Таблетки для атомной печки
- ИТАК, Михаил Иванович, почему именно в Канаде проходит эксперимент «Параллекс»? Почему на реакторе КАНДУ?
- Вы знаете, мы давно ждали начала испытаний, была проведена большая подготовительная работа. И вот первого февраля в исследовательском канадском реакторе RNU (аналогичный энергетическому коммерческому ядерному реактору типа КАНДУ) начались испытания российского и американского МОКС-топлива, созданного с использованием избыточного оружейного плутония.
Проект «Параллекс» был разработан в 1996 году. Его участниками стали три страны: Канада, Соединенные Штаты Америки и Россия. Вы знаете, что США и Россия заявили на политическом уровне, а затем подписали соглашение о необходимости утилизации избыточного для военных целей оружейного плутония (по 34 метрические тонны с каждой стороны). Дело в том, что плутоний - ценное энергетическое сырье. И вот один из вариантов сжигания оружейного плутония в ядерных реакторах - это сжигание его в канадских реакторах типа КАНДУ.
Почему в КАНДУ? Потому что, во-первых, реактор этого типа может принять достаточно много плутония. Например, один реактор за один год выжигает до тонны плутония. Второе обстоятельство - реакторы КАНДУ имеют приблизительно годичную кампанию топлива, что определяется физикой реактора, использующего природный, необогащенный уран...
- Простите, а что значит - «годичная кампания топлива»?
- Топливо работает в реакторе в течение года, а затем выгружается - это и есть годичная кампания топлива. Если добавить в урановое топливо плутоний, то кампания может быть увеличена. Отсюда экономический выигрыш для энергетики при использовании реакторов КАНДУ в случае успешной реализации этого проекта.
У проблемы утилизации оружейного плутония есть два важных аспекта. Первый связан с объемами и темпом утилизации. А второй - экономический, с затратами и их компенсацией. Этот второй аспект во многом зависит как раз от характеристик ядерных реакторов. По оценкам экспертов, экономика ядерного топливного цикла реакторов КАНДУ может быть существенно улучшена при использовании плутония. В данном случае оружейного плутония. То есть решается сразу комплекс задач: и политических, и экономических, и научных.
- Насколько известно, американцы еще с конца 1970-х годов придерживаются концепции, согласно которой они намереваются не перерабатывать плутоний, а консервировать и захоранивать в устойчивых геологических породах. И вдруг США становятся участниками проекта «Параллекс»...
- На самом деле американская сторона рассматривала и рассматривает несколько вариантов утилизации избыточного оружейного плутония. Один вариант - тот, о котором вы говорите: иммобилизация, то есть включение плутония в стеклоподобные или минералоподобные матрицы. Дополнительно, чтобы исключить доступ к этим матрицам, туда планируется добавлять радиоактивные отходы. Другой вариант - использование плутония в атомной энергетике. В США рассматривались эти две альтернативы. И, в конце концов, может быть, под влиянием российской стороны американцы приняли решение по утилизации основной массы избыточного плутония в действующих атомных реакторах США. Это решение отражено в российско-американском соглашении, по которому обе стороны обязались утилизировать по 34 тонны избыточного оружейного плутония.
- В энергетике некоторых европейских стран и в Японии смешанное уран-плутониевое топливо уже давно используется на АЭС. Почему тогда эксперимент в рамках проекта «Параллекс» называют уникальным?
- Дело в том, что сегодня МОКС-топливо используется для выработки электроэнергии, в частности в западноевропейских реакторах типа PWR. Это реакторы с водой под давлением: при этом сжигается энергетический плутоний. А мы разработали ТВЭЛы под реактор, который изначально не предназначался для использования в нем МОКС-топлива. Но эффективность сжигания плутония в реакторах типа КАНДУ существенно выше, чем в реакторах PWR. Я уже вам приводил этот показатель: одна тонна плутония в год. А в реакторах PWR этот показатель меньше примерно в три раза. Плутоний надо не просто утилизировать, а утилизировать с наибольшей экономической эффективностью.
- То есть желательно обойтись без постройки специальных реакторов под МОКС-топливо...
- Это с одной стороны. А с другой - важно, чтобы его вовлечение в топливный реакторный цикл не нагружало атомную энергетику дополнительными проблемами, а, наоборот, способствовало ее развитию. Использование реакторов типа КАНДУ в этом смысле - весьма и весьма выгодный проект.
- По-видимому, это как раз отвечает российской позиции - отношению к плутонию как к ценному энергетическому сырью?
- Да, несомненно. Но, кроме того, мы должны искать возможности коммерциализации данного подхода. И это позиция Минатома России. А коммерциализация здесь просматривается достаточно хорошо. Все стороны заинтересованы. Заинтересована Канада, заинтересована Россия, заинтересованы США. Объем экономической помощи в решении проблемы утилизации избыточного оружейного плутония может быть сокращен.
- Михаил Иванович, не могли бы вы немного более подробно рассказать о технической стороне эксперимента «Параллекс»: какие вы себе цели ставите с научной и инженерной точек зрения? Что собой представляют изготовленные в вашем институте ТВЭЛы с МОКС-топливом?
- Тепловыделяющий элемент, ТВЭЛ, - это конструктивное оформление ядерного топлива, которое, собственно, и позволяет топливу выполнять свои основные функции в реакторах: функцию обеспечения надежного съема тепла и герметизации от первого контура и от окружающей среды радиоактивных продуктов. То есть ТВЭЛ - это главный элемент активной зоны реактора.
Тепловыделяющий элемент выглядит просто - это оболочка или герметизирующий чехол, в котором помещается топливо. В данном случае это так называемое таблеточное топливо, выполненное в виде таблеток. Требования к ТВЭЛу достаточно жесткие. Геометрия таблетки определяет особенности конструкции данных тепловыделяющих элементов. Ведь мы в институте конструкцию ТВЭЛов в данном случае не разрабатывали. Ее параметры выдали канадцы, проектировщики реактора.
Таблетки МОКС-топлива изготовлены с использованием диоксида обедненного урана и диоксида оружейного плутония. Требования по качеству к таблеткам очень высоки. По точности их изготовления, по геометрии, по сплошности. Нам нужно было выдержать достаточно много параметров, которые должны обеспечить длительную и надежную работу ТВЭЛов.
- А с экологической точки зрения насколько безопасно МОКС-топливо?
- ТВЭЛы с МОКС-топливом можно спокойно брать руками. Надо только надевать перчатки, чтобы не остались масляные пятна на поверхности.
Как только топливо загерметизировано в тепловыделяющем элементе, оно не представляет никакой опасности окружающим. Ведь плутоний - сильный альфа-излучатель. А альфа-излучение - это поток тяжелых частиц, они экранируются даже обычным листом бумаги. Альфа-частицы опасны, когда попадают внутрь организма. В институте все работы ведутся под контролем Минздрава РФ, Гос-атомнадзора, Санэпидемстанции.
- Известно, что планировалось начать эксперимент «Параллекс» еще в середине декабря прошлого года. Потом срок перенесли на середину января. Говорят, что по причине некондиционности американского МОКС-топлива. Это правда?
- У меня нет такой информации. Я знаю, что задержки были связаны с некоторым негативным, будем так говорить, отношением общественности Канады к проведению этой работы. Но в итоге мы поставили восемь ТВЭЛов для первой сборки. Американцы также подготовили восемь. (То есть мы и США на первую сборку поставили одинаковое количество тепловыделяющих элементов.) Но мы подготовили топливо уже на вторую сборку и третью сборку (18 штук). Американцы не подготовили и, видимо, не собираются этого делать. Поэтому проект «Параллекс» сегодня фактически трансформируется в программу сжигания российского оружейного плутония в канадских реакторах КАНДУ. Мы считаем, что это нормальная модификация данного проекта.
-Вы ничего страшного не видите в том, что американцы дальше не хотят продолжать проект?
- Не видим. Американцы, видимо, выбрали свой путь. По нашим данным, они планируют покупать технологию изготовления МОКС-топлива у французской фирмы КОЖЕМА. Это их выбор.
- Вы уже сказали, что в Канаде реакторы типа КАНДУ исследуются на предмет возможности сжигания в них плутонийсодержащего топлива. В России прорабатываются подобные проекты для реакторов ВВЭР-1000 и БН-600. Но в России сейчас разрабатывается еще и новый проект - «БРЕСТ». Что собой представляет этот реактор?
- Во-первых, в контексте нашего разговора реактор «БРЕСТ» не предназначается для утилизации избыточного оружейного плутония. Он должен выжигать энергетический плутоний. (Энергетический плутоний - это плутоний, который образуется в результате работы обычных урановых реакторов. Оружейный более чистый.) «БРЕСТ» - это реактор, который создается для большой атомной энергетики. Это перспективная разработка, которая к утилизации оружейного плутония отношения не имеет.
Сейчас мы подходим к стадии испытаний макетных образцов ТВЭЛов реактора «БРЕСТ».
Кабельная арматура, Атомная энергетика, АЭС, Топливо, Электроэнергия , Энергия , Реакторы, СРО,
-
05.04.2021 10:16:42Атомная установка нового поколения от Билла Гейтса
314
Натриевый реактор нового поколения согреет 225 тыс домохозяйств. Он прост в эксплуатации и абсолютно безопасен, а при поддержке самого Билла Гейтса – обречен на успех.
Атомная энергетика, Реакторы
05.04.2021 06:09:52Водородный электропоезд: «зеленая» инновация с большими перспективами211
Одной из первых водородных «ласточек» в России может стать проект по организации пассажирского железнодорожного сообщения с применением поездов на водородных топливных элементах и систем обеспечения их эксплуатации. Правда, пока речь идет только о пригородных поездах, курсирующих на острове Сахалин.
Водородная энергетика, Топливо
04.04.2021 00:36:00Петербургский транспорт переходит на газ134
Министр промышленности и торговли Российской Федерации Денис Мантуров, губернатор г. Санкт-Петербурга Александр Беглов, председатель правления ПАО «Газпром» Алексей Миллер и генеральный директор ПАО «КАМАЗ» Сергей Когогин подписали соглашение о поэтапном переходе в 2021–2023 годах на использование природного газа в качестве моторного топлива в Санкт-Петербурге.
Топливо
17.03.2021 22:21:25СПГ-электростанции: гибкость и надежность с низким уровнем выбросов1176
Сжиженный природный газ (СПГ) считается одним из наиболее экологичных видов ископаемого топлива, поэтому сегодня, когда тема устойчивого развития выходит на первый план, на него обращают пристальное внимание.
Нефтегазовая отрасль, Топливо, Турбины, Электростанция
-
14.01.2015 Александр СусловКонцепция маркетинга гелиотехники
1102
Кабельная арматура, Энергия
-
12.05.2018 05:55:14Цифровизация: от концепции – к практическим решениям
26337
Круглый стол «Цифровые технологии в управлении энергетическими системами», организованный «Энергетикой и промышленностью России» в рамках Российского международного энергетического форума, мы стремились сориентировать на предельно конкретные вопросы. В начале мероприятия модератор – главный редактор «ЭПР» Валерий Пресняков отметил, что участникам предоставляется возможность рассказать о своих практических решениях, так или иначе нацелен...
Инновации
12.06.2018 19:59:26 Славяна РУМЯНЦЕВАЦифровизация энергетики: от «интеллектуальных» турбин до «умных» сетей24627
Никогда прежде мир не был так тесно связан и настолько «оцифрован», как сегодня. Дигитализация уже превратилась в неотъемлемую часть настоящего.
Цифровизация, Smart Grid, Инновации, Турбины
19.06.2018 13:52:08 Павел ШАЦКИЙ, первый заместитель генерального директора ООО «Газпром энергохолдинг»ДПМ-2: драйвер роста или обуза для потребителей?22168
Философский вопрос о первичности «курицы или яйца» в случае с перспективами российской энергетики звучит так: стимулировать ли инвестиции в энергетику с целью технологического прорыва в целом ряде секторов экономики или сдерживать тарифы, чтобы дать фору для развития несырьевым секторам?
Электроэнергетика, Инвестиции
21.10.2018 06:54:56К обновлению с КОММодом: роли и декорации очередной модернизации14978
ДПМ-2, ДПМ-штрих и, наконец, новое, пока неизвестное широкой отраслевой публике понятие – КОММод, обозначают одну программу, цели и суть которой заключаются в модернизации генерирующих мощностей отечественной энергетики. Все просто и сложно одновременно, поскольку профессиональное сообщество разделилось на тех, кто ждет от грядущей программы прорывных результатов, и на тех, кто осторожно заявляет о назревших рисках.
Модернизация в энергетике
25.11.2019 09:04:52 Славяна РУМЯНЦЕВАКто виноват, что в Японии «запретили» микроволновки14856
Микроволновая печь, как и составляющий ее основу магнетрон, до сих пор имеют множество противников. Масса негативных мифов о СВЧ-печах находят своих почитателей, а фейковые новости о вреде бытовой техники распространяются по всему миру.
Инновации