Tahun ini, PLTN Beloyarsk merayakan 45 tahun sejak dimulainya produksi listrik dari unit No. 3 yang dilengkapi reaktor cepat berpendingin natrium BN-600. Nilainya bagi industri nuklir sulit ditaksir: unit ini menjadi tempat uji coba berbagai solusi teknik, yang memungkinkan Rosatom kini memimpin secara global di segmen reaktor berpendingin logam cair. Di BN-600 juga dilakukan pengujian bahan bakar terbaru untuk reaktor inovatif. Dan unit ini terus membuktikan keandalannya: pada akhir Maret, badan regulator Rusia, Rostekhnadzor, mengeluarkan izin yang memperpanjang masa operasional unit No. 3 selama 15 tahun, hingga 2040.
BN-600 bukanlah reaktor pertama berpendingin natrium yang dikembangkan para ahli nuklir Rusia. Sebelumnya telah ada reaktor riset BR-5 (berdaya 5 MW), yang kemudian dimodernisasi menjadi BR-10 (10 MW), lalu reaktor riset BOR-60 (60 MW, masih beroperasi hingga kini), dan reaktor daya BN-350 (terhubung ke jaringan listrik untuk pertama kalinya pada November 1972 dan ditutup pada 1999). Namun BN-600 menjadi jembatan antara pengembangan era Soviet dan tahap baru dalam pengembangan reaktor logam cair, sekaligus membuktikan kelayakan komersial teknologi ini dalam industri tenaga nuklir.
Pengembangan BN-600 dimulai setelah laporan yang disampaikan oleh salah satu pendiri industri nuklir Rusia, Aleksandr Leipunsky, dalam sebuah konferensi pada November 1962. Dalam laporannya, ia mengusulkan untuk meningkatkan suhu pendingin dan daya termal reaktor sebesar 1,5 kali lipat — dari 1.000 menjadi 1.500 MW — guna menghasilkan daya listrik sebesar 600 MW. Gagasan tersebut disetujui dan unit tenaga dengan reaktor BN-600 dimasukkan dalam strategi pengembangan energi nuklir Uni Soviet hingga tahun 1980.
Para pengembang menerapkan konfigurasi integral dalam bentuk tangki, dengan menempatkan pompa dan penukar panas antar-rangkaian di dalam bejana reaktor. Untuk generator uap, digunakan baja jenis baru. Bejana reaktor setinggi 12,5 meter dalam pelindung baja dipasang di dalam rangga beton berdiameter 15 meter.
Zona aktif reaktor dikelilingi oleh zona regenerasi lateral yang terdiri atas rakitan bahan bakar dengan uranium terdeplesi dioksida. Di belakangnya terdapat tempat penyimpanan internal untuk 126 rakitan bahan bakar bekas dari zona aktif. Rakitan ini didinginkan terlebih dahulu sebelum dikeluarkan dari reaktor.
Skema termal reaktor terdiri dari tiga rangkaian. Pendingin di rangkaian pertama dan kedua adalah natrium, sedangkan di rangkaian ketiga air merupakan pendingin. Karena penggunaan natrium, reaktor dilengkapi dengan pompa elektromagnetik, perangkap-filter untuk pemurnian natrium, sistem pemanas listrik untuk peralatan dan pipa, sistem deteksi kebocoran air ke dalam natrium, sistem pelokalisasian produk reaksi antara natrium dan air akibat kebocoran antar-rangkaian pada generator uap, sistem pemadam kebakaran untuk natrium, serta sistem pencucian peralatan dan rakitan bahan bakar dari natrium, dan lain sebagainya.
Konstruksi unit dengan reaktor BN-600 dimulai pada tahun 1968. Pada April 1980, unit baru ini mulai mengalirkan listrik ke jaringan. Pada Desember 1981, setelah mengatasi “penyakit masa kanak-kanak”, yaitu kekurangan yang biasa menyertai proyek PLTN baru yang kompleks (seperti kebocoran batang bahan bakar, kebocoran pada sambungan las, masalah pada pompa dan katup, dan sebagainya), reaktor mencapai daya penuh 100%.
Selama masa operasinya, peralatan dan bahan bakar BN-600 telah beberapa kali dimodernisasi. Misalnya, pada paruh kedua 1980-an, zona aktif mulai dikonfigurasikan dari rakitan bahan bakar dengan tiga tingkat pengayaan, bukan dua seperti sebelumnya. Pada 1991–1993, bahan rakitan diganti dengan material struktural yang lebih tahan terhadap radiasi. Langkah-langkah ini memungkinkan peningkatan tingkat bakar dari 7% menjadi 11,3%. Kini pembakaran mencapai 11,8% berkat peningkatan lanjutan.
BN-600 menggunakan bahan bakar oksida. Reaktor ini juga digunakan untuk menguji berbagai jenis rakitan bahan bakar eksperimental, terutama dengan bahan bakar MOX (campuran uranium-plutonium) dalam bentuk pelet dan batang dengan kepadatan tinggi (vibro-packed). Pengujian ini menjadi dasar bagi pemilihan dan pembuktian keselamatan bahan bakar MOX untuk BN-800 — satu-satunya reaktor cepat di dunia yang sepenuhnya beroperasi dengan bahan bakar ini. Di BN-800 juga diuji rakitan dengan bahan bakar SNUP, yang akan digunakan dalam reaktor BREST-OD-300 berpendingin timbal dalam kerangka proyek “Proryv” (Terobosan), yang bertujuan untuk menutup siklus bahan bakar nuklir.
Pada April 2010, masa operasi desain Unit No. 3 telah berakhir. Namun karena diputuskan untuk melanjutkan pengoperasian, pekerjaan perpanjangan masa pakai telah dilakukan sebelumnya: modul generator uap dan peralatan uap-air diganti, salah satu pompa sirkulasi dan turbin uap diperbaiki, serta beberapa sistem teknologi dimodernisasi. Regulator kemudian mengeluarkan izin untuk memperpanjang masa operasional unit selama 10 tahun, hingga 31 Maret 2020. Setelah itu, pada 1 April 2020, PLTN Beloyarsk menerima izin baru yang memperpanjang pengoperasian selama 5 tahun lagi.
Tepat pada peringatan 80 tahun industri nuklir, pada 31 Maret, BN-600 menerima izin dari Rostekhnadzor untuk pengoperasian selama 15 tahun ke depan. Keandalan unit telah dikonfirmasi melalui inspeksi menyeluruh oleh badan pengawas.
“Unit pembangkit No. 3 di PLTN Beloyarsk merupakan elemen kunci bagi masa depan energi nuklir. Di sinilah uji coba industri pertama dilakukan terhadap rakitan bahan bakar berbasis bahan bakar nuklir bekas, bahan bakar MOX, dan saat ini zona aktif reaktor telah memuat rakitan baru untuk memverifikasi kualitas tinggi bahan bakar dan material yang akan digunakan dalam unit pembangkit generasi keempat seperti BN-1200M dan BREST. Yang lebih penting lagi adalah pengetahuan tak ternilai dari para ahli kami yang diperoleh melalui pengalaman operasi reaktor neutron cepat secara andal,” ujar Direktur PLTN Beloyarsk, Ivan Sidorov.
