„Реактор будућности“: Русија гради нуклеарни комплекс четврте генерације

Компанија „Росатом“ је у руском граду Северск у Томској области почела да монтира енергетски блок нове генерације БРЕСТ-ОД-300, који ће омогућити да се на нуклеарној електрани реализује затворен ток нуклеарног горива у форми затвореног циклуса и да хаварије типа Чернобиља и Фукушиме у принципу постану немогуће.

Бројне карактеристике, укључујући оловни носач топлоте, чине овај реактор јединственим. Научници верују да ће његово покретање формирати нову еру у енергетици.

Спори и брзи неутрони

Абревијатура у називу блока ОД означава да је он за тестирање и демонстрацију.

„То је важно појаснити, јер би реактор требало да покаже своју ефикасност. У случају да достигне све оно што је у пројекту планирано то ће бити велики корак у енергетици будућности“, појаснио је заменик директора Института нуклеарне физике и технологије Московског инжењерско-физичког института (МИФИ) Георги Тихомиров.

Ланчану реакцију у нуклеарној енергији покрећу неутрони који се појављују приликом поделе тешких језгра. У активним реакторима, неутрони велике енергије, који се називају брзим, се успоравају. Реакцију одржавају спори, или топлотни неутрони. Гориво је најчешће обогаћени уран са повећаним садржајем изотопа уран-235.

„Још се на почетку формирања нуклеарне енергије поставило питање проширења базе горива како би се искористили сви изотопи добијеног урана, а не само уран-235, чије су резерве ограничене. Појавила се идеја о реактору који ради на брзим неутронима и у којем постоји могућност поновне производње горива и укључивања у рад изотопа урана-238, што сто пута проширује базу горива“, рекао је руску научник.

Изградња реактора са брзим неутронима је сложенија, него са топлотним. У свету је само неколико таквих: два велика блока на Белојарској нуклеарној електрани у Свердловској области у Русији, један велики у Кини и још неколико се гради у другим земљама.

Процес стварања електричне енергије на нуклеарној електрани се формира тако што се у активној зони реактора ствара ланчана реакција са издвајањем велике количине топлоте. Средство које се користи за пренос топлотне енергије се загрева на високој температури и вода испарава у генератору паре, затим пара окреће турбине које производе електричну енергију.

У реакторима на брзим неутронима БН-600 и БН-800 на Белојарској нуклеарној електрани је то течни натријум. Тихомиров наводи да он има низ недостатака: агресивно делује са ваздухом и водом, а алтернатива је олово. БРЕСТ-ОД-300 је први реактор у свету са таквим топлотним носиоцем, ако се не рачунају они на бродовима који имају легуру олова и бизмута.

„Олово се мора пажљиво растопити када се реактор покрене, на пример, електричним поступком. Течно стање ће затим подржати ослобађање енергије у активној зони“, рекао је научник.

Осим тога у реактор ће се ставити још јаче гориво мешавина нитрита урана и плутонијума уместо уобичајеног уранијум-диоксида. Истиче да је овај систем компактнији и поузданији.

Сигурност

Међународна заједница нуклеарне енергије издваја шест перспективних типова система четврте генерације, укључујући и реакторе на брзим неутронима, који су пројектовани на принципима унутрашње инхерентне, или природне сигурности. То значи да у свим околностима не би требало да се догоде озбиљне несреће.

У свету се још увек са опрезом гледа на нуклеарну енергију, јер се сви сећају хаварије у Чернобиљу у СССР-у 1986. године и на Фукошими у Јапану 2011. године.

„Свака хаварија захтева да се анализирају разлози и да се унапреди нуклеарна енергија. Експерти у Међународној агенцији за нуклеарну енергију су након Чернобиља формулисали принципе по којима је безбедна експлоатација нуклеарних станица, а затим су то даље разматрали анализирајући Фукушиму-1. Данас су све нуклеарне електране пројектоване на тој основи“, изјавио је физичар.

Тихомиров наводи да сваки технички апарат носи са собом ризике, али да су ти ризици минимални за нуклеарну електрану и истиче да у последњих десет година није било озбиљних инцидената. Руски научник тврди да олово и интегрална компонента БРЕСТ-ОД-300 искључују могућност хаварије.

БРЕСТ-ОД-300 ће бити пуштен у рад 2026. године. Требало би, пре свега, да покаже ефикасност, а карактеристике које су планиране пројектом ће дати колосални успех.

Експериментално-демонстрациони комплекс, поред реактора, садржи и модул за гориво и модул за прераду горива и ово ће омогућити реализацију затвореног тока нуклеарног горива у форми затвореног циклуса.

„Електрогенерација је важна, али је још важније показати да је у оквиру једне локације могуће рециклирање и поновно враћање горива у реактор“, појаснио је Тихомиров.

БРЕСТ-ОД-300 је прототип реактора за нуклеарне електране у будућности, он је економичнији, безбеднији и има минимум радиоактивног отпада. Неки експерти сматрају да могу бити и обновљиви извори енергије.