Oldingi maqolalarda biz na quyosh energiyasi insoniyat ehtiyojlarini (batareyalarning tez buzilishi va ularning narxi tufayli) qondira olmasligini, na termoyadro energiyasini (chunki eksperimental reaktorlarda ijobiy energiya chiqishiga erishgandan keyin ham) qondira olmasligini aniqladik. fantastik miqdor tijorat maqsadlarida foydalanish yo'lida muammolar bo'lib qolmoqda). Nima qoldi?

Yuz yildan ko'proq vaqt davomida, insoniyatning barcha taraqqiyotiga qaramay, elektr energiyasining asosiy qismi ko'mirning (bu hanuzgacha dunyodagi ishlab chiqarish quvvatlarining 40,7 foizi uchun energiya manbai), gazning (21,2%) oddiy yonishidan olinadi. neft mahsulotlari (5,5%) va gidroenergetika (yana 16,2%, jami bularning barchasi 83,5%).

An'anaviy termal neytron reaktorlari (kamdan-kam va qimmat U-235 ni talab qiladigan) va reaktorlari bo'lgan yadro energetikasi qolgan. tez neytronlar(bu tabiiy U-238 va toriyni "yopiq yoqilg'i aylanishida" qayta ishlay oladi).

Bu afsonaviy "yopiq yoqilg'i aylanishi" nima, tez va termal neytron reaktorlari o'rtasidagi farq nima, qanday dizaynlar mavjud, bularning barchasidan qachon baxt kutish mumkin va, albatta, xavfsizlik masalasi - kesish ostida.

Neytron va uran haqida

Maktabda hammamizga aytishdiki, U-235 neytron urilganda energiyani ajratib, chiqaradi va yana 2-3 neytron ajralib chiqadi. Aslida, albatta, hamma narsa biroz murakkabroq va bu jarayon ushbu boshlang'ich neytronning energiyasiga juda bog'liq. Neytronni tutib olish reaksiyasining (U-238 + n -> U-239 va U-235 + n -> U-236) koʻndalang kesimi (=ehtimollik) va U-235 uchun boʻlinish reaksiyasining grafiklarini koʻrib chiqamiz. va neytronlarning energiyasiga (=tezligiga) qarab U-238:

Ko'rib turganimizdek, U-235 uchun bo'linish bilan neytronni ushlash ehtimoli neytron energiyasining kamayishi bilan ortadi, chunki an'anaviy yadro reaktorlarida neytronlar grafitda / suvda shunchalik "sekinlashadi"ki, ularning tezligi bir xil tartibda bo'ladi. kristall panjaradagi atomlarning termal tebranish tezligi (shuning uchun nomi - termal neytronlar). Va U-238 ning termal neytronlar tomonidan bo'linish ehtimoli U-235 dan 10 million baravar kam, shuning uchun U-235 ni olish uchun tonnalab tabiiy uranni qayta ishlash kerak.

Pastki grafikga qarab kimdir aytishi mumkin: Oh, ajoyib fikr! Keling, arzon U-238 ni 10 MeV neytron bilan qovuraylik - bu zanjirli reaktsiyaga olib kelishi kerak, chunki bu erda bo'linish uchun kesma grafigi ko'tariladi! Ammo muammo bor - reaksiya natijasida ajralib chiqadigan neytronlar atigi 2 MeV yoki undan kam energiyaga ega (o'rtacha ~ 1,25) va bu U-238 tez neytronlarida o'z-o'zini ta'minlaydigan reaktsiyani boshlash uchun etarli emas. (yoki ko'proq energiya kerak, yoki har bir bo'linishdan ko'proq neytronlar uchib ketgan). Eh, insoniyat bu olamda omadsiz...

Biroq, agar U-238 da tez neytronlarda o'z-o'zini ta'minlaydigan reaktsiya juda oson bo'lsa, Oklodagi U-235 kabi tabiiy yadroviy reaktorlar bo'lar edi va shunga ko'ra U-238 tabiatda topilmaydi. yirik konlar shakli.

Nihoyat, agar reaktsiyaning "o'zini o'zi qo'llab-quvvatlovchi" tabiatidan voz kechsak, energiya ishlab chiqarish uchun U-238 ni to'g'ridan-to'g'ri ajratish mumkin. Bu, masalan, termoyadro bombalarida qo'llaniladi - D+T reaktsiyasining 14,1 MeV neytronlari bomba qobig'idagi U-238 ni ajratadi - va shuning uchun portlash quvvatini deyarli bepul oshirish mumkin. Nazorat qilinadigan sharoitlarda birlashtirishning nazariy imkoniyati saqlanib qoladi termoyadroviy reaktor va U-238 ning adyol (qobig'i) - parchalanish reaktsiyasi tufayli termoyadro sintezining energiyasini ~ 10-50 marta oshirish.

Ammo o'z-o'zini ta'minlaydigan reaktsiyada U-238 va toriyni qanday ajratish mumkin?

Yopiq yoqilg'i aylanishi

G'oya quyidagicha: keling, bo'linish kesimini emas, balki tutib olish kesmasini ko'rib chiqaylik: Tegishli neytron energiyasi bilan (juda past emas va juda baland emas) U-238 neytronni ushlay oladi va 2 parchalanishdan keyin u plutoniy-239 ga aylanishi mumkin:

Ishlatilgan yoqilg'idan plutoniy MOX yoqilg'isini (plutoniy va uran oksidlari aralashmasi) hosil qilish uchun kimyoviy jihatdan ajratilishi mumkin, uni tez reaktorlarda ham, an'anaviy termal reaktorlarda ham yoqish mumkin. Ishlatilgan yoqilg'ini kimyoviy qayta ishlash jarayoni uning yuqori radioaktivligi tufayli juda qiyin bo'lishi mumkin va hali to'liq hal etilmagan va amalda ishlab chiqilmagan (lekin ish olib borilmoqda).

Tabiiy toriy uchun - shunga o'xshash jarayon, toriy neytronni ushlaydi va o'z-o'zidan bo'linishdan so'ng uran-233 ga aylanadi, u uran-235 bilan bir xil tarzda bo'linadi va ishlatilgan yoqilg'idan kimyoviy ravishda chiqariladi:

Bu reaktsiyalar, albatta, an'anaviy termal reaktorlarda ham sodir bo'ladi - lekin moderator (bu neytronni ushlash imkoniyatini sezilarli darajada kamaytiradi) va boshqaruv tayoqlari (neytronlarning bir qismini o'zlashtiradigan) tufayli hosil bo'lgan plutoniy miqdori kamroq bo'ladi. uran-235 yondirilgan. Yonilganidan ko'ra ko'proq bo'linadigan moddalarni hosil qilish uchun siz boshqaruv novdalarida (masalan, oddiy urandan tayyorlangan boshqaruv tayoqchalari yordamida), strukturada, sovutish suvida (quyida batafsilroq) va to'liq neytronlarni yo'qotishingiz kerak. neytron moderatoridan xalos bo'ling (grafit yoki suv).

Tez neytronlar uchun bo'linish kesimi termallarga qaraganda kichikroq bo'lganligi sababli, reaktor yadrosida parchalanuvchi moddalar (U-235, U-233, Pu-239) kontsentratsiyasini 2-4 dan oshirish kerak. 20% gacha va undan yuqori. Yangi yoqilg'i ishlab chiqarish esa bu yadro atrofida joylashgan toriy/tabiiy uranli kasetlarda amalga oshiriladi.

Yaxshiyamki, agar bo'linish termal emas, balki tez neytron tomonidan sodir bo'lsa, reaktsiya termal neytronlarning bo'linishiga qaraganda ~ 1,5 baravar ko'p neytronlarni ishlab chiqaradi - bu reaktsiyani yanada realroq qiladi:

Aynan shu hosil bo'lgan neytronlar sonining ko'payishi dastlab mavjud bo'lganidan ko'ra ko'proq yoqilg'i ishlab chiqarish imkonini beradi. Albatta, yangi yoqilg'i havodan olinmaydi, balki "foydasiz" U-238 va toriydan ishlab chiqariladi.

Sovutgich haqida

Yuqorida bilib olganimizdek, suvni tez reaktorda ishlatish mumkin emas - u neytronlarni juda samarali sekinlashtiradi. Uni nima almashtirishi mumkin?

Gazlar: Siz reaktorni geliy bilan sovutishingiz mumkin. Ammo issiqlik sig'imi kichik bo'lgani uchun kuchli reaktorlarni bu tarzda sovutish qiyin.

Suyuq metallar: natriy, kaliy- butun dunyo bo'ylab tez reaktorlarda keng qo'llaniladi. Afzalliklar past erish nuqtasi va yaqin atmosfera bosimida ishlaydi, ammo bu metallar juda yaxshi yonadi va suv bilan reaksiyaga kirishadi. Dunyodagi yagona ishlaydigan energiya reaktori BN-600 natriyli sovutish suvi bilan ishlaydi.

Qo'rg'oshin, vismut- hozirgi vaqtda Rossiyada ishlab chiqilayotgan BREST va SVBR reaktorlarida qo'llaniladi. Aniq kamchiliklardan - agar reaktor qo'rg'oshin/vismutning muzlash nuqtasidan pastga sovigan bo'lsa - isitish juda qiyin va uzoq vaqt talab etadi (aniq bo'lmaganlar haqida wikidagi havolada o'qishingiz mumkin). Umuman olganda, amalga oshirish yo'lida ko'plab texnologik masalalar qolmoqda.

Merkuriy- simob sovutgichli BR-2 reaktori bor edi, ammo ma'lum bo'lishicha, simob reaktorning strukturaviy materiallarini nisbatan tez eritadi - shuning uchun boshqa simob reaktorlari qurilmadi.

Ekzotik: Alohida toifa - eritilgan tuz reaktorlari - LFTR - ishlaydi turli xil variantlar parchalanuvchi materiallarning ftoridlari (uran, toriy, plutoniy). 60-yillarda AQShda Oak Ridj milliy laboratoriyasida 2 ta "laboratoriya" reaktorlari qurilgan va o'shandan beri ko'plab loyihalar mavjud bo'lsa-da, boshqa reaktorlar amalga oshirilmagan.

Ishlayotgan reaktorlar va qiziqarli loyihalar

Rossiya BOR-60- 1969 yildan beri ishlaydigan eksperimental tez neytron reaktori. Xususan, u yangi tez neytron reaktorlarining strukturaviy elementlarini sinash uchun ishlatiladi.

Rossiya BN-600, BN-800: Yuqorida aytib o'tilganidek, BN-600 dunyodagi yagona tez neytron quvvat reaktoridir. U 1980-yildan beri faoliyat yuritib keladi, hanuzgacha uran-235 dan foydalanadi.

2014 yilda yanada kuchli BN-800 ni ishga tushirish rejalashtirilgan. MOX yoqilg'isidan (plutoniy bilan) foydalanishni boshlash va yopiq yoqilg'i aylanishini (ishlab chiqarilgan plutoniyni qayta ishlash va yoqish bilan) ishlab chiqishni boshlash rejalashtirilgan. Keyin seriyali BN-1200 bo'lishi mumkin, ammo uni qurish bo'yicha qaror hali qabul qilinmagan. Tez neytron reaktorlarini qurish va sanoatda ekspluatatsiya qilish tajribasi bo'yicha Rossiya hammadan ko'ra ancha ilgarilab ketdi va faol rivojlanishda davom etmoqda.

Yaponiyada (Jōyō), Hindistonda (FBTR) va Xitoyda (Xitoy Eksperimental Tez Reaktor) kichik operatsion tadqiqot tez reaktorlari ham mavjud.

Yaponiyaning Monju reaktori- dunyodagi eng omadsiz reaktor. U 1995 yilda qurilgan va o'sha yili bir necha yuz kilogramm natriy sizib ketgan, kompaniya hodisa ko'lamini yashirishga harakat qilgan (salom Fukusima), reaktor 15 yilga to'xtatilgan. 2010 yil may oyida reaktor nihoyat qisqartirilgan quvvatda ishga tushirildi, ammo avgust oyida yoqilg'i o'tkazish paytida reaktorga 3,3 tonnalik kran tushib ketdi va u darhol suyuq natriyga cho'kib ketdi. Kranni faqat 2011 yil iyun oyida olish mumkin edi. 2013-yil 29-mayda reaktorni abadiy yopish to‘g‘risida qaror qabul qilinadi.

Sayohat qiluvchi to'lqin reaktori: Mashhur amalga oshirilmagan loyihalar orasida TerraPower kompaniyasining "sayohat qiluvchi to'lqinli reaktor" - sayohatchi to'lqin reaktori bor. Ushbu loyiha Bill Geyts tomonidan ilgari surilgan - shuning uchun ular Habré-da bu haqda ikki marta yozishgan: , . Reaktorning "yadrosi" boyitilgan urandan iborat bo'lib, uning atrofida kelajakda yoqilg'i ishlab chiqariladigan U-238/toriy kassetalari mavjud edi. Keyin robot bu kassetalarni markazga yaqinroq siljitadi - va reaktsiya davom etadi. Ammo, aslida, kimyoviy ishlovsiz bu ishlarni qilish juda qiyin va loyiha hech qachon amalga oshmadi.

Yadro energiyasi xavfsizligi to'g'risida

Qanday qilib insoniyat atom energiyasiga tayanishi mumkin, deb ayta olaman - va bu Fukusimadan keyin?

Gap shundaki, har qanday energiya xavflidir. Xitoyning Banqiao to'g'onidagi avariyani eslaylik, u boshqa narsalar qatorida elektr energiyasi ishlab chiqarish uchun qurilgan - keyin 26 ming kishi halok bo'lgan. 171 minggacha Inson. Baxtsiz hodisa Sayano-Shushenskaya GESi- 75 kishi halok bo'ldi. Birgina Xitoyning o'zida ko'mir qazib olish jarayonida har yili 6000 konchi halok bo'ladi va bu issiqlik elektr stansiyalarining chiqindisini nafas olishning sog'liq uchun oqibatlarini o'z ichiga olmaydi.

Atom elektr stantsiyalaridagi avariyalar soni energiya bloklari soniga bog'liq emas, chunki Har bir baxtsiz hodisa ketma-ketlikda faqat bir marta sodir bo'lishi mumkin. Har bir hodisadan so'ng barcha bo'linmalarda sabablar tahlil qilinadi va yo'q qilinadi. Shunday qilib, Chernobil avariyasidan so'ng barcha bloklar o'zgartirildi va Fukusimadan keyin yadroviy energiya yaponlardan butunlay tortib olindi (ammo, shuningdek, fitna nazariyalari mavjud - AQSh va uning ittifoqchilari uran taqchilligiga ega bo'lishi kutilmoqda) Keyingi 5-10 yil ichida 235).

Ishlatilgan yoqilg'i bilan bog'liq muammo to'g'ridan-to'g'ri tez neytron reaktorlari tomonidan hal qilinadi, chunki Chiqindilarni qayta ishlash texnologiyasini takomillashtirishdan tashqari, kamroq chiqindilar hosil bo'ladi: og'ir (aktinidlar), uzoq muddatli reaktsiya mahsulotlari ham tez neytronlar tomonidan "yoqiladi".

Xulosa

Tezkor reaktorlar termoyadroviy reaktorlardan hamma kutadigan asosiy afzalliklarga ega – ular uchun yoqilg‘i insoniyatga minglab va o‘n minglab yillar davomida xizmat qiladi. Siz uni qazib olishingiz shart emas - u allaqachon qazib olingan va yotadi

nomidagi "Mashinasozlik eksperimental konstruktorlik byurosi" Federal davlat unitar korxonasi ilmiy direktori akademik F. Mitenkov. I. I. Afrikantova (Nijniy Novgorod).

Akademik Fyodor Mixaylovich Mitenkov 2004 yilda fizik va texnik asoslarni ishlab chiqish va tez neytron quvvatli reaktorlarni yaratish uchun Global energiya mukofoti bilan taqdirlangan (qarang: "Fan va hayot", 2004 yil № 8). Laureat tomonidan olib borilgan tadqiqotlar va ularni BN-350, BN-600, qurilayotgan BN-800 va loyihalashtirilayotgan BN-1800 reaktor zavodlarida amalda tatbiq etish insoniyat uchun yangi narsalarni ochib beradi, istiqbolli yo'nalish yadro energetikasini rivojlantirish.

BN-600 reaktori bilan Beloyarsk AES.

Akademik F. M. Mitenkov 2004 yil iyun oyida Global energiya mukofotini topshirish marosimida.

Fan va hayot // Rasmlar

Fan va hayot // Rasmlar

Sxematik diagramma tez neytron reaktori BN-350.

BN-600 tez energiya reaktorining sxematik diagrammasi.

BN-600 reaktorining markaziy zali.

BN-800 tez neytron reaktori 880 MVt elektr quvvatiga va 1,47 GVt issiqlik quvvatiga ega. Shu bilan birga, uning dizayni normal ish paytida ham, har qanday avariya holatida ham to'liq xavfsizlikni ta'minlaydi.

Fan va hayot // Rasmlar

Quvvat iste'moli - eng muhim ko'rsatkich, bu ko'p jihatdan har qanday mamlakatning iqtisodiy rivojlanish darajasini, milliy xavfsizligini va aholisining farovonligini belgilaydi. Energiya iste'molining o'sishi doimo insoniyat jamiyatining rivojlanishiga hamroh bo'lgan, ammo XX asrda u ayniqsa tez sur'atlarda bo'lgan: energiya iste'moli deyarli 15 baravar ko'payib, oxirigacha taxminan 9,5 milliard tonna neft ekvivalenti (barmoq) mutlaq qiymatiga yetdi. Ko'mir, neft va tabiiy gazning yonishi global energiya iste'molining qariyb 80% ni ta'minlaydi. 21-asrda uning o'sishi shubhasiz davom etadi, ayniqsa rivojlanayotgan mamlakatlarda, buning uchun iqtisodiy rivojlanish va aholining turmush sifatini yaxshilash muqarrar ravishda iste'mol qilinadigan energiya miqdori, birinchi navbatda, uning eng universal turi - elektr energiyasining sezilarli darajada oshishi bilan bog'liq. 21-asrning o'rtalariga kelib, global energiya iste'moli ikki baravar, elektr energiyasi iste'moli esa uch baravarga oshadi.

Energiya iste'moli o'sishining umumiy tendentsiyasi ko'pchilik mamlakatlarning neft va tabiiy gaz importiga bog'liqligini oshiradi, energiya resurslaridan foydalanish uchun raqobatni kuchaytiradi va global xavfsizlikka tahdid soladi. Shu bilan birga, energiya ishlab chiqarishning ekologik oqibatlari haqidagi tashvish, birinchi navbatda, uglevodorod yoqilg'isining yonish mahsulotlari chiqindilaridan atmosfera havosining nomaqbul ifloslanishi xavfi bilan bog'liq.

Shu sababli, yaqin kelajakda insoniyat nomaqbul ekologik oqibatlarsiz uzoq vaqt davomida ortib borayotgan energiya ehtiyojlarini ishonchli qondiradigan muqobil "uglerodsiz" energiya ishlab chiqarish texnologiyalaridan foydalanishga o'tishga majbur bo'ladi. Biroq, tan olishimiz kerakki, hozirgi vaqtda ma'lum bo'lgan qayta tiklanadigan energiya manbalari - shamol, quyosh, geotermal, suv toshqini va boshqalar - ularning potentsial imkoniyatlari tufayli katta hajmdagi energiya ishlab chiqarish uchun ishlatib bo'lmaydi (qarang, "Fan va hayot" № 10, 2002 - Eslatma ed.). Va boshqariladigan termoyadroviy sintezning juda istiqbolli texnologiyasi hali ham ko'rgazmali yadro reaktorini tadqiq qilish va yaratish bosqichida (qarang: "Fan va hayot" № 8, 2001, № 9, 2001 -). Eslatma ed.).

Ko'pgina mutaxassislar, shu jumladan ushbu maqola muallifining fikricha, XXI asrda insoniyatning haqiqiy energiya tanlovi bo'linish reaktorlari asosidagi yadro energiyasidan keng foydalanish bo'ladi. Yadro energetikasi yoqilg'i va energiyaga bo'lgan global talabning o'sishining muhim qismini allaqachon egallashi mumkin edi. Bugungi kunda u global energiya iste'molining qariyb 6% ni, asosan elektr energiyasini ta'minlaydi, bu erda uning ulushi taxminan 18% (Rossiyada - taxminan 16%).

Hozirgi asrda yadro energiyasidan kengroq foydalanish energiyaning asosiy manbaiga aylanishi uchun bir qancha shartlar zarur. Avvalo, atom energetikasi aholi va atrof-muhit uchun kafolatlangan xavfsizlik talablariga javob berishi, yadro yoqilg'isini ishlab chiqarish uchun tabiiy resurslar esa kamida bir necha asrlar davomida "yirik" atom energiyasining ishlashini ta'minlashi kerak. Bundan tashqari, texnik-iqtisodiy ko'rsatkichlar bo'yicha atom energetikasi uglevodorod yoqilg'isidan foydalanadigan eng yaxshi energiya manbalaridan kam bo'lmasligi kerak.

Keling, zamonaviy atom energetikasi ushbu talablarga qanchalik javob berishini ko'rib chiqaylik.

Yadro energiyasining kafolatlangan xavfsizligi to'g'risida

Atom energetikasi tashkil etilganidan buyon uning xavfsizligi masalalari tizimli va ilmiy asosda ko‘rib chiqilib, yetarlicha samarali hal etilib kelinmoqda. Biroq, uning paydo bo'lishi davrida radioaktivlikning qabul qilinishi mumkin bo'lmagan tarqalishi bilan favqulodda vaziyatlar yuzaga keldi, shu jumladan ikkita yirik avariya: 1979 yilda Three Mile Island atom elektr stantsiyasida (AQSh) va Chernobil atom elektr stantsiyasi(SSSR) 1986 yil. Shu munosabat bilan, olimlar va yadro mutaxassislarining jahon hamjamiyati Atom energiyasi bo'yicha xalqaro agentlik (MAGATE) shafeligida tavsiyalar ishlab chiqdi, ularga rioya qilish har qanday jismoniy mumkin bo'lgan taqdirda atrof-muhit va aholiga nomaqbul ta'sirlarni deyarli yo'q qiladi. atom elektr stansiyalaridagi avariyalar. Ular, xususan, quyidagilarni ta'minlaydi: agar dizayn reaktor yadrosining erishi istisno qilinganligini ishonchli isbotlamasa, bunday avariya ehtimoli hisobga olinishi va reaktor dizaynida nazarda tutilgan jismoniy to'siqlar isbotlanishi kerak. atrof-muhit uchun nomaqbul oqibatlarni istisno qilish kafolatlanadi. MAGATE tavsiyalari kiritilgan ajralmas qismi dunyoning ko'plab mamlakatlarida milliy yadro xavfsizligi standartlariga. Zamonaviy reaktorlarning xavfsiz ishlashini ta'minlaydigan ba'zi muhandislik echimlari quyida BN-600 va BN-800 reaktorlari misolida tasvirlangan.

Yadro yoqilg'isini ishlab chiqarish uchun resurs bazasi

Yadro mutaxassislari suv yoki grafit neytron moderatoriga ega “issiqlik” deb ataladigan yadro reaktorlariga asoslangan mavjud yadro energetikasi texnologiyasi yirik yadro energetikasini rivojlantirishni ta'minlay olmasligini bilishadi. Bu bunday reaktorlarda tabiiy urandan foydalanish samaradorligining pastligi bilan bog'liq: faqat U-235 izotopi ishlatiladi, tabiiy uran tarkibidagi miqdori atigi 0,72% ni tashkil qiladi. Shu sababli, "yirik" atom energetikasini rivojlantirishning uzoq muddatli strategiyasi tezkor deb ataladigan energiyadan foydalanishga asoslangan ilg'or yopiq yoqilg'i aylanishi texnologiyasiga o'tishni o'z ichiga oladi. yadroviy reaktorlar yonmagan va yangi hosil bo'lgan parchalanuvchi izotoplarni energiya aylanishiga qaytarish uchun atom elektr stantsiyalari reaktorlaridan tushirilgan yoqilg'ini qayta ishlash.

"Tez" reaktorda yadro yoqilg'isining bo'linish hodisalarining aksariyati 0,1 MeV dan ortiq energiyaga ega bo'lgan tez neytronlar (shuning uchun "tez" reaktor deb ataladi) tufayli yuzaga keladi. Shu bilan birga, reaktorda bo'linish nafaqat juda kam uchraydigan U-235 izotopi, balki neytron spektrida bo'linish ehtimoli tabiiy uranning asosiy komponenti (~ 99,3%) bo'lgan U-238 ning ham bo'linishi sodir bo'ladi. "termal reaktor" juda past. "Tez" reaktorda har bir yadroviy parchalanish hodisasi bilan U-238 ni Pu-239 plutoniyining bo'linuvchi izotopiga intensiv konversiyalash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan ko'proq neytronlar ishlab chiqarilishi juda muhimdir. Bu o'zgarish natijasida sodir bo'ladi yadro reaktsiyasi:

Tez reaktorning neytron-fizik xususiyatlari shundan iboratki, unda plutoniy hosil bo'lish jarayoni kengaytirilgan naslchilik xarakteriga ega bo'lishi mumkin, bunda reaktorda dastlabki yuklangan miqdordan ko'ra ko'proq ikkilamchi plutoniy hosil bo'ladi. Yadro reaktorida ortiqcha miqdorda parchalanuvchi izotoplarning hosil bo'lish jarayoni "naslchilik" deb ataladi (inglizcha zotdan - ko'payish). Bu atama plutoniy yoqilg'isi bo'lgan tez reaktorlarning xalqaro miqyosda qabul qilingan nomi - selektsioner reaktorlar yoki multiplikatorlar bilan bog'liq.

Atom energetikasining kelajagi uchun naslchilik jarayonini amaliy amalga oshirish fundamental ahamiyatga ega. Gap shundaki, bunday jarayon tabiiy urandan deyarli to'liq foydalanish va shu bilan qazib olingan tabiiy uranning har bir tonnasidan energiya "hosildorligi" ni deyarli yuz baravar oshirish imkonini beradi. Bu uzoq tarixiy istiqbolda yadro energiyasining deyarli tugamaydigan yoqilg'i resurslariga yo'l ochadi. Shuning uchun, selektsionerlardan foydalanish odatda qabul qilinadi zarur shart yirik miqyosdagi atom energiyasini yaratish va ulardan foydalanish.

1940-yillarning oxirida tez ishlab chiqaruvchi reaktorlarni yaratishning fundamental imkoniyati amalga oshirilgandan so'ng, butun dunyo bo'ylab ularning neytronik xususiyatlarini chuqur o'rganish va tegishli muhandislik echimlarini izlash boshlandi. Mamlakatimizda tezkor reaktorlar bo'yicha tadqiqot va ishlanmalarning tashabbuskori Ukraina Fanlar akademiyasining akademigi Aleksandr Ilich Leypunskiy bo'lib, u 1972 yilda vafotigacha edi. ilmiy rahbar Obninsk fizika-energetika instituti (PEI).

Tez reaktorlarni yaratishning muhandislik qiyinchiliklari bir qator o'ziga xos xususiyatlar bilan bog'liq. Bunga quyidagilar kiradi: yoqilg'ining yuqori energiya zichligi; uning intensiv sovishini ta'minlash zarurati; sovutish suvi, reaktor strukturaviy elementlar va uskunalarning yuqori ish harorati; tez neytronlar bilan kuchli nurlanish natijasida strukturaviy materiallarga radiatsiyaviy zarar. Ushbu yangi ilmiy-texnik muammolarni hal qilish va tezkor reaktorlar texnologiyasini ishlab chiqish uchun noyob stendlarga ega keng ko'lamli tadqiqot va eksperimental bazani ishlab chiqish, shuningdek, 1960-1980 yillarda bir qator eksperimental va ko'rgazmali qurilmalarni yaratish kerak edi. Rossiya, AQSh, Frantsiya, Buyuk Britaniya va Germaniyada ushbu turdagi energiya reaktorlari. Shunisi e'tiborga loyiqki, barcha mamlakatlarda natriy suv va bug' bilan faol reaksiyaga kirishishiga qaramay, tez reaktorlar uchun sovutish vositasi - sovutish suvi sifatida tanlangan. Natriyning sovutish suvi sifatida hal qiluvchi afzalliklari uning juda yaxshi termofizik xususiyatlari (yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi, yuqori issiqlik sig'imi, yuqori qaynash nuqtasi), aylanish uchun kam energiya iste'moli, reaktorning strukturaviy materiallariga korroziy ta'sirning kamayishi va nisbiy qulayligidir. ish paytida uni tozalash.

1973 yilda Kaspiy dengizining sharqiy qirg'og'ida 1000 MVt issiqlik quvvatiga ega bo'lgan BN-350 tez neytronli energiya reaktori birinchi mahalliy namoyish etilgan (qarang: "Fan va hayot" № 11, 1976 -). Eslatma ed.). U yadro energiyasi uchun an'anaviy bo'lgan issiqlik uzatish sxemasi va issiqlik energiyasini aylantirish uchun bug 'turbinasi majmuasiga ega edi. Reaktorning issiqlik quvvatining bir qismi elektr energiyasi ishlab chiqarishga, qolgan qismi tuzsizlantirishga sarflangan. dengiz suvi. Bittasi o'ziga xos xususiyatlar natriy sovutish suvi bilan ushbu va keyingi reaktor qurilmalarining diagrammasi - reaktor va bug '-suv davri o'rtasida xavfsizlik nuqtai nazaridan ko'rsatilgan oraliq issiqlik uzatish davri mavjudligi.

BN-350 reaktor zavodi, texnologik sxemasining murakkabligiga qaramay, 1973 yildan 1988 yilgacha (loyihaviy vaqtdan besh yil ko'proq) Mang'ishloq energetika zavodi va Shevchenkodagi dengiz suvini tuzsizlantirish zavodi (hozirgi Aktau, Qozog'iston) tarkibida muvaffaqiyatli ishladi. .

BN-350 reaktoridagi natriy zanjirlarining katta shoxlanishi xavotirga sabab bo'ldi, chunki favqulodda vaziyatda bosim o'tkazilsa, yong'in chiqishi mumkin. Shuning uchun, BN-350 reaktorining ishga tushirilishini kutmasdan, SSSR integral konstruktsiyali yanada kuchli BN-600 reaktorini loyihalashni boshladi, unda katta diametrli natriy quvurlari va deyarli barcha radioaktiv natriylar mavjud emas edi. birlamchi sxema reaktor idishida to'plangan. Bu birinchi natriy konturining bosimsizlanish xavfini deyarli butunlay yo'q qilishga, o'rnatishning yong'in xavfini kamaytirishga, radiatsiyaviy xavfsizlik va reaktorning ishonchliligini oshirishga imkon berdi.

BN-600 reaktor zavodi 1980 yildan beri Beloyarsk AESning uchinchi energiya bloki tarkibida ishonchli ishlamoqda. Bugungi kunda u dunyodagi eng kuchli tez ishlaydigan neytron reaktori bo'lib, u noyob ekspluatatsion tajriba manbai va ilg'or konstruktiv materiallar va yoqilg'ini to'liq miqyosda sinovdan o'tkazish uchun asos bo'lib xizmat qiladi.

Rossiyadagi ushbu turdagi reaktorlarning barcha keyingi loyihalari, shuningdek, chet elda ishlab chiqilgan ko'pgina tijorat tez reaktor loyihalari ajralmas dizayndan foydalanadi.

Tezkor reaktorlarning xavfsizligini ta'minlash

Birinchi tez neytronli quvvat reaktorlarini loyihalash paytida allaqachon katta e'tibor ularning normal ishlashi paytida ham, ish paytida ham xavfsizlik masalalariga e'tibor qaratdi favqulodda vaziyatlar. Tegishli dizayn echimlarini qidirish yo'nalishlari reaktorning ichki o'zini o'zi himoya qilish va ularning oqibatlarini cheklaydigan potentsial avariyalarni lokalizatsiya qilishning samarali tizimlaridan foydalanish orqali atrof-muhit va aholiga nomaqbul ta'sirlarni istisno qilish talabi bilan belgilandi.

Reaktorning o'zini himoya qilish, birinchi navbatda, salbiy ta'sirga asoslanadi fikr-mulohaza, reaktorning harorati va quvvati oshishi bilan yadro yoqilg'isining bo'linish jarayonini barqarorlashtirish, shuningdek, reaktorda ishlatiladigan materiallarning xususiyatlari. Tez reaktorlarning o'ziga xos xavfsizligini ko'rsatish uchun biz ulardagi natriy sovutish suvi bilan bog'liq bo'lgan ba'zi xususiyatlarini ko'rsatamiz. Yuqori harorat Natriyning qaynash nuqtasi (normal jismoniy sharoitda 883oC) reaktor idishida atmosferaga yaqin bosimni ushlab turish imkonini beradi. Bu reaktorning dizaynini soddalashtiradi va uning ishonchliligini oshiradi. Reaktor idishi ish paytida katta mexanik yuklarga duchor bo'lmaydi, shuning uchun uning yorilishi gipotetik sinfga tegishli bo'lgan mavjud bosimli suv reaktorlariga qaraganda kamroq. Ammo tez reaktordagi bunday avariya ham yadro yoqilg'isini ishonchli sovutish nuqtai nazaridan xavf tug'dirmaydi, chunki idish muhrlangan xavfsizlik korpusi bilan o'ralgan va unga natriy oqib chiqishi mumkin bo'lgan hajm unchalik katta emas. Integral konstruktsiyali tez reaktorda natriy sovutish suvi bilan quvurlarni bosimsizlantirish ham bunga olib kelmaydi. xavfli vaziyat. Natriyning issiqlik sig'imi ancha yuqori bo'lgani uchun, hatto bug'-suv pallasida issiqlikni olib tashlash to'liq to'xtatilganda ham, reaktordagi sovutish suvi harorati soatiga taxminan 30 darajaga ko'tariladi. Oddiy ish paytida reaktorning chiqishidagi sovutish suvi harorati 540oC ni tashkil qiladi. Natriy qaynab ketishidan oldin haroratning sezilarli chegarasi bunday kutilmagan baxtsiz hodisa oqibatlarini cheklash uchun choralar ko'rish uchun etarli vaqt zaxirasini ta'minlaydi.

BN-600 ning asosiy muhandislik echimlaridan foydalanadigan BN-800 reaktorini loyihalashda, reaktorning yaxlitligini ta'minlash va atrof-muhitga hech qanday nomaqbul ta'sir ko'rsatmaslik uchun qo'shimcha choralar ko'rilgan. reaktor yadrosining erib ketishi bilan bog'liq bo'lgan gipotetik, o'ta dargumon avariya.

BN-600 reaktorining boshqaruv paneli.

Tezkor reaktorlarning uzoq muddatli ishlashi taqdim etilgan xavfsizlik choralarining etarliligi va samaradorligini tasdiqladi. BN-600 reaktorining 25 yillik faoliyati davomida radioaktiv moddalarning ortiqcha chiqishi, xodimlar va ayniqsa mahalliy aholining ta'siri bilan bog'liq baxtsiz hodisalar kuzatilmadi. Tezkor reaktorlar yuqori ish barqarorligini namoyish etdi va ularni boshqarish oson. Natriyli sovutish suvi texnologiyasi o'zlashtirildi, bu uning yong'in xavfini samarali ravishda zararsizlantiradi. Xodimlar oqish va natriy yonishini ishonchli tarzda aniqlaydilar va ularning oqibatlarini ishonchli tarzda bartaraf etadilar. IN o'tgan yillar Ko'proq va ko'proq keng qo'llanilishi tezkor reaktor loyihalarida xodimlarning aralashuvisiz yoki tashqi energiya ta'minotisiz reaktorni xavfsiz holatga o'tkaza oladigan tizimlar va qurilmalar topiladi.

Tez ishlaydigan reaktorlarning texnik va iqtisodiy ko'rsatkichlari

Natriy texnologiyasining xususiyatlari, xavfsizlik choralarini kuchaytirish va birinchi reaktorlar uchun dizayn echimlarining konservativ tanlovi - BN-350 va BN-600 - ularning suv bilan sovutilgan reaktorlarga nisbatan yuqori narxiga sabab bo'ldi. Biroq, ular asosan tezkor reaktorlarning ishlashi, xavfsizligi va ishonchliligini sinash uchun yaratilgan. Bu muammo ularning muvaffaqiyatli ishlashi bilan hal qilindi. Keyingi reaktor o'rnatilishini yaratishda - BN-800, mo'ljallangan ommaviy foydalanish atom energetikasida texnik va iqtisodiy xususiyatlarga ko'proq e'tibor qaratildi va buning natijasida o'ziga xos kapital xarajatlari nuqtai nazaridan mahalliy sekin neytron quvvatli reaktorlarning asosiy turi bo'lgan VVER-1000 ga sezilarli darajada yaqinlashish mumkin edi.

Hozirgi vaqtda natriyli sovutish suvi bilan ishlaydigan tez reaktorlar keyingi texnik va iqtisodiy takomillashtirish uchun katta imkoniyatlarga ega ekanligi aniqlangan deb hisoblash mumkin. Xavfsizlik darajasini bir vaqtning o'zida oshirish bilan birga ularning iqtisodiy xususiyatlarini yaxshilashning asosiy yo'nalishlari quyidagilardan iborat: reaktor va quvvat blokining asosiy tarkibiy qismlarining birlik quvvatini oshirish, asosiy uskunaning konstruktsiyasini takomillashtirish, oshirish uchun o'ta kritik bug' parametrlariga o'tish. issiqlik energiyasini konvertatsiya qilish siklining termodinamik samaradorligi, yangi va ishlatilgan yoqilg'i bilan ishlash tizimini optimallashtirish, yadro yoqilg'isining yonishini oshirish, yuqori quvvatli yadro yaratish. ichki koeffitsient ko'payish darajasi (CR) - 1 gacha, xizmat muddatini 60 yilgacha va undan ko'proq oshirish.

Yaxshilash individual turlar OKBMda o'tkazilgan dizayn tadqiqotlari shuni ko'rsatadiki, uskunalar reaktor zavodining va umuman energiya blokining texnik va iqtisodiy ko'rsatkichlarini yaxshilashga juda katta ta'sir ko'rsatishi mumkin. Misol uchun, istiqbolli BN-1800 reaktorining yonilg'i quyish tizimini takomillashtirish bo'yicha tadqiqotlar ushbu tizimning metall sarfini sezilarli darajada kamaytirish imkoniyatini ko'rsatdi. Modulli bug 'generatorlarini original dizayndagi korpuslarga almashtirish ularning narxini, shuningdek, quvvat blokining bug 'generatori bo'linmasining maydoni, hajmi va material sarfini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin.

Reaktor quvvati va asbob-uskunalarni texnologik takomillashtirishning metall iste'moli va kapital xarajatlar darajasiga ta'sirini jadvaldan ko'rish mumkin.

Tezkor reaktorlarni takomillashtirish, tabiiyki, biroz kuch talab qiladi sanoat korxonalari, ilmiy va loyiha tashkilotlari. Shunday qilib, yadro yoqilg'isining yonishini oshirish uchun reaktor yadrosi uchun neytron nurlanishiga chidamliroq bo'lgan strukturaviy materiallarni ishlab chiqarishni rivojlantirish va o'zlashtirish kerak. Hozirda bu boradagi ishlar olib borilmoqda.

Tez reaktorlardan energiyadan ko'proq foydalanish mumkin. Yuqori energiyali neytron oqimlari ishlatilgan yadro yoqilg'isida hosil bo'lgan eng xavfli uzoq umr ko'radigan radionuklidlarni samarali "yoqish" ga qodir. Bu yadroviy energetikaning radioaktiv chiqindilarini boshqarish muammosini hal qilish uchun muhim ahamiyatga ega. Gap shundaki, ba'zi radionuklidlarning (aktinidlarning) yarimparchalanish davri geologik tuzilmalarning ilmiy asoslangan barqarorlik davrlaridan ancha oshib ketadi, ular radioaktiv chiqindilarni oxirgi utilizatsiya qilish joylari hisoblanadi. Shuning uchun, aktinidni yoqish va uzoq umr bo'linish mahsulotlarini qisqa umrga aylantirish bilan yopiq yoqilg'i siklini qo'llash orqali atom energiyasi chiqindilarini zararsizlantirish muammosini tubdan hal qilish va ko'miladigan radioaktiv chiqindilar hajmini sezilarli darajada kamaytirish mumkin.

Yadro energiyasini “issiqlik” reaktorlari bilan bir qatorda tez ishlab chiqaruvchi reaktorlarga, shuningdek, yopiq yoqilg‘i aylanishiga o‘tkazish insoniyat jamiyatining barqaror rivojlanishi talablariga to‘liq javob beradigan xavfsiz energiya texnologiyasini yaratish imkonini beradi.

Bugungi kunda ko'plab mutaxassislar tez neytron reaktorlari yadro energiyasining kelajagi ekanligiga ishonishadi. Ushbu texnologiyani ishlab chiqishda kashshoflardan biri Rossiya bo'lib, u erda Beloyarsk AESdagi BN-600 tez neytron reaktori 30 yil davomida jiddiy avariyalarsiz ishlamoqda, u erda BN-800 reaktori qurilmoqda va tijorat BN-1200 reaktori rejalashtirilgan. Fransiya va Yaponiya tez neytronli atom elektr stansiyalarini ishlatish tajribasiga ega va Hindiston va Xitoyda tez neytronli atom elektr stansiyalarini qurish rejalari ko‘rib chiqilmoqda. Savol tug'iladi: nega atom energetikasi juda rivojlangan mamlakatda - AQShda tez neytron energiyasini rivojlantirish bo'yicha amaliy dasturlar yo'q?

Aslida AQShda shunday loyiha bor edi. Gap Clinch River Breeder Reactor loyihasi haqida bormoqda (ingliz tilida - The Clinch River Breeder Reactor, CRBRP deb qisqartirilgan). Ushbu loyihaning maqsadi natriy tez reaktorini loyihalash va qurish edi, bu LMFBR (Liquid Metal Fast Breeder Reactorlar uchun qisqartma) deb nomlangan shunga o'xshash Amerika reaktorlarining keyingi klassi uchun namoyish prototipi bo'lishi kerak edi. Shu bilan birga, Clinch River reaktori elektr energetikasida tijorat maqsadlarida foydalanish uchun suyuq metall tez reaktor texnologiyasini rivojlantirish yo'lidagi muhim qadam sifatida ishlab chiqilgan. Klinch daryosi reaktorining joylashuvi ma'muriy jihatdan Tennessi shtatidagi Oak Ridj shahrining bir qismi bo'lgan 6 km 2 maydon bo'lishi kerak edi.

Reaktor 1000 MVt issiqlik quvvatiga va 350-380 MVt oralig'ida elektr quvvatiga ega bo'lishi kerak edi. Uning yoqilg'isi ikkita yoqilg'ini boyitish zonasi bo'lgan silindr shaklida yig'ilgan 198 olti burchakli yig'ilish bo'lishi kerak edi. Reaktorning ichki qismi 18% gacha boyitilgan plutoniyni o'z ichiga olgan 108 ta to'plamdan iborat bo'lishi kerak edi. Ular 24% gacha boyitilgan plutoniy bilan 90 ta yig'ilishdan iborat tashqi zona bilan o'ralgan bo'lishi kerak edi. Ushbu konfiguratsiyani taqdim etishi kerak eng yaxshi sharoitlar issiqlik tarqalishi uchun.

Loyiha birinchi marta 1970 yilda taqdim etilgan. 1971 yilda AQSH prezidenti Richard Nikson ushbu texnologiyani mamlakatning asosiy tadqiqot va rivojlanish ustuvorliklaridan biri sifatida belgiladi.

Uni amalga oshirishga nima xalaqit berdi?

Ushbu qarorning sabablaridan biri loyiha xarajatlarining doimiy ravishda oshib borishi edi. 1971 yilda AQShning Atom energiyasi bo'yicha komissiyasi loyihaning qiymati taxminan 400 million dollarni tashkil etishini aniqladi. Xususiy sektor loyihaning katta qismini moliyalashtirishga va'da berdi va 257 million dollar ajratdi. Ammo keyingi yillarda loyiha qiymati 700 millionga ko'tarildi.1981 yil holatiga ko'ra, o'sha paytda loyiha qiymati 3-3,2 milliard dollarga baholangan bo'lsa-da, bir milliard dollar byudjet mablag'lari sarflangan. dollar, yana bir milliardni hisobga olmaganda, bu ishlab chiqarilgan yoqilg'i ishlab chiqarish zavodini qurish uchun zarur edi. 1981 yilda Kongress qo'mitasi turli xil suiiste'mollik holatlarini aniqladi, bu esa loyihaning narxini yanada oshirdi.

Yopish to'g'risida qaror qabul qilinishidan oldin, loyihaning qiymati allaqachon 8 milliard dollarga baholangan edi.

Yana bir sabab, elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun reaktorni qurish va ishlatishning yuqori narxi edi. 1981 yilda tez reaktorni qurish narxi bir xil quvvatdagi oddiy engil suv reaktoridan ikki baravar ko'p bo'lishi taxmin qilingan. Bundan tashqari, selektsioner an'anaviy engil suv reaktorlari bilan iqtisodiy jihatdan raqobatbardosh bo'lishi uchun uranning narxi bir funt uchun 165 dollar bo'lishi kerakligi taxmin qilingan edi, aslida narxi bir funt uchun 25 dollar edi. Xususiy ishlab chiqaruvchi kompaniyalar bunday xavfli texnologiyaga sarmoya kiritishni xohlamadilar.

Selektsioner dasturini qisqartirishning yana bir jiddiy sababi tahdid edi mumkin bo'lgan buzilish tarqatmaslik rejimi, chunki bu texnologiya plutoniy ishlab chiqaradi, undan yadroviy qurol ishlab chiqarish uchun ham foydalanish mumkin. Yadroviy qurollarning tarqalishi bilan bog'liq xalqaro tashvishlar tufayli, 1977 yil aprel oyida AQSh prezidenti Jimmi Karter tez tijorat reaktorlarini qurishni noma'lum muddatga kechiktirishga chaqirdi.

Prezident Karter odatda Clinch River loyihasining doimiy raqibi edi. 1977 yil noyabr oyida, moliyalashtirishni davom ettirish to'g'risidagi qonun loyihasiga veto qo'ygandan so'ng, Karter bu "taqiqlangan darajada qimmat" bo'lishini va "tugallangandan keyin texnik jihatdan eskirgan va iqtisodiy jihatdan mumkin bo'lmagan holga kelishini" aytdi. Bundan tashqari, u tez reaktor texnologiyasi umuman foydasiz ekanligini aytdi. Tez neytronlarni namoyish qilish loyihasiga resurslarni quyish o'rniga, Karter "mavjud yadro texnologiyalari xavfsizligini yaxshilashga pul sarflashni" taklif qildi.

Klinch daryosi loyihasi Ronald Reygan 1981 yilda lavozimga kelganidan keyin qayta tiklandi. Kongressning kuchayib borayotgan qarshiliklariga qaramay, u o'zidan oldingi prezidentning taqiqini bekor qildi va qurilish qayta boshlandi. Biroq, 1983 yil 26 oktyabrda qurilish ishlari muvaffaqiyatli kechganiga qaramay, AQSh Senati ko'pchilik ovoz bilan (56 dan 40 gacha) qurilish uchun boshqa mablag' ajratmaslikka chaqirdi va sayt tark etildi.

Yana bir bor, yaqinda AQShda kam quvvatli mPower reaktori loyihasi ishlab chiqila boshlaganida esga olindi. Klinch daryosi atom elektr stansiyasi qurilishi rejalashtirilgan joy uning qurilishi uchun maydon sifatida ko‘rib chiqilmoqda.

Tez neytron reaktori.

Katta miqyosdagi atom energiyasi tarkibida muhim rol yopiq yoqilg'i aylanishiga ega tez neytron reaktorlariga ajratilgan. Ular tabiiy urandan foydalanish samaradorligini qariyb 100 baravar oshirish va shu bilan yadro energetikasini rivojlantirishga qo'yilgan cheklovlarni tashqaridan olib tashlash imkonini beradi. Tabiiy boyliklar yadro yoqilg'isi.
Hozirgi kunda dunyoning 30 ta davlatida 440 ga yaqin yadro reaktorlari ishlamoqda, ular dunyoda ishlab chiqariladigan elektr energiyasining qariyb 17 foizini ta'minlaydi. Sanoati rivojlangan mamlakatlarda "yadroviy" elektr energiyasining ulushi, qoida tariqasida, kamida 30% ni tashkil qiladi va doimiy ravishda o'sib bormoqda. Biroq, olimlarning fikriga ko'ra, ishlayotgan va qurilayotgan atom elektr stansiyalarida (ularning aksariyati VVER va LWR tipidagi reaktorlarga ega) qo'llaniladigan zamonaviy "issiqlik" yadro reaktorlariga asoslangan jadal rivojlanayotgan atom energetikasi sanoati joriy asrda muqarrar ravishda paydo bo'ladi. Bu stansiyalar uchun yoqilg'ining parchalanuvchi elementi uran-235 nodir izotopi bo'lganligi sababli uran xomashyosi tanqisligiga duch kelmoqda.
Tez neytron reaktorida (BN) yadroviy bo'linish reaktsiyasi ortiqcha miqdorda ikkilamchi neytronlarni hosil qiladi, ularning uran-238 dan iborat uranning asosiy qismiga singishi yangi yadroviy parchalanuvchi material plutoniy-239 ning intensiv shakllanishiga olib keladi. . Natijada har bir kilogramm uran-235dan energiya ishlab chiqarish bilan bir qatorda har qanday atom elektr stansiyasi reaktorlarida nodir uran-235 o‘rniga yoqilg‘i sifatida foydalanish mumkin bo‘lgan bir kilogrammdan ortiq plutoniy-239 olish mumkin. Bu jismoniy jarayon, yoqilg'i ko'paytirish deb ataladi, barcha tabiiy uranni, shu jumladan uning asosiy qismi - uran-238 izotopi (qazilgan uranning umumiy massasining 99,3%) atom energiyasi sanoatida ishtirok etish imkonini beradi. Zamonaviy issiqlik neytronli atom elektr stantsiyalarida bu izotop energiya ishlab chiqarishda deyarli ishtirok etmaydi. Natijada, mavjud uran resurslari va tabiatga minimal ta'siri bilan energiya ishlab chiqarishni deyarli 100 barobar oshirish mumkin edi. Bunday holda, atom energiyasi insoniyat uchun bir necha ming yillar davomida etarli bo'ladi.
Olimlarning fikriga ko'ra, taxminan 80:20% nisbatda "issiqlik" va "tezkor" reaktorlarning birgalikda ishlashi yadro energiyasini eng ko'p energiya bilan ta'minlaydi. samarali foydalanish uran resurslari. Bunday nisbatda tezkor reaktorlar issiqlik reaktorlari bilan atom elektr stantsiyalarini ishlatish uchun etarli miqdorda plutoniy-239 ishlab chiqaradi.
Ikkilamchi neytronlarning ortiqcha miqdori bo'lgan tez reaktorlar texnologiyasining qo'shimcha afzalligi - bu uzoq umr ko'radigan (parchalanish davri minglab va yuz minglab yillargacha bo'lgan) radioaktiv parchalanish mahsulotlarini "yoqish" va ularni "yoqish" qobiliyatidir. 200-300 yildan ortiq bo'lmagan yarim umrga ega bo'lgan qisqa muddatli. Bunday konvertatsiya qilingan radioaktiv chiqindilarni maxsus saqlash joylarida Yerning tabiiy radiatsiya balansini buzmagan holda xavfsiz tarzda ko‘mish mumkin.

Tez neytronli yadro reaktorlari sohasidagi ishlar 1960 yilda BN-350 birinchi uchuvchi sanoat quvvat reaktorini loyihalash bilan boshlangan. Ushbu reaktor 1973 yilda ishga tushirilgan va 1998 yilgacha muvaffaqiyatli ishlagan.
1980 yilda Beloyarsk AESda №3 energiya bloki tarkibida navbatdagi, kuchliroq BN-600 (600 MVt(e)) quvvat reaktori ishga tushirildi, u bugungi kungacha ishonchli ishlamoqda. dunyodagi bu turdagi eng yirik ishlaydigan reaktor. 2010 yil aprel oyida reaktor yuqori ishonchlilik va xavfsizlik ko'rsatkichlari bilan 30 yillik loyihaviy xizmat muddatini yakunladi. Uzoq muddat davomida quvvat blokining quvvati barqaror darajada saqlanadi yuqori daraja- taxminan 80%. Rejadan tashqari yo'qotishlar 1,5% dan kam.
Energiya blokining so'nggi 10 yillik faoliyati davomida reaktorning favqulodda to'xtashi bilan bog'liq birorta ham holat kuzatilmagan.
Atrof-muhitga uzoq muddatli gaz aerozol radionuklidlari chiqarilmaydi. Inert radioaktiv gazlarning hosildorligi hozircha ahamiyatsiz va teng<1% от допустимого по санитарным нормам.
Reaktorning ishlashi natriy sizib chiqishining oldini olish va to'xtatish bo'yicha loyihaviy chora-tadbirlarning ishonchliligini ishonchli tarzda namoyish etdi.
Ishonchlilik va xavfsizlik nuqtai nazaridan BN-600 reaktori ketma-ket termal neytron reaktorlari (VVER) bilan raqobatbardosh bo'lib chiqdi.

Shakl 1. BN-600 ning reaktor (markaziy) zali

1983 yilda BN-600 asosida korxona 880 MVt quvvatga ega quvvat bloki uchun takomillashtirilgan BN-800 reaktori loyihasini ishlab chiqdi. 1984 yilda Beloyarsk va yangi Janubiy Ural atom elektr stantsiyalarida ikkita BN-800 reaktorlarini qurish bo'yicha ishlar boshlandi. Ushbu reaktorlarni qurishning keyingi kechikishi uning xavfsizligini yanada yaxshilash va texnik-iqtisodiy ko'rsatkichlarni yaxshilash maqsadida loyihani takomillashtirish uchun ishlatilgan. BN-800 qurilishi bo'yicha ishlar 2006 yilda Beloyarsk AESda (4-energetika bloki) qayta tiklandi va 2013 yilda yakunlanishi kerak.

2-rasm. Tez neytron reaktori BN-800 (vertikal kesma)

Shakl 3. BN-800 reaktorining modeli

Qurilayotgan BN-800 reaktoriga quyidagi muhim vazifalar yuklangan:

• MOX yoqilg'isida ishlashni ta'minlash.
• Yopiq yoqilg'i aylanishining asosiy komponentlarini eksperimental namoyish qilish.
• Samaradorlik, ishonchlilik va xavfsizlikni oshirish uchun joriy etilgan yangi turdagi uskunalar va takomillashtirilgan texnik echimlarni haqiqiy ish sharoitida sinovdan o'tkazish.
• Suyuq metall sovutgichli kelajakdagi tez neytron reaktorlari uchun innovatsion texnologiyalarni ishlab chiqish:
• ilg'or yoqilg'i va konstruktiv materiallarni sinovdan o'tkazish va sertifikatlash;
• atom energiyasidan radioaktiv chiqindilarning eng xavfli qismini tashkil etuvchi kichik aktinidlarni yoqish va uzoq muddatli parchalanish mahsulotlarini o'zgartirish texnologiyasini namoyish qilish.

"Afrikantov OKBM" OAJ 1220 MVt quvvatga ega BN-1200 takomillashtirilgan tijorat reaktori loyihasini ishlab chiqmoqda.

3-rasm. BN-1200 reaktori (vertikal kesim)

Ushbu loyihani amalga oshirish uchun quyidagi dastur rejalashtirilgan:

• 2010...2016 - reaktor zavodining texnik loyihasini ishlab chiqish va ilmiy-tadqiqot dasturini amalga oshirish.
• 2020 yil - MOX yoqilg'isidan foydalangan holda asosiy energiya blokini ishga tushirish va uni markazlashtirilgan ishlab chiqarishni tashkil etish.
• 2023…2030 - umumiy quvvati taxminan 11 GVt bo'lgan bir qator energiya bloklarini ishga tushirish.

BN-600 ning ijobiy ish tajribasi bilan tasdiqlangan va BN-800 loyihasiga kiritilgan echimlar bilan bir qatorda, BN-1200 loyihasi texnik-iqtisodiy ko'rsatkichlarni yanada yaxshilash va xavfsizlikni oshirishga qaratilgan yangi echimlardan foydalanadi.
Texnik-iqtisodiy ko'rsatkichlar bo'yicha:

• o'rnatilgan quvvatlardan foydalanish koeffitsientini BN-800 uchun 0,85 rejalashtirilgan qiymatdan 0,9 ga oshirish;
• eksperimental yonilg'i yig'malarida erishilgan darajadan MOX yoqilg'isining yonishini bosqichma-bosqich oshirish 11,8% t.a. 20% t.a. darajasigacha. (o'rtacha kuyish ~ 140 MVt kun / kg);
• naslchilik koeffitsientini uran-plutoniy oksidi yoqilg'ida ~1,2 gacha va aralash nitrid yoqilg'ida ~1,45 gacha oshirish;
• BN-800 ga nisbatan o'ziga xos metall iste'mol ko'rsatkichlarini ~ 1,7 barobarga kamaytirish
• reaktorning ishlash muddatini 45 yildan (BN-800) 60 yilgacha oshirish.

Xavfsizlik uchun:

• yadroga jiddiy zarar yetkazish ehtimoli me'yoriy hujjatlar talablaridan kamroq kattalikdagi tartib bo'lishi kerak;
• sanitariya muhofazasi zonasi har qanday loyihaviy avariyalar uchun AES hududining chegaralarida joylashgan bo'lishi kerak;
• Himoya chora-tadbirlari zonasining chegarasi loyihadan tashqari jiddiy avariyalar uchun AES uchastkasining chegarasiga to'g'ri kelishi kerak, ularning ehtimoli yiliga 10-7 reaktordan oshmaydi.

Malumot va yangi echimlarning maqbul kombinatsiyasi va kengaytirilgan yoqilg'i ishlab chiqarish imkoniyati ushbu loyihani to'rtinchi avlod yadro texnologiyasi sifatida tasniflash imkonini beradi.

"Afrikantov OKBM" OAJ tez reaktorlar bo'yicha xalqaro hamkorlikda faol ishtirok etadi. U Xitoyning CEFR eksperimental tez neytron reaktori loyihasini ishlab chiqaruvchisi va reaktorning asosiy jihozlarini ishlab chiqarish bo'yicha bosh pudratchi bo'lgan, 2011 yilda reaktorni jismoniy va quvvat bilan ishga tushirishda ishtirok etgan va uning quvvatini rivojlantirishga yordam beradi. Ayni paytda Xitoyda OKBM va Rosatom davlat korporatsiyasining boshqa korxonalari ishtirokida BN-800 loyihasi asosida natriy bilan sovutilgan ko‘rgazmali tez reaktor (CDFR) qurish bo‘yicha hukumatlararo kelishuv tayyorlanmoqda.

1955 yilda I.Kurchatov tashabbusi bilan dunyoda birinchi atom elektr stansiyasi ishga tushirilib, muvaffaqiyatli ishlagach, Uralsda kanal tipidagi bosimli suv reaktoriga ega sanoat atom elektr stansiyasini qurish qarori qabul qilindi. Ushbu turdagi reaktorlarning xususiyatlari orasida bug'ning yuqori parametrlarga to'g'ridan-to'g'ri yadroda qizib ketishi kiradi, bu esa ketma-ket turbinali uskunadan foydalanish imkoniyatini ochdi.

1958 yilda Rossiyaning markazida, Ural tabiatining eng go'zal burchaklaridan birida Beloyarsk atom elektr stantsiyasining qurilishi boshlandi. O'rnatuvchilar uchun ushbu stantsiya 1957 yilda boshlangan va o'sha kunlarda atom elektr stantsiyalari mavzusi yopilganligi sababli, yozishmalar va hayotda u Beloyarsk davlat okrugi elektr stantsiyasi deb nomlangan. Ushbu stansiyani "Uralenergomontaj" trestining ishchilari boshlagan. Ularning sa’y-harakati bilan 1959-yilda suv va bug‘ quvurlari ishlab chiqarish sexi (reaktorning 1 sxemasi) bo‘lgan baza yaratildi, Zarechniy qishlog‘ida uchta turar-joy binosi qurildi, asosiy bino qurilishi boshlandi.

1959 yilda "Tsentroenergomontazh" trestining ishchilari qurilish maydonchasida paydo bo'ldi va ularga reaktorni o'rnatish topshirildi. 1959 yil oxirida atom elektr stantsiyasini qurish uchun joy Smolensk viloyatining Dorogobuj shahridan ko'chirildi va montaj ishlarini Beloyarsk AESning bo'lajak direktori V. Nevskiy boshqardi. Issiqlik mexanik uskunalarini o'rnatish bo'yicha barcha ishlar to'liq "Tsentroenergomontazh" trestiga o'tkazildi.

Beloyarsk AES qurilishining jadal davri 1960 yilda boshlangan. Bu vaqtda montajchilar qurilish ishlari bilan bir qatorda zanglamaydigan quvurlarni o'rnatish, maxsus xonalarning qoplamalari va radioaktiv chiqindilarni saqlash joylari, reaktor konstruktsiyalarini o'rnatish, grafitli toshlar, avtomatik payvandlash va boshqalarni o'zlashtirishlari kerak edi. Biz yadroviy inshootlarni qurishda ishtirok etgan mutaxassislardan tezda o'rgandik. Issiqlik elektr stantsiyalarini o'rnatish texnologiyasidan atom elektr stansiyalari uchun uskunalarni o'rnatishga o'tgan Tsentroenergomontaj ishchilari o'z vazifalarini muvaffaqiyatli bajardilar va 1964 yil 26 aprelda Beloyarsk AESning AMB-100 bilan birinchi energiya bloki. reaktor Sverdlovsk energiya tizimiga birinchi tokni berdi. Bu voqea Novovoronej AESning 1-energetika blokining ishga tushirilishi bilan bir qatorda, mamlakatning yirik atom energetikasi paydo bo'lishini anglatardi.

AMB-100 reaktori Obninskdagi dunyodagi birinchi atom elektr stansiyasining reaktor dizaynini yanada takomillashtirish edi. Bu yadroning yuqori issiqlik xususiyatlariga ega bo'lgan kanal tipidagi reaktor edi. To'g'ridan-to'g'ri reaktorda yadroning haddan tashqari qizishi tufayli yuqori parametrli bug'ning olinishi atom energetikasini rivojlantirishda katta qadam bo'ldi. reaktor 100 MVt turbogenerator bilan bitta blokda ishlagan.

Strukturaviy jihatdan, Beloyarsk AESning birinchi energiya blokining reaktori qiziq bo'lib chiqdi, chunki u deyarli ramkasiz yaratilgan, ya'ni reaktor og'ir, ko'p tonnali, bardoshli korpusga ega emas edi, masalan. tanasi uzunligi 11-12 m, diametri 3-3,5 m, devor va pastki qalinligi 100-150 mm va undan ortiq bo'lgan shunga o'xshash quvvatga ega suv bilan sovutilgan suv bilan sovutilgan VVER reaktori. Ochiq kanalli reaktorlar bilan atom elektr stantsiyalarini qurish imkoniyati juda jozibali bo'lib chiqdi, chunki u og'ir muhandislik zavodlarini 200-500 tonna og'irlikdagi po'lat buyumlar ishlab chiqarish zaruratidan ozod qildi, ammo yadroviy qizib ketishni bevosita reaktorda amalga oshirish ma'lum bo'ldi. jarayonni tartibga solishda ma'lum qiyinchiliklar bilan bog'liq bo'lishi, ayniqsa uning borishini kuzatish nuqtai nazaridan , ko'plab asboblarning aniq ishlashi talabi, yuqori bosim ostida turli o'lchamdagi ko'p sonli quvurlar mavjudligi va boshqalar.

Beloyarsk AES ning birinchi bloki o'zining to'liq loyihaviy quvvatiga erishdi, ammo agregatning nisbatan kichik o'rnatilgan quvvati (100 MVt), texnologik kanallarining murakkabligi va shuning uchun yuqori narx, 1 kVt soat elektr energiyasining narxi tufayli. Uraldagi issiqlik stantsiyalariga qaraganda ancha yuqori bo'lib chiqdi.

AMB-200 reaktoriga ega Beloyarsk AESning ikkinchi bloki qurilish-montaj guruhi allaqachon tayyor bo'lganligi sababli, ishda katta stresssiz tezroq qurilgan. Reaktorni o'rnatish sezilarli darajada yaxshilandi. U butun atom elektr stantsiyasining texnologik dizaynini soddalashtirgan yagona devirli sovutish sxemasiga ega edi. Xuddi birinchi quvvat blokidagi kabi, AMB-200 reaktorining asosiy xususiyati yuqori parametrli bug'ni to'g'ridan-to'g'ri turbinaga etkazib berishdir. 1967 yil 31 dekabrda 2-sonli energiya bloki tarmoqqa ulandi - bu stansiyaning 1-bosqichi qurilishini yakunladi.

BNPP 1-bosqichining ishlash tarixining muhim qismi barcha yangi narsalarga xos bo'lgan romantika va drama bilan to'ldirilgan. Bu, ayniqsa, bloklarni ishlab chiqish davrida to'g'ri edi. Bunda hech qanday muammo bo'lmasligi kerak deb hisoblar edi - AM "Dunyoda birinchi" reaktoridan plutoniy ishlab chiqarish uchun sanoat reaktorlarigacha prototiplar mavjud bo'lib, ularda asosiy tushunchalar, texnologiyalar, dizayn echimlari, ko'plab turdagi uskunalar va tizimlar va texnologik rejimlarning ham muhim qismi sinovdan o'tkazildi. Biroq, ma'lum bo'lishicha, sanoat atom elektr stansiyasi va uning o'tmishdoshlari o'rtasidagi farq shunchalik katta va noyob bo'lib, yangi, ilgari noma'lum muammolar paydo bo'ldi.

Ulardan eng kattasi va eng aniqi bug'lanish va qizib ketish kanallarining qoniqarsiz ishonchliligi edi. Ularning qisqa muddatli ishlashidan so'ng, yonilg'i elementlarining gaz bosimini yo'qotish yoki sovutish suvi oqishi reaktorlarning grafitli toshlari, texnologik ish va ta'mirlash rejimlari, xodimlarga va atrof-muhitga radiatsiya ta'siriga yo'l qo'yib bo'lmaydigan oqibatlarga olib keldi. O'sha davrning ilmiy qonunlari va hisob me'yorlariga ko'ra, bunday bo'lmasligi kerak edi. Ushbu yangi hodisani chuqur o'rganish bizni quvurlardagi qaynoq suvning asosiy qonunlari haqidagi o'rnatilgan g'oyalarni qayta ko'rib chiqishga majbur qildi, chunki issiqlik oqimining past zichligi bilan ham, 1979 yilda kashf etilgan issiqlik uzatish inqirozining ilgari noma'lum turi paydo bo'ldi. V.E. Doroshchuk (VTI) va keyinchalik "ikkinchi turdagi issiqlik uzatish inqirozi" deb nomlangan.

1968 yilda Beloyarsk AESda tez neytron reaktoriga ega uchinchi energiya bloki - BN-600 qurish to'g'risida qaror qabul qilindi. BN-600 ning yaratilishiga ilmiy rahbarlikni Fizika-energetika instituti, reaktor zavodining loyihasini eksperimental mashinasozlik konstruktorlik byurosi, blokning bosh loyihasini esa A. Atomelektroproektning Leningrad filiali. Blok bosh pudratchi - "Uralenergostroy" tresti tomonidan qurilgan.

Uni loyihalashda Shevchenkodagi BN-350 reaktorlari va BOR-60 reaktorlarining ishlash tajribasi hisobga olindi. BN-600 uchun birlamchi sxemaning yanada tejamkor va tizimli muvaffaqiyatli integral sxemasi qabul qilindi, unga ko'ra reaktor yadrosi, nasoslar va oraliq issiqlik almashtirgichlar bitta korpusda joylashgan. Diametri 12,8 m va balandligi 12,5 m bo'lgan reaktor idishi reaktor milining taglik plitasiga o'rnatilgan rolikli tayanchlarga o'rnatildi. Yig'ilgan reaktorning massasi 3900 tonnani tashkil etdi va o'rnatishdagi natriyning umumiy miqdori 1900 tonnadan oshdi. Biologik himoya po'lat silindrsimon ekranlar, po'lat blankalar va grafit plombali quvurlardan yasalgan.

BN-600 uchun o'rnatish va payvandlash ishlarining sifatiga qo'yiladigan talablar ilgari erishilganidan yuqori bo'lgan buyurtma bo'lib chiqdi va montaj jamoasi zudlik bilan xodimlarni qayta tayyorlash va yangi texnologiyalarni o'zlashtirishi kerak edi. Shunday qilib, 1972 yilda ostenitik po'latlardan reaktor idishini yig'ishda birinchi marta katta choklarning uzatilishini boshqarish uchun betatron ishlatilgan.

Bundan tashqari, BN-600 reaktorining ichki qurilmalarini o'rnatish jarayonida tozalikka alohida talablar qo'yildi va reaktor ichidagi bo'shliqqa olib kelingan va olib tashlangan barcha qismlar qayd etildi. Bu reaktor va quvurlarni natriy sovutish suvi bilan keyingi yuvishning mumkin emasligi bilan bog'liq edi.

Uni ilgari konstruktorlik byurosida ishlagan Nijniy Novgoroddan ishga taklif qila olgan Nikolay Muravyov reaktor o‘rnatish texnologiyasini ishlab chiqishda katta rol o‘ynadi. U BN-600 reaktor loyihasini ishlab chiquvchilardan biri edi va o'sha vaqtga kelib u nafaqaga chiqqan edi.

O'rnatish guruhi tezkor neytron blokini o'rnatish bo'yicha belgilangan vazifalarni muvaffaqiyatli bajardi. Reaktorni natriy bilan to'ldirish, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tozaligi talab qilinganidan ham yuqori bo'lganligini ko'rsatdi, chunki suyuq metallda begona ifloslantiruvchi moddalar va oksidlar mavjudligiga bog'liq bo'lgan natriyning quyilish nuqtasi ushbu davrda erishilganidan pastroq bo'lib chiqdi. SSSRda BN-350, BOR-60 reaktorlarini va Frantsiyada "Feniks" atom elektr stantsiyalarini o'rnatish.

Beloyarsk AES qurilishidagi montaj brigadalarining muvaffaqiyati ko'p jihatdan menejerlarga bog'liq edi. Avval bu Pavel Ryabuxa edi, keyin yosh baquvvat Vladimir Nevskiy keldi, keyin uning o'rniga Vazgen Kazarov keldi. V.Nevskiy montajchilar jamoasini shakllantirish uchun juda ko'p ish qildi. 1963 yilda u Beloyarsk atom elektr stansiyasi direktori etib tayinlandi, keyinchalik u Glavatomenergoga rahbarlik qildi va u erda mamlakat atom energetikasini rivojlantirish uchun ko'p mehnat qildi.

Nihoyat, 1980 yil 8 aprelda BN-600 tez neytron reaktoriga ega Beloyarsk AESning 3-sonli energetika blokini quvvat bilan ishga tushirish bo'lib o'tdi. BN-600 ning ba'zi dizayn xususiyatlari:

• elektr quvvati - 600 MVt;
• issiqlik quvvati - 1470 MVt;
• bug 'harorati - 505 o C;
• bug 'bosimi - 13,7 MPa;
• yalpi termodinamik samaradorlik - 40,59%.

Natriyni sovutish suvi sifatida ishlatish tajribasiga alohida e'tibor qaratish lozim. U yaxshi termofizik va qoniqarli yadroviy fizik xususiyatlarga ega va zanglamaydigan po'latlar, uran va plutoniy dioksidi bilan yaxshi mos keladi. Nihoyat, bu kam va nisbatan arzon emas. Biroq, u kimyoviy jihatdan juda faol, shuning uchun uni qo'llash kamida ikkita jiddiy muammoni hal qilishni talab qiladi: natriyning aylanish davrlaridan va bug 'generatorlarida zanjirlararo oqish ehtimolini minimallashtirish va natriyning yonishini samarali lokalizatsiya qilish va to'xtatish. qochqinning.

Birinchi vazifa, odatda, uskunalar va quvurlar loyihalarini ishlab chiqish bosqichida juda muvaffaqiyatli hal qilindi. Reaktorning ajralmas sxemasi juda muvaffaqiyatli bo'lib chiqdi, unda radioaktiv natriyli 1-konsepsiyaning barcha asosiy uskunalari va quvurlari reaktor idishi ichiga "yashirin" edi va shuning uchun uning oqishi, asosan, faqat suvdan mumkin edi. bir nechta yordamchi tizimlar.

Va BN-600 bugungi kunda dunyodagi tez neytron reaktori bo'lgan eng yirik energiya bloki bo'lsa-da, Beloyarsk AES katta o'rnatilgan quvvatga ega atom elektr stantsiyalaridan biri emas. Uning farqlari va afzalliklari ishlab chiqarishning yangiligi va o'ziga xosligi, maqsadlari, texnologiyasi va jihozlari bilan belgilanadi. BelAESning barcha reaktor qurilmalari loyihachilar va konstruktorlar tomonidan ishlab chiqilgan texnik g'oyalar va echimlarni sinovdan o'tkazish yoki rad etish, texnologik rejimlarni, konstruktiv materiallarni, yoqilg'i elementlarini, boshqaruv va himoya tizimlarini o'rganish uchun mo'ljallangan.

Uchala quvvat blokining ham mamlakatimizda ham, xorijda ham to‘g‘ridan-to‘g‘ri o‘xshashi yo‘q. Ular atom energetikasini kelajakda rivojlantirish bo'yicha ko'plab g'oyalarni o'zida mujassam etgan:

• sanoat miqyosidagi kanalli suv-grafitli reaktorli energiya bloklari qurildi va ishga tushirildi;
• 36 dan 42% gacha bo'lgan issiqlik quvvati aylanish samaradorligi yuqori parametrlarga ega seriyali turbo bloklari ishlatilgan, bu dunyoda hech qanday atom elektr stantsiyasida mavjud emas;
• yonilg'i agregatlari ishlatilgan, ularning dizayni yonilg'i tayoqlari vayron bo'lganda ham sovutish suviga parchalanish faolligini istisno qiladi;
• uglerod po'lati 2-agregat reaktorining birlamchi sxemasida ishlatiladi;
• suyuq metall sovutgichdan foydalanish va ishlov berish texnologiyasi asosan o'zlashtirildi;

Beloyarsk AES Rossiyadagi birinchi atom elektr stantsiyasi bo'lib, amalda foydalanilgan reaktor zavodlarini ishdan chiqarish muammosini hal qilish zarurati bilan duch keldi. Butun atom energetikasi uchun juda dolzarb bo'lgan ushbu faoliyat sohasining rivojlanishi tashkiliy-me'yoriy hujjatlar bazasining yo'qligi va moliyaviy qo'llab-quvvatlash masalasi hal etilmaganligi sababli uzoq inkubatsiya davriga ega edi.

Beloyarsk AESning 50 yildan ortiq faoliyat yuritishi uchta aniq bosqichni o'z ichiga oladi, ularning har biri o'z faoliyat sohalariga, uni amalga oshirishdagi o'ziga xos qiyinchiliklarga, muvaffaqiyatlar va umidsizliklarga ega edi.

Birinchi bosqich (1964 yildan 70-yillarning o'rtalarigacha) to'liq 1-bosqich energiya bloklarini ishga tushirish, ishlab chiqish va quvvatning loyihaviy darajasiga erishish, ko'plab rekonstruksiya ishlari va bloklarning nomukammal dizayni bilan bog'liq muammolarni hal qilish bilan bog'liq edi. texnologik rejimlar va yoqilg'i kanallarining barqaror ishlashini ta'minlash. Bularning barchasi stansiya xodimlaridan juda katta jismoniy va intellektual sa'y-harakatlarni talab qildi, afsuski, atom energetikasini yanada rivojlantirish uchun uran-grafit reaktorlarini yadroviy o'ta qizib ketgan bug'li reaktorlarni tanlashning to'g'riligi va istiqboliga ishonch bilan ta'minlanmagan. Biroq, 1-bosqichda to'plangan ish tajribasining eng muhim qismi konstruktorlar va konstruktorlar tomonidan keyingi avlod uran-grafit reaktorlarini yaratishda hisobga olingan.

70-yillarning boshlari mamlakat atom energetikasini yanada rivojlantirishning yangi yo'nalishi - tez neytronli reaktor zavodlarini tanlash bilan bog'liq bo'lib, keyinchalik aralash uran-plutoniy yoqilg'isidan foydalangan holda selektsion reaktorlar bilan bir nechta energiya bloklarini qurish istiqbollari bilan bog'liq edi. Tez neytronlardan foydalangan holda birinchi uchuvchi sanoat blokini qurish uchun joyni aniqlashda tanlov Beloyarsk AESiga tushdi. Ushbu tanlovga qurilish guruhlari, montajchilar va zavod xodimlarining ushbu noyob energiya blokini to'g'ri qurish va keyinchalik uning ishonchli ishlashini ta'minlash qobiliyatini tan olish sezilarli ta'sir ko'rsatdi.

Ushbu qaror Beloyarsk AESni rivojlantirishning ikkinchi bosqichini belgilab berdi, bu ko'p jihatdan Davlat komissiyasining BN-600 reaktorli energetika blokining qurilishini "a'lo" bahoga qabul qilish to'g'risidagi qarori bilan yakunlandi. amaliyotda kamdan-kam qo'llaniladi.

Ushbu bosqichda ish sifatini ta'minlash ham qurilish-montaj pudratchilarining, ham stansiyaning ekspluatatsion xodimlarining eng yaxshi mutaxassislariga ishonib topshirildi. Zavod xodimlari AES uskunalarini sozlash va o'zlashtirish bo'yicha katta tajribaga ega bo'ldilar, ular Chernobil va Kursk AESlarida ishga tushirish ishlarida faol va samarali foydalanildi. Bilibino AESni alohida ta'kidlash kerak, bu erda ishga tushirish ishlari bilan bir qatorda loyihaning chuqur tahlili o'tkazildi, uning asosida bir qator muhim yaxshilanishlar amalga oshirildi.

Uchinchi blokning ishga tushirilishi bilan stansiyaning 35 yildan ortiq davom etayotgan uchinchi bosqichi boshlandi. Ushbu bosqichning maqsadlari agregatning dizayn parametrlariga erishish, dizayn echimlarining hayotiyligini amalda tasdiqlash va keyinchalik selektsioner reaktorli seriyali blokni loyihalashda ko'rib chiqish uchun foydalanish tajribasini olish edi. Hozirda bu maqsadlarning barchasi muvaffaqiyatli amalga oshirildi.

Jihoz dizaynida ko'rsatilgan xavfsizlik tushunchalari odatda tasdiqlangan. Natriyning qaynash nuqtasi ish haroratidan deyarli 300 o C yuqori bo'lganligi sababli, BN-600 reaktori yuqori darajada plastik po'latdan tayyorlanishi mumkin bo'lgan reaktor idishida deyarli bosimsiz ishlaydi. Bu tez rivojlanayotgan yoriqlar ehtimolini deyarli yo'q qiladi. Va har bir keyingi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan bosimning oshishi bilan reaktor yadrosidan issiqlik uzatishning uch sxemali sxemasi 1-chi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan radioaktiv natriyning ikkinchi (radioaktiv bo'lmagan) kontaktlarning zanglashiga olib kirishi ehtimolini butunlay yo'q qiladi. bug '-suv uchinchi aylanish.

BN-600 ning yuqori darajadagi xavfsizligi va ishonchliligining tasdig'i Chernobil AESdagi avariyadan keyin o'tkazilgan xavfsizlik tahlili bo'lib, hech qanday shoshilinch texnik takomillashtirish zarurligini aniqlamadi. Favqulodda vaziyatlarda himoya vositalarini faollashtirish, favqulodda to'xtashlar, ish quvvatining rejadan tashqari qisqarishi va boshqa nosozliklar bo'yicha statistik ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, BN-6OO reaktori dunyodagi eng yaxshi yadroviy bloklarning kamida 25 foizi qatoriga kiradi.

Yillik tanlov natijalariga ko'ra, 1994, 1995, 1997 va 2001 yillarda Beloyarsk AES. "Rossiyadagi eng yaxshi AES" unvoniga sazovor bo'ldi.

BN-800 tez neytron reaktoriga ega №4 quvvat bloki ishga tushirishdan oldingi bosqichda. 880 MVt quvvatga ega BN-800 reaktorli yangi 4-energetika bloki 2014 yil 27 iyunda minimal nazorat ostida quvvat darajasiga keltirildi. Energiya bloki yadro energiyasining yoqilg'i bazasini sezilarli darajada kengaytirish va yopiq yadro yoqilg'i aylanishini tashkil etish orqali radioaktiv chiqindilarni minimallashtirish uchun mo'ljallangan.

Beloyarsk AESni 1200 MVt quvvatga ega tezkor reaktorga ega №5 energiya bloki bilan yanada kengaytirish imkoniyati ko'rib chiqilmoqda - seriyali qurilish uchun asosiy tijorat energiya bloki.