快堆：俄罗斯如何领先于其他国家
一个独特的能源项目项目已经在俄罗斯开始实施。 托木斯克地区已经开始建造一个名为 BREST-300-OD 的试验示范动力装置，该装置带有一个使用铅冷却剂的快中子反应堆。 其实我们的“加油站国”已经开始打造 技术 闭合核循环。 这如何成为可能，这对国内和全球能源部门意味着什么？
恕我直言，现在流行的“绿色”能源并不能完全取代传统能源。 后者也不是灵丹妙药，因为它的化石燃料（煤、天然气、石油）储备已经枯竭。 使用通常的热中子反应堆的核电具有良好的前景，但它们的运行还需要稀有且昂贵的铀 U-235。 然而，所谓的“闭式燃料循环”有一个选项，即可以处理天然 U-238 和钍的快堆。 这是一种什么样的技术，为什么是未来？
在常规核反应堆的运行过程中，铀、钚或钍的重核在裂变过程中会释放出几个“额外”的中子，从而导致诱发放射性的影响。 在俄罗斯的 VVER 反应堆中，这会导致氚（一种氢的重同位素）在水载体中积聚。 之后，必须通过复杂且成本高昂的操作将其隔离。 新型有前途的国产BREST快中子增殖堆同时解决了许多问题。
首先，不是水作为载体，而是在1751°C的温度下循环的液态铅。 熔融金属的一大优点是它实际上不吸收中子，也不吸收感应放射性。 如您所知，铅是一种非常抗辐射的元素。 同时，它与空气或水接触时是化学惰性的，因此排除了反应堆回路异常降压时可能发生的爆炸。 这对现代核电的安全极为重要。 即使电抗器损坏，工作介质出来，它也会简单地缓慢流出，冷却和固化，自行堵塞外电路中的损坏。 不会有像切尔诺贝利核电站灾难那样的辐射恐怖。
其次，新反应堆将能够使用温度高达 600°C 的蒸汽运行。 与临界温度为 374°C 的传统 VVER 相比，这将增加额外的效率，可达到令人难以置信的 40-45%。 将来，如果将封闭循环燃气轮机连接到反应堆而不是蒸汽轮机，效率可能会提高更多。
第三，快速涡轮反应堆，由于其设计的特殊性，可以自己再生核燃料。 在 BREST 内部，铀 238 将吸收游离中子并变成另一种化学元素钚 239 的同位素。 顺便说一下，这是核武器的填充物。 在最佳条件下，一个铀 235 核裂变可以从铀 1,25 中获得 239 个新武器级钚 238 核。 这意味着在快中子反应堆的每个运行周期中，多达 20-25% 的新裂变材料会在其中形成。 听起来很棒。
请注意，俄罗斯联邦在此类先进能源技术领域确实领先于世界其他地区。 无论是美国，还是法国，还是日本，都已经开始用液态钠作为快堆中的载体进行实验，但都无法实现稳定运行。 早在 1968 年，苏联就发射了容量为 60 兆瓦的快中子反应堆 BOR-60，并成功运行至今。 其使用寿命已延长至2025年。 下一代 BN-600 反应堆于 1980 年在斯维尔德洛夫斯克地区发射，目前仍在运行。 其容量为600兆瓦，相比之下，2010年发射的实验性中国CEFR（中国实验快堆），这个数字是45兆瓦。 最近的俄罗斯快中子增殖反应堆 BN-800 于 2015 年在同一个别洛亚尔斯克核电站投入运行。 除了工业应用外，钠冷核电站还充当了先进技术的测试平台。
在他们的基础上，在托木斯克附近，开始建造带有铅载体的实验性示范动力装置 BREST-300-OD。 除了反应堆本身，一个燃料电池组装厂和一个乏燃料后处理厂将建在一个综合设施内。 将来，将获得实际上封闭的核燃料循环。 对于“加油站国家”来说还不错。
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