15 января 2021

В Китае планируют продлить работу старейшего исследовательского реактора SPR-IAE

AtomInfo.ru AtomInfo.ru

Исследовательский реактор SPR-IAE эксплуатируется в Китае свыше 56 лет. О том, как работает один из старейших китайских реакторов,  рассказал его директор Чжан Ядун (Zhang Yadong).

В 2013 году национальная администрация по ядерной безопасности (NNSA) Китая одобрила следующую классификацию исследовательских реакторов по их тепловой мощности:

  • класс I - свыше 10 МВт(т);
  • класс II - от 500 кВт(т) до 10 МВт(т);
  • класс III - менее 500 кВт(т).

Бассейновый реактор SPR-IAE тепловой мощностью 3,5 МВт(т) по этой классификации попадает в класс II. Его основные характеристики приводятся в таблице и на иллюстрациях ниже.

С помощью реактора SPR-IAE китайские специалисты решают целый круг задач.

Так, он используется для проведения облучательных экспериментов с образцами топлива и конструкционных материалов. На реакторе осуществляется наработка радиоизотопов для нужд медицины и промышленности Китая, а также производится ядерно-легированный кремний.

Проводятся испытания в реакторных условиях контрольно-измерительной аппаратуры. Реактор также задействован в обучении студентов и специалистов.

В 2017 году в Китае было объявлено ещё об одном применении SPR-IAE. На его основе была продемонстрирована возможность осуществлять выработку тепладля местного теплоснабжения. Реактор получил в то время новое название (реактор 49-2), однако оно в итоге не прижилось.

В 1996 году NNSA выполнила переоценку безопасности реактора SPR-IAE, а начиная с 2010 года регуляторы приступили к проведению периодических переоценок безопасности.

По китайским нормативным требованиям переоценка безопасности исследовательских реакторов, работающих сверх проектного срока службы, производится раз в пять лет. Первая переоценка для SPR-IAE состоялась в 2010 году, вторая - в 2016 году.

Один из основных выводов, сделанных по итогам переоценок безопасности - безопасность реактора SPR-IAE при авариях типа SBO ATWS (обесточивание с отказом аварийной защиты) гарантируется.

Срок окончания действия эксплуатационной лицензии SPR-IAE - 30 сентября 2022 года.

В последние полтора десятилетия на реакторе был выполнен целый ряд модернизаций. В частности, в 2005 году были добавлены два выделенных стержня АЗ (safety rods) и установлены дополнительные аккумуляторы для обеспечения электропитания при обесточивании площадки.

В 2006 году установлена дополнительная система аварийного расхолаживания реактора. В 2012 году добавлена система защиты от затопления и приобретён мобильный дизель-генератор. Модернизация с целью повышения безопасности продолжилась и в последующие годы.

Докладчик перечислил основные преимущества реактора SPR-IAE:

  • низкие температура и давление (выходная температура менее 48°C);
  • малое время, требующееся на пуск и останов реактора;
  • удобный доступ к облучаемым мишеням;
  • низкая стоимость эксплуатации и обслуживания реактора;

высокая плотность потока быстрых нейтронов; в базе RRDB приводится следующее значение максимального потока быстрых нейтронов - 1,1×1013 н/(см2с), при том, что максимальное значение потока нейтронов составляет 4,0×1013 н/(см2с).

Докладчик отметил, что в Китае один только реактор MJTR (первая критика в марте 1991 года) способен заменить SPR-IAE по его функциональности. Но всего одного бассейнового исследовательского реактора класса II для Китая мало - так докладчик обосновал необходимость работы SPR-IAE сверх проектного срока.

Чжан Ядун обошёл молчанием бассейновый реактор SPRR-300 в Чэнду, который по мощности 3 МВт(т) также относится к классу II. Причины этого непонятны. - Прим. SinoAtom.Ru.

В ходе сверхпроектной работы персонал SPR-IAE сталкивается с рядом трудностей и проблем. Так, системе управления реактором 23 года, а насосы и моторы первого контура работают без замены на протяжении 55 лет (по состоянию на дату подготовки доклада, то есть, на конец 2019 года). На всех блочках графитового отражателя наблюдается процесс распухания.

Серьёзную проблему представляет собой состояние стенки бассейна, единственного незаменяемого элемента конструкции. Особо рассматривается вопрос равномерной и точечной коррозии, наблюдаемой на дне бассейна.

Есть вопросы к системе контроля и управления реактором, так как она не в полной мере удовлетворяет действующим нормативным требованиям. Например, часть используемого в системе оборудования не относится к ядерному классу (не удовлетворяет требованиям к оборудованию для ядерных установок).

Наконец, дополнительные сложности доставляет расположение – SPR-IAE находится в Пекине, и городские власти внимательно отслеживают положение дел на реакторе.

В случае принятия решения о закрытии реактора SPR-IAE его функции частично смогут взять на себя реакторы CEFR и CARR, однако на реакторах класса I сложно ставить облучательные эксперименты для низких температур.

В заключение своего доклада Чжан Ядун отметил, что реактор SPR-IAE работает "безопасно и стабильно", и что ведётся подготовка к дальнейшему продлению срока его службы.