V Международная научно-техническая конференция "Инновационные проекты и технологии ядерной энергетики" (МНТК НИКИЭТ-2018) прошла в Москве 2-5 октября 2018 года.
Один из пленарных докладов на конференции был посвящён работам по тяжёлометаллическому направлению, проводящимся в китайском институте технологии безопасности ядерной энергетики (INEST, входит в состав академии наук КНР), а именно, по ряду проектов под общим названием CLEAR.
Доклад на сессии представил Мин Цзинь (Ming Jin).
В институте INEST традиционно рассматривают три тяжёлометаллических теплоносителя - свинец, свинец-висмут и свинец-литий (последний предназначается для применения в термоядерной энергетике).
Первым из действующих аппаратов с мощностью должен появиться исследовательский реактор CLEAR-M. Это может произойти в начале 20-ых годов, но при условии, если на его сооружение будет получено разрешение от правительства.
ТЖМТ-реактор большой мощности появится в Китае в 30-ые годы. Во второй половине 30-ых годов должны заработать ADS-проекты CLEAR-I (трансмутация) и CLEAR-A (генерация). А ближе к середине века должны реализоваться применения ТЖМТ для термояда.
Путь к большим энергетическим ТЖМТ-реакторам, естественно, состоит из целого ряда промежуточных этапов. Первый из них - это исследовательский реактор CLEAR-M. За ним может появиться проект CLEAR-M10, который, в свою очередь, состоит из двух подпроектов.
Быстрее всего может быть реализован в железе подпроект CLEAR-M10а. Это свинцово-висмутовый реактор мощностью 10 МВт(т), или 1-3 МВт(э). Топливо - диоксид урана, перегрузка раз в год или раз в два года, во втором контуре - H2O, температура на выходе из активной зоны 380°C.
Второй подпроект - это реактор CLEAR-M10d. Он предполагается транспортабельным, электрическая мощность порядка 10 МВт(э). Теплоноситель - свинец (!!), выходная температура до 500°C. Топливом может выступать как диоксид урана, так и MOX. Перегрузка - раз в 10 лет. Рабочее тело второго контура может быть как H2O, так и CO2 или другим перспективным материалом.
Работы по ADS-направлению разделены на создание систем для трансмутации и генерации.
Трансмутационные ADS-системы с ТЖМТ-реактором - это аппараты мощностью порядка 10 МВт(т) на свинце-висмуте.
Генерационные ADS-системы выглядят в проспектах более внушительно. За три шага (A10, A100 и A1000) китайские специалисты намерены выйти на свинцовый реактор-тысячник. Поддерживать критичность в нём будет циклотрон с энергией протонов 900 МэВ. Топливо уже на первом шаге (реактор CLEAR-A10) может стать металлическим, для обоих последующих шагов металлическое топливо UZr безальтернативно.
Для поддержки НИОКР по семейству CLEAR институт задействовал мощную экспериментальную базу - впрочем, с ней имели возможность познакомиться вживую многие зарубежные специалисты.
Ведутся НИР/НИОКР по технологии теплоносителя. Также изготавливаются полномасштабные макеты оборудования будущих реакторов - корпуса, имитаторы ТВС, теплообменники, привода СУЗ и так далее.
Серьёзная работа проводится по выбору материала для оболочек твэлов. Оболочка будет носить название CLED - China LEad-based reactor fuel claDding.
Механические свойства оболочки CLED обеспечиваются за счёт повышения отношения Ti/C. Повышенная концентрация кремния обеспечивает хорошую совместимость с СВТ (свыше 10 тысяч часов). Технологии промышленного изготовления находятся в процессе освоения. Идёт облучательный эксперимент с целью набрать дозу 21 сна.
Режимы нормальной эксплуатации и аварийные ситуации будут изучаться на полномасштабном тренажёре. Разработан виртуальный реактор CLEAR-V, в который вложено более 1000 человеко-лет труда специалистов. А в железе существуют критсборка CLEAR-0 и инженерный стенд CLEAR-S.