Коллектив ученых Росатома подтвердил целесообразность совместного применения «быстрых» и жидкосолевых реакторов в двухкомпонентной ядерной энергетике
Результаты исследований доказали, что синергия этих технологий позволит наиболее успешно решать проблему утилизации самых опасных радиоактивных отходов
Коллектив ученых Росатома при координации Горно-химического комбината (входит в дивизион «Экологические решения» госкорпорации «Росатом») завершил научно-исследовательскую работу, результаты которой подтвердили целесообразность совместного применения «быстрых» и жидкосолевых реакторов в двухкомпонентной ядерной энергетике. Полученные данные позволяют обосновать использование жидкосолевых реакторов для трансмутации кюрия - одного из наиболее сложных для обращения минорных актинидов (долгоживущих отходов переработки ОЯТ).
Работа выполнена в рамках развития технологий замкнутого ядерного топливного цикла. ГХК выступает координатором проекта по созданию исследовательского жидкосолевого реактора и площадкой его будущего размещения.
В ходе исследований специалисты показали, что жидкосолевой реактор способен обеспечивать трансмутацию кюрия в объемах, соответствующих прогнозируемому образованию этого элемента при переработке отработавшего ядерного топлива. Тем самым была определена роль жидкосолевых технологий в перспективной архитектуре атомной энергетики.
Директор по государственной политике в области радиоактивных отходов, отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) и вывода из эксплуатации ядерно и радиационно опасных объектов госкорпорации «Росатом» Василий Тинин отметил:
«До сих пор «быстрые» и жидкосолевые реакторы воспринимали в атомной отрасли как альтернативные направления. Теперь расчёты показывают, что их совместная работа даст лучший эффект, то есть теперь речь не о конкуренции, а о синергии. Каждый тип реактора эффективно закрывает свой сегмент задачи по дожиганию самых опасных радиоактивных отходов - минорных актинидов. Такой подход позволит системно снижать объёмы долгоживущих отходов и одновременно повышать эффективность топливного цикла. Полученные результаты помогут сформировать предложения по новой стратегии в части замыкания ядерного топливного цикла и работы с минорными актинидами. Убежден, что объединение компетенций предприятий, научных организаций и исследовательских центров «Росатома» позволит нам и дальше уверенно двигаться по пути создания энергетических систем нового поколения – ресурсосберегающих и еще более экологически безопасных».
Полученный результат стал итогом широкой отраслевой кооперации предприятий и научных организаций Росатома. В реализации проекта участвуют НИЦ "Курчатовский институт", целый ряд научно-исследовательских институтов атомной отрасли, а также ряд отечественных академических и университетских организаций. Такая кооперация позволяет объединить компетенции в области реакторных технологий, материаловедения, ядерного топлива и расчетного моделирования.
«Для Горно-химического комбината участие в таких проектах означает укрепление наших позиций как одного из центров развития перспективных ядерных технологий. Именно так создаются решения, которые будут востребованы на десятилетия вперед», - отметил генеральный директор ФГУП «ГХК» Дмитрий Колупаев.
Следующим этапом станет создание опытно-демонстрационной инфраструктуры и исследовательской установки, которая позволит получить экспериментальные данные для проектирования полномасштабного жидкосолевого реактора.
Таким образом, завершенная научно-исследовательская работа стала еще одним шагом в развитии технологий замыкания ядерного топливного цикла и подтвердила необходимость жидкосолевых реакторов как одного из элементов двухкомпонентной ядерной энергетики России.
СПРАВКА:
«Горно-химический комбинат» (ФЯО ФГУП «ГХК») входит в дивизион «Экологические решения» госкорпорации «Росатом». Расположен в ЗАТО Железногорск Красноярского края и является ключевым предприятием «Росатома» по созданию технологического комплекса замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ) на основе инновационных технологий нового поколения.
Минорные актиниды – это группа трансурановых элементов, которые образуются в ядерном топливе в процессе работы реактора, за исключением плутония. К основным минорным актинидам относятся нептуний, америций и кюрий. Эти элементы не встречаются в природе и возникают только в результате ядерных реакций. Минорные актиниды обладают высокой радиоактивностью и токсичностью, а также имеют изотопы с длительным периодом полураспада, что делает их опасными компонентами радиоактивных отходов.
Энергосистемы IV поколения – поколение ядерных энергетических систем, которое предполагает применение различных технологий, которые объединены общим результатом – более высокой эффективностью использования топлива, увеличенной безопасностью, энергоэффективностью, сокращением отработавшего ядерного топлива и т.п. (согласно классификации, принятой МАГАТЭ). Применение таких систем способно кардинально изменить атомную энергетику, прежде всего за счет нового уровня безопасности, расширения топливной номенклатуры и существенного сокращения радиоактивных отходов. Россия является одним из лидеров в разработке технологий IV поколения: на Белоярской АЭС начались предпроектные работы по сооружению энергоблока БН-1200М, а в Томской области впервые в мировой практике на одной площадке создаются АЭС с реактором БРЕСТ-ОД-300 и пристанционный замкнутый ядерный топливный цикл.
Реактор на быстрых нейтронах («быстрый» реактор) – тип атомных реакторов, в котором теплоносителем выступает не вода, а жидкий металл. Преимущество таких реакторов – способность эффективно использовать для производства энергии вторичные продукты топливного цикла (в частности, плутоний). При этом обладая высоким коэффициентом воспроизводства, «быстрые» реакторы могут производить больше потенциального топлива, чем потребляют, а также «дожигать» (то есть утилизировать с выработкой энергии) высокоактивные трансурановые элементы (актиниды). Для сравнения, в реакторах на тепловых нейтронах, составляющих основу современной атомной энергетики, используется только около 1 % урана, оставшиеся 99 % направляются на временное хранение или утилизируются как радиоактивные отходы.
Инновационные технологии «Росатома» основаны на передовых достижениях российской атомной науки и в полной мере отвечают актуальной ESG-повестке. Достигнутые результаты – это труд тысяч высококвалифицированных профессионалов, которые работают в интересах экономической стабильности России. Четкое взаимодействие промышленных предприятий с научно-исследовательскими институтами помогает укреплять технологический суверенитет страны, повышать конкурентоспособность отечественной экономики.
