Бесполезный уран — в дело. Как на Белоярской АЭС на Урале создают атомную энергетику будущего?

На Белоярской АЭС завершился начальный этап строительства пятого энергоблока. Через несколько лет планируют запустить серийный реактор на быстрых нейтронах. В нем будут сжигать ядерное топливо и параллельно вырабатывать новое. Специальный корреспондент «МИР 24» Артем Васнев отправился на станцию. 
 
«Вопрос на засыпку: можно ли построить в России атомную энергетику так, чтобы топлива хватало на тысячи лет? Ответ: да, возможно. На Белоярской АЭС, что в 60 километрах от Екатеринбурга, обкатывают так называемый «замкнутый цикл». Что это такое попытаемся объяснить простыми словами, чтобы было понятно даже семикласснику», — отметил журналист.

  
 
Белоярская АЭС — идеальная площадка для отработки технологии будущего. Здесь работают реакторы на быстрых нейтронах БН-600 и БН-800. Сборки с ядерным топливом загружаются в реактор. В результате управляемой ядерной реакции выделяется большое количество тепла, которое передается теплоносителю. Уникальность БН-800 в том, что в этой роли выступает не вода, как в классических реакторах, а натрий. Забирая тепло из реактора, натрий первого контура через промежуточный теплообменник отдает тепло натрию второго контура, который передает его парогенератору, в парогенераторе нагретая этим теплом вода превращается в пар, и этот пар начинает вращать турбину. Турбина в свою очередь вращает ротор генератора, вокруг которого создается электромагнитное поле. И полученная таким образом электроэнергия передается трансформаторам и уходит в общую сеть.
 
Классические тепловые реакторы работают на уране-235. Его в природе всего 1%. Остальные 99% — отвальный «бесполезный» уран-238. По сути —  радиоактивные отходы. Но «быстрые реакторы», сжигая эти отходы, вырабатывают новое топливо. Рассмотрим это на примере березового полена.
 
«Основа полена это уран-238, кора полена это уран-235. В природе примерно такая пропорция существует. Обычно традиционная ядерная энергетика более простая, более удобная. Но, если проводить аналогию, она сожжет бересту, а само полено останется, которое так или иначе уйдет в отход, потому что уран-238 плохо работает в области тепловых нейтронов. Но в области быстрых нейтронов начинаются чудеса, начинает работать само полено. И мало того, что оно работает, оно еще превращается во вторичное топливо. Языком аналогии — уголь, который обратно можно использовать на любом типе реакторов», — пояснил главный инженер Белоярской АЭС Илья Филин.
 
В быстром реакторе «бесполезный» уран-238 превращается в плутоний-239. И вот как раз плутоний — это новое топливо. По сути замкнутый цикл — это вечный атомный двигатель.
 
Реакторный зал. Сюда доступ только в белой одежде. Каждое пятнышко на ней после — потенциальный радиационный след. Но в цехе фон в норме. В реактор загружены самые опасные радиоактивные отходы —  долгоживущие изотопы —  минорные актиниды.
 
«И таким образом мы переводим эти актиниды в более безопасное состояние. В дальнейшем мы можем их опять же на заводах преобразовать в другие более безопасные состояния для того, чтобы сделать удобную форму для хранения этих актинидов», — рассказал начальник реакторного цеха № 3 Белоярской АЭС Сергей Белин.
 
Реакторы на быстрых нейтронах безопасны. При аварии «затухают» сами. На Белоярской АЭС уже готовятся строить новый энергоблок. 

Глобальная цель — к 2045 году четверть всей электроэнергии страны должны генерировать атомные станции. Их построят еще в семи регионах России.