Като начало нека отбележим като факт: първият бърз китайски реактор (China Experimental Fast Reactor) е построен точно в столицата - в югозападната част на Пекин, на около 45 километра от центъра. Тук, зад шестия транспортен пръстен, е Китайският институт по атомна енергия (CIAE). Ако искате - аналог на Курчатовския институт, израснал от тайната лаборатория No 2 в северозападната покрайнина на Москва.
Специалният кореспондент на „Российская газета“и снимачният екип на телевизия „Русия 24“бяха първите чуждестранни журналисти, получили достъп до ядреното съоръжение в Пекин. Преди това имаше само ядрени специалисти, които помагаха при изграждането и стартирането на CEFR.
„Нашият Институт по атомна енергия, сега известен още като Институт по съвременна физика на Китайската академия на науките, е основан през 1950 г.“, поздрави журналистите от Русия президентът-директор на CIAE г-н Уан Ганг. - Друга много важна дата за нас е 27 септември 1958 г., когато на територията на Института с помощта на СССР беше пуснат първият реактор за тежка вода. През същите 58, с участието на съветски специалисти, тук е изстрелян първият ускорител-циклотрон …
„План 863“: етап по етап
Сега, повече от петдесет години по -късно, първите изследователски съоръжения бяха изведени от експлоатация. Циклотронът, според директора на института, е демонтиран, тъй като само голям магнит е останал за спомен. Сградата на първия реактор е запазена, както успяхме да се убедим, като отидем до нея през голям, добре поддържан институтски парк с кокетно павирани пешеходни пътеки. В централната част спряхме за минута пред мраморните бюстове на атомни учени - светилата на техния китайски атомен проект.
Те не крият участието си в научноизследователска и развойна дейност, която послужи за създаването на първите атомни (1964 г.), а след това и водородни (1967 г.) бомби за КНР, напротив, те се гордеят с това. Както и принос за създаването на първата ядрена подводница (1971 г.) за китайския флот и първия спътник (1971 г.) на Земята, изстрелян в Поднебесната империя.
Но сега, според директора на института, основната задача на ръководения от него екип е развитието на ядрената енергия, включително ядрената на нова технологична платформа. В Китай, подчерта г -н Уан Ганг, е приета тристепенна стратегия за развитие в тази област: термичен реактор - бърз реактор - термоядрен реактор.
Що се отнася до традиционните реактори, в които ядрата на уран-235 се делят от така наречените термични (бавни) неутрони, в Китай те отдавна са се преместили от чисто научна сфера в областта на търговската експлоатация. Според официални данни, представени на AtomExpo-2015 в Москва от държавната корпорация CNNC, тя има девет ядрени блока в експлоатация, дванадесет са в процес на изграждане, а още повече са планирани. Целта е да се увеличи делът на ядрената енергия до 2020 г. до шест процента (80 GW), а в бъдеще да навакса или дори да надмине Франция по тези показатели.
Досега делът на ядреното производство в общия енергиен баланс на Китай е около два процента. Но това е засега. Периодът на чиракуване, когато тук са построени първите атомни електроцентрали по френски, канадски, американски, руски проекти, бързо отминава. Повечето от новопостроените енергийни блокове вече използват или възнамеряват да използват реактори и друго важно оборудване за китайско или съвместно развитие. Тоест първият етап - различни видове термични реактори - Китай е разработил и преминава, образно казано, към второто ниво.
В държавния план за развитие на високите технологии или, както се нарича по -често, в „план 863“, развитието на бързи реактори е посочено като основен приоритет. Същата задача беше включена в средносрочната програма за развитие на науката и технологиите за 2006-2020 г.
Те обаче започнаха да разглеждат отблизо бързите реактори, които също се наричат развъдчици, зад Великата стена още в края на 60 -те години на миналия век. По това време беше известно, че самата идея за разширено възпроизвеждане на ядрено гориво (селекционер - с други думи, селекционер) е изразена през януари 1943 г. в САЩ от Лео Силард и е взета в СССР. От 1949 г. под ръководството на академик Александър Лейпунски в Съветския съюз се извършва многостранна изследователска работа за създаване на бързи реактори. Но първият експериментален реактор за размножаване с топлинен капацитет от 0,2 MW беше пуснат в САЩ, в ядрения център в Айдахо, на 20 декември 1951 г.
В СССР подобно съоръжение е въведено в експлоатация четири години по -късно в Обнинск (Калужска област), където се намира Институтът по физика и енергетика и където по това време е работил академик Лейпунски. Година по-късно на същото място в Обнинск стартира експериментален реактор BR-2: метален плутоний служи като гориво, а живакът се използва като охлаждаща течност.
През същата 1956 г. консорциум от няколко американски компании започва изграждането на демонстрационен фермер с мощност 65 MW Fermi-1. Десет години по -късно на него се случи инцидент с топенето на сърцевината. Реакторът беше демонтиран с големи разходи, след което интересът на американската индустрия към тази тема избледнява.
Междувременно в СССР е построен и пуснат експериментален БР-5 (след реконструкция става известен като БР-10)-в Обнинск. А в Института по атомни реактори в Димитровград (Уляновска област) - многофункционален BOR -60, в който е използвано МОКС гориво (смес от уран и плутониеви диоксиди) и течен натрий като охлаждаща течност. BOR-60 все още е в експлоатация и има възможност да се удължи експлоатацията му до 2019 г.
Франция похарчи пет милиарда долара за изграждането на пълномащабна атомна електроцентрала с реактор за бързи неутрони Superphenix, но поради проблеми с ядрото, работещо с плутоний, това съоръжение беше затворено през 1996 г. …
Единственият (по целия свят!) Действащ реактор с бързи неутрони е реакторът BN-600 в третия блок на АЕЦ Белоярск. Той е рекордьор по трудов стаж - той е в търговска експлоатация от 1980 г. и може да бъде удължен до 2030 г. В допълнение, това е най-мощният бърз реактор с натриево охлаждане до момента.
Първо през новия век
подготвителни процедури за стартиране на електрозахранването. И двата реактора са родени в Бюрото за експериментално проектиране на машиностроенето на името на V. I. Африкантова. Академик Фьодор Митенков, научен директор на ОКБМ, беше удостоен с Международната глобална енергийна награда през 2004 г. за изключителен принос в развитието на физическите и техническите основи и създаването на реактори с бързи неутрони.
Както уверяват дизайнерите, проектът BN-800 е въвел важни иновации за подобряване на ядрената и радиационната безопасност. Те се основават на пасивни принципи, което означава, че тяхната ефективност не зависи от надеждността на работата на спомагателните системи и човешкия фактор.
Всичко това беше изцяло взето предвид при проектирането на CEFR - първият и засега единственият ректор за бързи неутрони, построен, тестван и официално въведен в експлоатация през 21 век. Китайският институт по атомна енергия е особено горд с този факт и благодари на руските колеги за активната помощ.
Първите контакти между специалисти от двете страни по този проект започнаха през 1992 г. Работната група от руска страна включваше служители на OKBM im. Африкантов (Нижни Новгород), Санкт Петербургския институт „АТОМПРОЕКТ“и Института по физика и енергетика (Обнинск, Калужска област).
„По това време нашите специалисти вече имаха представа за бързи реактори с натриева охлаждаща течност“, казва директорът на института Ван Ганг. - Освен това изучавахме термична хидравлика, неутронна физика, материалознание, особености при боравенето с ядрено гориво и специално оборудване. По пътя бяха изяснени целите на целия проект. Първо, създаването на самия реактор. Беше определено, че това ще бъде експериментален реактор с топлинна мощност 65 мегавата и електрическа мощност 20 мегавата. Второ, развитието на нови технологии. Трето, обучение. И вече на финала - планираните тестове, изследвания, експерименти. Имахме нужда от CEFR като основа, платформа, за да можем, след като натрупаме необходимия опит, да преминем към създаването на демонстрационни, а след това и серийни, търговски енергийни блокове на атомни електроцентрали с реактори с бързи неутрони.
Както в Русия, само по -строги
Концептуалният проект CEFR е разработен от китайски специалисти и е представен на руските колеги за разглеждане. След това, като се вземат предвид получените коментари и насрещни предложения, цялата концепция, включително техническите изисквания и основните компоненти на реактора, беше обсъдена подробно на съвместно заседание през май 1993 г. и получи одобрение от най-високо ниво.
През втората половина на 90 -те започва етапът на инженерното проектиране. Споменатите вече OKBM, Санкт Петербург ATOMPROEKT, FEI и OKB Gidropress (Подолск, Московска област) формираха, по думите на техните китайски колеги, „проектно сътрудничество“и работеха координирано, професионално, като се вземат предвид всички изисквания и желанията на клиента. И първоначалните насоки на китайската страна бяха дори по -строги от стандартите за радиационна безопасност, стандартите за радиоактивни изпускания и зауствания, извънредните ситуации, действащи по това време в руската ядрена енергетика.
„Тъй като беше решено да се изгради CEFR в границите на Пекин и това не е само голям град - столицата на Китай, ние поставихме специални изисквания за осигуряване на сигурност“, обясни Сю Ми, главен учен на CNNC, академик на Китайска инженерна академия, при среща с руски журналисти. - Въпреки че вероятността за разтопяване на активната зона в този реактор е незначителна, ние настоявахме да използваме пасивна система за отвеждане на остатъчна топлина. И - при инсталиране на уловителна тава за хипотетично стопяване на сърцевината. Основните циркулационни помпи (MCP) бяха поръчани в Русия, но в случай на аварийно изчакване те бяха помолени да добавят маховик към дизайна си, като по този начин увеличават времето за изтичане на MCP, тоест циркулацията на охлаждащата течност в случай, че за загуба на мощност …
Според Xu Mi, в случай на извънредна ситуация или дори извън проектната авария, не трябва да има нужда от евакуация на населението - всичко трябва да бъде локализирано в енергийния блок или в границите на защитената му зона. Националната агенция за ядрена безопасност на Китайската народна република не счита подобна кампания за презастраховане и подкрепя позицията на своите учени.
„В края на краищата, от стената на сградата, в която е монтиран CEFR, до оградата, която огражда института, тя е само на 153 метра“, подчертава академикът с мека усмивка. - И тогава хората просто живеят. Те не трябва да бъдат застрашени. Ето защо днес, гледайки назад, сме доволни, че критериите, които излагаме, отговарят на стандартите за безопасност и изискванията за реактори от четвърто поколение.
През юли 2000 г. в присъствието на руския президент Владимир Путин и китайския президент Дзян Цземин беше подписано Споразумението за изграждане на CEFR. През септември същата година Ван Ганг е назначен за директор на строителния реактор; сега той е директор на целия институт и си спомня подробно събитията на неговата територия.
- Минаха само две години от изливането на първия бетон до монтажа на тавана над сградата на реактора (август 2002 г.). В края на 2008 г. инсталацията на реакторния блок приключи. През май 2009 г. започна пълненето на веригата с натрий. През юни 2010 г. те започнаха да зареждат гориво в реактора и вече на 21 юли достигнаха критичност за първи път. Точно една година по -късно, на 21 юли 2011 г., успяхме да повишим капацитета до 40 процента от номиналния, което по онова време беше крайъгълна цел за нас …
Инфографика WG / Антон Переплечиков / Леонид Кулешов / Мария Пахмутова / Александър Емелианенков
За да стане това възможно, в проектантското бюро и в предприятията на Росатом, участващи в сътрудничество с китайски партньори, през 2003-2005 г. основните циркулационни помпи от първи и вторичен кръг, междинни топлообменници, парогенератор и устройства за презареждане са проектирани, произведени и изпратени до местоназначението си - гориво - само седем вида критично оборудване в реакторната инсталация, измервателни уреди и гориво за първите три товара.
Но преди това бяха разработени технически проекти на системата за наблюдение и управление (MCS на АЕЦ), техническият проект на реакторната инсталация и техническият проект на основната сграда на АЕЦ. Руските специалисти изпълниха своите договорни задължения изцяло и в срок.
Научете ученика да има от кого да се учи
Високотехнологичният „хардуер“, доставен от Русия, щеше да остане желязо, а ядреният реактор едва ли щеше да се превърне в ефективен инструмент за изследователите, ако навреме не се погрижи за обучението на експлоатационен персонал. И те започнаха много предварително.
Настоящият заместник -директор на CEFR по експлоатация и безопасност, Wu Chunliang, е от първата партида старши инженери по управление на реактори, обучени в Русия. Още през 2002 г. те бяха обучени в Учебен център на РИАР - Димитровград, Уляновска област. Там те също успяха да видят работещ многофункционален реактор БОР-60 и да бъдат обучени на него. След това, вече по програмата за физическо стартиране, те учат в специални щандове на Института по физика и енергетика в Обнинск и Африкантовския ОКБМ в Нижни Новгород.
„След завръщането си у дома, заедно с руски специалисти, участвахме в пускането в експлоатация на различни CEFR системи и оборудване“, казва Ву Чунлянг, който ни срещна в контролната зала. - Тогава се явихме на изпит, организиран от Националната агенция за ядрена безопасност. През 2008 г. те получиха лицензи за правото да извършват такава работа и станаха контролни оператори на първата партида. И тогава обучението на втората партида оператори беше проведено у дома - главно в самия CEFR.
В резултат на това, според Wu Chunliang, се е развила цялостна и цялостна система за обучение. 55 оператори, включително жени, вече са получили лиценз от надзорния орган за експлоатация на експерименталния реактор.
По време на разговора ни имаше само двама оператори на контролния панел, а един, ръководителят на смяната, беше зад тях. Както те обясниха, това е напълно достатъчно, за да може надеждно, без да се суете и изнервяте, да следите всички параметри на реакторната инсталация и да наблюдавате превантивната работа, която се извършва от време на време на оборудване в ограничени зони.
След като чух това обяснение, не можах да устоя и попитах какво е написано с големи червени йероглифи на стената зад операторите в контролната зала?
- Това е мотото или, ако искате, принципът на живот на целия институт - усмихна се заместник -директорът на CEFR и веднага стана сериозен. - Можете да го преведете така. Първо, дайте всички сили, всички себе си, за доброто на Родината и държавата. Второ, бъдете винаги една крачка напред, изучавайте опита на другите, откривайте и въвеждайте нови неща. И трето - останете честни във всичко, ценете доверието, поддържайте лична скромност.
Добро мото, разбирате ли.
И това не е излишно допълнение към лиценза на оператора на ядрена инсталация.
