هذا العام يُعتبر الذكرى الخامسة والأربعين لمفاعل BN -600 السريع المبرد بالصوديوم في وحدة الطاقة رقم 3 في محطة بيلوياجسكي للطاقة النووية. تظل أهميته للصناعة لا تُضاهى لأنه كان بمثابة ميدان الاختبار للحلول الهندسية التي تجعل اليوم من روساتوم رائدة عالمية في تقنية المفاعلات المبردة بالمعادن السائلة. يستمر BN-600 في اختبار تصاميم الوقود المتقدمة للمفاعلات القادمة مع إظهار دوام ملحوظ: في أواخر مارس، أصدرت الهيئة التنظيمية الروسية “روستيكه نادزور” ترخيصًا لمدة 15 عامًا يسمح بتشغيله حتى عام 2040.
لم يكن BN-600 المفاعل النووي الأول المبرد بالصوديوم في روسيا. سبقته المفاعل البحثي BR-5 (5 ميغاواط)، الذي تم تحديثه لاحقًا إلى BR-10(10 ميغاواط)، والمفاعل BOR-60 ( 60ميغاواط) الذي لا يزال قيد التشغيل، والمفاعل المنتج BN-350 (الذي تم ربطه بالشبكة في نوفمبر 1972 وأُغلق في 1999). أصبح مفاعل BN-600 جسرًا بين التطورات في الحقبة السوفيتية وتقنية المفاعلات المبردة بالمعادن السائلة الحالية، مما أثبت جدوى هذا التصميم للاستخدام التجاري للطاقة النووية.
بدأ تطوير BN-600 بعد تقرير تاريخي قدمه أحد رواد الطاقة النووية الروسية، ألكسندر ليبونسكي، في مؤتمر عُقد في نوفمبر 1962. اقترح زيادة درجات حرارة المبرد والإنتاج الحراري بنسبة 50% (من 1,000 إلى 1,500 ميغاواط) لتحقيق إنتاج كهربائي قدره 600 ميغاواط. نالت الفكرة الموافقة وأُدرجت في استراتيجية تطوير الطاقة النووية في الاتحاد السوفيتي حتى عام 1980.
استخدم المصممون تكوينًا متكاملًا من نوع الحوض، حيث تم وضع المضخات والمبدلات الحرارية الوسيطة داخل وعاء ضغط المفاعل. تم تطوير سبائك فولاذية جديدة لمولدات البخار. محميًا بغلاف احتواء، يقع وعاء المفاعل الذي يبلغ ارتفاعه 12.5 متر داخل عمود من الخرسانة بقطر 15 متر.
يحيط قلب المفاعل بطبقة تربية شعاعية مكونة من مجموعات أكسيد اليورانيوم المستنفد. خلفها يوجد مستودع داخلي به 126 خلية لمجموعات الوقود التي تم إخراجها من القلب، حيث يتم تبريدها قبل إزالتها من المفاعل.
تحتوي نظام التبريد على ثلاث دوائر. تحتوي الدائرتان الأولى والثانية على صوديوم منصهر، بينما تحتوي الدائرة الثالثة على مياه. استخدام الصوديوم كمبرد يتطلب مضخات كهرومغناطيسية متخصصة، ومرشحات لتنقية الصوديوم، ومعدات كهربائية وأنظمة تسخين الأنابيب، وكواشف تسرب المياه إلى الصوديوم، ومعدات لمكافحة حرائق الصوديوم وإزالة الصوديوم من مجموعات الوقود، وغيرها من النظم.
بدأ بناء وحدة الطاقة BN-600 في عام 1968، وتم ربطها بالشبكة في أبريل 1980. بعد معالجة القضايا الأولى من نوعها (تسريبات قضبان الوقود، وفشل اللحام، وأعطال المضخات، وما إلى ذلك)، وهي مشاكل شائعة في أي تصميمات مفاعلات جديدة، وصلت BN-600 إلى الطاقة الكاملة في ديسمبر 1981.
تميزت تاريخ تشغيل BN-600 بالتحديثات المستمرة. في أواخر الثمانينات، تم إعادة تصميم القلب ليحتوي على ثلاث مناطق تخصيب (بدلاً من اثنتين كما كان سابقًا). في الفترة من 1991 إلى 1993، تم إدخال مواد هيكلية جديدة مقاومة للإشعاع لمجموعات الوقود، مما زاد من حرق الوقود من 7% إلى 11.3% من الذرات الثقيلة. بفضل التحسينات اللاحقة، يصل حرق الوقود الحالي إلى 11.8%.
يعمل BN-600 على الوقود الأكسيدي، لكن المفاعل يُستخدم أيضًا لإجراء اختبارات على مجموعة من المجموعات التجريبية، بشكل أساسي على الوقود المختلط من أكسيد اليورانيوم والبلوتونيوم (MOX)في شكل كريات أو قضبان مضغوطة اهتزازياً. ساعدت تلك الاختبارات في التحقق من الاستخدام الآمن لوقود MOX في BN-800، الذي يُعتبر الآن المفاعل السريع الوحيد في العالم الذي يعمل بالكامل على وقودMOX حاليًا، يقوم BN-800 باختبار وقود مختلط من نيتريد اليورانيوم والبلوتونيوم (MUPN) المخصص للمفاعل BREST-OD-300 المبرد بالرصاص في إطار مبادرة روساتوم لدورة الوقود المغلقة المعروفة باسم “بروريف”.
انتهت فترة التصميم الأصلية البالغة 30 عامًا لوحدة الطاقة رقم 3 في بيلوياجسكي مع مفاعل BN-600 في أبريل 2010. نظرًا لأنه تم اتخاذ قرار مسبق لتمديد عمر الخدمة، خضعت وحدة الطاقة لتجديد شامل، حيث تم استبدال مولدات البخار والصمامات، وتجديد توربين بخاري ومضخة دورانية، وتحديث بعض الأنظمة. بعد التجديد، أصدرت الهيئة التنظيمية ترخيصًا لمدة 10 سنوات لتمديد الخدمة حتى 31 مارس 2020. في الأول من أبريل 2020، حصلت محطة بيلوياجسكي للطاقة النووية على تمديد آخر لخمسة أعوام.
في 31 مارس 2024، في عام الذكرى الثمانين لصناعة الطاقة النووية الروسية، منحت الهيئة الرقابية الروسية “روستيكه نادزور” ترخيصًا جديدًا لمدة 15 عامًا. تم تأكيد سلامة التشغيل الممتد من خلال مراجعات شاملة للسلامة من قبل الهيئة.
“تبقى وحدة الطاقة رقم 3 في محطة بيلوياجسكي للطاقة النووية حجر الزاوية لتكنولوجيا الطاقة النووية المستقبلية. قامت بإجراء اختبارات صناعية على أول مجموعات وقود MOX مصنوعة من الوقود النووي المعرض للإشعاع، والآن يحتوي قلبها على مجموعات ستتحقق من جودة وسلامة الوقود والمواد لتصاميم المفاعلات من الجيل الرابع مثل BN-1200M وBREST وأكثر قيمة هي الرؤى التشغيلية التي اكتسبها فريقنا على مدى عقود من الخبرة في المفاعلات السريعة”، أشار مدير محطة بيلوياجسكي للطاقة النووية، إيفان سيدوروف.
