«Жасмин» – жидкосолевой многофункциональный инновационный реактор.

В продолжении темы...

Инновации на расплавах солей

ссылка

ФЭИ создает «Жасмин» – жидкосолевой многофункциональный инновационный реактор. Об особенностях и перспективах разработки «СР: наука» рассказал генеральный директор института Андрей Говердовский.

Страна РОСАТОМ НАУКА | № 2 – 3 (17 – 18) | февраль 2014 | Интервью

   – Идеи создавать реакторы на расплавах солей и традиционные ядерные реакторы возникли почти одновременно. Почему же жидкосолевые реакторы до сих пор не получили широкого распространения?

   – Традиционные реакторы оказались технологически более простыми, а срок реализации их проектов – существенно меньше. В условиях зарождения мирной атомной энергетики эти факторы стали несомненным приоритетом.

   – Опишите, пожалуйста, принцип работы жидкосолевого реактора.

   – В расплавленной соли фторидов или хлоридов легких элементов растворяются топливные компоненты. Увеличением концентрации урана или плутония достигается критичность системы. Жидкое топливо циркулирует в контуре, отдавая энергию в теплообменнике. Таким образом, расплавленная соль играет роль и топлива, и теплоносителя. При желании, а таковое имеется, жидкая субстанция очищается от продуктов деления, и реактор постоянно работает на «чистом» топливе без накопления радиоактивных отходов.

   – Существуют ли действующие образцы жидкосолевых реакторов?

   – Сегодня таких образцов в мире нет. Единственный реактор работал в Америке в конце 1960-х годов, причем в течение 10 тыс. часов на мощности около 8 МВт. Было это в Окридже. Новая технология, созданная совсем недавно, была куплена Китаем. К 2018 году планируется построить два прототипа по 1 МВт. В одном жидкая соль будет использоваться только в качестве теплоносителя. Такой же подход развивается в Окридже.

   – В чем уникальность реактора «Жасмин», который создается в ФЭИ?

   – «Жасмин» расшифровывается как жидкосолевой многофункциональный инновационный. В отличие от американского образца, это реактор быстрый. Его уникальность – в объединении двух технологий: электроядерной и жидкосолевой. Подкритический ЖС-бланкет управляется внешним источником нейтронов, основанным на взаимодействии ускоренных ионов дейтерия с ядрами лития, например. Уже сегодня мы приступили к опытно-конструкторским проработкам всего комплекса, тем более что сильноточный ускоритель у нас есть. Реактор будет иметь модульную структуру для повышения безопасности. В самом бюджетном варианте можно создать аппарат мощностью 20 кВт. И это будет первая в мире энергетическая система, состоящая из ускорителя и жидкосолевого реактора. Последующий цикл экспериментальных и технологических работ позволит ясно определить масштабную применимость технологии.

   – Говорят, что на разрабатываемом в ФЭИ реакторе аварии, подобные Фукусиме и Чернобылю, в принципе невозможны. В чем секрет безопасности?

   – Секрет в самом принципе: глубокая подкритичность системы исключает разгонные аварии, а расплавленная зона для него состояние не аварийное, а нормальное. К тому же возможность непрерывного удаления продуктов деления в любом случае снижает риски тяжелых радиационных последствий.

   – Насколько мощным может быть жидкосолевой реактор?

   – Теоретически – насколько угодно. Весь вопрос в назначении реактора. Сегодня в БУИ «Росатома» главенствует идея использования реактора для сжигания минорных актинидов, прежде всего америция, определяющего до 90 % долгосрочной радиотоксичности ОЯТ. Для этого тепловые мощности блоков за пределами 0,5 – 1 ГВт вряд ли необходимы.

   – Каковы преимущества «Жасмина» перед традиционными российскими реакторами РБМК, ВВЭР, БН? А какие слабые стороны?

   – Бествэльное топливо – это простота изготовления, эксплуатации, переработки, широкий диапазон изотопного состава, индифферентность к уровню выгорания, ведь вы всегда можете добавить нужный горящий компонент даже без остановки реактора. Онлайн-удаление продуктов деления не требует трудоемких операций по разделке твэлов, решает проблему концентрации отходов. Это все в плюс. Ни один упомянутый реактор ничего подобного предложить не может. А минус – отсутствие конструкционных материалов, устойчивых под облучением при высоких температурах к агрессивной фторной среде. Конечно, и на Западе, и у нас ведутся работы по нанопокрытиям, по хастеллою, но только опыт покажет решаемость проблемы. Вот тут наш «Жасмин» незаменим. Другой минус – поведение жидкосолевой топливной композиции, особенно в аварийных ситуациях. Мало что знаем да и умеем. Впереди огромная работа. Надо объединить физиков, химиков, материаловедов, математиков. Работа на стыке наук – всегда удел молодых и талантливых, поэтому и кадры надо готовить уже сегодня.

   – На какой стадии проект?

   – Про промышленный образец говорить рано. А вот опытный образец весьма реален к 2017 – 2018 годам.

   – Много ли ученых задействовано в проекте? Это в основном молодежь?

   – В 2013 году в рамках тематического плана БУИ выполнен огромный объем работ. Основные участники – ФЭИ, НИИАР, ВНИИХТ, Радиевый институт, Курчатовский институт. Участников много – более сотни квалифицированных специалистов. Молодежи – около трети. Но ведь это только начало. В научной среде интерес огромен, особенно к теме квантовой химии ЖС-объектов.

   – Кто ваши конкуренты в области жидкосолевых реакторов за рубежом? На какой стадии у них разработка?

   – Кроме упомянутых китайцев и американцев огромный практический интерес проявляют специалисты из Чехии, Японии, Австралии, Великобритании. Но там пока либо пробирочные опыты, либо декларации о намерениях. Как знать, может быть, реализация проекта «Жасмин» раздует тлеющий огонь…