Италия и Румыния объединили усилия для строительства демонстрационного быстрого реактора со свинцовым теплоносителем. Речь идёт о реакторе ALFRED, который должен быть построен в румынском Питешти примерно в 2025 году. Резонно предположить, что Италия участвует в проекте технологиями, а Румыния - территорией.
Почему итальянцы обратили внимание на свинец? Как рассказал L.Mansani из итальянской "AnsaldoNucleare", наибольшей степенью референтности в мире сейчас обладает натрий. Что до свинца, то в Италии его относят к "альтернативе, достижимой за более короткое время" - в отличие от газа, являющегося "более долгосрочной альтернативой".
В цифрах это выглядит так. В Италии считают, что коммерческое внедрение свинцовых реакторов возможно после 2050 года. Коммерческие шансы газа, видимо, совсем малы - очевидно, XXI век газовые реакторы пропустят.
Реактор со свинцовым теплоносителем, конечно, будет хорош. Он отвечает критериям реакторов IV поколения, имеет ряд преимуществ перед натриевыми реакторами с точки зрения безопасности (его можно охлаждать водой или воздухом при тяжёлой аварии, в нём легко избежать накопления водорода и так далее).
Но все плюсы перечёркиваются отсутствием (не считая советских лодок с Pb-Bi) реального опыта эксплуатации свинцовых реакторов. Исправить этот недостаток можно единственным опытом - постепенно и пошагово строить экспериментальные установки, демонстрационные и прототипные реакторы - то, что и называется нормальным освоением технологии.
Среди задач, которые итальянцы собираются решать на пути к освоению свинца, докладчик отметил проблему коррозии и эрозии конструкционных материалов, проблему сейсмики (свинец, как известно, тяжёлый), проблему обследования оборудования в свинцовом контуре, проблему перегрузки топлива в горячем свинце и многое другое.
По реактору ALFRED известно, что его электрическая мощность составит 125 МВт(эл.). Ему на смену придёт прототипный реактор PROLFR мощностью 300-400 МВт(эл.), а затем головной коммерческий блок ELFR-FOAK мощностью 600 МВт(эл.). По первым двум проектам докладчик отметил - если что, их реально провести по модной ныне теме АСММ.
Будут ли конкурировать между собой свинцовые и натриевые реакторы в Европе? Похоже, что напряжение между их приверженцами есть - тем более, что раздел проходит ещё и географически, между натриевыми французами и свинцовыми итальянцами. В зале были упоминания о бурных дискуссиях между ними в Кадараше.
Но нам более по душе слова, сказанные представителем бельгийского центра, где реализуется проект MYRRHA. На самом деле, натрий и свинец - это не разные религии. Они оба - жидкие металлы, и у них есть много общего. Люди, работающие над MYRRHA - это те же люди, что ранее работали с натрием, и из своего натриевого прошлого они взяли много полезного опыта и идей.
Секретный ASTRID
Самая интересная новость по ASTRID - говорят, что французы подобрали для него площадку на Средиземном море. Но место пока не озвучивается, так как необходимо разобраться с возможным влиянием на туристский бизнес.
По технической стороне дела. Для ASTRID сохраняются два варианта ядерного острова - стандартная для БН схема с водой/паром в третьем контуре и с парогенераторами, а также схема с газом в третьем контуре, теплообменниками и газовой турбиной.
Реактор в обоих вариантах примерно одинаков, а вот генплан блока будет сильно отличаться. Например, в парогенераторном варианте под каждый из четырёх ПГ будет отведено отдельное здание, для газового варианта этого не потребуется, хотя в нём останется четыре петли и добавится 24 теплообменника "натрий-азот".
В газовом варианте также исчезнет огромное здание слева от реакторного, предназначенное для обслуживания и ремонта основного оборудования. В общем, он выглядит интереснее, но инновационнее, а значит, рискованнее.
По размерам зданий для ASTRID французы отвечать сегодня не готовы, ссылаясь на продолжающийся оптимизационный процесс. По защите от падения тяжёлого самолёта - есть два или три решения, проводится выбор между ними. По гармонизации безопасности и физзащиты, требующейся по французским законам, также говорить пока рано.
Идеальные американцы
В США при Бараке Обаме в атомной энергетике торжествует партийная журналистика из Массачусетского технологического института, и ни о каком развитии отрасли говорить не приходится.
Поэтому американским специалистам приходится заниматься работой на дальнюю и сверхдальнюю перспективу. Естественно, такой неспешный процесс позволяет задуматься о создании идеального аппарата.
В Аргоннской национальной лаборатории, от которой выступал G.Grandy, работают над проектом AFR-100. Это быстрый натриевый реактор малой мощности и сверхдлинной кампании.
Прародителем AFR-100 можно считать реакторы-выжигатели, проектировавшиеся во времена GNEP. При демократах инициатива GNEP умерла, зато в трудах ушедшего на днях в отставку министра энергетики С.Чу появились ссылки на тему АСММ. И Аргонн, очевидно, пытается подстроиться под новые веяния.
Что такое AFR-100? Это модульный натриевый реактор с компактной активной зоной. Мощность 100 МВт(эл.), или 250 МВт(тепловых). Предполагается заводское изготовление модулей с доставкой к потребителю по железной дороге. Диаметр корпуса вписывается в ограничение 3 метра, активная высота топлива менее 1,5 метров.
Исполнение реактора бассейновое, имеются четыре электромагнитных насоса. Для турбины предполагается брайтоновский цикл.
Топливо - металлический уран, легированный цирконием. Обогащение ниже "предела МАГАТЭ" (20%). В текущей редакции картограммы видны три зоны разного обогащения. Бланкеты отсутствуют, вместо них - кассеты отражателя и защиты (B4C и другие материалы).
Есть инновации. Много внимания уделяется транспортному оборудованию для перестановки кассет внутри корпуса. Лаборатория планирует вскоре стартовать реальные эксперименты с прототипом такого оборудования, причём в условиях работы в среде горячего натрия.
В промежуточных теплообменниках американцы предлагают использовать витые трубки (twisted tubes). Есть, конечно, вопрос о том, как они поведут себя в аварийных условиях.
Глубина выгорания, планируемая для AFR-100, впечатляет - 172 МВт×сут/кг. Одно из проектных решений, которое может помочь топливу пережить такие выгорания - использование методов онлайн-очистки твэлов от накапливаемых газообразных продуктов деления.
Говорят, что все инновации в атомной отрасли были придуманы на II Женевской конференции. Вопрос об онлайн-очистке твэлов - очередное подтверждение тому. Ветераны итальянской быстрой программы осторожно напомнили молодым американским коллегам - в Италии о практическом применении онлайн-очистки говорили ещё в 70-ых годах.
У итальянцев такая технология не прошла из-за регуляторов. Действительно, есть простой момент - оболочка твэлов является первым барьером безопасности. Значит, очистка твэла от осколков внутри активной зоны может трактоваться как нарушение первого барьера безопасности, что для регуляторов подобно красной тряпке.
В Аргонне надеются разрешить это противоречие: "Мы работаем над этим с регуляторами". Более близкая к практике часть зала после этих слов только понимающе хмыкнула.
