. كان هذا صحيحًا بشكل خاص خلال فترة تطوير الكتلة. كان من المعتقد أنه لا ينبغي أن تكون هناك مشاكل في هذا - فقد كانت هناك نماذج أولية من مفاعل AM "الأول في العالم" للمفاعلات الصناعية لإنتاج البلوتونيوم، والتي تعتمد عليها المفاهيم الأساسية والتقنيات وحلول التصميم وأنواع عديدة من المعدات والأنظمة، و حتى أن جزءًا كبيرًا من الأنظمة التكنولوجية تم اختباره. ومع ذلك، اتضح أن الفرق بين محطة الطاقة النووية الصناعية وأسلافها كبير جدًا وفريد ​​من نوعه، مما أدى إلى ظهور مشاكل جديدة لم تكن معروفة من قبل.

وكان أكبرها وأكثرها وضوحًا هو الموثوقية غير المرضية لقنوات التبخر والتسخين الزائد. بعد فترة قصيرة من تشغيلها، ظهر انخفاض ضغط الغاز في عناصر الوقود أو تسرب سائل التبريد مع عواقب غير مقبولة على بناء المفاعلات الجرافيتية، وأنماط التشغيل والإصلاح التكنولوجية، والتعرض للإشعاع على الموظفين والبيئة. وفقا للشرائع العلمية ومعايير الحساب في ذلك الوقت، لا ينبغي أن يحدث هذا. أجبرتنا الدراسات المتعمقة لهذه الظاهرة الجديدة على إعادة النظر في الأفكار الراسخة حول القوانين الأساسية لغليان الماء في الأنابيب، لأنه حتى مع كثافة تدفق الحرارة المنخفضة، نشأ نوع غير معروف سابقًا من أزمة نقل الحرارة، والذي تم اكتشافه في عام 1979 بواسطة V. E. Doroshchuk (VTI) وأطلق عليها فيما بعد "أزمة نقل الحرارة من النوع الثاني".

في عام 1968، تم اتخاذ قرار ببناء وحدة طاقة ثالثة بمفاعل نيوتروني سريع في محطة الطاقة النووية بيلويارسك - بي إن-600. التوجيه العلميتم إنشاء BN-600 من قبل معهد الفيزياء وهندسة الطاقة، وتم تنفيذ تصميم محطة المفاعل من قبل مكتب تصميم الهندسة الميكانيكية التجريبية، وتم تنفيذ التصميم العام للوحدة من قبل فرع لينينغراد من اتوميلكتروبروكت. تم بناء الكتلة من قبل المقاول العام - Uralenergostroy Trust.

عند تصميمه، تم أخذ الخبرة التشغيلية لمفاعلات BN-350 في شيفتشينكو ومفاعل BOR-60 بعين الاعتبار. بالنسبة إلى BN-600، تم اعتماد تخطيط متكامل أكثر اقتصادا ونجاحا من الناحية الهيكلية للدائرة الأولية، والذي بموجبه يقع قلب المفاعل والمضخات والمبادلات الحرارية الوسيطة في غلاف واحد. تم تركيب وعاء المفاعل، الذي يبلغ قطره 12.8 مترًا وارتفاعه 12.5 مترًا، على دعامات أسطوانية مثبتة على اللوحة الأساسية لعمود المفاعل. وبلغت كتلة المفاعل المجمع 3900 طن، وتجاوزت كمية الصوديوم الإجمالية في المنشأة 1900 طن. الحماية البيولوجيةكانت مصنوعة من شاشات أسطوانية فولاذية وفراغات فولاذية وأنابيب مع حشو الجرافيت.

تبين أن متطلبات الجودة لأعمال التركيب واللحام لجهاز BN-600 أعلى بكثير من تلك التي تم تحقيقها سابقًا، وكان على فريق التثبيت إعادة تدريب الموظفين بشكل عاجل وإتقان التقنيات الجديدة. لذلك في عام 1972، عند تجميع وعاء مفاعل من الفولاذ الأوستنيتي، تم استخدام البيتاترون لأول مرة للتحكم في نقل اللحامات الكبيرة.

بالإضافة إلى ذلك، أثناء تركيب الأجهزة الداخلية للمفاعل BN-600، تم فرض متطلبات خاصة للنظافة، وتم تسجيل جميع الأجزاء التي يتم إدخالها وإزالتها من المساحة داخل المفاعل. كان هذا بسبب استحالة شطف المفاعل وخطوط الأنابيب بمبرد الصوديوم.

لعب نيكولاي مورافيوف دورًا رئيسيًا في تطوير تكنولوجيا تركيب المفاعلات، وتمت دعوته للعمل منه نيزهني نوفجورودحيث كان يعمل سابقًا في مكتب التصميم. لقد كان أحد مطوري مشروع مفاعل BN-600، وبحلول ذلك الوقت كان قد تقاعد بالفعل.

وأنهى فريق التثبيت بنجاح المهام الموكلة إليه وهي تركيب وحدة النيوترونات السريعة. أظهر ملء المفاعل بالصوديوم أنه تم الحفاظ على نظافة الدائرة أعلى من المطلوب، حيث تبين أن نقطة صب الصوديوم، التي تعتمد في المعدن السائل على وجود ملوثات وأكاسيد أجنبية، أقل من تلك التي تم تحقيقها خلال تركيب مفاعلات BN-350 وBOR-60 في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ومحطات الطاقة النووية "فينيكس" في فرنسا.

يعتمد نجاح فرق التركيب في بناء محطة Beloyarsk NPP إلى حد كبير على المديرين. في البداية كان بافيل ريابوخا، ثم جاء الشاب النشيط فلاديمير نيفسكي، ثم تم استبداله بفازجين كازاروف. لقد فعل V. Nevsky الكثير لتشكيل فريق من التركيبات. وفي عام 1963، تم تعيينه مديرًا لمحطة بيلويارسك للطاقة النووية، ثم ترأس لاحقًا شركة جلافاتومينيرغو، حيث عمل جاهدًا على تطوير صناعة الطاقة النووية في البلاد.

أخيرًا، في 8 أبريل 1980، تم بدء تشغيل وحدة الطاقة رقم 3 في محطة بيلويارسك للطاقة النووية باستخدام مفاعل النيوترونات السريع BN-600. بعض خصائص تصميم BN-600:

• الطاقة الكهربائية – 600 ميغاواط؛
• الطاقة الحرارية – 1470 ميجاوات؛
• درجة حرارة البخار – 505 درجة مئوية؛
• ضغط البخار – 13.7 ميجا باسكال؛
• إجمالي الكفاءة الديناميكية الحرارية – 40.59%.

يجب إيلاء اهتمام خاص لتجربة التعامل مع الصوديوم كمبرد. يتمتع بخصائص فيزيائية حرارية جيدة وخصائص فيزيائية نووية مرضية، وهو متوافق جيدًا مع الفولاذ المقاوم للصدأ واليورانيوم وثاني أكسيد البلوتونيوم. وأخيرا، فهي ليست نادرة وغير مكلفة نسبيا. ومع ذلك، فهو نشط كيميائيًا للغاية، ولهذا السبب يتطلب استخدامه حل مشكلتين خطيرتين على الأقل: تقليل احتمالية تسرب الصوديوم من دوائر الدوران والتسربات بين الدوائر في مولدات البخار وضمان تحديد الموقع الفعال وإنهاء احتراق الصوديوم في حالة حدوث ذلك. من تسرب.

تم حل المهمة الأولى بنجاح كبير بشكل عام في مرحلة تطوير مشاريع المعدات وخطوط الأنابيب. تبين أن التصميم المتكامل للمفاعل كان ناجحًا للغاية، حيث تم "إخفاء" جميع المعدات وخطوط الأنابيب الرئيسية للدائرة الأولى التي تحتوي على الصوديوم المشع داخل وعاء المفاعل، وبالتالي لم يكن تسربها، من حيث المبدأ، ممكنًا إلا من خلال عدد قليل من الأنظمة المساعدة.

وعلى الرغم من أن BN-600 هي اليوم أكبر وحدة طاقة تحتوي على مفاعل نيوتروني سريع في العالم، إلا أن محطة Beloyarsk NPP ليست واحدة من محطات الطاقة النووية ذات القدرة المركبة الكبيرة. يتم تحديد اختلافاتها ومزاياها من خلال حداثة الإنتاج وتفرده وأهدافه وتقنياته ومعداته. كانت جميع منشآت مفاعل BelNPP مخصصة للتأكيد الصناعي التجريبي أو رفض الأفكار والحلول التقنية التي وضعها المصممون والبناؤون، وأبحاث الأنظمة التكنولوجية، والمواد الهيكلية، وعناصر الوقود، وأنظمة التحكم والحماية.

جميع وحدات الطاقة الثلاث ليس لها نظائرها المباشرة سواء في بلدنا أو في الخارج. لقد جسدوا العديد من الأفكار للتطوير المستقبلي للطاقة النووية:

• تم بناء وتشغيل وحدات الطاقة بمفاعلات المياه والجرافيت ذات القنوات الصناعية؛
• تم استخدام وحدات توربينية تسلسلية ذات معلمات عالية مع كفاءة دورة طاقة حرارية تتراوح من 36 إلى 42%، وهو ما لا تمتلكه أي محطة للطاقة النووية في العالم؛
• تم استخدام مجموعات الوقود، والتي يستبعد تصميمها إمكانية دخول نشاط التجزئة إلى المبرد حتى عند تدمير قضبان الوقود؛
• يتم استخدام الفولاذ الكربوني في الدائرة الأولية لمفاعل الوحدة الثانية؛
• لقد تم إتقان تكنولوجيا استخدام ومعالجة مبرد المعدن السائل إلى حد كبير؛

كانت محطة Beloyarsk NPP أول محطة للطاقة النووية في روسيا تواجه عمليًا الحاجة إلى حل مشكلة إيقاف تشغيل محطات المفاعلات المستهلكة. إن تطوير مجال النشاط هذا، وهو أمر وثيق الصلة بصناعة الطاقة النووية بأكملها، كان له فترة حضانة طويلة بسبب عدم وجود قاعدة وثائق تنظيمية وتنظيمية ومسألة الدعم المالي التي لم يتم حلها.

تتكون فترة تشغيل محطة Beloyarsk NPP التي تزيد عن 50 عامًا من ثلاث مراحل متميزة إلى حد ما، وكان لكل منها مجالات نشاطها الخاصة، وصعوبات محددة في تنفيذها، ونجاحاتها وخيبات الأمل.

ارتبطت المرحلة الأولى (من عام 1964 إلى منتصف السبعينيات) تمامًا بإطلاق وتطوير وتحقيق مستوى تصميم قوة وحدات طاقة المرحلة الأولى، والكثير من أعمال إعادة الإعمار وحل المشكلات المرتبطة بالتصميمات غير الكاملة للوحدات، الأنظمة التكنولوجية وضمان التشغيل المستدام لقنوات الوقود. كل هذا يتطلب جهودا بدنية وفكرية هائلة من موظفي المحطة، الذين، لسوء الحظ، لم يتوجوا بالثقة في صحة وآفاق اختيار مفاعلات اليورانيوم والجرافيت مع التسخين النووي للبخار مزيد من التطويرالطاقة النووية. ومع ذلك، فإن الجزء الأكثر أهمية من الخبرة التشغيلية المتراكمة للمرحلة الأولى قد أخذ في الاعتبار من قبل المصممين والمصممين عند إنشاء مفاعلات اليورانيوم والجرافيت من الجيل التالي.

ارتبطت بداية السبعينيات باختيار اتجاه جديد لمواصلة تطوير الطاقة النووية في البلاد - محطات مفاعل النيوترونات السريعة مع احتمال لاحق لبناء عدة وحدات طاقة بمفاعلات مولدة تستخدم وقود اليورانيوم والبلوتونيوم المختلط. عند تحديد موقع بناء أول وحدة صناعية تجريبية باستخدام النيوترونات السريعة، وقع الاختيار على محطة الطاقة النووية في بيلويارسك. وقد تأثر هذا الاختيار بشكل كبير بالاعتراف بقدرة فرق البناء والقائمين بالتركيب وموظفي المصنع على بناء وحدة الطاقة الفريدة هذه بشكل صحيح وبالتالي ضمان تشغيلها الموثوق.

يمثل هذا القرار المرحلة الثانية في تطوير محطة بيلويارسك للطاقة النووية، والتي اكتملت في معظمها بقرار لجنة الدولة بقبول البناء المكتمل لوحدة الطاقة بمفاعل بي إن-600 بتصنيف "ممتاز"، نادرا ما تستخدم في الممارسة العملية.

تم تكليف ضمان جودة العمل في هذه المرحلة أفضل المتخصصينسواء من مقاولي البناء والتركيب أو من موظفي تشغيل المحطة. اكتسب موظفو المصنع خبرة واسعة في إنشاء وإتقان معدات محطات الطاقة النووية، والتي تم استخدامها بشكل فعال ومثمر أثناء أعمال التشغيل في محطتي تشيرنوبيل وكورسك للطاقة النووية. وتجدر الإشارة بشكل خاص إلى محطة بيليبينو للطاقة النووية، حيث، بالإضافة إلى أعمال التكليف، تم إجراء تحليل متعمق للمشروع، والذي تم على أساسه إجراء عدد من التحسينات المهمة.

ومع تشغيل الكتلة الثالثة، بدأت المرحلة الثالثة من إنشاء المحطة، والتي تستمر منذ أكثر من 35 عاماً. كانت أهداف هذه المرحلة هي تحقيق معايير تصميم الوحدة، والتأكيد عمليًا على جدوى حلول التصميم واكتساب خبرة تشغيلية للنظر فيها لاحقًا في تصميم وحدة تسلسلية بمفاعل مولد. وقد تم الآن تحقيق كل هذه الأهداف بنجاح.

تم تأكيد مفاهيم السلامة المنصوص عليها في تصميم الوحدة بشكل عام. نظرًا لأن درجة غليان الصوديوم أعلى بحوالي 300 درجة مئوية من درجة حرارة التشغيلويعمل مفاعل BN-600 بدون ضغط تقريبًا في وعاء المفاعل، والذي يمكن أن يكون مصنوعًا من الفولاذ عالي اللدونة. هذا يلغي عمليا إمكانية التطور السريع للشقوق. ونظام ثلاثي الدوائر لنقل الحرارة من قلب المفاعل مع زيادة الضغط في كل دائرة لاحقة يلغي تمامًا إمكانية دخول الصوديوم المشع من الدائرة الأولى إلى الدائرة الثانية (غير المشعة)، وحتى أكثر من ذلك في الدائرة الثانية الدائرة الثالثة بخار الماء.

تأكيد المستوى العالي من الأمان والموثوقية الذي تم تحقيقه لـ BN-600 هو تحليل السلامة الذي تم إجراؤه بعد الحادث الذي وقع في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية، والذي لم يكشف عن الحاجة إلى أي تحسينات فنية عاجلة. تُظهر الإحصائيات المتعلقة بتفعيل الحماية في حالات الطوارئ، وإيقاف التشغيل في حالات الطوارئ، والتخفيضات غير المخطط لها في طاقة التشغيل وغيرها من حالات الفشل، أن مفاعل BN-6OO يعد على الأقل من بين 25٪ من أفضل الوحدات النووية في العالم.

وفقًا لنتائج المسابقة السنوية لـ Beloyarsk NPP في الأعوام 1994 و 1995 و 1997 و 2001. حصل على لقب "أفضل محطة طاقة نووية في روسيا".

وحدة الطاقة رقم 4 بمفاعل النيوترون السريع BN-800 في مرحلة ما قبل التشغيل. تم الوصول بوحدة الطاقة الرابعة الجديدة بمفاعل BN-800 بقدرة 880 ميجاوات إلى الحد الأدنى لمستوى الطاقة الخاضع للرقابة في 27 يونيو 2014. تم تصميم وحدة الطاقة لتوسيع قاعدة الوقود للطاقة النووية بشكل كبير وتقليل النفايات المشعة من خلال تنظيم دورة وقود نووي مغلقة.

يتم النظر في إمكانية توسيع محطة Beloyarsk NPP بوحدة الطاقة رقم 5 بمفاعل سريع بسعة 1200 ميجاوات - وحدة الطاقة التجارية الرئيسية للبناء التسلسلي.

فعندما يقال لنا، على سبيل المثال، أنه “تم بناء محطة كهرباء على الألواح الشمسية بقدرة 1200 ميغاواط”، فإن هذا لا يعني على الإطلاق أن محطة الطاقة الشمسية هذه ستوفر نفس كمية الكهرباء التي توفرها محطة VVER-1200 يوفر المفاعل النووي. لا يمكن للألواح الشمسية أن تعمل في الليل - لذلك، إذا تم حساب متوسطها خلال المواسم، فإنها تظل خاملة لمدة نصف اليوم، وهذا يقلل بالفعل من عامل السعة بمقدار النصف. تعمل الألواح الشمسية، حتى أحدث الأصناف، بشكل أسوأ بكثير في الطقس الغائم، كما أن متوسط ​​القيم هنا ليس مشجعًا أيضًا - فالسحب مع المطر والثلوج والضباب تقلل القدرة بمقدار النصف. يبدو أن "SPP بسعة 1200 ميجاوات" تبدو رنينًا، لكن يجب أن نأخذ في الاعتبار الرقم 25٪ - لا يمكن استخدام هذه السعة من الناحية التكنولوجية إلا بمقدار ¼.

الألواح الشمسية، على عكس محطات الطاقة النووية، لا تعمل لمدة 60-80 سنة، ولكن لمدة 3-4 سنوات، مما يفقد إمكانية التحويل ضوء الشمسإلى تيار كهربائي. يمكنك، بالطبع، التحدث عن نوع من "الجيل الرخيص"، لكن هذا خداع صريح. تتطلب محطات الطاقة الشمسية مساحات كبيرة من الأراضي؛ وحتى الآن لم يتعامل أحد حقًا مع مشاكل التخلص من الألواح الشمسية المستعملة في أي مكان. ستتطلب إعادة التدوير تطوير تقنيات خطيرة للغاية، والتي من غير المرجح أن ترضي البيئة. إذا تحدثنا عن محطات توليد الطاقة التي تستخدم الرياح، فسيتعين على الكلمات استخدام نفس الشيء تقريبا، لأنه في هذه الحالة يبلغ عامل السعة حوالي ربع القدرة المثبتة. في بعض الأحيان يكون هناك هدوء بدلًا من الرياح، وأحيانًا تكون الرياح قوية جدًا لدرجة أنها تجبر "المطاحن" على التوقف، كما تهدد سلامة هيكلها.

تقلبات الطقس لمصادر الطاقة المتجددة

ليس هناك مفر من "كعب أخيل" الثاني المتمثل في مصادر الطاقة المتجددة. محطات توليد الطاقة القائمة عليها لا تعمل عندما يحتاج المستهلكون إلى الكهرباء التي تولدها، ولكن عندما يكون الطقس في الخارج مشمسًا أو عندما تكون الرياح ذات قوة مناسبة. نعم محطات توليد الطاقة هذه يمكنها توليد الكهرباء، لكن ماذا لو لم تتمكن شبكات نقل الطاقة من استقبالها؟ هبت الرياح ليلاً، يمكنك تشغيل محطات طاقة الرياح، لكن في الليل ننام أنا وأنت، والشركات لا تعمل. نعم، إن محطات الطاقة التقليدية التي تعتمد على الموارد المتجددة، مثل محطات الطاقة الكهرومائية، قادرة على التعامل مع هذه المشكلة عن طريق زيادة التصريف الخامل للمياه ("ما بعد التوربين") أو ببساطة تجميع إمدادات المياه في خزاناتها، ولكن وفي حالة الفيضانات، فإن الأمر ليس بهذه السهولة بالنسبة لهم. وبالنسبة لمحطات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، فإن تقنيات تخزين الطاقة ليست متطورة بحيث يمكنها "تخزين" الكهرباء المولدة في اللحظة التي يزداد فيها استهلاك الشبكة.

وهناك أيضًا الوجه الآخر للعملة. هل سيستثمر المستثمر في بناء محطة لتوليد الطاقة بالغاز، على سبيل المثال، في منطقة يتم فيها تركيب الألواح الشمسية بكميات كبيرة؟ كيف يمكنك استرداد الأموال المستثمرة إذا كانت محطة الطاقة "الخاصة بك" لا تعمل نصف الوقت؟ فترة السداد والفائدة البنكية... "أوه، لماذا أحتاج هذا؟ صداع!» - يعلن الرأسمالي الحذر ولا يبني شيئا. وهنا لدينا حالة جوية شاذة، فقد هطلت الأمطار لمدة أسبوع بهدوء تام. وتتلاشى صرخات المستهلكين الغاضبين الذين أجبروا على تشغيل مولدات الديزل في مروجهم الأمامية لتتحول إلى قعقعة. لا يمكنك إجبار المستثمرين على بناء محطات الطاقة الحرارية، فبدون المزايا والإعانات من الدولة، لن يخاطروا. وهذا، على أية حال، يصبح عبئا إضافيا على ميزانيات الدولة، وكذلك في حالة قيام الدولة، بعد أن لم تجد مستثمرين متعاونين، ببناء محطات الطاقة الحرارية بمفردها.

نسمع كثيرًا عن عدد الألواح الشمسية المستخدمة في ألمانيا، أليس كذلك؟ ولكن في الوقت نفسه، يتزايد عدد محطات الطاقة التي تعمل بالفحم البني المحلي في البلاد، مما ينبعث بلا رحمة في الغلاف الجوي نفس "e-two" التي يجب مكافحتها أثناء الوفاء بشروط اتفاقية باريس لعام 2015. تضطر "محطات الطاقة البنية" إلى بناء الحكومة الفيدرالية لألمانيا، والهيئات الإدارية للولايات الفيدرالية - ليس لديهم خيار آخر، وإلا فإن نفس عشاق "الطاقة الخضراء" سيخرجون إلى الشوارع للاحتجاج بسبب حقيقة ذلك لا يوجد تيار في مآخذها، والتي يجب عليك الجلوس عليها في المساء بجوار الشعلة.

نحن نبالغ بالطبع، ولكن فقط لكي نجعل عبثية الموقف أكثر وضوحًا. إذا كان توليد الكهرباء يعتمد حرفيًا على الطقس، فقد يتبين أنه من المستحيل تقنيًا تلبية احتياجات الكهرباء الأساسية باستخدام الشمس والرياح. نعم، من الناحية النظرية، من الممكن توصيل أوروبا بأكملها بإفريقيا بخطوط كهرباء إضافية (خطوط كهرباء) بحيث يصل التيار من الصحراء المشمسة إلى المنازل التي تقف على الساحل القاتم لبحر الشمال، لكن هذا يكلف أموالاً لا تصدق على الإطلاق ، وفترة الاسترداد تقترب من اللانهاية. هل يجب أن يكون هناك مصدر يعمل بالفحم أو الغاز بجوار كل محطة للطاقة الشمسية؟ دعونا نكرر، لكن حرق موارد الطاقة الهيدروكربونية في محطات الطاقة لا يسمح بالتنفيذ الكامل لأحكام اتفاقية باريس بشأن الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

محطة الطاقة النووية كأساس "للطاقة الخضراء"

نهاية؟ بالنسبة لتلك الدول التي قررت التخلص من الطاقة النووية، هذا هو الحال. وبطبيعة الحال، فإنهم يبحثون عن طريقة للخروج منه. وهم يعملون على تحسين أنظمة احتراق الفحم والغاز، والتخلي عن محطات توليد الطاقة من زيت الوقود، وبذل الجهود لزيادة كفاءة الأفران، ومولدات البخار، والغلايات، وزيادة الجهود لاستخدام تقنيات توفير الطاقة. هذا جيد، وهذا مفيد، وهذا يجب أن يتم. لكن روسيا و روساتومإنهم يقترحون خيارًا أكثر جذرية - وهو بناء محطة للطاقة النووية.

بناء محطة للطاقة النووية، الصورة: rusatom-oversea.com

هل تبدو هذه الطريقة متناقضة بالنسبة لك؟ دعونا ننظر إلى الأمر من وجهة نظر منطقية. أولا، لا توجد انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من المفاعلات النووية في حد ذاتها - لا توجد التفاعلات الكيميائية، اللهب لا يهدر بعنف فيهم. وبالتالي فإن تنفيذ بنود اتفاق باريس «يتم». النقطة الثانية هي حجم توليد الكهرباء في محطات الطاقة النووية. وفي أغلب الحالات، تحتوي مواقع محطات الطاقة النووية على مفاعلين على الأقل، أو حتى المفاعلات الأربعة جميعها؛ وإجمالي قدرتها المركبة هائل، ويتجاوز عامل القدرة باستمرار 80%. وهذا "الاختراق" في مجال الكهرباء يكفي لتلبية احتياجات ليس مدينة واحدة فحسب، بل المنطقة بأكملها. لكن المفاعلات النووية "لا تحب" تغيير قوتها. عذرًا، سيكون هناك الآن بعض التفاصيل الفنية لتوضيح ما نعنيه.

أنظمة التحكم والحماية في المفاعلات النووية

مبدأ تشغيل مفاعل الطاقة ليس معقدًا من الناحية التخطيطية. يتم تحويل طاقة النوى الذرية إلى طاقة حرارية لسائل التبريد، ويتم تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية لدوار المولد الكهربائي، والذي بدوره يتحول إلى طاقة كهربائية.

الذرية – الحرارية – الميكانيكية – الكهربائية، وهذا نوع من دورة الطاقة.

وفي نهاية المطاف، تعتمد الطاقة الكهربائية للمفاعل على قوة التفاعل الذري المتسلسل المتحكم به والمتحكم فيه لانشطار الوقود النووي. نؤكد – يمكن السيطرة عليها ويمكن التحكم فيها. ولسوء الحظ، فإننا نعرف جيدًا منذ عام 1986 ماذا يحدث إذا خرج التفاعل المتسلسل عن السيطرة والإدارة.

كيف تتم مراقبة ومراقبة مسار التفاعل المتسلسل، وما الذي يجب القيام به لضمان عدم انتشار التفاعل على الفور إلى كامل حجم اليورانيوم الموجود في "المرجل النووي"؟ دعونا نتذكر البديهيات المدرسية، دون الخوض في التفاصيل العلمية للفيزياء النووية - وهذا سيكون كافيا.

ما هو التفاعل المتسلسل "على الأصابع" إذا نسي شخص ما: وصل نيوترون واحد، وطرد نيوترونين، ونيوترونان أخرجا أربعة، وما إلى ذلك. إذا أصبح عدد هذه النيوترونات الحرة كبيرًا جدًا، فسوف ينتشر التفاعل الانشطاري في كامل حجم اليورانيوم، مما يهدد بالتطور إلى "الانفجار الكبير". نعم بالتأكيد، انفجار نوويلن يتم ذلك، فهو يتطلب أن تزيد نسبة نظير اليورانيوم 235 في الوقود عن 60%، وفي مفاعلات الطاقة لا تتجاوز نسبة تخصيب الوقود 5%. ولكن حتى بدون الانفجار الذريستكون المشاكل فوق رأسك. سوف ترتفع درجة حرارة سائل التبريد، وسيزداد ضغطه في خطوط الأنابيب بشكل فوق حرج، وبعد تمزقها، قد تتعرض سلامة مجموعات الوقود للخطر وسوف تتسرب جميع المواد المشعة خارج المفاعل، وتلوث المناطق المحيطة بجنون وتنفجر في الغلاف الجوي. إلا أن تفاصيل كارثة محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية معروفة للجميع، ولن نكررها.

حادث في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية، الصورة: meduza.io

أحد المكونات الرئيسية لأي مفاعل نووي هو نظام التحكم والحماية. لا ينبغي أن تكون النيوترونات الحرة أكثر من قيمة محسوبة بشكل صارم، ولكن لا ينبغي أن تكون أقل من هذه القيمة - فهذا سيؤدي إلى تخفيف التفاعل المتسلسل، وسوف "تتوقف" محطة الطاقة النووية ببساطة. ويجب أن يكون داخل المفاعل مادة تمتص النيوترونات الزائدة، ولكن بكمية تسمح باستمرار التفاعل المتسلسل. لقد اكتشف علماء الفيزياء النووية منذ فترة طويلة المادة التي تقوم بذلك بشكل أفضل - نظير البورون 10، لذلك يُطلق على نظام التحكم والحماية أيضًا اسم "البورون".

يتم تضمين قضبان البورون في تصميم المفاعلات التي تحتوي على الجرافيت ومهدئ الماء، بالنسبة لهم هناك نفس القنوات التكنولوجية مثل قضبان الوقود وعناصر الوقود. تعمل عدادات النيوترونات في المفاعل بشكل مستمر، وتعطي الأوامر تلقائيًا للنظام الذي يتحكم في قضبان البورون، والذي يقوم بتحريك القضبان أو غمرها أو إخراجها من المفاعل. في بداية جلسة الوقود، يوجد الكثير من اليورانيوم في المفاعل - ويتم غمر قضبان البورون بشكل أعمق. يمر الوقت، ويحترق اليورانيوم، وتبدأ إزالة قضبان البورون تدريجيًا - يجب أن يظل عدد النيوترونات الحرة ثابتًا. نعم، نلاحظ أن هناك أيضًا قضبان بورون «طارئة» «معلقة» فوق المفاعل. في حالة الانتهاكات التي من المحتمل أن تخرج التفاعل المتسلسل عن نطاق السيطرة، يتم غمرها في المفاعل على الفور، مما يؤدي إلى قتل التفاعل المتسلسل في مهده. انفجر خط الأنابيب، وحدث تسرب لسائل التبريد - وهذا خطر ارتفاع درجة الحرارة، ويتم تشغيل قضبان البورون الطارئة على الفور. دعونا نوقف رد الفعل ونكتشف ببطء ما حدث بالضبط وكيفية حل المشكلة، وينبغي تقليل المخاطر إلى الصفر.

هناك نيوترونات مختلفة، لكن لدينا نفس البورون

المنطق البسيط، كما ترى، يوضح أن زيادة وخفض قوة الطاقة للمفاعل النووي – “مناورة الطاقة” كما يقول مهندسو الطاقة – هي مهمة صعبة للغاية، وهي تعتمد على الفيزياء النووية وميكانيكا الكم. مزيد من "التعمق في العملية"، وليس بعيدًا جدًا، لا تخافوا. في أي تفاعل انشطاري لوقود اليورانيوم، يتم تشكيل نيوترونات حرة ثانوية - وهي نفس النيوترونات الموجودة في الصيغة المدرسية "أخرجت نيوترونين". في مفاعل الطاقة، هناك عدد كبير جدًا من النيوترونات الثانوية؛ ولإمكانية التحكم في التفاعل والتحكم فيه، هناك حاجة إلى معامل قدره 1.02. وصل 100 نيوترون، وتم التخلص من 200 نيوترون، ومن بين 200 نيوترون ثانوي، يجب أن "يأكل" 98، ويمتص نفس البورون-10. يقوم البورون بقمع النشاط الزائد، ونقول لك ذلك بالتأكيد.

لكن تذكر ما يحدث إذا أطعمت طفلاً دلوًا من الآيس كريم - فسوف يأكل بسعادة أول 5-6 حصص، ثم يغادر لأنه "لم يعد بإمكانه استيعابه". البشر مصنوعون من الذرات، وبالتالي فإن طبيعة الذرات لا تختلف عن طبيعتنا. يمكن للبورون 10 أن يأكل النيوترونات، ولكن ليس عددًا لا نهائيًا، سيأتي بالتأكيد نفس الشيء "لم يعد مناسبًا". يشك الرجال الملتحون الذين يرتدون المعاطف البيضاء في محطة الطاقة النووية في أن الكثير من الناس يدركون أن العلماء النوويين في أعماقهم يظلون أطفالًا فضوليين، لذا يحاولون استخدام أكبر قدر ممكن من المفردات "الناضجة". البورون في مفرداتهم لا "تأكله النيوترونات"، بل "يحترق" - يبدو هذا أكثر احترامًا، كما توافق على ذلك. بطريقة أو بأخرى، كل طلب من شبكة الكهرباء "لإيقاف المفاعل" يؤدي إلى احتراق أكثر كثافة لنظام الحماية والتحكم بالبورون ويسبب صعوبات إضافية.

نموذج لمفاعل نيوتروني سريع، الصورة: topwar.ru

مع معامل 1.02، كل شيء ليس بهذه البساطة أيضًا، لأنه بالإضافة إلى النيوترونات الثانوية السريعة التي تظهر مباشرة بعد تفاعل الانشطار، هناك أيضًا نيوترونات متأخرة. بعد الانشطار، تتفكك ذرة اليورانيوم، وتتطاير النيوترونات أيضًا من هذه الشظايا، ولكن بعد بضعة ميكروثانية. هناك عدد قليل منها مقارنة بالفورية، حوالي 1٪ فقط، ولكن بمعامل 1.02 فهي مهمة جدًا، لأن 1.02 عبارة عن زيادة بنسبة 2٪ فقط. لذلك، يجب أن يتم حساب كمية البورون بدقة متناهية، مع الموازنة باستمرار على الخط الرفيع المتمثل في "خروج التفاعل عن نطاق السيطرة - إغلاق غير مجدول للمفاعل". لذلك، واستجابة لكل مطلب «أشعل الغاز»! أو "تمهل، لماذا أنت متحمس جدًا!" يبدأ التفاعل المتسلسل لتحول العمل في محطة الطاقة النووية، عندما يقدم كل عامل نووي في طاقمه عددًا أكبر من التعبيرات الاصطلاحية...

ومرة أخرى عن محطات الطاقة النووية كأساس لـ "الطاقة الخضراء"

والآن دعونا نعود إلى حيث توقفنا - قدرة توليد طاقة عالية، على مساحة كبيرة تخدمها محطات الطاقة النووية. كلما كانت المنطقة أكبر، زادت الفرص المتاحة لوضع RES مدعومًا بـ RES. كلما زاد عدد هذه ES، كلما زاد احتمال أن يتزامن استهلاك الذروة مع فترة جيلها الأعظم. هذا هو المكان الذي ستأتي منه الكهرباء من الألواح الشمسية، وهذا هو المكان الذي ستأتي منه طاقة الرياح، وهذا هو المكان الذي ستضرب فيه موجة المد والجزر الجانب بنجاح، وكلها معًا ستعمل على تخفيف الحمل الأقصى، مما يسمح للعاملين في الطاقة النووية في محطة للطاقة النووية لشرب الشاي بهدوء، والنظر في رتابة، دون انقطاع، عدادات النيوترونات العاملة.

الطاقة المتجددة، hsto.org

كلما كان الوضع أكثر هدوءًا في محطة الطاقة النووية، كلما أصبح البرغر أكثر بدانة، حيث يمكنهم الاستمرار في تسخين النقانق على الشواية دون أي مشاكل. كما ترون، لا يوجد شيء متناقض في الجمع بين مصادر الطاقة المتجددة والتوليد النووي كقاعدة، كل شيء هو العكس تمامًا - مثل هذا المزيج، إذا قرر العالم بجدية مكافحة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، هو الحل الأمثل الوضع، دون شطب جميع خيارات التحديث والتحسينات لمحطات الطاقة الحرارية التي تحدثنا عنها بأي حال من الأحوال.

واستمرارًا لـ "أسلوب الكنغر"، نقترح "القفز" إلى الجملة الأولى من هذه المقالة - حول محدودية أي موارد طاقة تقليدية على كوكب الأرض. ولهذا السبب، فإن الاتجاه الاستراتيجي الرئيسي لتطوير الطاقة هو غزو التفاعل النووي الحراري، لكن تقنيته معقدة بشكل لا يصدق وتتطلب جهودًا منسقة ومشتركة للعلماء والمصممين من جميع البلدان، واستثمارات جادة وسنوات عديدة من العمل الشاق. يمكن الآن تخمين المدة التي سيستغرقها الأمر باستخدام القهوة المطحونة أو أحشاء الطيور، لكن عليك بالطبع التخطيط للسيناريو الأكثر تشاؤمًا. نحن بحاجة للبحث عن الوقود الذي يمكن أن يوفر نفس التوليد الأساسي لأطول فترة ممكنة. يبدو أن هناك الكثير من النفط والغاز، ولكن عدد سكان الكوكب ينمو أيضًا، وتسعى المزيد والمزيد من دول المملكة إلى نفس مستوى الاستهلاك كما هو الحال في بلدان "المليار الذهبي". ووفقاً للجيولوجيين، فإن هناك ما بين 100 إلى 150 عاماً من الوقود الهيدروكربوني الأحفوري المتبقي على الأرض، ما لم ينمو الاستهلاك بمعدل أسرع مما هو عليه الآن. ويبدو أن الأمر سينتهي بهذه الطريقة، منذ أن أصبح عدد السكان الدول الناميةيرغب في زيادة مستوى الراحة..

مفاعلات سريعة

إن المخرج من هذا الوضع الذي يقترحه المشروع النووي الروسي معروف، وهو إغلاق دورة الوقود النووي من خلال إشراك مفاعلات المولدات النووية ومفاعلات النيوترونات السريعة في هذه العملية. المولد هو مفاعل يكون فيه، نتيجة لجلسة الوقود، ناتج الوقود النووي أكثر مما تم تحميله في البداية، مفاعل المولد. أولئك الذين لم ينسوا تماما دورة الفيزياء المدرسية قد يطرحون السؤال: معذرة، ولكن ماذا عن قانون الحفاظ على الكتلة؟ الجواب بسيط - لا، لأن العمليات تكون نووية في المفاعل النووي، ولا ينطبق قانون حفظ الكتلة بشكله الكلاسيكي.

منذ أكثر من مائة عام، ربط ألبرت أينشتاين بين الكتلة والطاقة معًا في نظريته النسبية الخاصة، وفي المفاعلات النووية تعتبر هذه النظرية عملية تمامًا. يتم الحفاظ على الكمية الإجمالية للطاقة، ولكن في هذه الحالة ليس هناك شك في الحفاظ على الكمية الإجمالية للكتلة. احتياطي ضخم من الطاقة "ينام" في ذرات الوقود النووي، ينطلق نتيجة التفاعل الانشطاري، نستخدم جزءًا من هذا الاحتياطي لمصلحتنا، والجزء الآخر يحول بأعجوبة ذرات اليورانيوم 238 إلى خليط من الذرات من نظائر البلوتونيوم. مفاعلات النيوترونات السريعة، وهي فقط، تجعل من الممكن تحويل المكون الرئيسي لخام اليورانيوم - اليورانيوم 238 - إلى مصدر للوقود. تبلغ احتياطيات اليورانيوم 235، المنضب محتواه وغير المستخدم في المفاعلات النووية الحرارية، المتراكمة أثناء تشغيل محطات الطاقة النووية النيوترونية الحرارية، مئات الآلاف من الأطنان، والتي لم تعد هناك حاجة لاستخراجها من المناجم التي لم تعد بحاجة إليها ليتم "تقشيرها" من النفايات الصخرية - هناك كمية لا تصدق من اليورانيوم في محطات التخصيب.

وقود MOX في متناول يدك

من الناحية النظرية، هذا أمر مفهوم، ولكن ليس بشكل كامل، لذلك دعونا نحاول مرة أخرى "على أصابعنا". إن اسم "وقود MOX" ذاته هو مجرد اختصار إنجليزي مكتوب بأحرف الأبجدية السلافية، والذي يُكتب باسم MOX. شرح - وقود الأكسيد المختلط، ترجمة مجانية - "الوقود من الأكاسيد المختلطة". في الأساس، يشير هذا المصطلح إلى خليط من أكسيد البلوتونيوم وأكسيد اليورانيوم، ولكن هذا في الأساس فقط. وبما أن شركائنا الأمريكيين المحترمين لم يتمكنوا من إتقان تكنولوجيا إنتاج وقود MOX من البلوتونيوم المستخدم في صنع الأسلحة، فقد تخلت روسيا أيضًا عن هذا الخيار. لكن المصنع الذي بنيناه تم تصميمه مسبقًا ليكون عالميًا - فهو قادر على إنتاج وقود MOX من الوقود المستهلك من المفاعلات الحرارية. إذا كان أي شخص قد قرأ المقالات Geoenergetics.ruوفي هذا الصدد، يتذكر أن نظائر البلوتونيوم 239 و240 و241 في الوقود المستهلك هي بالفعل "مختلطة" - يوجد ثلث كل منها، لذلك في وقود MOX الناتج من الوقود المستهلك يوجد مزيج من البلوتونيوم، نوع من المزيج داخل مزيج.

الجزء الثاني من المزيج الرئيسي هو اليورانيوم المنضب. للمبالغة: نأخذ مزيجًا من أكسيد البلوتونيوم المستخرج من الوقود النووي المستهلك باستخدام عملية PUREX، ونضيف اليورانيوم 238 الذي لا مالك له ونحصل على وقود MOX. في هذه الحالة، لا يشارك اليورانيوم 238 في التفاعل المتسلسل، فقط نظائر البلوتونيوم المختلطة هي التي "تحترق". لكن اليورانيوم 238 ليس "موجودًا" فقط - ففي بعض الأحيان، على مضض، من وقت لآخر، يأخذ نيوترونًا واحدًا، ويتحول إلى بلوتونيوم 239. جزء من هذا البلوتونيوم الجديد "يحترق" على الفور، والبعض ببساطة ليس لديه الوقت للقيام بذلك قبل نهاية جلسة الوقود. وهذا، في الواقع، هو السر كله.

الأرقام عشوائية، مأخوذة من لا شيء، فقط من أجل الوضوح. التركيب الأولي لوقود MOX هو 100 كيلوغرام من أكسيد البلوتونيوم و 900 كيلوغرام من اليورانيوم 238. وبينما كان البلوتونيوم "يحترق"، تحول 300 كيلوغرام من اليورانيوم 238 إلى بلوتونيوم إضافي، منها 150 كيلوغراماً "احترق" على الفور، و150 كيلوغراماً لم يكن لديها وقت. لقد قاموا بسحب مجموعة الوقود و"نفضوا" البلوتونيوم منها، لكن تبين أنها تزيد بمقدار 50 كيلوغرامًا عما كانت عليه في الأصل. حسنًا، أو نفس الشيء، ولكن مع الحطب: لقد ألقيت قطعتين من الحطب في صندوق الاحتراق، وتم تسخين الموقد طوال الليل، وفي الصباح أخرجت... ثلاثة قطع من الحطب. من 900 كجم من اليورانيوم 238 عديم الفائدة، والذي لا يشارك في التفاعل المتسلسل، عند استخدامه كجزء من وقود MOX، حصلنا على 150 كجم من الوقود، والذي "احترق" على الفور لصالحنا، وبقي 150 كجم للمزيد يستخدم. وهناك 300 كيلو أقل من هذه النفايات، اليورانيوم 238 عديم الفائدة، وهو أيضًا ليس سيئًا.

تختلف النسب الفعلية لليورانيوم - 238 المستنفد والبلوتونيوم في وقود MOX، بطبيعة الحال، لأنه مع وجود 7٪ من البلوتونيوم في وقود MOX، يتصرف الخليط تقريبًا بنفس سلوك وقود اليورانيوم التقليدي مع حوالي 5٪ من التخصيب في اليورانيوم - 235. لكن الأرقام التي توصلنا إليها تظهر المبدأ الرئيسيوقود MOX - يتم تحويل اليورانيوم 238 عديم الفائدة إلى وقود نووي، وتصبح احتياطياته الضخمة مصدرًا للطاقة. وفقًا للتقديرات التقريبية، إذا افترضنا أننا على الأرض سنتوقف عن استخدام الوقود الهيدروكربوني لإنتاج الكهرباء والتحول إلى استخدام اليورانيوم 238 فقط، فسوف يستمر ذلك لمدة تتراوح بين 2500 إلى 3000 عام. قدر لا بأس به من الوقت لإتقان تقنية الاندماج النووي الحراري الخاضع للرقابة.

يسمح لنا وقود MOX بحل مشكلة أخرى في نفس الوقت - تقليل احتياطيات الوقود المستهلك المتراكمة في جميع الدول الأعضاء في "النادي النووي"، وتقليل كمية النفايات المشعة المتراكمة في الوقود المستهلك. النقطة هنا لا تتعلق ببعض الخصائص المعجزة لوقود MOX، كل شيء أكثر واقعية. إذا لم يتم استخدام الوقود النووي المستهلك وحاولنا إرساله للدفن الجيولوجي الأبدي، فيجب إرسال جميع النفايات عالية المستوى التي يحتوي عليها للتخلص منها. لكن استخدام تقنيات إعادة معالجة الوقود النووي المستهلك من أجل استخراج البلوتونيوم منه طوعا أو كرها يجبرنا على تقليل حجم هذه النفايات المشعة. في النضال من أجل استخدام البلوتونيوم، نحن مجبرون ببساطة على تدمير النفايات المشعة، ولكن في الوقت نفسه تصبح عملية هذا التدمير أقل تكلفة بكثير - بعد كل شيء، يتم استخدام البلوتونيوم.

يعد وقود MOX متعة باهظة الثمن ويجب أن تكون رخيصة الثمن

في الوقت نفسه، بدأ إنتاج وقود MOX في روسيا مؤخرًا، حتى مع أحدث مفاعل نيوتروني سريع وأكثرها تقدمًا من الناحية التكنولوجية - BN-800، فإن الانتقال إلى استخدام وقود MOX بنسبة 100٪ يحدث عبر الإنترنت، كما أنه لم يكتمل بعد . ومن الطبيعي أن يكون إنتاج وقود MOX حاليًا أكثر تكلفة من إنتاج وقود اليورانيوم التقليدي. إن تخفيض تكلفة الإنتاج، كما هو الحال في أي صناعة أخرى، أمر ممكن، أولا وقبل كل شيء، من خلال الإنتاج الضخم "الناقل".

وبالتالي، لكي يكون إغلاق دورة الوقود النووي ممكناً من الناحية الاقتصادية، تحتاج روسيا إلى عدد أكبر من مفاعلات النيوترونات السريعة، وهو ما يجب أن يصبح خطاً استراتيجياً لتطوير الطاقة النووية. المزيد من المفاعلات – جيدة ومختلفة!

وفي الوقت نفسه، من الضروري عدم إغفال الاحتمال الثاني لاستخدام وقود MOX - كوقود لمفاعلات VVER. تخلق مفاعلات النيوترونات السريعة مثل هذه الكمية الإضافية من البلوتونيوم التي لا يمكنهم استخدامها حقًا - فهي ببساطة لا تحتاج إلى الكثير، فهناك ما يكفي من البلوتونيوم لمفاعلات VVER. لقد كتبنا بالفعل أعلاه أن وقود MOX، الذي يمثل فيه اليورانيوم المنضب 238 بنسبة 93٪ 7٪ بلوتونيوم، يتصرف تقريبًا بنفس سلوك وقود اليورانيوم التقليدي. لكن استخدام وقود MOX في المفاعلات الحرارية يؤدي إلى انخفاض كفاءة امتصاص النيوترونات المستخدمة في VVERs. والسبب في ذلك هو أن البورون 10 يمتص النيوترونات السريعة بشكل أسوأ بكثير - وهذه هي خصائصه الفيزيائية التي لا يمكننا التأثير عليها بأي شكل من الأشكال. تنشأ نفس المشكلة مع قضبان البورون الطارئة، والغرض منها هو إيقاف التفاعل المتسلسل على الفور في حالة الطوارئ.

والحل المعقول هو خفض كمية وقود MOX في VVER إلى 30-50%، وهو ما يجري تنفيذه بالفعل في بعض مفاعلات الماء الخفيف في فرنسا واليابان ودول أخرى. لكن حتى في هذه الحالة، قد يكون من الضروري تحديث نظام البورون وتنفيذ كافة مبررات السلامة اللازمة، والتعاون مع السلطات الإشرافية التابعة للوكالة الدولية للطاقة الذرية للحصول على تراخيص استخدام وقود MOX في المفاعلات الحرارية. أو باختصار، لا بد من زيادة عدد قضبان البورون، سواء تلك المخصصة للتحكم أو تلك التي يتم "تخزينها" في حالة الطوارئ. لكن تطوير هذه التقنيات فقط هو الذي سيجعل من الممكن الانتقال إلى الإنتاج الضخم لهذا النوع من الوقود وخفض تكلفة إنتاجه. وفي الوقت نفسه، سيسمح هذا بحل مشكلة تقليل كمية الوقود النووي المستهلك بشكل أكثر فعالية واستخدام احتياطيات اليورانيوم المنضب بشكل أكثر فعالية.

إن الآفاق قريبة، لكن الطريق ليس سهلا

إن تطوير هذه التكنولوجيا جنبًا إلى جنب مع بناء مفاعلات مولدة للبلوتونيوم النشط - مفاعلات النيوترونات السريعة - سيسمح لروسيا ليس فقط بإغلاق دورة الوقود النووي، بل أيضًا بجعلها جذابة اقتصاديًا. هناك أيضًا احتمالات كبيرة لاستخدام وقود SNUP (وقود نيتريد اليورانيوم والبلوتونيوم المختلط). وقد أثبتت مجمعات الوقود التجريبية، التي تم تشعيعها في مفاعل BN-600 في عام 2016، فعاليتها بالفعل أثناء اختبارات المفاعل وبناءً على نتائج دراسات ما بعد المفاعل. تنص النتائج التي تم الحصول عليها على مواصلة العمل لتبرير استخدام وقود SNUP في إنشاء محطة مفاعل BREST-300 والوحدات في الموقع لإنتاج وقود SNUP في مجمع العرض التجريبي الذي يتم بناؤه في سيفيرسك. سوف يسمح لنا BREST-300 بمواصلة تطوير التقنيات اللازمة لإغلاق دورة الوقود النووي بشكل كامل، وتوفير حل أكثر اكتمالا لمشاكل الوقود النووي المستهلك والنفايات المشعة، وتنفيذ أيديولوجية "العودة إلى الطبيعة بقدر ما كان من النشاط الإشعاعي". مستخرج." مفاعل BREST-300، مثل مفاعلات BN، هو مفاعل نيوتروني سريع، مما يؤكد فقط على صحة الاتجاه الاستراتيجي لتطوير الطاقة النووية - وهو مزيج من مفاعلات الماء المضغوط ومفاعلات النيوترونات السريعة.

إن إتقان تقنية استخدام وقود MOX بنسبة 100% في BN-800 يوفر أيضًا الفرصة لإنشاء مفاعلات BN-1200 - ليست فقط أكثر قوة، ولكنها أيضًا أكثر ربحية من الناحية الاقتصادية. تم اتخاذ قرار إنشاء مفاعل BN-1200 في روسيا، مما يعني أن وتيرة العمل البحثي الذي يقوم به المتخصصون النوويون لن يؤدي إلا إلى زيادة، وإنشاء MBIR، المقرر إجراؤه في عام 2020، يمكن أن يساعد بشكل كبير في حل جميع المشاكل ، في إتقان تكنولوجيا إغلاق الوقود الكامل للدورة النووية. كانت روسيا ولا تزال الدولة الوحيدة التي أنشأت مفاعلات طاقة نيوترونية سريعة، مما يضمن ريادتنا العالمية في هذا المجال الأكثر أهمية للطاقة النووية.

بالطبع، كل ما قيل هو مجرد التعرف الأول على ميزات مفاعلات النيوترونات السريعة، لكننا سنحاول الاستمرار، لأن هذا الموضوع مهم، ويبدو لنا أنه مثير للاهتمام للغاية.

في تواصل مع

على بعد 40 كم من ييكاتيرينبرج، وسط أجمل غابات الأورال، تقع مدينة زاريتشني. في عام 1964، تم إطلاق أول محطة للطاقة النووية الصناعية السوفيتية، بيلويارسكايا، هنا (بمفاعل AMB-100 بسعة 100 ميجاوات). والآن تظل محطة بيلويارسك للطاقة النووية هي الوحيدة في العالم التي يعمل فيها مفاعل الطاقة النيوترونية السريعة الصناعي BN-600.

تخيل غلاية تبخر الماء، والبخار الناتج يدور حول مولد توربيني يولد الكهرباء. شيء من هذا القبيل في المخطط العاموتم بناء محطة للطاقة النووية. فقط "المرجل" هو طاقة الاضمحلال الذري. يمكن أن تكون تصميمات مفاعلات الطاقة مختلفة، ولكن وفقًا لمبدأ التشغيل يمكن تقسيمها إلى مجموعتين - مفاعلات النيوترونات الحرارية ومفاعلات النيوترونات السريعة.

أساس أي مفاعل هو انشطار النوى الثقيلة تحت تأثير النيوترونات. صحيح أن هناك اختلافات كبيرة. في المفاعلات الحرارية، يتم انشطار اليورانيوم 235 بواسطة نيوترونات حرارية منخفضة الطاقة، مما ينتج عنه شظايا انشطارية ونيوترونات جديدة عالية الطاقة (تسمى النيوترونات السريعة). إن احتمال امتصاص نيوترون حراري بواسطة نواة اليورانيوم 235 (مع انشطار لاحق) أعلى بكثير من النيوترون السريع، لذلك يجب إبطاء النيوترونات. ويتم ذلك بمساعدة المواد الوسيطة، وهي مواد تفقد النيوترونات طاقتها عند اصطدامها بالنوى. وقود المفاعلات الحرارية عادة ما يكون من اليورانيوم منخفض التخصيب، والجرافيت، ويستخدم الماء الخفيف أو الثقيل كمهدئ، ويتم استخدام المبرد. الماء العادي. يتم إنشاء معظم محطات الطاقة النووية العاملة وفقًا لأحد هذه المخططات.

يمكن استخدام النيوترونات السريعة الناتجة عن الانشطار النووي القسري دون أي اعتدال. المخطط هو كما يلي: يتم امتصاص النيوترونات السريعة المنتجة أثناء انشطار نواة اليورانيوم 235 أو البلوتونيوم 239 بواسطة اليورانيوم 238 لتكوين البلوتونيوم 239 (بعد اضمحلال بيتا مرتين). علاوة على ذلك، لكل 100 نواة يورانيوم-235 أو بلوتونيوم-239، يتم تكوين 120-140 نواة بلوتونيوم-239. صحيح، بما أن احتمال الانشطار النووي بواسطة النيوترونات السريعة أقل من احتمال الانشطار النووي بواسطة النيوترونات الحرارية، فيجب تخصيب الوقود إلى حد أكبر من المفاعلات الحرارية. بالإضافة إلى ذلك، من المستحيل إزالة الحرارة باستخدام الماء هنا (الماء وسيط)، لذلك يجب استخدام مبردات أخرى: عادةً ما تكون هذه معادن وسبائك سائلة، من خيارات غريبة جدًا مثل الزئبق (تم استخدام مثل هذا المبرد في أول مفاعل تجريبي أمريكي كليمنتين) أو سبائك الرصاص والبزموت (المستخدمة في بعض مفاعلات الغواصات - على وجه الخصوص، غواصات المشروع السوفييتي 705) إلى الصوديوم السائل (الخيار الأكثر شيوعًا في مفاعلات الطاقة الصناعية). تسمى المفاعلات التي تعمل وفق هذا المخطط بمفاعلات النيوترونات السريعة. تم اقتراح فكرة مثل هذا المفاعل في عام 1942 من قبل إنريكو فيرمي. وبطبيعة الحال، أظهر الجيش اهتماما شديدا بهذا المخطط: فالمفاعلات السريعة أثناء التشغيل لا تنتج الطاقة فحسب، بل تنتج أيضا البلوتونيوم للأسلحة النووية. لهذا السبب، تسمى مفاعلات النيوترونات السريعة أيضًا بالمفاعلات (من المربي الإنجليزي - المنتج).

ماذا بداخله

تتكون المنطقة النشطة لمفاعل النيوترونات السريعة من طبقات مثل البصلة. تشكل 370 مجموعة وقود ثلاث مناطق ذات تخصيب مختلف لليورانيوم 235 - 17 و21 و26% (في البداية كانت هناك منطقتان فقط، ولكن من أجل معادلة إطلاق الطاقة، تم إنشاء ثلاث مناطق). وهي محاطة بحواجز جانبية (بطانيات)، أو مناطق تكاثر، حيث توجد التجمعات التي تحتوي على اليورانيوم المنضب أو الطبيعي، والتي تتكون أساساً من نظير 238. وفي نهايات قضبان الوقود أعلى وأسفل النواة توجد أيضاً أقراص من اليورانيوم المنضب. اليورانيوم، الذي يشكل الشاشات النهائية (مناطق التكاثر). مفاعل BN-600 هو مضاعف (مولد)، أي أنه بالنسبة لـ 100 نواة يورانيوم - 235 مقسمة في القلب، يتم إنتاج 120-140 نواة بلوتونيوم في الشاشات الجانبية والنهائية، مما يجعل من الممكن التكاثر الموسع للوقود النووي . مجمعات الوقود (FA) عبارة عن مجموعة من عناصر الوقود (قضبان الوقود) المجمعة في غلاف واحد - أنابيب فولاذية خاصة مملوءة بكريات أكسيد اليورانيوم بمختلف التخصيب. بحيث لا تتلامس قضبان الوقود مع بعضها البعض ويمكن أن يدور المبرد بينهما، يتم لف سلك رفيع على الأنابيب. يدخل الصوديوم إلى مجموعة الوقود من خلال فتحات الاختناق السفلية ويخرج من خلال النوافذ الموجودة في الجزء العلوي. يوجد في الجزء السفلي من مجموعة الوقود ساق يتم إدخالها في مقبس المبدل، وفي الجزء العلوي يوجد جزء رأس يتم من خلاله الإمساك بالتجميع أثناء التحميل الزائد. تحتوي مجموعات الوقود ذات التخصيب المختلفة على مواقع تركيب مختلفة، لذلك من المستحيل ببساطة تثبيت المجموعة في المكان الخطأ. للتحكم في المفاعل، يتم استخدام 19 قضيب تعويض يحتوي على البورون (ممتص للنيوترونات) للتعويض عن احتراق الوقود، و2 قضيب تحكم آلي (للحفاظ على طاقة معينة)، و6 قضبان حماية نشطة. نظرًا لأن الخلفية النيوترونية لليورانيوم منخفضة، فمن أجل بدء التشغيل المتحكم فيه للمفاعل (والتحكم عند مستويات الطاقة المنخفضة) يتم استخدام "الإضاءة" - مصدر النيوترونات الضوئية (باعث جاما بالإضافة إلى البريليوم).

متعرجة من التاريخ

ومن المثير للاهتمام أن تاريخ الطاقة النووية العالمية بدأ على وجه التحديد بمفاعل النيوترون السريع. في 20 ديسمبر 1951، تم إطلاق أول مفاعل طاقة نيوتروني سريع في العالم، EBR-I (مفاعل المربي التجريبي)، بطاقة كهربائية تبلغ 0.2 ميجاوات فقط، في أيداهو. في وقت لاحق، في عام 1963، تم إطلاق محطة للطاقة النووية بمفاعل فيرمي للنيوترونات السريعة بالقرب من ديترويت - بسعة تبلغ حوالي 100 ميجاوات (في عام 1966 وقع حادث خطير مع ذوبان جزء من القلب، ولكن دون أي عواقب على ذلك). بيئةأو الناس).

في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، منذ أواخر الأربعينيات، كان ألكسندر ليبونسكي يعمل على هذا الموضوع، وتحت قيادته تم تطوير أسس نظرية المفاعلات السريعة في معهد أوبنينسك للفيزياء والطاقة (FEI) وتم بناء العديد من المدرجات التجريبية، والتي جعل من الممكن دراسة فيزياء العملية. ونتيجة لهذا البحث، في عام 1972، بدأ تشغيل أول محطة سوفيتية للطاقة النووية بالنيوترونات السريعة في مدينة شيفتشينكو (أكتاو حاليًا، كازاخستان) بمفاعل BN-350 (المسمى في الأصل BN-250). ولم يقتصر الأمر على توليد الكهرباء فحسب، بل استخدم الحرارة أيضًا لتحلية المياه. وسرعان ما تم إطلاق محطة الطاقة النووية الفرنسية المزودة بالمفاعل السريع فينيكس (1973) والمفاعل البريطاني المزود بمفاعل PFR (1974)، وكلاهما بقدرة 250 ميجاوات.

ومع ذلك، في السبعينيات، بدأت مفاعلات النيوترونات الحرارية في السيطرة على صناعة الطاقة النووية. وكان هذا لأسباب مختلفة. على سبيل المثال، حقيقة أن المفاعلات السريعة يمكن أن تنتج البلوتونيوم، مما يعني أن هذا يمكن أن يؤدي إلى انتهاك قانون منع انتشار الأسلحة النووية. ومع ذلك، على الأرجح كان العامل الرئيسي هو أن المفاعلات الحرارية كانت أبسط وأرخص، وتم تطوير تصميمها على مفاعلات عسكرية للغواصات، وكان اليورانيوم نفسه رخيصًا جدًا. يمكن عد مفاعلات الطاقة النيوترونية السريعة الصناعية التي دخلت حيز التشغيل في جميع أنحاء العالم بعد عام 1980 على أصابع اليد الواحدة: وهي سوبرفينيكس (فرنسا، 1985-1997)، ومونجو (اليابان، 1994-1995)، وبي إن-600 (بيلويارسك). NPP, 1980)، وهو مفاعل الطاقة الصناعية الوحيد العامل حاليًا في العالم.

إنهم يعودون

ومع ذلك، في الوقت الحاضر، يتركز اهتمام المتخصصين والجمهور مرة أخرى على محطات الطاقة النووية ذات المفاعلات النيوترونية السريعة. ووفقا لتقديرات الوكالة الدولية للطاقة الذرية عام 2005، فإن إجمالي حجم الاحتياطي المؤكد من اليورانيوم، الذي لا تتجاوز تكلفة استخراجه 130 دولارا للكيلوغرام الواحد، يبلغ نحو 4.7 مليون طن. ووفقاً لتقديرات الوكالة الدولية للطاقة الذرية، فإن هذه الاحتياطيات ستستمر لمدة 85 عاماً (استناداً إلى الطلب على اليورانيوم لإنتاج الكهرباء عند مستويات عام 2004). محتوى النظير 235، الذي "يحترق" في المفاعلات الحرارية، في اليورانيوم الطبيعي هو 0.72% فقط، والباقي هو اليورانيوم 238، "عديم الفائدة" للمفاعلات الحرارية. ومع ذلك، إذا تحولنا إلى استخدام مفاعلات نيوترونية سريعة قادرة على "حرق" اليورانيوم 238، فإن نفس هذه الاحتياطيات ستستمر لأكثر من 2500 عام!

ورشة تجميع المفاعل، حيث يتم تجميع الأجزاء الفردية للمفاعل من أجزاء فردية باستخدام طريقة SKD

علاوة على ذلك، فإن مفاعلات النيوترونات السريعة تجعل من الممكن تنفيذ دورة وقود مغلقة (لم يتم تنفيذها حاليًا في BN-600). وبما أن اليورانيوم 238 فقط هو الذي "يحترق"، بعد المعالجة (إزالة نواتج الانشطار وإضافة أجزاء جديدة من اليورانيوم 238)، فيمكن إعادة تحميل الوقود في المفاعل. وبما أن دورة اليورانيوم والبلوتونيوم تنتج كمية من البلوتونيوم أكثر من الاضمحلال، فيمكن استخدام الوقود الزائد في مفاعلات جديدة.

علاوة على ذلك، يمكن استخدام هذه الطريقة لمعالجة الفائض من البلوتونيوم الصالح للاستخدام في الأسلحة، وكذلك البلوتونيوم والأكتينيدات الثانوية (النبتونيوم والأمريسيوم والكوريوم) المستخرجة من الوقود المستهلك من المفاعلات الحرارية التقليدية (تمثل الأكتينيدات الثانوية حاليًا جزءًا خطيرًا جدًا من النفايات المشعة). . وفي الوقت نفسه، يتم تقليل كمية النفايات المشعة مقارنة بالمفاعلات الحرارية بأكثر من عشرين مرة.

إعادة التشغيل بشكل أعمى

على عكس المفاعلات الحرارية، توجد التجمعات في مفاعل BN-600 تحت طبقة من الصوديوم السائل، وبالتالي فإن إزالة التجمعات المستهلكة وتركيب تجمعات جديدة في مكانها (تسمى هذه العملية إعادة التحميل) تتم في وضع مغلق تمامًا. يوجد في الجزء العلوي من المفاعل سدادات دوارة كبيرة وصغيرة (غريبة الأطوار بالنسبة لبعضها البعض، أي أن محاور دورانها لا تتطابق). يتم تركيب عمود مزود بأنظمة التحكم والحماية، بالإضافة إلى آلية التحميل الزائد مع قابض من نوع كوليت، على سدادة دوارة صغيرة. تم تجهيز الآلية الدوارة بـ "ختم هيدروليكي" مصنوع من سبيكة خاصة منخفضة الذوبان. في حالته الطبيعية يكون صلبًا، ولكن لإعادة تشغيله يتم تسخينه إلى نقطة الانصهار، بينما يظل المفاعل مغلقًا تمامًا، بحيث يتم التخلص عمليًا من إطلاقات الغازات المشعة. تؤدي عملية إعادة التحميل إلى إيقاف العديد من الخطوات. أولاً، يتم إحضار القابض إلى إحدى التجميعات الموجودة في مخزن التجميعات المستهلكة داخل المفاعل، وإزالتها ونقلها إلى مصعد التفريغ. ثم يتم رفعه إلى صندوق النقل ووضعه في أسطوانة التجميعات المستهلكة، ومن هناك، بعد تنظيفه بالبخار (من الصوديوم)، يدخل إلى مجمع الوقود المستهلك. وفي المرحلة التالية، تقوم الآلية بإزالة إحدى التجمعات الأساسية وتنقلها إلى منشأة التخزين داخل المفاعل. بعد ذلك، تتم إزالة الكمية المطلوبة من أسطوانة التجميع الطازجة (التي يتم فيها تركيب مجموعات الوقود القادمة من المصنع مسبقًا) وتثبيتها في مصعد التجميع الطازج، الذي يزودها بآلية إعادة التحميل. المرحلة الأخيرة هي تركيب مجموعات الوقود في الخلية التي تم إخلاؤها. في الوقت نفسه، يتم فرض بعض القيود على تشغيل الآلية لأسباب تتعلق بالسلامة: على سبيل المثال، من المستحيل إطلاق خليتين متجاورتين في وقت واحد، بالإضافة إلى ذلك، أثناء التحميل الزائد، يجب أن تكون جميع قضبان التحكم والحماية في المنطقة النشطة. تستغرق عملية إعادة تحميل مجموعة واحدة ما يصل إلى ساعة، وتستغرق إعادة تحميل ثلث المجموعة الأساسية (حوالي 120 مجموعة وقود) حوالي أسبوع (في ثلاث نوبات)، ويتم تنفيذ هذا الإجراء في كل حملة صغيرة (160 يومًا فعالاً، محسوبة بالكامل) قوة). صحيح أن احتراق الوقود قد زاد الآن، ولم يتم تحميل سوى ربع النواة فقط (حوالي 90 مجموعة وقود). في هذه الحالة، ليس لدى المشغل رؤية مباشرة تعليق، ويسترشد فقط بمؤشرات أجهزة استشعار زاوية دوران العمود والقابضين (دقة تحديد المواقع - أقل من 0.01 درجة)، وقوى الاستخراج والتركيب.

تتضمن عملية إعادة التشغيل عدة مراحل، ويتم إجراؤها باستخدام آلية خاصة وتشبه لعبة "15". الهدف النهائي هو الحصول على تجميعات جديدة من الأسطوانة المقابلة في الفتحة المرغوبة، والتجمعات المستهلكة في الأسطوانة الخاصة بها، حيث، بعد تنظيفها بالبخار (من الصوديوم)، ستسقط في حوض التبريد.

السلس على الورق فقط

لماذا، على الرغم من كل مزاياها، لم تنتشر مفاعلات النيوترونات السريعة على نطاق واسع؟ هذا يرجع في المقام الأول إلى خصوصيات تصميمها. كما ذكر أعلاه، لا يمكن استخدام الماء كمبرد، لأنه وسيط للنيوترونات. لذلك، تستخدم المفاعلات السريعة بشكل أساسي المعادن في الحالة السائلة - بدءًا من سبائك الرصاص والبزموت الغريبة وحتى الصوديوم السائل (الخيار الأكثر شيوعًا لمحطات الطاقة النووية).

"في مفاعلات النيوترونات السريعة، تكون الأحمال الحرارية والإشعاعية أعلى بكثير مما هي عليه في المفاعلات الحرارية"، يوضح PM كبير المهندسينبيلويارسك إن بي بي ميخائيل باكانوف. "وهذا يؤدي إلى الحاجة إلى استخدام مواد هيكلية خاصة لوعاء المفاعل والأنظمة داخل المفاعل. لا تُصنع أغلفة قضبان الوقود ومجمعات الوقود من سبائك الزركونيوم، كما هو الحال في المفاعلات الحرارية، ولكن من سبائك فولاذ الكروم الخاصة، والتي تكون أقل عرضة "للتورم" الإشعاعي. ومن ناحية أخرى، على سبيل المثال، لا يتم تصنيع وعاء المفاعل تخضع للأحمال المرتبطة الضغط الداخلي"إنها أعلى بقليل من الغلاف الجوي."

وفقا لميخائيل باكانوف، في السنوات الأولى من التشغيل، ارتبطت الصعوبات الرئيسية بالانتفاخ الإشعاعي وتشقق الوقود. ومع ذلك، تم حل هذه المشكلات قريبًا، وتم تطوير مواد جديدة - سواء للوقود أو لعلب قضبان الوقود. ولكن حتى الآن، فإن الحملات محدودة ليس بسبب احتراق الوقود (الذي يصل إلى 11٪ في BN-600)، ولكن بسبب عمر الموارد للمواد التي يُصنع منها الوقود وقضبان الوقود ومجموعات الوقود. وارتبطت مشاكل تشغيلية أخرى بشكل أساسي بتسرب الصوديوم في الدائرة الثانوية، وهو معدن نشط كيميائيًا وخطير للحريق ويتفاعل بعنف عند ملامسته للهواء والماء: "فقط روسيا وفرنسا لديهما خبرة طويلة الأمد في تشغيل مفاعلات الطاقة النيوترونية السريعة الصناعية". . لقد واجهنا نحن والمتخصصون الفرنسيون نفس المشاكل منذ البداية. لقد نجحنا في حلها، كما توقعنا منذ البداية وسائل خاصةمراقبة ضيق الدوائر وتحديد وقمع تسرب الصوديوم. ولكن تبين أن المشروع الفرنسي كان أقل استعداداً لمثل هذه المشاكل؛ ونتيجة لذلك، تم إغلاق مفاعل فينيكس أخيراً في عام 2009.

ويضيف نيكولاي أوشكانوف، مدير محطة الطاقة النووية في بيلويارسك: "كانت المشاكل هي نفسها بالفعل، ولكن تم حلها هنا وفي فرنسا". طرق مختلفة. على سبيل المثال، عندما انحنى رئيس إحدى الجمعيات في فينيكس من أجل الإمساك بها وتفريغها، طور المتخصصون الفرنسيون نظاماً معقداً ومكلفاً إلى حد ما "للرؤية" من خلال طبقة من الصوديوم. وعندما واجهنا نفس المشكلة، اقترح أحد مهندسينا استخدام كاميرا فيديو، "موضوعة في هيكل بسيط مثل جرس الغوص - وهو أنبوب مفتوح من الأسفل مع نفخ الأرجون من الأعلى. وعندما تم إزاحة ذوبان الصوديوم، تمكن المشغلون، باستخدام اتصال الفيديو، من التقط الآلية، وتمت إزالة المجموعة المنحنية بنجاح."

مستقبل سريع

يقول نيكولاي أوشكانوف: "لم يكن من الممكن أن يكون هناك مثل هذا الاهتمام بتكنولوجيا المفاعلات السريعة في العالم لولا التشغيل الناجح طويل المدى لمنتجنا BN-600". "إن تطوير الطاقة النووية، في رأيي، يرتبط في المقام الأول مع الإنتاج التسلسلي وتشغيل المفاعلات السريعة. فهي فقط تجعل من الممكن إشراك كل اليورانيوم الطبيعي في دورة الوقود وبالتالي زيادة الكفاءة، وكذلك تقليل كمية النفايات المشعة بعشرات المرات. وفي هذه الحالة، سيكون مستقبل الطاقة النووية مشرقًا حقًا.