В Свердловской области произошло поистине грандиозное историческое событие для российской атомной энергетики. В конце января стало известно, что в реактор 4-го энергоблока Белоярской АЭС им. И. В. Курчатова (недалеко от Екатеринбурга) загрузили первую серийную партию МОХ-топлива. Теперь реактор БН-800 4-го энергоблока станции, проходивший до этого первую в своей истории процедуру капитального ремонта, возобновил работу.
МОХ-топливо (от англ. Mixed-Oxide fuel) — ядерное топливо,
содержащее несколько видов оксидов делящихся материалов. MOX может применяться как дополнительное топливо для наиболее распространённого типа ядерных реакторов: легководных на тепловых нейтронах. Однако более эффективное использование MOX-топлива – сжигание в реакторах на быстрых нейтронах.
Производство МОКС-топлива для реакторов на быстрых нейтронах (ученые уже окрестили его топливом будущего) начато в рамках ФЦП «Ядерные энерготехнологии нового поколения». Партия МОКС-топлива, загруженная в активную зону БН-800, состоит из 18 тепловыделяющих сборок (ТВС), которые были изготовлены на Горно-химическом комбинате в Железногорске. И уже в этом году Росатом планирует загрузить в реактор энергоблока еще 180 ТВС. В 2021 году планируется сформировать активную зону БН-800 с полной загрузкой уран-плутониевым топливом и впервые в истории российской атомной энергетики обеспечить эксплуатацию «быстрого» реактора с использованием только и исключительно МОХ-топлива.
Звучит красиво. Но причем же здесь мы, новоуральцы? Все дело в том, что в отличие от традиционного для атомной энергетики обогащенного урана сырьём для производства таблеток МОХ-топлива служит оксид плутония, наработанный в энергетических реакторах, и оксид обедненного урана, полученный путем обесфторивания ОГФУ — так называемых вторичных «хвостов» обогатительного производства, того самого обедненного гексафторида урана, против которого так яростно выступали некоторое время назад экоактивисты (конечно, абсолютно случайно это совпало с запуском в работу реактора). Сначала уран-238 в быстром реакторе превращается в плутоний-239, который, в свою очередь, уже можно использовать для выработки электроэнергии как на быстрых реакторах, так и в обычных (тепловых), работающих сейчас на обогащенном уране-235. Причем топлива в виде плутония-239 можно получить больше, чем было использовано урана-235 для его производства. Иными словами, это — печка, в которую закидываешь два полена, а на выходе получаешь три. Использование МОХ-топлива важно и с точки зрения экономии топливных ресурсов: фактически в случае использования быстрых реакторов отпадает необходимость в ископаемом топливе – реакторы производят его сами.
В настоящее время на станции эксплуатируются два энергоблока с реакторами на быстрых нейтронах — БН-600 и БН-800. Оба проекта разработаны в России, в нижегородском «ОКБМ Африкантов».
БН-600 — энергетический реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем, был запущен в эксплуатацию в апреле 1980 года.
БН-800 был запущен 10 декабря 2015 года и является самым мощным в мире действующим реактором на быстрых нейтронах. Ввод в эксплуатацию блока БН-800 стал знаковым событием не только в российской атомной энергетике, но и на мировом рынке ядерных технологий. Внимание к технологии российских быстрых реакторов чрезвычайно пристальное: за выводом энергоблока с БН-800 в промышленную эксплуатацию в 2016 году следили не только ученые и энергетики, но и научно-популярные СМИ.
Чем же привлекают специалистов быстрые реакторы? Прежде всего, реакторы на быстрых нейтронах обеспечивают замыкание ядерного топливного цикла, возвращая в энергетику делящиеся материалы — уран и плутоний, что способно обеспечить атомную энергетику топливом на тысячелетия и свести к минимуму количество радиоактивных отходов. А еще по сравнению с распространенными во всем мире реакторами на тепловых нейтронах реакторы на быстрых нейтронах безопаснее: в них нет высокого давления, высокая температура кипения натрия сводит практически на нет потерю теплоносителя из-за выкипания, что может стать причиной аварии, нет риска пароциркониевой реакции, ставшей одной из причин взрывов на Фукусимской АЭС.
В октябре 2016 года старейший американский журнал по энергетике «POWER» присудил четвёртому энергоблоку Белоярской АЭС с реактором БН-800 премию «Power Awards» в номинации «Лучшие станции» (Top Plants). При награждении было отмечено, что данный энергоблок играет решающую роль в формировании экологически чистого «замкнутого» ядерного топливного цикла, увеличении объёмов производства ядерного топлива, увеличении мощности АЭС и сокращении ядерных отходов.
Кроме своего основного назначения, а именно выработки электроэнергии, реактор БН-800 имеет и большое экспериментальное значение. БН-800 должен стать прототипом более мощных коммерческих энергоблоков. Именно на нем сейчас производится окончательная отработка технологии реакторов данного типа, которую предстоит применить в реакторе БН-1200 (его планируют построить к 2035 году). БН-1200 станет коммерческим реактором, так как будет на равных конкурировать с отечественными и зарубежными реакторами на тепловых нейтронах в стоимости сооружения и превосходить их в плане надежности, и самое, пожалуй, главное для жителей Новоуральска — со временем поможет окончательно решить проблему ядерного наследия. А вывод в серийное производство мощных быстрых реакторов позволит России не только ускорить собственное промышленное развитие, но и усилить свои позиции на мировом энергетическом рынке.
Мария Залесова для «Нашей городской газеты»