Русия с революционно откритие в ядрената енергетика

Реакторът с бързи неутрони БН-800 произведе първите количества електроенергия за руската енергийна система.

Историческото събитие не само за руската, но и за световната ядрена енергетика стана в Белоярската АЕЦ в Урал. БН-800 е прототип на по-мощните търговски „бързи реактори”, които се смята, че ще дадат големи предимства за развитието на ядрената енергетика.

Каква е важността на случилото в уралската централа? Реакторите с бързи неутрони имат 2главни предимства. Първият голям плюс е свързан със суровинния проблем на съвременната ядрена енергетика. В момента тя използва т.нар. топлинни реактори, чиято работа се базира върху използването на енергия, отделяне при делението на ядрата на урана-235. Но ефективността от използването на уран-235 е много малка, защото съдържанието на този изотоп в природния уран е под 1% (основната съставка на природния уран е уран-238).

Образно казано добивът на уран за осигуряване на ядрено гориво за „топлинните” реактори може да се сравни с използването на дървесина единствено за производство на кибрит, който впоследствие изгаря в печката.

Използването на уран-235 като ядрено гориво не може да осигури развитието на ядрената енергетика в световен мащаб – залежите на уран на нашата планета не са безкрайни.

Проблемът може да се реши с реакторите с бързи неутрони, чиято енергия е много по-голяма от енергията на „работещите” неутрони в топлинните реактори (от тук и името „бърз реактор“). Бързите неутрони водят до делението на атомите както на уран-235, така и на уран-238. Но „бързите реактори” имат още една много важна особеност – при тях „изгарянето” на ядреното гориво е съпроводено с разширено възпроизводство (или размножение, както казват ядрените физици) на вторичното „гориво”.

Именно възпроизводството на ядреното „гориво” е принципно важният момент за бъдещата ядрена енергетика: този процес позволява напълно да се използва природния уран и оттук да се увеличи примерно 100 пъти производството на енергия от всеки тон добит уран. Съответно това открива пътя към почти неизчерпаеми ресурси за ядрената енергетика (според преценки за почти 1000 г.). Затова специалистите казват, че „реакторите размножители” са необходимо условие за създаването и функционирането на ядрената енергетика в голям мащаб.

Второто достойнство на „бързите реактори” е тяхната способност ефикасно да „изгарят” най-опасните дълго съхранявани радионуклеиди, образувани в отработеното ядрено гориво. По този начин може радикално да се реши проблемът с обезвреждането на радиоактивните отпадъци на ядрената енергетика, защото многократно се намалява техния обем.

Именно заради тези 2 главни предимства специалистите наричат реакторите с бързи неутрони бъдеще на ядрената енергетика. Тя, благодарение на затворения ядрен горивен цикъл, ще се самоосигурява с произвеждано ядрено „гориво” и ще реши много екологични въпроси.

Това не е първият подобен реактор в Русия.  Пионер в това отношение е реактор от 1973 г., който по съветско време е работил в днешния Казахстан. Очаква се опитът с реактора БН-800 да разчисти пътя за изграждането на по-мощни  и търговски блокове с реактори БН-1200.

Русия „уверено върви напред в реализацията на плановете за значително разширяване на ядрената енергетика, включително в разработването на нови модели реактори”, гласи констатацията на специалисти от Световната ядрена асоциация (WNA).

Други държави също са натрупали опит с реактори на бързи неутрони. В това отношение пионери са САЩ, но в момента те не се развиват активно това направление. Ако САЩ се сдобият с подобен реактор, това би могло да стане към 2030 г.

Франция имаше 2 „бързи” енергийния реактора. Пуснатият през 1974 г.„Феникс” имаше мощност от 230 мВ, а „Суперфеникс”, заработил през 1985 г., бе с мощност 1200 мВ. Но с експлоатацията на „Феникс” възникнаха проблеми и през 2010 г. проектът бе закрит. Още по-кратък бе животът на „Суперфеникс“ – той работи до 1998 г., без нито веднъж да заработи на максимална мощност. Той бе спрян по политически причини, чиито изразители бяха местните „зелени”. В момента Франция работи върху своя нов „бърз” реактор с мощност 600 мВ.

В Япония работеше единственият „бърз реактор” „Мондзю“, пуснат през 1995 г. Но и при него възникнаха трудности с експлоатацията. Реакторът спря през 2010 г., след като в него падна кран и потъна в течния натрий. Кранът се използваше за зареждане с ядрено гориво. Все още няма решение за зарязания от тогава реактор.

Индия е страната, която е най-близо до пускането на своя първи „бърз” реактор. Вече бе съобщено, че първият индийски прототип на търговски реактор-размножител PFBR с мощност 500 мВ ще заработи през март-април 2016 г.