2022 yil dekabr oyida N.A. Dollejal nomidagi energotexnika konstruktorlik va ilmiy-tadqiqot instituti (“ETKITI”, Rosatom tarkibiga kiradi), yoqilg‘i tuzining sirkulyatsiya qiluvchi eritmasiga ega bo‘lgan, tadqiqot reaktorili (STTR –suyuq tuzli tadqiqot tadqiqot reaktori) reaktor uskunasining xomaki loyihasini ishlab chiqdi. Mualliflar loyihaning asosiy vazifasi kenja aktinoidlarning to‘liq miqyosli suyuq tuzli kuydirgich-reaktori uchun texnologiyalarni ishlab chiqishdan iborat deb hisoblashadi.
Vazifasi va ishlash yo‘l-yo‘rig‘i
Suyuq tuzli reaktor – yadro reaktori bo‘lib, unda yoqilg‘i metallar ftoridlari muhitida (issiqlik tashuvchida) eritilgan bo‘ladi, tuz va yoqilg‘i birga qo‘shilgach esa gomogen faol soha shakllanadi.
Suyuq tuzli reaktorlaning bir nechta binoyidek fazilatlari bor. Birinchidan, geterogen yadro reaktorlaridan farqli o‘laroq, ular uchun iaellar va yoqilg‘i yig‘malari kerak emas.
Ikkinchidan, STR bo‘linayotgan muhitning harorati bo‘yicha ham va zichligi bo‘yicha ham manfiy qayta bog‘lanishlarga asoslangan, yuqori darajadagi xavfsizlikka ega. Modomiki, undagi harorat va kavaklilik koeffitsientlari manfiy ekan, jiddiy avariyalar mustasno qilinadi. Yoqilg‘i konturidagi, tuz muhitini kontur bo‘ylab haydashni ta’minlaydigan, bosim unchalik katta emas. Shuning uchun, uning yaxlitligi yo‘qolgan taqdirda, konturdan tashqariga chiqib ketishi mumkin bo‘lgan, zaxiralangan energiya miqdori minimallashtirilgan. Konturdagi harorat xavfli darajagacha beruxsat o‘sib borgan taqdirda esa, passiv ta’siri tabiiy fizik qonunlarga asoslangan, bo‘shashtiruvchi klapan ishga tushadi.
STR asosiy vazifasi – issiqlik neytronlarida ishlovchi energetik reaktorlarning IYAYO larida to‘planib qoladigan, kenja aktinoidlarning uzluksiz transmutatsiyasi (yoki “astoydil kuydirib olish”) texnologiyasini tashkil etish imkoniyatidir. Ushbu imkoniyat sharofati bilan Rossiyada STR ga bo‘lgan qiziqish uzoq tanaffusdan so‘ng qayta tiklandi (Rossiyadagi STR ishlanmalari 1990-yillarda to‘xtatilgan edi). Endilikda STR yadro yoqilg‘isi yopiq siklining bir qismi bo‘lib, ishlatilib bo‘lgan yadro yoqilg‘isini (IYAYO) qayta ishlash va utilizatsiyalashning muhim texnologik elementi hisoblanadi.
STTR Krasnoyarsk o‘lkasidagi tog‘-kimyo kombinati (TKK, Rosatom tarkibiga kiradi) hududida quriladi deb taxmin qilinmoqda. Bunday tanlov tasodifiy emas: TKK faqat IYAYO bilan muomala qilish va uni ekspluatatsiyadan chiqarishning yakuniy bosqichiga ixtisoslashgan.
STTR RU yaratish loyihasi xronologiyasi
STTR yuzasidan konstruklik ishlanmalar va uni hisobiy baholovlari 2019 yilning oxirida boshlangan edi. Hozirgi vaqtda TKITI dasturi tasdiqlangan. Ushbu dastur doirasida konstruksiyaviy materiallar, reaktor uskunasi, IYAYO qayta ishlash moduli va boshqa dastgohlar, shuningdek yoqilg‘i va yuvish tuzlarini tayyorlash hamda boshqa texnologiyalarni asoslash boshlab yuborilgan. “Alohida tugunlarning texnik yechimlarini qayta ishlash va dasturiy kodlarni verifikatsiya qilish uchun yuqori haroratli noyob stendlar yaratish ishlari halitdan boshlab yuborildi”, – deb xabar qildi “ETKITI” tadqiqot va izotop reaktorlari bosh konstruktori Igor Tretyakov.
Xomaki loyiha doirasida konstruktorlar umuman reaktor uskunasi va uning tarkibiga kiruvchi uskunalar asosiy texnik, konstruksiyaviy, sxemali va butlanish yechimlarini ishlab chiqdilar. Hali oldinda – investitsiyalarni asoslash, RU va qayta ishlash modulining texnik loyihasini ishlab chiqish, TKITI dasturini bajarish va nihoyat, loyiha hujjatlari va litsenziyalashni ishlab chiqish singari ko‘pgina loyihalash oldi va loyihalash ishlari bor. Bu yil TKK joylashtirish yuzasidan o‘z litsenziyasini qo‘lga kiritishi kerak deb taxmin qilinmoqda. “Bu demakki, biz asoslovchi TKITI ning sezilarli qismini ham 2024 yilgacha bajarib qo‘yishimiz kerak”, – deb tushuntirdi Igor Tretyakov. Rejaga ko‘ra, 2027 yilga kelib qurilish uchun litsenziyani olish va uni 2031 yilgacha yakunlash kerak.
STTR xususiyatlari
STTR issiqlik quvvati – 10 MVt. Asosiy konstruksiyaviy material – 80% nikeldan iborat qotishmadir. Undan yoqilg‘i (odatdagi atamasi – birinchi) kontur, shu jumladan korpus (qobiq), quvuro‘tkazgichlar, issiqlik texnikasi dastgohlarini yaratish rejalashtirilmoqda. “Olimlar yoqilg‘i tuzining ushbu material bilan o‘zaro hamta’siri oqibatidagi korroziyalanish xususiyatlarini tadqiq qilishdi, shuning uchun ular hozirgacha uni tanladilar – texnik loyihani amalga oshirish muddatlari juda tig‘iz, biz eng ravshan yo‘ldan borishimiz kerak. Biroq TKITI natijalariga ko‘ra, biz boshqa materiallar va boshqa tuzlarni ko‘rib chiqishimiz ham ehtimoldan xoli emas”, – deb xabar qildi Igor Tretyakov.
Suyuq tuz kompozitsiyasining taxminan 10 foizi yoqilg‘i konturidan ma’lum bir davriylik bilan chetga chiqarib, uning o‘rniga esa yangi yoqilg‘i eritmasini yuborib turish ko‘zlanmoqda. Umuman olganda, reaktorni qayta yuklash uchun uni to‘xtatib turishga hojat yo‘q, biroq bu hisobiy-tahliliy hamda eksperimental asoslovga tegishli mavzudir.
Taxminlarga ko‘ra, reaktor TKK tog‘ etagi qismida quriladi. Qoyatoshli massiv – tashqi muhitdan qo‘shimcha ihota bo‘lib xizmat qiladi. Bundan tashqari, yoqilg‘i konturi va uning ba’zi o‘zga jihozlari, xavfsizlik to‘sig‘i bo‘lib xizmat qiladigan, zich kapsula ichida joylashtiradi.
Xodimlarni himoya qilish maqsadida, STTR RU ga texnik xizmat ko‘rsatish ishlarining aksariyati, hozirda ular ham ishlab chiqish jarayonida bo‘lgan, robotlashtirilgan mexanizmlar vositasida amalga oshirilishi rejalashtirilgan.
Yoqilg‘i to‘g‘risida ikki og‘iz so‘z
STTR uchun yoqilg‘i hamda uni qayta ishlash uslublari Bochvar nomidagi noorganik materiallar yuqori texnologiyali ilmiy-tadqiqot instituti (NMYUTIITI, Rosatom tarkibiga kiradi) tomonidan ishlab chiqilmoqda. STTR da bir nechta metallar ftoridlarining eritmasi yoqilg‘i bo‘lib xizmat qiladi. Eritmadagi parchalanayotgan material sifatida, transmutatsiyaga duchor bo‘luvchi, kenja aktinoidlarning va chamasi, ishning dastlabki bosqichida, plutoniyning ftoridlari singdiriladi.
NMYUTIITI ish olib borayotgan vazifalardan biri – kenja aktinoidlarning ftoridlarini olishdir. “Ftoridlarning sintez qilish unchalik ham qiyin emas, buning uslublar allaqachonlardan beri ma’lum. Biroq, ushbu birikmalarni STTR uchun yoqilg‘i sifatida ishlatish uchun ular avvalambor kislorod miqdori bo‘yicha qat’iy texnik talablarga javob berishi zarur”, – deb ta’kidladi NMYUTIITI bosh ilmiy xodimi Aleksey Ananev o‘zining “Strana Rosatom” gazetasiga bergan intervyusida.
Negiz yoqilg‘i kompozitsiyasi sifatida NMYUTIITI litiy va berilliy ftoridlaridan foydalanishni rejalashtirmoqda. Ular konstruksiyaviy materiallarga nisbatan natriy, litiy va kaliy ftoridlariga (FLiNaK) qaraganda kamroq faoldir. Kerakli sifatga ega tuzlarni olish masalasi – NMYUTIITI ikkinchi vazifasidir.
Uchinchi vazifa – nurlanish mobaynida litiydan hosil bo‘lgan, tritiydan xalos bo‘lishdir. NMYUTIITI allaqachon tritiy ajratib olish uchun sorbentlarni tanlab bo‘lgan va gazli tozalash tizimi sxemasini ishlab chiqqan, hozirda tajribalar davom etmoqda. Bu bilan bir vaqtning o‘zida konstruktorlar yoqilg‘ini qayta ishlash va gaz tozalash tizimlarining modullari uchun texnologik uskunalarni ishlab chiqmoqdalar.
Umuman olganda, STTR va qayta ishlash moduliga ega RU yaratish loyihasi ustida ishlar, garchand har bir yangi texnologiyaga xos qiyinchiliklarsiz bo‘lmasada, biroq izchillik bilan rivojlanib bormoqda. STTR bo‘yicha tajribalar yopiq YAYOS ning muhim bosqichlaridan biri bo‘lgan – to‘planib qolgan IYAYO dan kenja aktinoidlarni astoydil kuydirib olish bosqichini o‘zlashtirish yo‘lidagi birinchi qadam bo‘lib qoladi.
