rumah Produksi PLTN bn. PLTN Beloyarsk: fakta menarik dan informasi umum (foto)

PLTN bn. PLTN Beloyarsk: fakta menarik dan informasi umum (foto)

Reaktor neutron cepat Rusia unik yang beroperasi di PLTN Beloyarsk dibawa ke kapasitas 880 megawatt, layanan pers Rosatom melaporkan.

Reaktor beroperasi di unit daya No. 4 PLTN Beloyarsk dan saat ini sedang menjalani pengujian peralatan pembangkit yang dijadwalkan. Sesuai dengan program pengujian, unit daya memastikan pemeliharaan daya listrik pada level minimal 880 megawatt selama 8 jam.

Daya reaktor dinaikkan secara bertahap, untuk akhirnya mendapatkan sertifikasi pada tingkat daya desain 885 megawatt berdasarkan hasil pengujian. Saat ini reaktor tersebut disertifikasi dengan kapasitas 874 megawatt.

Perlu diingatkan bahwa dua reaktor cepat beroperasi di PLTN Beloyarsk. Reaktor BN-600 telah beroperasi di sini sejak 1980 - untuk waktu yang lama itu adalah satu-satunya reaktor jenis ini di dunia. Namun pada 2015, peluncuran bertahap reaktor BN-800 kedua dimulai.

Mengapa ini begitu penting dan dianggap sebagai peristiwa bersejarah bagi industri nuklir global?

Reaktor cepat memungkinkan penerapan siklus bahan bakar tertutup (belum diterapkan di BN-600 saat ini). Karena hanya uranium-238 yang “dibakar”, setelah diproses ulang (ekstraksi produk fisi dan penambahan bagian baru uranium-238), bahan bakar dapat dimasukkan kembali ke dalam reaktor. Dan karena lebih banyak plutonium diproduksi dalam siklus uranium-plutonium daripada yang meluruh, bahan bakar berlebih dapat digunakan untuk reaktor baru.

Selain itu, metode ini dapat digunakan untuk memproses kelebihan plutonium tingkat senjata, serta plutonium dan aktinida minor (neptunium, amerisium, curium) yang diperoleh dari bahan bakar bekas reaktor termal konvensional (aktinida minor saat ini merupakan bagian yang sangat berbahaya dari limbah radioaktif). Pada saat yang sama, jumlah limbah radioaktif dibandingkan dengan reaktor termal berkurang lebih dari dua puluh kali lipat.

Mengapa, dengan segala kelebihannya, reaktor neutron cepat belum tersebar luas? Ini terutama karena kekhasan desain mereka. Seperti disebutkan di atas, air tidak dapat digunakan sebagai pendingin, karena ia adalah moderator neutron. Oleh karena itu, dalam reaktor cepat, logam terutama digunakan dalam keadaan cair - dari paduan timbal-bismut yang eksotis hingga natrium cair (pilihan paling umum untuk pembangkit listrik tenaga nuklir).

"Dalam reaktor neutron cepat, beban termal dan radiasi jauh lebih tinggi daripada di reaktor termal," Mikhail Bakanov, kepala insinyur PLTN Beloyarsk, menjelaskan kepada PM. - Hal ini menyebabkan kebutuhan untuk menggunakan bahan konstruksi khusus untuk bejana reaktor dan sistem dalam reaktor. Badan TVEL dan bahan bakar tidak terbuat dari paduan zirkonium, seperti pada reaktor termal, tetapi dari baja paduan kromium khusus yang kurang rentan terhadap radiasi 'pembengkakan'. Di sisi lain, misalnya, bejana tekan reaktor tidak dikenakan beban yang terkait dengan tekanan internal - hanya sedikit lebih tinggi dari tekanan atmosfer ”.

Menurut Mikhail Bakanov, pada tahun-tahun pertama operasi, kesulitan utama terkait dengan pembengkakan radiasi dan retaknya bahan bakar. Masalah ini, bagaimanapun, segera diselesaikan, bahan baru dikembangkan - baik untuk bahan bakar dan untuk selubung batang bahan bakar. Tetapi bahkan sekarang kampanye dibatasi tidak begitu banyak oleh pembakaran bahan bakar (yang mencapai 11% pada BN-600), melainkan oleh sumber bahan dari mana bahan bakar, batang bahan bakar dan bahan bakar dibuat. Masalah operasional lebih lanjut terutama terkait dengan kebocoran natrium di sirkuit sekunder, logam berbahaya yang secara kimiawi aktif dan berbahaya yang bereaksi keras saat bersentuhan dengan udara dan air: “Hanya Rusia dan Prancis yang memiliki pengalaman panjang dalam mengoperasikan reaktor daya industri cepat neutron. Sejak awal, kami dan spesialis Prancis menghadapi masalah yang sama. Kami telah berhasil menyelesaikannya, sejak awal, menyediakan sarana khusus untuk memantau kekencangan sirkuit, lokalisasi, dan penindasan kebocoran natrium. Dan proyek Prancis ternyata kurang siap untuk masalah seperti itu, akibatnya, pada tahun 2009 reaktor Phenix akhirnya ditutup. "

“Masalahnya benar-benar sama,” tambah Nikolai Oshkanov, direktur PLTN Beloyarsk, “tetapi masalah tersebut diselesaikan di sini dan di Prancis dengan cara yang berbeda. Misalnya, ketika kepala salah satu majelis ditekuk pada Phenix untuk mengambil dan membongkarnya, spesialis Prancis mengembangkan sistem 'penglihatan' yang rumit dan agak mahal melalui lapisan natrium. Dan ketika kami memiliki masalah yang sama, salah satu teknisi kami menyarankan untuk menggunakan kamera video yang ditempatkan dalam struktur sederhana seperti lonceng selam - pipa terbuka dari bawah dengan argon yang bertiup dari atas. Saat lelehan natrium dipindahkan, operator dapat mencengkeram alat berat melalui tautan video dan rakitan yang bengkok berhasil dilepas. "

Zona aktif reaktor neutron cepat tersusun seperti bawang, berlapis-lapis

Sebanyak 370 rakitan bahan bakar membentuk tiga zona dengan pengayaan yang berbeda pada uranium-235 - 17, 21 dan 26% (awalnya hanya ada dua zona, tetapi untuk menyamakan pelepasan energi, dibuat tiga). Mereka dikelilingi oleh layar samping (selimut), atau zona berkembang biak, di mana kumpulan yang mengandung uranium alami atau habis, yang sebagian besar terdiri dari isotop 238, berada. reproduksi).

Fuel assemblies (FA) adalah seperangkat elemen bahan bakar (fuel rods) yang dirangkai dalam satu rumahan - tabung yang terbuat dari baja khusus yang diisi dengan pelet oksida uranium dengan pengayaan berbeda. Agar batang bahan bakar tidak bersentuhan satu sama lain, dan pendingin dapat bersirkulasi di antara mereka, sebuah kawat tipis dililitkan pada tabung. Sodium memasuki unit bahan bakar melalui lubang throttling bawah dan keluar melalui jendela di bagian atas.

Di bagian bawah rakitan bahan bakar, ada betis yang dimasukkan ke dalam soket pengumpul, di bagian atas ada bagian kepala, yang dengannya rakitan dicengkeram selama kelebihan beban. Rakitan bahan bakar dengan pengayaan yang berbeda memiliki kursi yang berbeda, sehingga tidak mungkin memasang rakitan di tempat yang salah.

Untuk mengontrol reaktor, 19 batang kompensasi digunakan, berisi boron (penyerap neutron) untuk mengkompensasi pembakaran bahan bakar, 2 batang kendali otomatis (untuk mempertahankan daya yang diberikan), dan 6 batang pelindung aktif. Karena latar belakang neutron intrinsik uranium rendah, "lampu latar" digunakan untuk peluncuran reaktor yang terkontrol (dan kontrol pada tingkat daya rendah) - sumber fotoneutron (pemancar gamma ditambah berilium).

Unit tenaga dengan reaktor neutron cepat dapat secara signifikan memperluas basis bahan bakar tenaga nuklir dan meminimalkan limbah radioaktif dengan mengatur siklus bahan bakar nuklir tertutup. Hanya sedikit negara yang memiliki teknologi seperti itu, dan Federasi Rusia, menurut para ahli, adalah pemimpin dunia di bidang ini.

Reaktor BN-800 (dari "natrium cepat", dengan daya listrik 880 megawatt) adalah reaktor neutron cepat industri eksperimental dengan pendingin logam cair, natrium. Ini harus menjadi prototipe untuk unit daya komersial yang lebih kuat dengan reaktor BN-1200.

sumber

Kota Zarechny terletak 40 km dari Yekaterinburg, di tengah-tengah hutan Ural yang paling indah. Pada tahun 1964, pembangkit listrik tenaga nuklir industri Soviet pertama, Beloyarskaya (dengan reaktor AMB-100 dengan kapasitas 100 MW), diluncurkan di sini. Sekarang PLTN Beloyarsk tetap menjadi satu-satunya di dunia tempat reaktor daya neutron cepat industri, BN-600, beroperasi.

Bayangkan sebuah boiler yang menguapkan air, dan uap yang dihasilkan mengubah generator turbin yang menghasilkan listrik. Ini kira-kira bagaimana pembangkit listrik tenaga nuklir bekerja secara umum. Hanya "ketel" yang merupakan energi peluruhan atom. Desain reaktor daya dapat berbeda, tetapi menurut prinsip operasinya, reaktor dapat dibagi menjadi dua kelompok - reaktor termal dan reaktor cepat.

Inti dari setiap reaktor adalah fisi inti berat di bawah aksi neutron. Benar, ada juga perbedaan yang signifikan. Dalam reaktor termal, uranium-235 dibelah oleh neutron termal berenergi rendah, sehingga membentuk fragmen fisi dan neutron berenergi tinggi baru (yang disebut neutron cepat). Probabilitas absorpsi oleh inti uranium-235 (diikuti oleh fisi) dari sebuah neutron termal jauh lebih tinggi daripada yang cepat, sehingga neutron harus diperlambat. Ini dilakukan dengan bantuan moderator - zat, yang bertabrakan dengan inti di mana neutron kehilangan energinya. Bahan bakar untuk reaktor termal biasanya adalah uranium dengan pengayaan rendah, grafit, air ringan atau berat digunakan sebagai moderator, dan air biasa sebagai pendingin. Sebagian besar pembangkit listrik tenaga nuklir yang beroperasi diatur menurut salah satu skema ini.

Neutron cepat yang dihasilkan oleh fisi nuklir paksa dapat digunakan tanpa perlambatan. Skemanya adalah sebagai berikut: neutron cepat yang terbentuk selama fisi inti uranium-235 atau plutonium-239 diserap oleh uranium-238 dengan pembentukan (setelah dua peluruhan beta) plutonium-239. Selain itu, untuk 100 inti uranium-235 atau plutonium-239 yang terpisah, 120-140 inti plutonium-239 terbentuk. Benar, karena kemungkinan fisi nukleus oleh neutron cepat lebih kecil daripada neutron termal, bahan bakar harus diperkaya lebih besar daripada reaktor termal. Selain itu, tidak mungkin untuk menghilangkan panas dengan air di sini (air adalah moderator), jadi Anda harus menggunakan pendingin lain: biasanya logam cair dan paduan, dari varian yang sangat eksotis seperti merkuri (pendingin semacam itu digunakan di reaktor eksperimental Amerika pertama Clementine) atau timbal - paduan bismut (digunakan di beberapa reaktor untuk kapal selam, khususnya, kapal Soviet proyek 705) menjadi natrium cair (pilihan paling umum dalam reaktor daya industri). Reaktor yang beroperasi dengan cara ini disebut reaktor cepat. Ide reaktor semacam itu diusulkan pada tahun 1942 oleh Enrico Fermi. Tentu saja, militer menunjukkan minat yang paling kuat dalam skema ini: reaktor cepat dalam proses operasinya tidak hanya menghasilkan energi, tetapi juga plutonium untuk senjata nuklir. Untuk alasan ini, reaktor cepat disebut juga breeder (dari bahasa Inggris breeder - manufacturer).

Apa yang ada di dalam dirinya

Zona aktif reaktor neutron cepat tersusun seperti bawang, berlapis-lapis. Sebanyak 370 rakitan bahan bakar membentuk tiga zona dengan pengayaan yang berbeda pada uranium-235 - 17, 21 dan 26% (awalnya hanya ada dua zona, tetapi untuk menyamakan pelepasan energi, dibuat tiga). Mereka dikelilingi oleh layar samping (selimut), atau zona berkembang biak, di mana rakitan yang mengandung uranium habis atau alami berada, terutama terdiri dari isotop 238. Di ujung batang bahan bakar di atas dan di bawah inti, pelet uranium habis juga ditempatkan, yang membentuk layar akhir (zona reproduksi). Reaktor BN-600 adalah milik pemulia (breeder), yaitu untuk 100 inti uranium-235 yang dipisahkan pada inti pada saringan samping dan ujung, dihasilkan 120-140 inti plutonium yang memungkinkan untuk memperluas pembiakan bahan bakar nuklir. Fuel assemblies (FA) adalah seperangkat elemen bahan bakar (fuel rods) yang dirangkai dalam satu rumahan - tabung yang terbuat dari baja khusus yang diisi dengan pelet oksida uranium dengan pengayaan berbeda. Agar batang bahan bakar tidak bersentuhan satu sama lain dan pendingin dapat bersirkulasi di antara mereka, kawat tipis dililitkan pada tabung. Sodium memasuki unit bahan bakar melalui lubang throttling bawah dan keluar melalui jendela di bagian atas. Di bagian bawah rakitan bahan bakar, ada betis yang dimasukkan ke dalam soket pengumpul, di bagian atas ada bagian kepala, yang dengannya rakitan dicengkeram selama kelebihan beban. Rakitan bahan bakar dengan pengayaan berbeda memiliki kursi yang berbeda, jadi tidak mungkin memasang rakitan di tempat yang salah. Untuk mengontrol reaktor, 19 batang kompensasi digunakan, yang mengandung boron (penyerap neutron) untuk mengkompensasi pembakaran bahan bakar, 2 batang kendali otomatis (untuk mempertahankan daya yang diberikan), dan 6 batang pelindung aktif. Karena latar belakang neutron intrinsik uranium rendah, "lampu latar" digunakan untuk peluncuran reaktor yang terkontrol (dan kontrol pada tingkat daya rendah) - sumber fotoneutron (pemancar gamma ditambah berilium).

Zigzag sejarah

Sangat menarik bahwa sejarah energi atom dunia dimulai dengan reaktor neutron yang cepat. Pada tanggal 20 Desember 1951, reaktor daya neutron cepat pertama di dunia EBR-I (Eksperimental Breeder Reactor) dengan daya listrik hanya 0,2 MW dioperasikan di Idaho. Kemudian, pada tahun 1963, pembangkit listrik tenaga nuklir dengan reaktor neutron cepat Fermi diluncurkan di dekat Detroit - sudah berkapasitas sekitar 100 MW (pada tahun 1966 terjadi kecelakaan serius di sana dengan mencairnya sebagian inti, tetapi tanpa akibat apapun bagi lingkungan atau manusia) ...

Di Uni Soviet, sejak akhir 1940-an, Alexander Leipunsky telah mempelajari topik ini, yang di bawah kepemimpinannya, fondasi teori reaktor cepat dikembangkan di Obninsk Physics and Power Engineering Institute (IPPE) dan beberapa tegakan eksperimental dibangun, yang memungkinkan untuk mempelajari fisika proses tersebut. Sebagai hasil dari penelitian yang dilakukan pada tahun 1972, pembangkit listrik tenaga nuklir neutron cepat pertama Soviet ditugaskan di kota Shevchenko (sekarang Aktau, Kazakhstan) dengan reaktor BN-350 (awalnya dinamai BN-250). Ini tidak hanya menghasilkan listrik, tetapi juga menggunakan panas untuk desalinasi air. Pembangkit listrik tenaga nuklir Perancis dengan reaktor cepat Phenix (1973) dan pembangkit listrik Inggris dengan PFR (1974), keduanya dengan kapasitas 250 MW, segera diluncurkan.

Namun, pada 1970-an, reaktor termal mulai mendominasi tenaga nuklir. Ini karena berbagai alasan. Misalnya, fakta bahwa reaktor cepat dapat menghasilkan plutonium, yang berarti dapat mengakibatkan pelanggaran undang-undang nonproliferasi senjata nuklir. Namun, kemungkinan besar faktor utamanya adalah reaktor termal lebih sederhana dan lebih murah, desainnya telah diuji pada reaktor militer untuk kapal selam, dan uranium sendiri sangat murah. Reaktor listrik neutron cepat industri yang mulai beroperasi setelah 1980 dapat dihitung dengan satu jari di seluruh dunia: ini adalah Superphenix (Prancis, 1985-1997), Monju (Jepang, 1994-1995) dan BN-600 (Beloyarskaya NPP, 1980) , yang saat ini merupakan satu-satunya reaktor daya industri yang beroperasi di dunia.

Mereka datang kembali

Namun, saat ini, perhatian para spesialis dan publik kembali tertuju pada pembangkit listrik tenaga nuklir dengan reaktor neutron cepat. Menurut perkiraan yang dibuat oleh Badan Energi Atom Internasional (IAEA) pada tahun 2005, volume total cadangan uranium yang dieksplorasi, dimana biaya penambangan tidak melebihi $ 130 per kilogram, berjumlah sekitar 4,7 juta ton. Menurut perkiraan IAEA, cadangan ini akan bertahan selama 85 tahun (jika kita mengambil dasar kebutuhan uranium untuk produksi listrik pada tingkat 2004). Kandungan isotop 235 yang "dibakar" di reaktor termal, di uranium alam hanya 0,72%, sisanya "tidak berguna" untuk reaktor termal, uranium-238. Namun, jika kita beralih ke penggunaan reaktor neutron cepat yang mampu "membakar" uranium-238, cadangan yang sama ini akan bertahan selama lebih dari 2500 tahun!

Bengkel perakitan reaktor, di mana bagian-bagian reaktor yang terpisah dirakit dari bagian-bagian terpisah menggunakan metode SKD

Selain itu, reaktor cepat memungkinkan untuk menerapkan siklus bahan bakar tertutup (saat ini tidak diterapkan di BN-600). Karena hanya uranium-238 yang “dibakar”, setelah diproses ulang (ekstraksi produk fisi dan penambahan bagian baru uranium-238), bahan bakar dapat dimasukkan kembali ke dalam reaktor. Dan karena lebih banyak plutonium yang dihasilkan daripada yang meluruh dalam siklus uranium-plutonium, bahan bakar yang berlebih dapat digunakan untuk reaktor baru.

Reboot buta

Tidak seperti reaktor termal, rakitan dalam reaktor BN-600 terletak di bawah lapisan natrium cair, oleh karena itu, pelepasan rakitan bekas dan pemasangan rakitan baru di tempatnya (proses ini disebut pengisian bahan bakar) terjadi dalam mode tertutup sepenuhnya. Di bagian atas reaktor ada busi putar besar dan kecil (eksentrik relatif satu sama lain, yaitu sumbu rotasinya tidak sesuai). Kolom dengan sistem kontrol dan perlindungan, serta mekanisme beban berlebih dengan gripper tipe collet, dipasang pada steker putar kecil. Mekanisme putar dilengkapi dengan "segel air" yang terbuat dari paduan fusible khusus. Dalam keadaan normal, itu padat, dan untuk memuatnya kembali dipanaskan sampai titik leleh, sementara reaktor tetap tertutup rapat, sehingga pelepasan gas radioaktif praktis dikeluarkan. Proses reload mematikan banyak tahapan. Pertama, gripper dibawa ke salah satu rakitan yang terletak di penyimpanan dalam reaktor dari rakitan bekas, mengambilnya dan mentransfernya ke lift bongkar muat. Kemudian diangkat ke kotak transfer dan ditempatkan di drum rakitan bekas, dari mana, setelah dibersihkan dengan uap (dari natrium), ia akan masuk ke kolam penampungan. Pada tahap berikutnya, mekanisme mengambil salah satu rakitan inti dan mentransfernya ke penyimpanan dalam reaktor. Setelah itu, rakitan bahan bakar yang diperlukan dikeluarkan dari drum rakitan baru (tempat rakitan bahan bakar yang berasal dari pabrik dipasang terlebih dahulu), dipasang di lift rakitan baru, yang memasukkannya ke mekanisme pemuatan ulang. Tahap terakhir adalah pemasangan rakitan bahan bakar ke dalam sel kosong. Dalam hal ini, batasan tertentu diberlakukan pada pengoperasian mekanisme untuk alasan keamanan: misalnya, tidak mungkin untuk melepaskan dua sel yang berdekatan secara bersamaan, sebagai tambahan, selama kelebihan beban, semua batang kontrol dan pelindung harus berada di inti. Proses pengisian bahan bakar satu rakitan memakan waktu hingga satu jam, pengisian bahan bakar sepertiga inti (sekitar 120 rakitan bahan bakar) membutuhkan waktu sekitar satu minggu (dalam tiga shift), prosedur ini dilakukan setiap kampanye mikro (160 hari efektif, dalam hal kapasitas penuh). Benar, sekarang pembakaran bahan bakar telah ditingkatkan, dan hanya seperempat inti yang kelebihan beban (sekitar 90 unit bahan bakar). Pada saat yang sama, operator tidak memiliki umpan balik visual langsung, dan hanya dipandu oleh indikator sudut rotasi kolom dan grippers (akurasi posisi kurang dari 0,01 derajat), gaya ekstraksi dan pengaturan.

Proses reload mencakup banyak tahapan, dilakukan dengan menggunakan mekanisme khusus dan menyerupai permainan "15". Tujuan utamanya adalah untuk mendapatkan rakitan baru dari drum yang sesuai ke dalam slot yang diinginkan, dan rakitan yang dihabiskan ke dalam drumnya sendiri, dari mana, setelah dibersihkan dengan uap (dari natrium), mereka akan jatuh ke kolam penampungan.

Ratakan hanya di atas kertas

Mengapa, dengan segala kelebihannya, reaktor neutron cepat belum tersebar luas? Ini terutama karena kekhasan desain mereka. Seperti disebutkan di atas, air tidak dapat digunakan sebagai pendingin, karena ia adalah moderator neutron. Oleh karena itu, dalam reaktor cepat, logam terutama digunakan dalam keadaan cair - dari paduan timbal-bismut hingga natrium cair (pilihan paling umum untuk pembangkit listrik tenaga nuklir).

"Dalam reaktor neutron cepat, beban termal dan radiasi jauh lebih tinggi daripada di reaktor termal," Mikhail Bakanov, kepala insinyur PLTN Beloyarsk, menjelaskan kepada PM. - Ini mengarah pada kebutuhan untuk menggunakan bahan khusus konstruksi untuk bejana reaktor dan sistem dalam reaktor. Rumah batang bahan bakar dan rakitan bahan bakar tidak terbuat dari paduan zirkonium, seperti pada reaktor termal, tetapi dari baja kromium paduan khusus, yang kurang rentan terhadap pembengkakan radiasi. ”Di sisi lain, misalnya, bejana reaktor tidak dikenakan beban yang terkait dengan tekanan internal - hanya sedikit di atas atmosfer ".

Menurut Mikhail Bakanov, pada tahun-tahun pertama operasi, kesulitan utama terkait dengan pembengkakan radiasi dan retaknya bahan bakar. Masalah ini, bagaimanapun, segera diselesaikan, bahan baru dikembangkan - baik untuk bahan bakar dan untuk selubung batang bahan bakar. Tetapi bahkan sekarang kampanye dibatasi tidak begitu banyak oleh pembakaran bahan bakar (yang mencapai 11% pada BN-600), melainkan oleh sumber bahan dari mana bahan bakar, batang bahan bakar dan rakitan bahan bakar dibuat. Masalah operasional lebih lanjut terutama terkait dengan kebocoran natrium di sirkuit sekunder, logam berbahaya yang secara kimiawi aktif dan berbahaya yang bereaksi keras saat bersentuhan dengan udara dan air: “Hanya Rusia dan Prancis yang memiliki pengalaman panjang dalam mengoperasikan reaktor daya neutron cepat industri. Sejak awal, kami dan spesialis Prancis menghadapi masalah yang sama. Kami telah berhasil menyelesaikannya, sejak awal telah menyediakan sarana khusus untuk memantau kekencangan sirkuit, lokalisasi, dan penindasan kebocoran natrium. Dan proyek Prancis ternyata kurang siap untuk masalah seperti itu, akibatnya, pada tahun 2009 reaktor Phenix akhirnya ditutup. "

“Masalahnya benar-benar sama,” tambah Nikolai Oshkanov, direktur PLTN Beloyarsk, “tetapi masalah tersebut diselesaikan di sini dan di Prancis dengan cara yang berbeda. Misalnya, ketika kepala salah satu majelis ditekuk pada Phenix untuk mengambil dan mengeluarkannya, spesialis Prancis mengembangkan sistem 'melihat' melalui lapisan natrium yang rumit dan agak mahal. Dan ketika kami memiliki masalah yang sama, salah satu teknisi kami menyarankan untuk menggunakan kamera video. bertempat di desain yang paling sederhana, seperti bel menyelam, tabung bawah terbuka dengan tiupan argon dari atas. Saat lelehan natrium dikeluarkan, operator dapat menghubungkan mekanisme melalui video dan rakitan bengkok berhasil diambil. "

Masa depan yang cepat

"Tidak akan ada minat dalam teknologi reaktor cepat di dunia jika bukan karena operasi jangka panjang BN-600 kami yang sukses," kata Nikolai Oshkanov. "Pengembangan tenaga nuklir, menurut pendapat saya, terutama terkait dengan produksi serial dan pengoperasian reaktor cepat. ... Hanya mereka yang memungkinkan untuk melibatkan semua uranium alami dalam siklus bahan bakar dan dengan demikian meningkatkan efisiensi, serta mengurangi jumlah limbah radioaktif hingga puluhan kali lipat. Dalam hal ini, masa depan energi nuklir akan sangat cerah. "

Di PLTN Beloyarsk di kota Zarechny, mereka bersiap untuk memasang reaktor untuk unit daya baru. Saat ini, BNPP mengoperasikan satu-satunya unit daya di dunia dengan reaktor neutron cepat dengan kapasitas 600 MW (ini adalah yang paling kuat di Ural Tengah), dan sekarang unit baru yang lebih kuat sedang dibangun. Koresponden Nakanune.RU melihat kemajuan pekerjaan ini, dan siap untuk memberi tahu dan menunjukkan seperti apa reaktor nuklir masa depan, yang sedang dibangun di pembangkit listrik tenaga nuklir di wilayah Sverdlovsk, seperti apa, dan apa yang membuat teknologi yang digunakan di BNPP unik.

Energi nuklir ternyata menjadi salah satu industri yang tidak terpengaruh oleh krisis di Rusia. Yah, atau hampir tidak pernah tersentuh. Pembangkitan listrik di pembangkit listrik tenaga nuklir negara akan tetap pada tingkat yang sama, dan tidak banyak masalah yang harus kami hadapi di daerah lain. Selain itu, para pembangun yang sebelumnya enggan membangun fasilitas baru secara bergilir, bergegas kembali ke stasiun, karena pembangunannya dibiayai oleh negara. Kami mengunjungi salah satu proyek konstruksi ini - pembangunan unit tenaga keempat BN-800 dari PLTN Beloyarsk.

Direktur BNPP Nikolay Oshkanov (dia juga Wakil Direktur Jenderal Energoatom Concern OJSC, yang menyatukan sepuluh pembangkit listrik tenaga nuklir di negara itu) mencatat: "Tidak ada krisis di pembangkit listrik tenaga nuklir di Rusia - tidak ada fenomena krisis yang mempengaruhi kita dan tidak akan mempengaruhi kita." Namun, ia mengakui bahwa penurunan konsumsi energi juga berdampak pada industri tenaga nuklir - di beberapa pembangkit yang menjadi perhatian, blok-blok tersebut sudah dicadangkan, namun pada 1 Juni sudah mencapai 100% output.

Di BNPP, pekerjaan berlanjut pada pembangunan BN-800 (proyek sedang dilaksanakan sebagai bagian dari program target federal untuk pengembangan energi nuklir di Rusia). Saat ini, stasiun tersebut mengoperasikan satu-satunya unit daya di dunia dengan reaktor neutron cepat kelas industri BN-600 (ini adalah unit daya ketiga BNPP, dua yang pertama sedang dalam proses dinonaktifkan). Apa kekhasan dari teknologi reaktor "cepat", kata Nikolai Oshkanov sendiri:

"Dalam program (FTP untuk pengembangan energi nuklir, - kira-kira) BNPP disajikan oleh unit tenaga keempat sebagai teknologi inovatif - ini adalah tahap baru di mana seluruh dunia bergegas, dan di sini Rusia, dengan menggunakan contoh PLTN Beloyarsk, ternyata menjadi pemimpin. Hanya negara besar - AS yang mampu membelinya. , Prancis, Jepang, Rusia, Inggris - yaitu, mereka yang memiliki bom. Bukan DPRK, yang mencuri teknologi, tetapi mereka yang dapat mengembangkan arah ini. Mengapa reaktor "cepat" dibuat? Dalam reaktor "cepat", ternyata plutonium bersih, sekelas senjata. "

Di BNPP, bahan bakar digunakan untuk tujuan damai, teknologinya memungkinkan perluasan basis energi bahan bakar negara dan meminimalkan jumlah limbah nuklir.

Semua uranium dibagi menjadi dua bagian: 0,7% adalah yang dapat digunakan di reaktor, 99,3% adalah yang disebut "pembuangan", tidak dapat digunakan di reaktor yang ada di seluruh dunia, termasuk milik kita. negara. Reaktor "cepat" mengubah uranium-238 yang tidak digunakan menjadi plutonium-239 di bawah aksi neutron cepat, "jelas Nikolai Oshkanov.

Jadi, setelah memasukkan 10 ton plutonium ke dalam reaktor, 12 ton sudah dikeluarkan darinya, karena plutonium "dikelilingi" oleh uranium, katanya. Jadi, pembuangan uranium menjadi bahan bakar.

Teknologi ini telah digunakan pada BN-600 sejak 1980, sedangkan BN-800 dirancang untuk memecahkan masalah siklus kuat "tertutup", yang menjamin "sirkulasi" bahan bakar antara reaktor cepat dan termal.

Sementara itu, Nikolai Oshkanov dalam jumpa pers Jumat lalu menegaskan bahwa tanggal commissioning bergeser dari 2012 ke 2014. Masalahnya bukan pada krisis, tapi pada peralatan, katanya.

Tahun ini, 2 miliar rubel dihabiskan untuk pembangunan fasilitas tersebut, belum termasuk biaya peralatan. “Di FTP kita nomor tiga dalam hal timing. Unit daya kedua PLTN Volgodonsk berjalan dulu, disusul PLTN Kalinin unit keempat. giliran, karena tidak ada listrik di Kaukasus dan di wilayah Leningrad, "katanya.

Masalah utama yang menyebabkan penundaan peluncuran BN-800 adalah masalah pembuatan peralatan unik. Masalahnya ada pada peralatannya, unik, lama tidak dibuat, ini teknologi baru, material. Seluruh pabrik harus dihidupkan kembali demi satu unit. Semua peralatan bantu sudah dibuat, hanya tidak ada reaktor dengan turbin, ”kata direktur BNPP.

Namun, jika pekerjaan pembangunan reaktor hampir sesuai jadwal (akan dikirim ke pabrik oleh pabrik Podolsk yang dinamai Ordzhonikidze), kesulitan utama adalah dalam pembuatan turbin (United Machine Plants bergerak di dalamnya).

Fakta bahwa para pekerja cocok dengan jadwal pembangunan reaktor (di mana peralatan radioaktif akan ditempatkan), kami dapat memastikannya di kapal perakitan reaktor.

Pembangunan gedung perakitan reaktor dibangun kembali pada 1980-an, tetapi kemudian pekerjaan pembangunan BN-800 dihentikan, dan dilanjutkan hanya tiga tahun lalu. Baru pada tahun 2008, perluasan reaktor dimulai - sebagian berasal dari pabrik di Podolsk, jelas Alexey Chernikov, wakil kepala teknisi departemen instalasi Beloyarsk.

Instalasi reaktor di tambang tersebut diharapkan akan dimulai pada Agustus-September tahun ini.

Sementara itu, mulai 1 Juli, industri nuklir mungkin akan menghadapi perubahan yang tidak menyenangkan. Sejak tanggal ini, industri tenaga listrik akan beralih ke skema "50-50": 50% energi akan dijual di pasar bebas dan 50% dengan tarif tetap. Dampaknya, pembayaran listrik untuk penduduk akan meningkat. "Ada varian yang menurutnya masalah akan diselesaikan dengan mengorbankan energi nuklir," kata Nikolai Oshkanov. Karena listrik yang dihasilkan oleh industri nuklir lebih murah dari segi biaya, maka "biaya" dapat dibebankan pada industri ini.

Namun, direktur BNPP memandang "masa depan atom" secara umum dengan harapan: "Dunia sedang menyaksikan" kebangkitan atom "- pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir" telah meningkat "seperti di masa lalu, Rusia sedang membangun di China, India, tetapi" tidak diizinkan "masuk ke Eropa. Di Rusia, masalah utamanya bukanlah sumber daya, tetapi pengirimannya. "

"Seperti yang diminta penduduk, demikianlah," komentarnya tentang prospek industri, tidak menyembunyikan rencana lebih lanjut untuk BNPP - sudah pada tahun 2020 mereka berniat memulai pembangunan unit pembangkit listrik kelima, BN-1200.

Majalah energi Amerika tertua POWER, salah satu publikasi profesional internasional paling berpengaruh dan berwibawa di bidang ini, menganugerahkan Power Awards 2016 untuk proyek unit tenaga ke-4 PLTN Beloyarsk Rusia (cabang dari Rosenergoatom Concern, Zarechny Wilayah Sverdlovsk) dengan reaktor neutron cepat unik BN-800, yang akan digunakan untuk menguji sejumlah teknologi yang diperlukan untuk pengembangan tenaga nuklir. Kantor berita RIA Novosti melaporkan.

Ingatlah bahwa salah satu peristiwa terpenting tahun ini dalam industri tenaga nuklir Rusia terjadi di PLTN Beloyarsk tempo hari - unit daya No. 4 (BN-800) dioperasikan secara komersial tepat waktu. Perintah ini ditandatangani pada tanggal 31 Oktober 2016 oleh Direktur Jenderal Kepedulian Rosenergoatom Andrey Petrov berdasarkan izin yang diterima dari Perusahaan Energi Atom Negara Rosatom.

Sebagaimana dicatat di situs majalah tersebut, unit tenaga dengan reaktor BN-800 memenangkan nominasi "Tanaman Teratas". Ini berbeda dari nominasi penghargaan Pabrik tahun ini karena yang terakhir mengasumsikan komisioning pembangkit listrik tenaga nuklir dalam operasi komersial dalam satu atau dua tahun sebelum pemberian penghargaan. Pada gilirannya, dalam nominasi Pabrik Terbaik, proyek-proyek paling menjanjikan dan inovatif ditentukan, yang menunjukkan vektor perkembangan seluruh industri.

Saat menentukan pemenang, kemungkinan diperhitungkan dengan bantuan unit tenaga nuklir untuk menyelesaikan serangkaian tugas, khususnya, pada produksi energi dan pembuangan limbah radioaktif. Juri juga mencatat pentingnya reaktor BN-800 dalam penerapan pendekatan Rusia untuk menutup siklus bahan bakar nuklir.

Ini bukan pertama kalinya proyek nuklir Rusia diakui di Amerika Serikat. Blok pertama yang telah diselesaikan dari pembangkit listrik tenaga nuklir Iran "Bushehr" dan blok No. 1 dari pembangkit listrik tenaga nuklir India "Kudankulam" yang sebelumnya bernama proyek tahun 2014 menurut majalah resmi Amerika, Power Engineering. Unit tenaga ini mengoperasikan reaktor termal Rusia VVER-1000.

Prestasi luar biasa Rusia

“Reaktor cepat sangat penting untuk implementasi rencana energi nuklir ambisius Rusia. Keberhasilan konstruksi, koneksi ke jaringan dan pengujian reaktor BN-800 pertama negara itu di PLTN Beloyarsk adalah pencapaian besar ke arah yang benar, "

- catat majalahnya.

Unit 4 PLTN Beloyarsk dengan reaktor cepat dengan pendingin logam cair natrium BN-800 (dari "natrium cepat") dengan kapasitas listrik terpasang 880 MW dioperasikan secara komersial pada hari Selasa. Ini adalah reaktor breeder yang beroperasi paling kuat di dunia.

Para ahli menyebut peristiwa ini bersejarah tidak hanya bagi Rusia, tetapi juga bagi energi atom dunia. Para ahli menekankan bahwa pengalaman dalam desain, konstruksi, permulaan, dan pengoperasian reaktor daya neutron cepat, yang akan diterima oleh para ilmuwan nuklir Rusia di BN-800, akan diperlukan untuk pengembangan bidang energi nuklir ini di Rusia.

Kepemimpinan yang diakui

Reaktor cepat dinilai memiliki keuntungan besar untuk pengembangan tenaga nuklir, dengan memastikan penutupan siklus bahan bakar nuklir (NFC). Dalam siklus bahan bakar nuklir tertutup, karena penggunaan penuh bahan baku uranium dalam reaktor cepat breeder (pemulia), basis bahan bakar industri tenaga nuklir akan meningkat secara signifikan, dan juga dimungkinkan untuk secara signifikan mengurangi volume limbah radioaktif akibat "pembakaran" radionuklida berbahaya. Rusia, menurut para ahli, menempati urutan pertama di dunia dalam teknologi untuk pembangunan reaktor "cepat".

Uni Soviet adalah pemimpin dalam pembangunan dan pengoperasian reaktor listrik "cepat" kelas industri. Unit pertama di dunia dengan reaktor BN-350 dengan daya listrik terpasang 350 megawatt diluncurkan pada tahun 1973 di pantai timur Laut Kaspia di kota Shevchenko (sekarang Aktau, Kazakhstan). Sebagian tenaga panas reaktor digunakan untuk menghasilkan listrik, sisanya untuk desalinasi air laut. Unit daya ini beroperasi hingga 1998 - lima tahun lebih lama dari periode desain. Pengalaman membuat dan mengoperasikan fasilitas ini memungkinkan untuk memahami dan memecahkan banyak masalah di bidang reaktor tipe BN.

Sejak tahun 1980, unit pembangkit listrik ketiga telah beroperasi di PLTN Beloyarsk dengan reaktor BN-600 dengan kapasitas listrik terpasang 600 megawatt. Unit ini tidak hanya menghasilkan listrik, tetapi juga berfungsi sebagai basis unik untuk menguji bahan struktur baru dan bahan bakar nuklir.

Sejarah BN-800

Pada tahun 1983, keputusan dibuat untuk membangun empat unit atom di Uni Soviet dengan reaktor BN-800 sekaligus - satu unit di PLTN Beloyarsk dan tiga unit di PLTN Ural Selatan yang baru. Tetapi setelah Chernobyl, stagnasi energi atom Soviet dimulai, dan pembangunan reaktor baru, termasuk reaktor "cepat", berhenti. Dan setelah runtuhnya Uni Soviet, situasinya semakin memburuk, ada ancaman hilangnya teknologi energi nuklir domestik, termasuk teknologi reaktor BN.

Upaya untuk melanjutkan pembangunan setidaknya satu unit BN-800 telah dilakukan beberapa kali, tetapi pada pertengahan tahun 2000-an menjadi jelas bahwa kemampuan industri nuklir saja mungkin tidak cukup untuk ini. Dan di sini peran yang menentukan dimainkan oleh dukungan dari kepemimpinan negara itu, yang menyetujui program baru untuk pengembangan energi nuklir di Rusia. Itu juga menemukan tempat untuk BN-800 di unit keempat PLTN Beloyarsk.

Menyelesaikan blok itu tidak mudah. Untuk menyelesaikan proyek, dengan mempertimbangkan perbaikan, yang tujuannya adalah untuk meningkatkan efisiensi dan keselamatannya, dibutuhkan mobilisasi kekuatan nyata dari organisasi ilmiah, desain dan rekayasa industri nuklir. Produsen peralatan juga menghadapi tugas yang sulit, yang tidak hanya harus memulihkan teknologi yang digunakan untuk membuat peralatan untuk reaktor BN-600, tetapi juga menguasai teknologi baru.

Namun unit daya sudah dibangun. Pada Februari 2014, pemuatan bahan bakar nuklir ke dalam reaktor BN-800 dimulai. Pada bulan Juni tahun yang sama, reaktor diluncurkan. Kemudian perlu untuk memodernisasi desain rakitan bahan bakar, dan pada akhir Juli 2015 reaktor BN-800 dimulai kembali, para ahli mulai secara bertahap meningkatkan daya ke tingkat yang diperlukan untuk mulai menghasilkan listrik. Pada 10 Desember 2015, unit terhubung ke jaringan dan mengirimkan arus pertamanya ke sistem tenaga Rusia.

Unit BN-800 akan menjadi prototipe unit daya komersial yang lebih kuat BN-1200, keputusan kelayakan konstruksi akan dibuat berdasarkan pengalaman pengoperasian BN-800. Head unit BN-1200 juga rencananya akan dibangun di PLTN Beloyarsk.

- salah satu publikasi profesional internasional paling berpengaruh dan berwibawa di bidang ini - memberikan Power Awards untuk tahun 2016 untuk proyek unit tenaga keempat PLTN Beloyarsk Rusia dengan reaktor neutron cepat unik BN-800, yang akan digunakan untuk menguji sejumlah teknologi yang diperlukan untuk pengembangan tenaga nuklir ...

Ini bukan pertama kalinya proyek nuklir Rusia diakui di Amerika Serikat. Blok pertama pembangkit listrik tenaga nuklir Iran "Bushehr" dan blok pertama pembangkit listrik tenaga nuklir India "Kudankulam" sebelumnya merupakan proyek tahun 2014 menurut majalah resmi Amerika, Power Engineering. Unit tenaga ini mengoperasikan reaktor termal Rusia VVER-1000.

Prestasi luar biasa Rusia

"Reaktor cepat sangat penting untuk implementasi rencana energi nuklir ambisius Rusia. Pembangunan, jaringan dan pengujian yang sukses dari reaktor BN-800 pertama negara itu di PLTN Beloyarsk adalah pencapaian besar ke arah yang benar," catatan majalah itu.

Unit No. 4 PLTN Beloyarsk dengan reaktor neutron cepat dengan pendingin logam cair natrium BN-800 (dari "natrium cepat") dengan kapasitas listrik terpasang 880 MW dioperasikan secara komersial pada hari Senin. Ini adalah reaktor breeder yang beroperasi paling kuat di dunia.

Kepemimpinan yang diakui

Pekerja nuklir Rusia merayakan liburan mereka dengan pencapaian unik baruHari Pekerja Industri Nuklir merupakan simbol pengakuan kontribusi strategis industri terhadap pembangunan negara, ekonomi nasional dan potensi keilmuan, serta untuk memperkuat kemampuan pertahanan Rusia.

Reaktor cepat dinilai memiliki keuntungan besar untuk pengembangan tenaga nuklir, memastikan penutupan siklus bahan bakar nuklir (NFC). Dalam siklus bahan bakar nuklir tertutup, karena penggunaan penuh uranium feedstock di fast breeder reactor (breeder), basis bahan bakar tenaga nuklir akan meningkat secara signifikan, dan juga dimungkinkan untuk secara signifikan mengurangi volume limbah radioaktif akibat pembakaran radionuklida berbahaya. Rusia, menurut para ahli, menempati urutan pertama di dunia dalam teknologi untuk pembangunan reaktor "cepat".

Uni Soviet adalah pemimpin dalam pembangunan dan pengoperasian reaktor listrik "cepat" kelas industri. Unit pertama di dunia dengan reaktor BN-350 dengan daya listrik terpasang 350 megawatt diluncurkan pada tahun 1973 di pantai timur Laut Kaspia di kota Shevchenko (sekarang Aktau, Kazakhstan). Sebagian dari tenaga termal reaktor digunakan untuk menghasilkan listrik, sisanya digunakan untuk desalinasi air laut. Unit daya ini beroperasi hingga 1998 - lima tahun lebih lama dari periode desain. Pengalaman dalam pembuatan dan pengoperasian fasilitas ini memungkinkan untuk memahami dan menyelesaikan banyak masalah di bidang reaktor BN.

Sejarah BN-800

Pada tahun 1983, keputusan dibuat untuk membangun empat unit tenaga nuklir dengan reaktor BN-800 di Uni Soviet sekaligus: satu di PLTN Beloyarsk dan tiga di PLTN Ural Selatan yang baru. Tetapi setelah Chernobyl, stagnasi energi atom Soviet dimulai, pembangunan reaktor baru, termasuk reaktor "cepat", berhenti. Dan setelah runtuhnya Uni Soviet, situasinya semakin memburuk, ada ancaman hilangnya teknologi energi nuklir dalam negeri, termasuk teknologi reaktor BN.

Upaya untuk melanjutkan pembangunan setidaknya satu unit BN-800 telah dilakukan beberapa kali, tetapi pada pertengahan tahun 2000-an menjadi jelas bahwa kemampuan industri nuklir saja mungkin tidak cukup. Dan di sini peran yang menentukan dimainkan oleh dukungan dari kepemimpinan Rusia, yang menyetujui program baru untuk pengembangan energi nuklir. Ia juga menemukan tempat untuk BN-800 di Unit 4 PLTN Beloyarsk.