?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Если бы ко мне сегодня обратился бы за советом начинающий блоггер с вопросом “про что писать по ядерной тематике”, я бы точно отсоветовал бы ему писать про термоядерные и быстрые ядерные реакторы. Интересные новости здесь появляются настолько редко, что люди забудут о твоем существовании от публикации к публикации.


В частности, у меня новости по теме реакторов на быстрых нейтронах выходят примерно раз в полгода и пришлось подождать три годика, прежде чем неторопливая поступь этого направления привела к тому, что мне снова стало интересно написать что-то по теме в целом (а вам, надеюсь, прочитать).


Итак, три года назад, в благословенном 2015 году ситуация с мировой программой реакторов на быстрых нейтронах выглядела так:


  • Только что пущен крупнейший промышленный блок БН-800, символизирующий, что Россия все еще умеет строить и запускать промышленные быстрые реактора. Начинается строительство революционного БРЕСТ-300, идет жесткая битва по поводу того, какие реакторы более перспективны - натриевые или свинцовые. А может быстрые свинцово-висмутовые? Представитель этого направления СВБР-100 планируется к строительству в НИИАР недалеко от Ульяновска.


  • Франция, закрыв Phenix, проектирует возврат к тематике быстрых реакторов через проект натриевого БН ASTRID и участие в быстрых реакторах ALLEGRO (газоохлаждаемый), ALFRED (свинец) и MYRRHA (свинец-висмут с ускорительным драйвером). Однако сроки разрыва между рабочими установками начинают выглядеть тревожно


  • Индия 3 год тянет с запуском 500-мегаваттного PFBR, но все ждут его пуска с минуты на минуту. Все планы по быстрой программы крутятся вокруг этого быстрого реактора и его серийного развития CFBR-500.


  • Из Китая приходят новости о проблемах на небольшом исследовательском быстровике CEFR, спроектированного и построенного с частичной российской помощью. Хотя в конце 2014 года реактор был выведен на номинал, проблемы остаются, и сроки быстрой натриевой начинают плыть. Появляется информации по интересу Китая к свинцовым/свинцово-висмутовым реакторам.


  • В Японии оба быстрых реактора остановлены много лет, и находятся в состоянии между небом и землей - то ли закрывать, то ли развивать. Ситуация эта сложилась еще до аварии на Фукусимской АЭС, но еще сильнее усугубилась после нее.


  • США не имеют ни одной быстрой исследовательской/промышленной установки, и похоже не особо горят желанием менять эту ситуацию. Иногда всплывают разговоры о восстановлении могучего исследовательского реактора FFTF, но действия скорее направлены в противоположную сторону - установку потихоньку разбирают.


Загрузочная машина БН-800, способная работать с плутониевыми сборками. Справа в полу - люки для передачи ТВС на барабан свежих сборок реактора. Спасибо Дмитрию Горчакову за фото.


Что же изменилось в этой картине за прошедшие 3 года? Многое. Давайте пойдем в обратном порядке.


Позиция США в отношении быстрой программы, фактически отказывающая ей в существовании, на самом деле, имела свои причины. Во-первых, владельцы АЭС США - это в основном частные компании (с такими исключениями, например, как TVA), и они не видят коммерческих преимуществ в быстрых реакторах по сравнению с тепловыми. Во-вторых государственная политика США заключается в максимальному противодействию переработки отработанного топлива в мире, для замедления распространения ядерно-оружейных технологий, как в самой США, как и в государствах, до которых США может дотянуться с этим вопросом.


Понятно, что в таких условиях быстрая программа в США могла существовать только в виде военных или научных установок/задач. Откат военного финансирования в 1990х и конкуренция за деньги привела к полному закрытию быстрых реакторов в США. После остановки французского Phenix в 2010 американским исследователям-прикладникам даже теоретически не осталось места в мире для своей работы…. кроме России, где на быстром натриевом реакторе БОР-60 можно было купить время облучения за деньги. Именно так поступили исследователи из финансируемой Биллом Гейтсом TerraPower.


В целом, к 2016 году дихотомия в виде государственного неприятия быстрых реакторов и интереса отдельных команд к этому направлению достигла впечатляющих масштабов. Вкупе с к возобновлением, в некотором роде, холодной войны и опасениям, что вместе перемещением экспериментальной работы по перспективным ядерным реакторам в холодную северную страну могут утечь и какие-то секретные вещи, в США назрело желание восстановить хотя бы свой исследовательский реактор (т.к. ограничения на промышленный, перечисленные раньше, никуда не делись).


Корпус последнего (в 1980 году) построенного в США быстрого натриевого реактора - исследовательского FFTF


На рубеже 2017/2018 стартовала программа строительства новой исследовательской установки в США, крупной и дорогой. Совсем не ясно, доживет ли она до реализации, но мотивы “за” установились, похоже, надолго.


Можно также отметить множество команд, которые существуют в США и Канаде и разрабатывают различные концепции в том числе быстрых реакторов или реакторов с регулируемым спектром. Сюда можно отнести Transatomic Power, TerraPower, Hyperion Power, Advanced Reactor Concepts, GE/Hitachi и некоторые другие. Напомню, речь идет только о быстрых реакторах, еще больше команд работает с концептами с тепловым спектром.


Так вот, несмотря на обилие проектов, все они испытывают в США одинаковые сложности


  • Получить лицензию на строительство (т.е. проверить концепт на безопасность) от NRC невероятно сложно, долго и дорого. При этом, в обоснование безопасности нужны эксперименты, что приводит ко второй проблеме


  • Облучать топливо и экспериментально доказывать безопасность инженерных решений в США негде (для быстрых реакторов)


  • Коммерческий интерес к атомной энергетике вообще и быстрым реакторам в частности довольно ограничен.


Формальным наследником программы строительства быстрых натриевых реакторов в США является 300-мегаваттный GE/Hitachi PRISM, предназначенный для атомных станций малой мощности.


Как я уже писал, все эти проблемы дополнились также закрытием окна возможностей работы с Россией, хотя взамен американское государство подкинуло немножко грантов своим разработчикам. В целом получается, что американской быстрой программе, несмотря на довольно высокий уровень специалистов и большое количество команд, не хватает системности и инфраструктуры. И вот, в этом году конгресс США взял и выделил 2 миллиарда долларов на создание мощного исследовательского быстрого реактора VTR (ранее известного как FASTER). Сроки и цена еще могут сползти, но сам факт показывает, что США все еще видят перспективы в технологиях реакторов с быстрым спектром, несмотря на социальные и политические барьеры.


Единственный оставшийся в Японии на сегодня быстрый натриевый реактор - 140 мегаваттный (тепловых мегаватт) Joyo. После закрытия многострадального Mondju эта исследовательская установка (тоже с непростой судьбой) должна быть снова введена в строй к 2020 году.


Союзник США - Япония за прошедшее время практически не сдвинулась из непонятной ситуации, когда программа по развитию быстрых реакторов вроде и есть и в то же время стоит на месте. Было принято решение закрыть многострадальный Monju (который 10 лет восстанавливали после серьезной аварии, чтобы через несколько месяцев попасть на другую серьезную аварию) и восстановить быстрый исследовательский реактор Joyo. Хотя, если эта работа будет выполнена, и Япония окажется на ступеньку выше США, перспективы развития быстрых реакторов в будущем в этой стране весьма неясные. Кроме общего неприятия атомной энергетике в этой стране, есть еще и какой-то злой рок - оба быстрых реактора поймали кучу проблем и аварий, что и привело к нынешнему тупику - закрывать жалко, а продолжать страшно. Есть правда накопленный объем плутония из переработанного ОЯТ, для ликвидации которого (на этом настаивает США) лучше всего подошел бы быстрый реактор. Но можно и без него. Аккуратно спрогнозирую, что новости по прогрессу быстрых реакторов из Японии появятся не раньше 2030х годов.


Дозиметрическая разведка на реакторе Mondju после большого натриевого пожара в 1995 году. Натриевые пожары на БН сочетают в себе разнос радионуклидов, собственно сам пожар, опасность взрывов при взаимодействии с водой и еще и "пепел" в виде гидрооксида натрия.


Соседка Японии - Южная Корея, в которой было запланировано строительство быстрого натриевого реактора KALIMER-600 и шла программа его разработки (включая облучение прототипов топлива в БОР-60) также столкнулась с разворотом отношения к атомной энергетике от сугубо позитивного к слабо негативному с приходом в прошлом году нового президента. Даже удешевленная и уменьшенная версия KALIMER - 150 мегаваттный PGSFR в настоящий момент не имеет финансирования. Как и в Японии, перспективы развития неясны, но в отличии от Японии, в ЮК нет построенных быстрых реакторов и “прибить” всю программу гораздо проще.


В свою очередь Индия, 15 лет назад выглядевшая самым перспективным новичком, запускавшая весьма продвинутый проект PFBR-500 в строительство, в итоге, похоже, попала на еще один национальный долгострой, а-ля национальный танк или истребитель. PFBR не запущен до сих пор, со сдвигом сроков уже на 8 лет. Причины не называются, но по слухам, проблемы с разнообразными элементами реакторной установки, выполненных или изготовленных с ошибками. Хотя предыдущий (он же первый) исследовательский быстрый натриевый реактор Индии FTBR в начале своей карьеры тоже собрал массу сложностей, сроки той программы получились гораздо более сжатыми.


Монтаж страховочного корпуса PFBR-500 с красивой теплоизоляцией в конце 200х годов.


Активная зона PFBR-500, набитая имитаторами ТВС.


Не слышно ничего и про какие-то альтернативные ветви в быстрой программе Индии, кроме PFBR/CFBR.


Завершая абзац про Индию, хочется добавить, что сами индийцы признают, что снятие санкций по атомной программе и приход иностранных реакторных технологий расслабило отечественных разработчиков и менеджеров, поэтому все своеобразные программы (а тут, кроме PFBR стоит вспомнить о тяжеловодных ториевых бридерах AHWR) замедлились или зависли.


Даже сегодня, через 33 года после пуска и через 23 года после закрытия, французский быстрый натриевый реактор Superphenix мощностью 1200 мегаватт остается самым продвинутым представителем этой реакторной технологии.


Франция. Некогда безусловно передовая в области быстрых реакторов страна, обладавшая 1200-мегаваттным промышленным быстрым реактором, производством и использованием МОКС-топлива, переработкой уранового и МОКС-ОЯТ, развитой экспериментальной базой откатывается все дальше. После закрытия Phenix атомщики явно хотели “пересидеть” отсутствие большой быстрой программы в разработке и строительстве (а потом и эксплуатации) больших общеевропейских исследовательских реакторов - ALLEGRO, ALFRED, MYRRHA и строительстве национального опытно-промышленного натриевого ASTRID мощность в 600 МВт электрических. С точки зрения программ 80х годов это был натянутый компромисс, но это позволяло сохранить кадры и технологии. Однако реальность получилась еще хуже. Вслед за невнятным Олландом к власти пришел внятно-зеленый Макрон, а параллельно тому французский атомный гигант Areva прошел через серьезнейший финансовый кризис, потребовавший денежных вливаний и деления фирмы на части. В такой ситуации 600 мегаваттный ASTRID стоимость в 4-5 миллиарда евро стал слишком дорогим, и к 2018 году проект был урезан до 250 мегаватт электрических (как Phenix, построенный в 1975 году). Одновременно старт строительства уехал с ~2020 на 2025, т.е. разрыв по наличию быстрого реактора в французской быстрой программе составит не менее 20 лет.


Другие перечисленные проекты, в которых участвуют французы в Европе также затягиваются. В итоге от былого величия к 2030 году может остаться неплохая наука и горы отчетов, но даже если Франция решит сдуть пыль со своих планов по замене текущего поколения PWR на быстрые реакторы в 2040х - сделать это будет крайне сложно и дорого.


Французы продемонстрировали на Phenix реальный ЗЯТЦ, с двухкратным проходом плутония через цикл "бридер-переработка ОЯТ-фабрикация"


В то время, как французская быстрая программа закукливается и усыхает, на другой стороне континента - в Китае, все быстро развивается и расширяется. Китай как будто не в курсе всемирного уныния по поводу перспектив быстрых реакторов, считая, что после 2030 года для обеспечения топливной устойчивости многосотгигаваттного флота китайской атомной энергетики основной упор в новом строительстве будет сделан на быстрые реакторы (с ЗЯТЦ). Основная линия - повторение французской и советской программ: линейка быстрых натриевых реакторов с урановым а затем МОКС топливом. Первый опытный реактор, CEFR, мощностью 65 мегаватт тепловыхз (20 электрических) проектировался в 90х годах в России, но строился китайцами самостоятельно. Пущенная в 2010 году, эта установка стала для Китая чем-то вроде полигона, где нарабатывается опыт и понимание, каким образом надо строить и эксплуатировать быстрые натриевые реакторы. Фактически с 2011 года и до сих пор CEFR находится в полурабочем состоянии, работая на мощности всего несколько десятков дней в году. Не выполнена и задача перевода реактора на МОКС топливо (оригинальное урановое китайцы закупают у ТВЭЛ).



Продолжение во второй части.

Comments

( 41 comments — Leave a comment )
thrasymedes
Aug. 5th, 2018 08:27 pm (UTC)
А много было аварий, вызванных натрием ?
Или он создает большие проблемы и без аварий ?
tnenergy
Aug. 5th, 2018 09:59 pm (UTC)
Довольно много было аварий - десятки наверное, но на БН-600, скажем, последний серьезный пожар - 1993. На БН-800 мне рассказывали, что новая аспирационная система обнаружения пожаров (грубо говоря - датчики дыма/аэрозолей) видит настолько малые протечки (а сложность именно в том, что малые протечки натрия со временем разгораются в большие), что проблем пожаров нет вообще. Например у них как-то гильза термопары потекла - обнаружили в момент, когда просто на трубе небольшой налет гидроокиси был.

Т.е. благодаря опыту и всяким техническим решениям, проблема по большей части побеждена. Но это обходится недешево.

zilm
Aug. 5th, 2018 09:25 pm (UTC)
"французский атомный гигант Areva прошел через серьезнейший финансовый кризис, потребовавший денежных вливаний и деления фирмы на части

что за история? вы ничего не писали на этот счёт почитать?
sish
Aug. 5th, 2018 09:30 pm (UTC)
Orano SA она называется с января.
На сайте у них все описано.
tnenergy
Aug. 5th, 2018 10:01 pm (UTC)
Ну если коротко - то дикие задержки и перерасходы по Олкилуото 3 вылились в банкротсво Аревы, после чего, она была разделена на части, и роздана разным госструктурам (EDF, военным и т.п.), а большой оставшийся кусок (без Олкилуото, хе-хе) переименовали в Orano.

Смысл этих действий - не допустить дальнейших критических финансовых рисков.

Не знаю, стоит ли тратить массу времени и писать про финансы и корпоративные моменты?
(no subject) - zilm - Aug. 5th, 2018 10:06 pm (UTC) - Expand
(no subject) - millord - Nov. 16th, 2018 08:28 am (UTC) - Expand
(no subject) - molchun22ru - Aug. 6th, 2018 03:48 am (UTC) - Expand
(no subject) - zilm - Aug. 6th, 2018 07:08 am (UTC) - Expand
(no subject) - zilm - Aug. 6th, 2018 08:40 am (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Aug. 6th, 2018 09:09 am (UTC) - Expand
(no subject) - zilm - Aug. 6th, 2018 09:41 am (UTC) - Expand
lexp
Aug. 5th, 2018 11:34 pm (UTC)
Очевидно, что быстрые реакторы - единственный существующий вид электростанций, которые могут обеспечить человечество энергией на тысячелетия при нынешнем уровне развития технологий.

Но видать Западному Истэблишменту не нужна ни дешёвая энергия, ни ресурсная база на тысячелетия.

Радует, что хоть китайцы плюют на это и развивают технологию.
tnenergy
Aug. 6th, 2018 06:21 am (UTC)
При существующем уровне ещё ВИЭ могут. Наверное, цена электроэнергии будет выше, но если речь про возможность - то могут.

Насчёт дешивизны атомной энергии я бы тоже не обольщался - она осталась в 1970х.
(no subject) - indusski_kot - Oct. 30th, 2018 09:45 am (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Oct. 30th, 2018 10:02 am (UTC) - Expand
(no subject) - indusski_kot - Oct. 30th, 2018 10:35 am (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Oct. 30th, 2018 10:38 am (UTC) - Expand
(no subject) - indusski_kot - Oct. 30th, 2018 10:50 am (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Oct. 30th, 2018 11:36 am (UTC) - Expand
(no subject) - indusski_kot - Oct. 30th, 2018 02:23 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Oct. 30th, 2018 03:08 pm (UTC) - Expand
(no subject) - indusski_kot - Oct. 30th, 2018 04:01 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Oct. 30th, 2018 04:18 pm (UTC) - Expand
(no subject) - indusski_kot - Oct. 31st, 2018 04:01 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Oct. 31st, 2018 05:23 pm (UTC) - Expand
(no subject) - indusski_kot - Nov. 1st, 2018 02:19 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Nov. 1st, 2018 03:39 pm (UTC) - Expand
(no subject) - indusski_kot - Nov. 5th, 2018 11:19 am (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Nov. 5th, 2018 02:07 pm (UTC) - Expand
(no subject) - indusski_kot - Nov. 5th, 2018 11:45 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Nov. 7th, 2018 10:51 am (UTC) - Expand
(no subject) - indusski_kot - Nov. 7th, 2018 01:17 pm (UTC) - Expand
molchun22ru
Aug. 6th, 2018 03:21 am (UTC)
"производством и использованием МОКС-топлива, переработкой уранового и МОКС-ОЯТ"
не видно, что ссылка. буквы не синие или подчёркивания нет. и так опечаток много. если накидать сюда, править будете? :)
tnenergy
Aug. 6th, 2018 11:19 am (UTC)
Кидайте, поправлю.
amginskiy
Aug. 6th, 2018 03:35 am (UTC)
Как там дела с Jules Horowitz? Все по плану или сдвиг направо?
tnenergy
Aug. 6th, 2018 11:16 am (UTC)
Планово сдвинут вправо :) Кажется в отчете по Атомэкспо 2018 я писал подробности - какие-то проблемы с вентиляцией и электрикой, из который CEA вроде как выбралась, поменяв подрядчика, но в итоге дата пуска получается в 20х годах. Подробнее надо том посте смотреть.
stranst_drgn
Aug. 6th, 2018 05:57 am (UTC)
Спасибо за отличный обзор.
США, все-таки не она, а они ).
tnenergy
Aug. 6th, 2018 11:19 am (UTC)
Когда пишешь обзоры с 150 открытыми вкладками, с русским получается не очень :( А вычитывать потом некогда - спасибо читателям, что помогают.
woodenfriend
Aug. 6th, 2018 03:33 pm (UTC)
вздрогнул на слове "реактора"
molchun22ru
Aug. 8th, 2018 08:43 am (UTC)
что увидел, возможно лишнее что.
комментарий можно удалять

Все планы по быстрой программЫ крутятся

сроки быстрой натриевой начинают плыть - возможно слово пропущено?

Появляется информациИ по интересу Китая

политика США заключается в максимальномУ противодействиЮ переработки

и опасениям, что вместе перемещением экспериментальной работы - пропущена "с"?

Кроме общего неприятия атомной энергетикЕ в этой стране - энергетикИ?

мощностью 65 мегаватт тепловыхЗ
( 41 comments — Leave a comment )

Profile

tnenergy
Ядерная энергия

Latest Month

April 2019
S M T W T F S
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
282930    
Powered by LiveJournal.com