Как ранее сообщалось, в конце прошлого года состоялась VI Международная научно-техническая конференция "Инновационные проекты и технологии ядерной энергетики" (МНТК НИКИЭТ - 2023). В ходе пленарного заседания конференции доктор Чао Лю (Chao LIU) из международной академии физики нейтронов (International Academy of Neutron Science) выступил с докладом о работах, которые проводятся в Китае по направлению реакторов с тяжелометаллическими теплоносителями в рамках консорциума FDS.
Следует отметить, что представители институтов и организаций, участвующих в этих работах, частые гости на научно-технических конференциях в России. Так, например, они выступали на конференциях в ФЭИ и НИКИЭТ в 2018 году.
Консорциум FDS включает свыше 20 китайских институтов и организаций. В его задачи входит проведение НИОКР по перспективным ядерным системам и применениям ядерных технологий. Общее число работников - свыше 600.
Прародителем консорциума являлась исследовательская группа, которую возглавлял профессор Ву Ицань (в другой транскрипции Ву Икан, пиньинь: Wu Ican). В начале 2000-ых годов группа была преобразована в "FDS Team", а в начале 2020-ых годов был создан консорциум FDS.
В настоящее время консорциум располагает четырьмя базами для проведения НИР/НИОКР:
- в Чунцине (Chongqing), специализация: нейтронная физика и ядерная медицина;
- в Циндао (Qindao), специализация: нейтронная физика и перспективные реакторы;
- в Нанкине (Nanjing), специализация: оборудование для радиотерапии;
- в Хэфэе (Hefei), специализация: нейтронная физика и промышленная безопасность.
Докладчик также отдельно остановился на кратком представлении международной академии физики нейтронов (IANS). Она принимает участие в работах в рамках консорциума FDS, причём сразу в трёх центрах НИОКР - в Чунцине, Циндао и Хэфэе.
В реакторной области консорциум FDS продолжает работы над проектами реакторов с тяжелометаллическим теплоносителем семейства CLEAR.
Эти работы начались в 1980-ые годы. Спецификой научных интересов организаций, входящих в состав консорциума, является их интерес не только к чистым реакторам, но и к системам, управляемым ускорителями (ADS-системы). Кроме того, вершиной своей деятельности консорциум видит гибридные системы, комбинирующие возможности деления и синтеза.
Докладчик выделил три основных реакторных проекта, над которыми сейчас ведётся работа. Два из них известны российским читателям (CLEAR-M и CLEAR-A), один можно назвать относительно новым (CLEAR-400).
Реактор CLEAR-M - компактный реактор малой мощности, который легко перемещать и устанавливать. Его тепловая мощность - 35 МВт(т).
Вся установка может работать в режиме производства электроэнергии, тогда её электрическая мощность составит 14 МВт(э). Альтернативный вариант использования - электрическая мощность 10 МВт(э) и производство тепла от мощности 17 МВт(э).
Теплоноситель основан на свинце. Это может означать как свинец, так и свинец-висмут. В 2018 году говорилось, что для проекта CLEAR-M и его производных будет выбран свинец, чтобы отложить решение проблемы полония.
Топливо - UO2 со средним обогащением 18,5%. Кампания топлива - 10-20 лет. Температура теплоносителя на выходе из активной зоны - 495°C.
Реактор CLEAR-400 - малый модульный реактор с теплоносителем свинец. Предназначен для замены отслуживших свой срок угольных электростанций.
Мощность реактора - 400 МВт(т), или 150 МВт(э). Топливо - UO2 со средним обогащением 19,75%. Кампания топлива - 5-10 лет. Температура теплоносителя на выходе из активной зоны - 480°C.
Реактор CLEAR-A - подкритический реактор, управляемый ускорителем (ADS-система).
Теплоноситель - свинец. Топливо металлическое, с циркониевой матрицей. Управление реактором ведётся с использованием протонного ускорителя на 900 МэВ.
Докладчик отметил, что CLEAR-A будет способен использовать в качестве топлива обеднённый уран или торий. Напомним, что в 2018 году китайские специалисты сообщали, что эти материалы могут использоваться как подпитка. Сейчас же докладчик не стал уточнять, как будет выглядеть начальная загрузка этого реактора.
Докладчик кратко представил имеющуюся в распоряжении специалистов консорциума FDS экспериментальную базу.
Нужно отметить, что если реакторные проекты линейки CLEAR носят в большей степени академический, "бумажный" характер, то стенды работают уже сейчас, что позволяет китайским специалистам постепенно овладевать технологиями ТЖМТ и реакторов с такими теплоносителями.
Многофункциональный свинцово-висмутовый стенд KYLIN-II используется для теплогидравлических и материаловедческих исследований, а также для поддержки работ по созданию ключевого оборудования ТЖМТ-реакторов.
В 2022 году Алессандро Алемберти, выступая на конференции FR22 в Вене. сообщил, что стенд отработал в общей сложности более 30 тысяч часов.
В свою очередь, Чао Лю привёл на конференции в НИКИЭТе свежие данные - в общей сложности стенд отработал более 40 тысяч часов. Таким образом, можно сделать вывод о том, что стенд активно используется китайскими специалистами.
Для поддержки нейтронно-физических расчётов (валидация кодов, сбор экспериментальных данных для будущего лицензирования) имеется критсборка нулевой мощности CLEAR-0 со свинцом-висмутом в твёрдой форме (при комнатной температуре).
А для испытаний узлов и оборудования реакторов CLEAR имеется неядерный стенд CLEAR-S. Его загрузка по свинцу-висмуту составляет 240 тонн.
Докладчик также упомянул те экспериментальные возможности, которые имеются у академии IANS в Циндао.
В первую очередь, это высокотемпературный стенд (порядка 873 K), на котором возможно проводить испытания прототипов оборудования, а также исследования по теплогидравлике и изучение теплоносителя.
На отдельном слайде докладчик показал фотографии прототипов оборудования, разрабатываемых для реактора CLEAR-M - главный корпус, парогенератор, насос и привод СУЗ. Он не стал уточнять, проводились ли с ними испытания, и не привёл более никаких подробностей.
