بدأ بناء مفاعل لا مثيل له من طراز BREST-OD-300 في مدينة سيفيرسك. هذه هي أول وحدة مفاعل من الجيل الرابع مصممة بما يتماشى مع مبادئ السلامة الكامنة.
الحدث له أهمية عالميةا. وقال المدير العام للوكالة الدولية للطاقة الذرية رافائيل غروسي عبر رابط فيديو في مراسم الخرسانة الأولى: “مع بدء بناء BREST، خطت روساتوم وروسيا والصناعة النووية العالمية خطوة إلى الأمام”.
كما ردد المدير العام لروساتوم اليكسي ليخاتشيوف تعليقات زملائه، قائلا: “كل واحد منا جزء من فريق كبير يشاركنا فكرة إنشاء شيء لم يتم القيام به من قبل في تاريخ البشرية وينتظره المجتمع النووي العالمي وهو مفاعل نووي عامل من الجيل الرابع “.
إن BREST هو الأول من نوعه في العديد من الجوانب.
الأمن والسلامة
قالت رئيسة TVEL ناتاليا نيكيبيلوفا اثناء هذه المراسم: “إن مشروع Proryv (النقلة النوعية) يمثل جيلًا جديدًا من تكنولوجيا دورة الوقود النووي”. سيستخدم المفاعل وقودًا مختلطًا من نيتريد اليورانيوم والبلوتونيومMUPN . على عكس وقود موكس (أكسيد مختلط)، يتسم MUPN بكثافة أكثر وحرارة أقل وموصلية حرارية أعلى. بفضل هذه الخصائص، يمتص المبرد الحرارة بشكل أسرع، مما يمنع ارتفاع درجة حرارة الوقود. من المفترض أن يتم إنتاج وقود MUPN بالكامل من المواد المعاد تدويرها والبلوتونيوم واليورانيوم المستنفد.
لا يتفاعل سائل تبريد الرصاص كيميائيًا مع الهواء أو الماء، وهما موجودان دائمًا في محطات الطاقة النووية. هذا ما ساعد في تحسين المفاعل وجعله أكثر إحكاما وبالتالي أكثر فعالية من حيث التكلفة مقارنة بتصميمات المفاعلات الأخرى ومصادر الطاقة النظيفة. علاوة على ذلك ، فإن درجة حرارة انصهار / تجميد الرصاص العالية تجعل فقدان سائل التبريد أمرًا مستحيلًا حيث سيتجمد ببساطة. وتتيح درجة الحرارة العالية لمبرد الرصاص توزيعًا متساويًا للطاقة في القلب، ونتيجة لذلك، درجة حرارة متساوية أكثر لقضبان الوقود. قال ستيفانو مونتي، قسم تطوير تكنولوجيا الطاقة النووية أثناء الاحتفال: “على مر السنين، حاولت العديد من الدول تصميم واقتراح مفاعل سريع مبرد بالرصاص، ولكن هذه هي المرة الأولى التي نرى فيها تحقيق المفاعل السريع المبرد بالرصاص”.
Construction of our innovative BREST-OD-300 lead-cool fast reactor is underway. It will bring the concept of an on-site closed nuclear fuel cycle to fruition taking the industry to the next level pic.twitter.com/nl717xOCRZ
— Rosatom Global (@RosatomGlobal) June 18, 2021
يوفر تصميم BREST دمج مكونات الحلقة الأولية في وحدة المفاعل. أما وعاء ضغط المفاعل، فهو مصنوع من عدة طبقات من الخرسانة المسلحة وقادر على حمل المواد النووية بالداخل حتى في حالة وقوع حادث.
الاستدامة
ما يجعل مفاعل BREST مميزًا حقًا هو أنه جزء من مجمع الطاقة التجريبي(PDEC) ، والذي يضم أيضًا وحدة تصنيع الوقود وإعادة التصنيع ووحدة إعادة التدوير. أحد الأغراض التي سيخدمها BREST هو اختبار تقنيات ما يسمى بدورة الوقود النووي المغلقة. “مشروع Proryv و BREST كجزء منه يجسد حلم أسلافنا بإغلاق دورة الوقود النووي. أتمنى حظا سعيدا للمشروع. يمكن أن يقربنا حقًا من فجر عصر جديد” وفق ما قاله أليساندرو ألمبيرتي، مدير تطوير العلوم النووية في) Ansaldo Nucleare إيطاليا)، وأضاف في تهنئة لزملائه في الصناعة: “نحن منفتحون على المستقبل المشرق عندما يتم استخدام الطاقة النووية سلميًا في جميع أنحاء العالم”.
أبرز البروفيسور تورو أوبارا من معهد طوكيو للتكنولوجيا فوائد مفاعلات النيوترونات السريعة، باستخدام الرصاص كمبرد قائلا: “يمكن أن تساعد المفاعلات السريعة في إغلاق دورة الوقود النووي، وتحسين استخدام موارد اليورانيوم الطبيعي وتقليل كمية النفايات المشعة”.
ركز كان تورغوت، مهندس التصميم في مشروع ITER من تركيا، على الحد من النفايات: “إن تحديد منشآت إنتاج الوقود وإعادة التدوير ومفاعل نووي في موقع واحد سيقلل من تكاليف التخزين. سيتم حل مشكلة التخلص النهائي من النفايات النووية بشكل شبه كامل. إن الاستخدام المتكرر للوقود النووي سيلبي احتياجات الطاقة على المدى الطويل، مما سينتج عنه تأثير إيجابي، من حيث الاقتصاد والبيئة ، على الدولة والعالم بأسره”.
وفي حديثهم في الحفل، أشار معظم ممثلي المجتمع النووي العالمي إلى أن الطاقة النووية تمنع الانبعاثات وتحييد الآثار السلبية على البيئة.
الفعالية من حيث التكلفة
سيتعين على مصممي BREST أيضًا إثبات أن المفاعلات المبردة بالرصاص والتي تعمل بوقود النيتريد فعالة من حيث التكلفة إلى جانب كونها موثوقة ومستدامة.
روساتوم لديها خطط طموحة للمفاعلات المبردة بالرصاص. وفقًا لاليكسي ليخاتشيوف، يعد المفاعل التجريبي نموذجًا أوليًا لوحدة طاقة تجارية كبيرة. “سنعمل على توسيع نطاق تكنولوجيا المفاعلات المعدنية السائلة السريعة لنشر وحدات طاقة تجارية كبيرة في جميع أنحاء البلاد”. وشدد أليكسي ليخاتشيوف على “أملنا في تصدير التكنولوجيا أيضًا”. ويقول إنه بحلول منتصف القرن الحادي والعشرين سيكون المنتوج الرئيسي للشركة النووية الروسية وحدات طاقة معقدة تتكون من مفاعلات نيوترونية حرارية، ومفاعلات نيوترونية سريعة، ومنشآت في الموقع لتصنيع وإعادة تصنيع الوقود النووي.
We have commenced construction of the world's first experimental demonstration power unit featuring a lead-cooled fast neutron reactor BREST-OD-300. The 300 MWe unit will be the main facility of the Pilot Demonstration Energy Complex (PDEC), an on-site closed nuclear fuel cycle pic.twitter.com/c9QrL8uGxJ
— Rosatom Global (@RosatomGlobal) June 8, 2021
وفقًا لإيفجيني أداموف، مدير العلوم في Proryv ، فإن خطة العمل الخاصة بالمشروع مُحددة لمدة 18 عامًا قادمة، والآفاق القصيرة المدى واضحة. بحلول عام 2023، سيتم تشغيل منشأة لتصنيع الوقود. بحلول عام 2024، من المتوقع أن يبدأ بناء منشأة لإعادة تدوير الوقود المشع. من المقرر أن يبدأ تشغيل مفاعل BREST-OD-300 في عام 2026.
شركة TVEL التابعة لروساتوم واحدة من أكبر موردي الوقود النووي في العالم. TVEL هي المورد الاحتكاري للوقود لمفاعلات الطاقة والبحرية والبحث في روسيا. وتقوم TVEL بإمداد الوقود لمحطات الطاقة النووية في 15 دولة، أو كل سادس مفاعل للطاقة في العالم.
