Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2015 № 10

Атомщики России завершили разработку революционного ядерного реактора четвертого поколения. Говорят, что реактор «Брест», также известный как «проект Прорыв», решит такое количество международных проблем, что его создатели могут претендовать на Нобелевскую премию. Между тем 20 лет назад от этого проекта отказались из-за высокого риска аварий и больших эксплуатационных затрат.

Так что же произошло за это время?

Работы в этом направлении начались еще в советские времена. И вот недавно специалисты НИИ энерготехники завершили работы по реактору «Брест». Знаменитый разработчик ядерных установок для подводных лодок и его специалисты поработали ныне исключительно в мирных целях, выйдя на принципиально новое качество всей ядерной энергетики. Такой реактор может использовать в качестве топлива ядерные отходы. Кроме того, при своей работе он не дает возможности наработки новых запасов того же плутония. И, наконец, он имеет высокий уровень защиты от аварий и диверсий.

Подробности здесь таковы. Ныне в России имеется 10 АЭС, на которых работает всего 33 реактора. Это приблизительно втрое меньше, чем в США. Однако не стоит полагать, что это плохо. Старые американские реакторы в большинстве своем неэффективно расходуют топливо и производят огромное количество ядерных отходов.

Реакторы типа «Брест» более полно используют имеющееся топливо. Более того, как уже говорилось, они способны использовать в качестве топлива ядерные отходы, заодно приготовляя из них топливо для новых реакторов. Получается своеобразный вечный двигатель, кроме того, в мире накопилось более трети миллиона тонн отходов, которые создают множество проблем. Их нужно где-то хранить, защищать от их излучения окружающую природу и население, а сами эти хранилища еще и охранять от доступа посторонних. Словом, использование реакторов «Брест» позволяет отходы превратить в доходы. И поскольку схема реактора закрытая, риски его аварий минимальны. А использование вместо агрессивного натрия свинца не только уменьшает риск аварий, но и снижает их последствия. При аварии радиоактивные материалы будут залиты свинцом автоматически.

Вид демонстрационной установки.

На схеме реактора «Брест-300» цифрами обозначены: 1— активная зона; 2— блок корпусов; 3— шахта реактора; 4— трубопровод коллектора; 5— корзина активной зоны; 6— система расхолаживания; 7— измерительная колонна; 8— внутриреакторная перегрузочная машина; 9— парогенератор; 10— верхнее перекрытие; 11— главный циркуляционный насос; 12— блок парогенератора ГЦН; 13— фильтр.

Вследствие всего этого такие реакторы можно не только без особой опаски строить на своей территории, но поставлять даже не очень миролюбивым странам. Просто потому, что наработать на них оружейный плутоний проблематично в силу особенностей конструкции. Проще построить примитивный реактор по технологиям 40-х годов ХХ века и нарабатывать плутоний на нем.

В мире набралось уже 18 тыс. т отработанного урана, и каждый год добавляется 670 т. Кроме того, в мире 345 тыс. т отходов, полученных в свое время при переработке природного урана, из них 110 тыс. т приходится на долю США. Промышленные же технологии переработки отходов есть только у двух стран — России и Франции.

«Даже грубые подсчеты говорят, что запасов отработанного урана, накопленных за 60 лет работы атомной отрасли, хватит на несколько сотен лет генерации», — считает доктор физико-математических наук А. Крюков.

«Росатом» уже начал строительство завода, на котором отработанное топливо будет превращаться в обогащенные таблетки для «Бреста». Первый опытный образец имеет мощность 300 МВт, у серийных «Брестов» она будет от 700 до 1 200 МВт. Это больше мощности ВВЭР-1000 — основного реактора сегодняшней российской атомной энергетики. Построят первый «Брест-ОД-300» на площадке Белоярской АЭС. Такое соседство удобно хотя бы уже потому, что он будет получать отходы для переработки от ныне работающих реакторов.

Что же касается безопасности, то специалисты просматривали не только вариант аварии, подобной чернобыльской, но смоделировали случай, когда диверсанты будто бы взорвали само здание реактора. Компьютер показал, что даже в этом случае радиоактивных выбросов, требующих эвакуации населения и длительного отчуждения земли, не произойдет. Активная зона будет похоронена под слоем свинца.

По мнению сторонников быстрых энергетических реакторов этого типа, характеристики безопасности делают возможным строительство реакторов типа «Брест» даже вблизи крупных населенных пунктов, используя их как источники не только энергии, но и тепла.

В. ЧЕРНОВ

ДЛЯ КОСМОСА И АРКТИКИ

В Научно-исследовательском и конструкторском институте энерготехники имени Доллежаля (НИКИЭТ) вот уже несколько лет идут работы по созданию ядерной космической энергодвигательной установки для дальних космических экспедиций. Проект создания транспортноэнергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса выполняют совместно предприятия «Росатома» и «Роскосмоса».

Не имеющий аналогов транспортный модуль предполагает использование ионных электрореактивных двигателей, в которых реактивная тяга создается за счет ускоренного электрическим полем потока ионов.

Такие установки могут пригодиться при организации экспедиции на Марс, для детального обследования планет-гигантов и их спутников, создания промышленного производства в космосе, полагают исследователи. Помогут они и при очистке околоземного пространства от космического мусора, в борьбе с астероидной опасностью, при устройстве на планетах автоматизированных исследовательских баз.

Помимо этого, созданные в процессе новые технологии могут быть использованы и в других отраслях народного хозяйства. Например, на основе такого модуля предложены ядерные энергоустановки малой мощности для тепло- и электроснабжения удаленных районов Севера.

Идея эта вообще-то более чем древняя. Согласно Библии, еще в доисторические времена первый ковчег построил легендарный Ной, чтобы спастись от Всемирного потопа. И после него, например, в Китае и других странах Юго-Восточной Азии десятки тысяч людей жили и рыбачили на джонках — небольших парусных судах. Потом эту моду переняли богатые люди, многие из которых ныне в теплое время года предпочитают жить на персональных яхтах. Количество подобных конструкций увеличивается с каждым годом. С некоторыми особенно интересными проектами мы и хотим вас сейчас познакомить.