Реактор на быстрых нейтронах или реактор IV поколения — это ядерный реактор, в активной зоне которого нет замедлителей нейтронов и спектр нейтронов близок к энергии нейтронов деления (~105 эВ). Нейтроны этих энергий называют быстрыми, отсюда и название этого типа реакторов. Реактор на быстрых нейтронах позволяет превращать обеднённый уран и отработавшее ядерное топливо в новое топливо для АЭС, образуя замкнутый цикл использования ядерного топлива, и позволяя вместо доступных ныне 3%, использовать около 30% потенциала ядерного топлива, что обеспечит перспективу ядерной энергетике на тысячелетия. Чтобы запустить промышленные реакторы IV поколения, замкнуть топливный цикл и сделать атомную энергетику возобновляемой, придется внедрить множество новых технологий.
Инновации будущего необходимо на чем-то тестировать: для этого будет создана принципиально новая экспериментально-стендовая база — многоцелевой быстрый исследовательский реактор (МБИР). Госкорпорация «Росатом» работает над созданием МБИР в рамках второго федерального проекта «Создание современной экспериментально-стендовой базы для разработки технологий двухкомпонентной атомной энергетики с замкнутым ядерным топливным циклом» комплексной программы РТТН.
Мощнейший исследовательский
МБИР, строящийся на площадке ГНЦ НИИАР (Димитровград, Ульяновская обл.), станет мощнейшим в мире исследовательским реактором на быстрых нейтронах: электрическая мощность составит 50 МВт, тепловая — 150 МВт. Это в 2,5 раза больше, чем у ныне действующего в институте исследовательского быстрого реактора БОР-60, который работает с 1968 года.
У реакторной установки МБИР будет три штатных контура охлаждения: два натриевых и один пароводяной.
Пароводяной контур оснастят паротурбинной установкой. Это позволит не только проводить инновационные исследования, но и обеспечивать электроэнергией и теплом НИИАР и жителей Димитровграда.
Преимущества высокого нейтронного потока
Плотность потока нейтронов в активной зоне МБИР будет превышать 5 · 1015 с–1∙см–2. Это вдвое больше, чем у БОР-60 — быстрого исследовательского реактора, эксплуатирующегося в НИИАР.
Высокая плотность нейтронного потока позволит в разы сократить сроки проведения многих исследований, в первую очередь ресурсных и радиационных испытаний различных материалов.
Например, чтобы достичь радиационного воздействия в 180–200 смещений на атом, в БОР-60 требуется десять лет, а в МБИР на это уйдет всего шесть лет.
Многозадачность
В состав МБИР войдет несколько петлевых экспериментальных установок — специальных устройств, внутри которых можно будет создавать условия, отличные от условий активной зоны МБИР. В них можно будет моделировать условия облучения, реализуемые в реакторах разных типов — с различными нейтронными спектрами, теплоносителями и топливными композициями.
МБИР обеспечит возможность испытаний широкого спектра технологий, необходимых для создания реакторов нового поколения.
Можно будет испытывать как схемы устройств, способы управления и режимы работы реакторов, включая отработку аварийных ситуаций, так и виды топлива, теплоносителей, конструкционных материалов.
Производственно-лабораторные мощности
Часть закорпусных облучательных каналов МБИР будет использоваться для производства. Это позволит максимально эффективно использовать широкие облучательные возможности реакторной установки. Вертикальные каналы будут задействованы для нейтронного легирования кремния, в том числе крупных слитков, в интересах радиоэлектронной промышленности. Горизонтальные каналы будут выводить нейтронные пучки в исследовательские лаборатории для решения прикладных и фундаментальных задач.
МБИР обеспечит возможность проведения испытаний в интересах любой отрасли, где используются ядерные технологии.
Это могут быть фундаментальные нейтронно-физические исследования, эксперименты по космическим программам, медицинские, материаловедческие и любые другие прикладные испытания.
Мировой центр реакторных компетенций
Росатом развернет на основе МБИР мировой центр компетенций по быстрым реакторам. В его работу будут вовлечены страны-партнеры, заинтересованные в развитии и внедрении реакторов на быстрых нейтронах и замыкании ядерного топливного цикла.
Свои исследовательские программы на российской научной площадке будут проводить ученые со всего мира.
Вовлечение широкого числа участников, представляющих различные научно-технические школы, создаст синергетический эффект для всех партнеров проекта. Появление такого международного исследовательского центра будет способствовать продвижению технологий атомной энергетики будущего на мировом рынке и формированию широкой международной коллаборации для развития ядерной науки и технологий. Россия закрепит свою роль в качестве мирового лидера в этом направлении.
Атомные электростанции будущего обеспечат человечество неисчерпаемой чистой энергией
МБИР возводят на площадке ГНЦ НИИАР в Димитровграде (Ульяновская область). Работы стартовали в сентябре 2015 года. Общая площадь застройки — 16 гектаров. Весь реакторный комплекс будет состоять из 53 объектов, на его сооружение уйдет 220 тысяч кубометров бетона. В строительстве задействованы две тысячи человек и около ста единиц строительной техники, включая тяжелые гусеничные краны грузоподъемностью 1 350 тонн.
В 2023 году корпус реактора установлен в шахту и успешно завершен еще один ключевой этап строительства МБИР — возведение металлоконструкций свода реакторного блока.
“Завершение этого процесса говорит о закрытии теплового контура здания реактора. Это дает возможность приступить к монтажу основного технологического оборудования, выполнению специальных, монтажных и отделочных работ. Все работы по строительству МБИР ведутся в графике, соблюдается плановая численность персонала”, – сказал директор по капитальным вложениям, государственному строительному надзору и государственной экспертизе Госкорпорации «Росатом» Геннадий Сахаров
Монтаж купола здания представлял собой уникальную технологическую операцию. Строители установили 22 арки, вес каждой — 74 тонны, длина в пролете — 38 метров. Работы велись в течение пяти месяцев с использованием тяжелого гусеничного крана грузоподъемностью 750 тонн. Каждый этап монтажа требовал большой подготовки, включающей укрупнительную сборку элементов конструкций на земле с последующей строповкой и подъемом на проектную отметку.
Физический пуск МБИР официально намечен на 2027 год. На 2028 год запланированы поставки электроэнергии и старт экспериментальной программы.
Темпы сооружения этого объекта просто поражают. На стройке работают около двух тысяч человек. Уже практически возведены реакторный комплекс, многие вспомогательные корпуса. Темпы строительства сегодня таковы, что в конце 2026 года может состояться физический пуск”, отметил научный руководитель ГНЦ РФ – ФЭИ Владимир Троянов
Расчетный срок службы МБИР — 50 лет. После его пуска атомная отрасль будет обеспечена современной и технологически совершенной исследовательской инфраструктурой как минимум на полвека.
Источник: https://www.atomic-energy.ru/
