Два сложных российских проекта большой науки продвинулись в своей реализации. 8 февраля состоялся долгожданный энергопуск исследовательского реактора ПИК. А 10 февраля Ростехнадзор выдал лицензию на сооружение опытно-демонстрационного энергоблока с реактором на быстрых нейтронах БРЕСТ-ОД-300. Оба проекта уникальны в своем роде.
ПИК
ПИК расшифровывается как «пучковый исследовательский корпусный». Главная функция ПИК – быть источником нейтронных пучков высокой интенсивности.
Нейтронное излучение – универсальный инструмент для исследований в различных дисциплинах: биологии, медицине, материаловедении, археологии и т.д. Метод рассеяния нейтронов позволяет получить детальную информацию о свойствах микро- и наносистем. Использование холодных нейтронов, то есть нейтронов с очень низкой энергией, малоуглового рассеяния и рефлектометрии помогает лучше понять физику полимеров, нанодисперсий и других длиннопериодичных неупорядоченных структур.
У реактора длинная и сложная судьба. Его начали строить в начале 1970-х годов в период расцвета атомных технологий в СССР. К 1986 году ПИК был построен почти на 70%, но после аварии на Чернобыльской АЭС пришлось изменить технологические системы, смонтировать дополнительные системы безопасности, построить новые здания и сооружения. В итоге энергопуск реактора состоялся 8 февраля 2021 года.
«Сегодня это наш общий успех: успех академического сообщества всего в целом, это успех Росатома и, безусловно, Курчатовского института. Только благодаря нашей конструктивной консолидированной, совместной деятельности нам удалось выйти на сегодняшний уровень», – заявил на церемонии энергопуска президент Курчатовского института, на территории которого находится ПИК, Михаил Ковальчук.
ПИК – международный проект: в его создании принимали участие немецкие ученые, часть оборудования прибыла из Германии. Курчатовский институт уже заключает договоренности с зарубежными исследователями. «Буквально два дня назад мы подписали договор с нашими белорусскими коллегами… предусмотрено участие белорусской стороны в работах на реакторе ПИК», – отметил Михаил Ковальчук. По его словам, о сотрудничестве заявили представители самых разных стран.
Запуски исследовательских реакторов в России продолжатся. «Есть свои активности в Дубне. В Объединённом институте ядерных исследований и в Димитровграде мы реализуем проект МБИР – многоцелевой быстрый исследовательский реактор. Так вот с учетом этих установок мы в середине 20-х годов фактически удовлетворим весь мировой спрос в нейтронных исследованиях. Это важно и с точки зрения фундаментальной науки, и с точки зрения развития атомной энергетики – перехода уже к четвёртому поколению», – заверил гендиректор Росатома Алексей Лихачев.
ПИК должен выйти на полную мощность в 2022 году.
БРЕСТ
БРЕСТ-ОД-300 расшифровывается как «быстрый реактор со свинцовым теплоносителем». Его электрическая мощность – 300 МВт. В конструкции реактора использована интегральная компоновка: парогенераторы размещены в многослойном металло-бетонном корпусе реакторного блока.
Использование свинцового теплоносителя с высокой (около 1700℃) температурой кипения, плотного мононитридного топлива с температурой плавления выше 2800 ℃, пассивный отвод остаточного тепла и возможность циркуляции теплоносителя даже при выключенных насосах – это естественные системы безопасности, которые позволяют не допустить тяжелых аварий.
Выдача лицензии означает, что Росатом вправе начать строительство реактора.
БРЕСТ-ОД-300 – часть опытно-демонстрационного комплекса (ОДЭК), который уже сооружается в Северске (Томская область). В ОДЭК также входят модуль фабрикации-рефабрикации топлива и модуль переработки ОЯТ. Модуль фабрикации-рефабрикации уже строится.
«Все ключевое оборудование и блока с реактором БРЕСТ, и модулей фабрикации-рефабрикации и переработки ядерного топлива не имеет аналогов в мире. Команде проекта «Прорыв» приходится решать нестандартные задачи, связанные не только с управлением строительством уникальных объектов, но и с большой программой научных исследований, необходимых для технического проектирования», – отметила президент ТВЭЛ (топливый дивизион Росатома) Наталья Никипелова.
За восемь лет участия в проекте Сибирский химический комбинат (входит в ТВЭЛ) изготовил более тысячи экспериментальных ТВС на базе смешанного нитридного уран-плутониевого топлива (СНУП-топлива). Разные типоразмеры и конструкционные материалы нужны были для обоснования наилучшего варианта. В 2014 году первая партия экспериментальных твэлов была загружена в реактор БН-600 Белоярской АЭС. В 2016 году они были извлечены, их исследование уже завершено. Эксперимент показал, что твэлы сохранили форму, дефектов конструктивных элементов не было. Весной 2020 года были загружены еще несколько ТВС, в каждой из которых – 61 твэл. Специалисты ВНИИНМ им. Бочвара (входят в ТВЭЛ) разработали технический проект серийного твэла, предназначенного для промышленного производства.
Физпуск БРЕСТ запланирован на 2026 год. Запуск ОДЭК станет позволит приблизиться к практическому замыканию ядерного топливного цикла, максимально полно использовать энергетические возможности природного урана и снизить объем образуемых радиоактивных отходов.
