Реакторы ВВЭР-С

Атомные электростанции будущего обеспечат человечество неисчерпаемой чистой энергией на тепловых нейтронах и на быстрых нейтронах.

Чем больше доля вторых в энергобалансе, тем больше отрасль сможет сэкономить природный уран для будущих поколений и тем меньше будет накапливаться ОЯТ.

Атомная энергетика будущего сделает возможным развитие самых отдаленных и труднодоступных территорий, где использование других видов генерации, в первую очередь дизельной, неэффективно по экономическим и экологическим факторам: все благодаря атомным станциям малой мощности (АСММ) на основе малых модульных реакторов (ММР).

Замкнутый ядерный топливный цикл обеспечит значительное расширение топливной базы атомной энергетики

Атомная энергетика будущего сделает возможным развитие самых отдаленных и труднодоступных территорий, где использование других видов генерации, в первую очередь дизельной, неэффективно по экономическим и экологическим факторам: все благодаря атомным станциям малой мощности (АСММ) на основе малых модульных реакторов (ММР).

Работы по развитию всех этих направлений ведутся в рамках первого федерального проекта комплексной программы РТТН («Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в Российской Федерации»).

Первый компонент новой атомной энергетики: тепловые реакторы III поколения

90% существующей промышленной атомной генерации обеспечивают водно-водяные энергетические реакторы (ВВЭР). Они относятся к тепловым: цепная реакция деления урана в активной зоне поддерживается за счет нейтронов с энергией, соответствующей тепловому движению атомов среды. Это нейтроны, которые потеряли свою кинетическую энергию при столкновении с ядрами атомов вещества-замедлителя.

В ВВЭР в качестве замедлителя используется вода — и она же выступает теплоносителем, с помощью которого тепло в парогенераторе передается во второй контур для генерации пара, который приводит в движение турбины, вырабатывающие электрический ток. Для управления работой реактора в воду подают борную кислоту: она поглощает избыточные нейтроны в активной зоне, необходимые для работы реактора между перегрузками.

Для создания двухкомпонентной атомной энергетики с замкнутым ядерным топливным циклом разрабатываются новые типы реакторов ВВЭР, в частности со спектральным регулированием (ВВЭР-С).

ВВЭР-С: тепловой реактор со спектральным регулированием

ВВЭР-С будет управляться не добавлением в воду борной кислоты, а изменением водно-уранового соотношения в активной зоне и, таким образом, средней энергии спектра нейтронов: при необходимости количество воды в активной зоне будут сокращать, вводя специальные вытеснители. Избыточные нейтроны в таких реакторах поглощаются не борной кислотой, а благодаря изменению поглощающих свойств ядерного топлива в зависимости от энергии нейтронов, в том числе поглощения нейтронов ураном 238.

В результате этой реакции, как и в современном ВВЭР, нарабатывается плутоний-239 — новое ядерное топливо, которое может быть затем использовано как в самом ВВЭР-С, так и в реакторах на быстрых нейтронах. Этот процесс называют воспроизводством ядерного топлива, а соотношение между выгоранием первичного топлива и образованием вторичного — коэффициентом воспроизводства. Для ВВЭР-С он составит более 0,5 (максимальный достигнутый коэффициент на современных ВВЭР — порядка 0,3).

Благодаря тому, что реактор ВВЭР-С работает с применением спектра нейтронов промежуточных энергий (между тепловым и быстрым), появляется возможность эффективного использования смешанного уран-плутониевого топлива, что экономит до 30% потребление природного урана, ресурсы которого ограничены.

Разработкой ВВЭР-С занимается ОКБ «Гидропресс».
Первый в мире промышленный реактор этого типа заработает к 2035 году в Заполярье. Им будет оснащена новая Кольская АЭС-2, которую возведут в нескольких километрах от действующей станции вблизи города Полярные Зори (Мурманская обл.). Строительство реактора начнется в 2030 году.

Источник информации — Росатом.