Технополис завтра
Самое важное. Самое полезное. Самое интересное...
Новости Фунты, тугрики...

Свежий атомный реактор США

Источник: Геоэнергетика
6.10.2016

На одном из сайтов публикации «Геоэнергетики» о делах атомного проекта в США были атакованы дамами и джентльменами, нещадно критиковавшими нас за «чернуху». «Ну, сколько можно, а?! Центрифуги не крутятся, ОЯТ не перерабатывается, атомного машиностроения практически нет – вот зачем вот это все, да еще в таких количествах? Неужто ничего хорошего найти не можете?»

Можем. Вот – совсем свежая новость:

«Впервые в XXI веке в США запущен на номинальную мощность атомный реактор на АЭС Уоттс Бар (Watts Bar). 20 суток работы на полную мощность без отклонений – и реактор будет запущен в коммерческую эксплуатацию.»

Многоголосо прогремели СМИ 1 октября сего года. Здорово ведь!

1445569850_102315a01-wattsbar-039_t1070_hd15fcf1313e82c8b7752c325ab41a0b9c3292a2f

Президент TVA объявляет о запуске нового реактора на АЭС Уоттс Бар (США), Фото: timesfreepress.com

Конечно, здорово, даже спорить не будем. Прекрасная новость, поздравляем американцев. Только, прежде чем в воздух чепчики бросать, попробуем внимательно изучить эту новость – ну, чтобы лучше понимать эпохальность события и, само собой, устыдиться за собственное неуместное критиканство. Присмотримся.

Энергопуск второго блока АЭС Уоттс Бар состоялся, оказывается, еще 3 июня. Потом, как и положено по регламенту, реактор приостановили, перепроверили и постепенно стали наращивать мощность. Наращивали и наращивали – пока 30 августа не сгорела вся трансформаторная батарея. Ну, с кем не бывает: 26 сентября трансформаторы уже заменили на новые, все в порядке.

А отчего такое происшествие приключилось? Реактор новый, он ведь, наверное, должен быть безопасным? Ба-а, этот ВВЭР мощностью 1 116 МВт, оказывается, не относится к поколению III+. И к поколению III не относится – это всего-навсего «двоечка». Что ж такое, как же так? А дело в том, что строить его начали не сказать что совсем недавно – в 1972 году. Прописью: в тысяча девятьсот семьдесят втором. Построили процентов так на 60 к 1985 году, да и забросили. Кто там любит поминать громким недобрым словом советский долгострой – можете пару фраз и по этому поводу высказать. Трансформатор сгорел? Так поди построй трансформатор под реактор технологии 40-летней давности…

watts-bar-e1445540117432

АЭС Уоттс Бар, Фото: tva.gov

АЭС Уоттс Бар принадлежит компании TVA – именно она и решила в 2007 достроить второй энергоблок. Пару лет ушло на получение всех лицензий, и работа закипела. Американские традиции соблюдены аккуратно: первоначальная смета в 2,3 млрд долларов чуть-чуть превышена – подросла до 4,7 млрд. Но тут уж ничего не поделаешь – иначе в глаза людям стыдно смотреть было бы. И, тем не менее – факт остается фактом, и уж лучше так, чем 30 с лишним лет полной тишины. С почином, господа американцы! Верим в ваши таланты – пройдет еще сколько-то лет и вы дорастете до поколения III+, в 3D формате они у вас выглядят неплохо, да и китайцы наверняка помогут.

Что, вся новость? Порадовались за американцев, порадовались за Россию, которой достались такие вот конкуренты – и все? Отнюдь: новость становится полной, если найти как можно больше подробностей. Простой вопрос: а почему именно АЭС Уоттс Бар и почему именно компания TVA? Что, у американцев другого недостроя нету, или низкие цены на газ, из-за которых подешевела электроэнергия американских газовых электростанций, на Уоттс Бар и TVA не действуют? Ответ несколько неожиданный: недострой есть, а вот низкие цены конкретно для TVA действуют в разы меньше, чем на прочих владельцев АЭС. И вот этот тонкий момент стоит рассмотреть внимательнее.

В одной из заметок мы уже задавали вопрос: знакома ли вам устойчивая идиома «термоядерная бомба». Давайте-ка снова ее припомним. Термоядерная бомба действует на ядерной реакции синтеза, в синтезе участвуют два изотопа водорода – дейтерий и тритий. Дейтерий устойчив, а вот время полураспада трития – всего 12,4 года.

lowq-termojadernaja-jenergija

Термоядерный синтез, Фото: greensource.ru

Подробности технологии в открытый доступ не выложит никто и никогда, но, очевидно, есть некие модификации термоядерных бомб, которых требуется тритий в чистом виде, а не в форме «заготовки» из дейтерида лития. Следовательно, запасы трития а) нужны и б) их надо постоянно обновлять. Извините, снова придется рассказывать о технических подробностях, но таков уж атомный проект.

Тритий можно получать искусственно – в ядерном реакторе. В качестве сырья выступает изотоп лития-6: чем его больше в литии-7, тем больше выход трития. содержание лития-6 в природном литии-7 – около 7,5%, не так уж и мало. Схема образования трития, если обойтись без формул, такова: нейтрон, образовавшийся при распаде урана-235, покидая активную зону реактора, попадает в ядро лития-6. В результате ядерной реакции получается 2 газа – тритий (1 протон и 3 нейтрона) и гелий (2 протона и 2 нейтрона). В литии-6 по 3 нейтрона и протона, в результате происходит своеобразная «рекомбинация», при этом прибывший извне нейтрон (подарок от урана-235) остается свободным.

Формула, конечно, проще:

^{6}Li + n\rightarrow ^{4}He + T

Написать формулу или правильные слова не так уж сложно, а вот на практике осуществлять такую реакцию куда как сложнее. Как это делалось, теперь уже можно узнать из открытых источников, хотя когда-то это было одной из самых суровых наших и американских тайн.

Теоретические изыскания способов получения трития в СССР начались еще во время создания первой атомной бомбы – в 1947-1948 годах: наша первая термоядерная бомба, «слойка Сахарова», требовала наличия трития в чистом виде. В 1950 году была закончена разработка технического задания на создание атомного реактора АИ («Атомный Изотопный»), в августе того же года началась работа по его созданию – на комбинате №817, который сейчас нам привычнее называть заводом «Маяк». Темпы работы диктовала военная необходимость: уже 12 ноября 1951 была достигнута критичность АИ, 22 октября 1952 АИ был сдан в эксплуатацию. Мощность реактора была невелика по нынешним меркам – 40 МВт, но стоит отметить, что это был наш первый реактор, работающий на обогащенном уране. Созданный для наработки плутония реактор А («Аннушка», как ласково называли его сотрудники Курчатова) обогащения не требовал.

АИ – блочная графитовая система с водяным охлаждением. Если не вдаваться в подробности: вертикальный цилиндрический графитовый блок с 248 техническими каналами, параллельными оси цилиндра. В центральную часть АИ загружали стержни с ураном, обогащенным до 2%, на периферии стояли блоки с сырьем для трития – соль лития Li2 SO4 (цифры как индексы- справа от букв и чуть ниже), при этом литий был обогащен по литию-6. А дальше все «просто»: после облучения сырьевые блоки извлекали (разумеется – автоматическим краном, чтобы избежать облучения персонала), перекидывали в вакуумную печь для извлечения сырых газов дейтерия и трития, оттуда газ переходил в отделение разделения газов и получения конечного продукта – тритида урана.

АИ проработал 35,5 лет, заглушили его 25 мая 1987 года. Кроме него, тритий мы нарабатывали и на других реакторах – АВ-3, легководном реакторе «Руслан» и на тяжеловодных ОК-180 и «Людмила». Информации о том, что эти реакторы остановлены, найти не удалось.

А что в США? В годы холодной войны «тритиевые» реакторы работали на военных объектах Саванна-Ривер (Южная Каролина) и Ханфорд (Вашингтон). Но по неким «соображениям безопасности» оба реактора были остановлены в 1988 году. С той поры тритий Штаты «добывали» из … термоядерных боеголовок. Такое положение дел мало кого устраивало, и в 1996 году США приняли программу «Тритиевая готовность» – Tritium Readiness Program, с годовым бюджетом 70 млн долларов. Выглядит она следующим образом. Блоки, содержащие алюминат лития и цирконий (tritium-producing burmablea bsorber rods, TPBAR) на 18 месяцев ставятся под облучение… Правильно – действуюшего реактора №1 АЭС Уоттс Бар. После извлечения облученные блоки с TPBAR транспортируются в Саванна-Ривер, для извлечения трития и дальнейшей передачи в распоряжения джентльменов из Пентагона. Какой бюджет получает TVA в настоящее время, неизвестно – напомним, что 70 млн было в 1996 году, а о доброй традиции американских атомщиков удваивать и утраивать смету мы прекрасно знаем. Так или иначе – падение цен на газ и на электричество не испугали TVA, инвестиции в 4.7 млрд долларов на Уоттс Бар-2 успешно освоены.

Вот такая «многослойная» получилась новость из Америки. Новый реактор по очень старой технологии, горящие трансформаторы и термоядерный арсенал сплетаются в замысловатый клубок, который распутать было не так уж и просто. Конечно, можно было бы рассказать и больше. Например, о том, что работами по достройке реактора руководил Масуд Баджестани (Masoud Bajestani) – специалист с гражданством США и … Ирана, ушедший со своего поста досрочно, в феврале 2011 года, но тогда это была бы куда как более длинная история.

Фото: http://nashvillepublicmedia.org/

Boris Alestar

 
Социальные комментарии Cackle
Loading...
Загрузка...

© 2009 Технополис завтра

Перепечатка  материалов приветствуется, при этом гиперссылка на статью или на главную страницу сайта "Технополис завтра" обязательна. Если же Ваши  правила  строже  этих,  пожалуйста,  пользуйтесь при перепечатке Вашими же правилами.