В России появился «вечный» ядерный реактор

Реактор БН-800 был выведен на номинальный уровень мощности с полной загрузкой инновационным МОКС-топливом и почти удалось замкнуть ядерный цикл. Это значит, что фактически появились вечные ядерные реакторы. Топливо вторично перерабатывается и используется. Успешное испытание такого реактора означает почти безотходную ядерную энергетику с доступом к урану 238 (в отличие от классической на уране 235), которого хватит на очень и очень долго, это миллионы лет. И произошло это у нас на Урале. Прорыв, о котором не «гремели» зарубежные СМИ, и как ни странно, прошел почти незамеченным и в России. Отдельные быстро промелькнувшие репортажи  это не значительно, на фоне такого значимого события.

22 сентября 2022 года энергоблок №4 Белоярской АЭС с реактором БН-800 впервые был выведен на 100% уровень мощности при полной загрузке активной зоны МОКС-топливом. По словам специалистов, реактор успешно прошёл стадию технологического перехода на инновационное топливо, и готов нести полную нагрузку.

БН-800 сразу проектировался под МОКС-топливо, однако загружали его постепенно. В 2014 году большую часть стартовой загрузки составляло обычное оксидное урановое топливо, МОКС-топлива было 16 %. Его изготовили на опытных производствах "Маяка" и НИИАР. Серийное топливо для БН‑800 делает Горно-химический комбинат. Для таблеток используется обедненный уран и высокофоновый плутоний, извлеченный из облученного топлива тепловых реакторов. В январе 2021 года после очередной перегрузки доля МОКС-топлива выросла до трети. Спустя год - ​до двух третей. В конце июня 2022-го во время планового ремонта в реактор загрузили последнюю треть, а в начале сентября блок включили в сеть.

Это важный шаг в выстраивании двухкомпонентной атомной энергетики с замыканием ядерного топливного цикла. «Полная загрузка МОКС-топливом показывает, что сделан еще один большой шаг на пути к замкнутому ядерному циклу. Применение МОКС-топлива позволит в десятки раз увеличить топливную базу атомной энергетики. А главное — ​в реакторе БН‑800 можно повторно, после соответствующей переработки, использовать облученное ядерное топливо других АЭС»,  — ​сказал директор Белоярской АЭС Иван Сидоров (Источник: газета «Страна Росатом» - официальное издание госкорпорации «Росатом»).

«Раньше в реакторы загружали обычное урановое топливо, — объясняет «АиФ» суть технологии руководитель “Атоминфо-Центра”, главный редактор портала Atominfo Александр Уваров. — У урана есть два изотопа, но топливный из них только один — уран-235. Его содержание в природном уране очень мало — 0,7%. Таким образом, применяя природный уран в качестве топлива, мы его используем менее чем на 1%. Остальное идет в отход, и в итоге образуется плутоний — искусственный топливный элемент, который является делящимся веществом. Раньше его отправляли либо на склад, либо военным. А теперь этот плутоний вернули в реактор, впервые выведя его на номинальную мощность. Такой вид ядерного топлива называется МОКС-топливом. И это первый шаг к замыканию топливного цикла. Когда этот плутоний отработает, часть его сгорит, отдав нам энергию, а другая часть будет переработана, и из нее сделают новое топливо, которое вновь загрузят в реактор, уже в третий раз! Мы привыкли и считаем в порядке вещей, что отходы, образующиеся в процессе производства или потребления, максимально перерабатывают, чтобы в том или ином виде вернуть их в нашу жизнь. Переработка позволяет сократить количество используемых природных ресурсов, а также снизить выбросы парниковых газов — и то и другое хорошо для экологии. В перспективе можно обеспечить им атомную энергетику на тысячелетия вперед, сделав ее безотходной, и тогда реакторы на быстрых нейтронах станут своеобразными вечными двигателями, которые будут снабжать потребителей копеечной электроэнергией. Применение МОКС-топлива позволит в десятки раз увеличить топливную базу атомной энергетики. А главное, в реакторе БН‑800 можно повторно, после соответствующей переработки, использовать облученное ядерное топливо других АЭС.

Подобные испытания уже велись, но ранее успеха никто не добился.

Если взглянуть на мировой опыт, то впервые реактор на МОКС-топливе построили французы. Было это в 1970‑е годы. Французский реактор "Феникс". Из-за четырёх инцидентов - ​внезапного резкого падения реактивности, он был остановлен, потом пущен, потом снова остановлен и окончательно заглушен в феврале 2010 года. Сейчас МОКС-топливо используют во французских реакторах на тепловых нейтронах, но его доля не превышает трети активной зоны. На повторную переработку облученные ТВС не направляют, такая возможность только изучается.

В Японии в 1995 году на "Мондзю" через четыре месяца после пуска произошла крупная утечка натрия. Потом 15 лет ремонта, перезапуск и ещё одна авария. С тех пор реактор не работает, планов строить другой нет. МОКС-топливо в Японии используют в тепловых реакторах четырех АЭС, поставляется оно из Франции.

В Великобритании завод построили в 1997 году, но он так и не вышел на проектную мощность, а в 2011 году было принято решение о его остановке.

В Китае в 2011 году состоялся энергопуск экспериментального реактора CEFR, сейчас строится демонстрационный блок с CFR‑600, который должны запустить в 2023 году. Для загрузок китайских реакторов используют российское топливо с обогащенным ураном: в 2016 году ТВЭЛ подписал контракт по CEFR, в 2018 году - ​по CFR‑600.

В США от строительства производства МОКС-топлива отказались в 2018 году по ряду причин технологического и организационного характера. Большая часть времени и денег ушла на проект завода и внесение бесчисленных правок. То оборудование, которое всё же купили, распродается.