سيكون RITM-200N أول مفاعل معياري صغير (SMR) في روسيا يُبنى على اليابسة. وقد صُمم هذا المفاعل في OKBM Afrikantov ، وهو يختلف عن سابقه، حيث يُعدّ RITM-200 مفاعلًا بحريًا.
تقدم هذه المقالة نظرة أعمق حول الاختلافات.

نظرة مرجعية

سيتم قريبًا بناء أول مفاعل معياري صغير بري روسي في جمهورية ساخا (ياقوتيا). وقد وُقّعت اتفاقية تعاون في هذا الصدد بين روساتوم وحكومة ياقوتيا في العام 2018. كما هو مبين في الوثيقة، أجرى OKBM Afrikantov ومعهد التصميم المتخصص الحكومي (GSPI)، وكلاهما جزء من روساتوم، سلسلة من دراسات جدوى محطة للطاقة النووية بدعم من السلطات والمنظمات المحلية.

أُطلق مشروع تجريبي لبناء محطة طاقة نووية صغيرة مع مفاعل RITM-200N في أوست يانسك، ياقوتيا في فبراير/ شباط من العام 2020. ينص المشروع على أن يكون للمحطة التجريبية مفاعل واحد بطاقة كهربائية تبلغ 55 ميغاواط.

في العام 2022، أنتجت شركة OKBM Afrikantov تصميمًا هندسيًا مفصلاً لمفاعل RITM-200N ولبّه. وفي أبريل/ نيسان من العام 2023، حصلت روس إنيرجو أتوم RosEnergoAtom على ترخيص موقع من المنظم الروسي Rostechnadzor.

في الوقت الحالي، تقوم OKBM Afrikantov وGSPI بإجراء تحليلات السلامة المحتملة لإعداد تقرير السلامة، والذي سيتم تقديمه إلى Rostechnadzor للحصول على ترخيص البناء. كما بدأت OKBM Afrikantov في تطوير وثائق التصميم التفصيلية لمعدات المفاعل، إضافة إلى وثائق التوكيل والتشغيل.

كما يجري العمل بالتوازي على تحسين الإطار التنظيمي الحالي، وتطوير وثائق توحيد المقاييس للمفاعلات المعيارية الصغيرة، وإعداد موقع البناء.

التعديل على البر

النموذج الأولي للمفاعلات المعياربة البرية هو RITM-200، وهو مفاعل بحري عالمي يُثبّت على كاسحات الجليد العاملة على الطاقة النووية. مع وجود أسس التصميم الضرورية وعمليات التحقق التجريبية، أُنتج المفاعل على نطاق تجاري، وهو يتميز بخصائص المفاعل المعياري الصغير، مثل الحجم الصغير، وقدرات متابعة الحمل الممتازة، وكميات صغيرة من النفايات المشعة السائلة. إضافة إلى ميزة أساسية أخرى هي التخطيط المتكامل لوحدة المفاعل.

بقدر الإمكان، تكرر مفاعلات RITM-200N حلول التصميم والتخطيط المستخدمة في RITM-200 وRITM-200S (لتُثبت على وحدات طاقة عائمة تمت ترقيتها).

صُممت جميع أنظمة السلامة الزائدة عن الحاجة في مفاعلات RITM-200N. ما يعني أن وظائف السلامة الحيوية التي تؤديها الأنظمة النشطة تتكرر جميعها بواسطة أنظمة السلامة السلبية.

وبما أنه سيتم بناء مفاعل معياي صغير على البر وسيُشغل في بيئة القطب الشمالي، فقد دمجت حلول تقنية خاصة في تصميم RITM-200N، مع إجراء البحوث والدراسات التجريبية اللازمة. تهدف بعض الحلول إلى إطالة عمر خدمة معدات المفاعل غير القابلة للاستبدال من 40 إلى 60 عامًا. كما يتم تحسين أنظمة الأمان السلبية لضمان بقاء المفاعل آمنًا لمدة 72 ساعة على الأقل حتى لو أُلغي تنشيطه تمامًا أو فقد سائل التبريد (كما حدث في فوكوشيما). كما توفر مجموعة أخرى من الحلول الحماية ضد التأثيرات الخارجية، سواء الطبيعية منها مثل الزلازل أو الصنعية مثل تحطم طائرة بوزن 20 طنًا.

سيتم تركيب أجهزة إشارات في المفاعل لرصد حوادث فقد سائل التبريد في الدائرة الأولية. وستجعل البيانات التي ستقدمها هذه الأجهزة استجابات الطوارئ أكثر دقة وتوقيتًا. ولمراقبة حالة وعاء المفاعل أثناء التشغيل، سيُستخدم ما يسمى “عينات الشاهد”، وعي قطع اختبار متآكلة مصنوعة من الفولاذ الذي يُصنع منه وعاء المفاعل – والتي يمكن إزالتها بأمان، وعلى عكس المفاعل، تخضع للاختبار المدمر.

يتميز مفاعل RITM-200 البري بقدرة بخار أعلى (305 طن / ساعة مقابل 248 طن / ساعة) وقدرة طاقة أعلى (190 ميغا واط مقابل 175 ميغاواط) من نسختها البحرية.

وقود

سيحتوي قلب المفاعلات من نوع RITM-200N على 199 مجموعة وقود مع قضبان وقود 1650 مم، أطول بـ 45 سم من تلك المستخدمة في المفاعلات البحرية. وبدلاً من الوقود المعدني، سيستخدم المفاعل البري سيراميك أكسيد اليورانيوم كوقود، مع تخصيب اليورانيوم بنسبة تقل عن 20٪. هذه الميزات تقريبًا ضعف إمكانات طاقة الوقود (8 تيراواط ساعة لمفاعل بري مقابل 4.5 تيراواط ساعة لمفاعل بحري). نظرًا لاستخدامه في مفاعل KLT-40S لمحطة الطاقة النووية العائمة أكاديميك لومونسوف، فقد أثبت وقود السيراميك أنه فاعل. تصنع كسوة الوقود من سبيكة مقاومة للتآكل، إضافة إلى قضبان الوقود، مخصصة للتشغيل في وضع متابعة الحمل. العمر التصميمي لوقود المفاعلات البرية هو نفسه 10 سنوات للوقود البحري.

الخطط

من المقرر صب الخرسانة الأولى لأساس المفاعل المعياري الصغير خلال العام 2024. ويُتوقع الحصول على رخصة تشغيل في العام 2027، يليها تشغيل المحطة في العام 2028. ويفترض أن المستهلكين الرئيسيين للكهرباء من المفاعل المعياري الصغير في ياقوتيا سيكونون التعدين ومرافق المعالجة في منجم ذهب كيوتشوس الكبير ورواسب المعادن الأرضية النادرة والقصدير والمدن القريبة من أوست كويجا وديبوتاتسكي وكازاتشي وسفيرني.