Urusi ilipata mafanikio katika nguvu za nyuklia

2024 Mwandishi: Seth Attwood | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 16:17

Mradi wa "Breakthrough" - kinu cha nyuklia cha Brest-300 kinachojengwa karibu na Tomsk, utafungua ukurasa mpya katika sekta ya nishati ya Dunia. Urusi inaunda Simu ya kwanza ya Perpetuum duniani yenye uwezo wa MW 300 - mtambo wa nyuklia na mzunguko wa mafuta uliofungwa. Mradi huo wenye jina la kujieleza "Breakthrough" unaahidi nishati bila hatari, bila uchimbaji wa madini ya urani na kuwashinda washindani kwa miongo kadhaa …

Hekta arobaini na tatu za eneo, kuta za kijivu za monolithic, vifaa vya kuweka kwa wingi angani, korongo na wafanyikazi 600. Miaka mitatu baadaye, mahali hapa, katika jiji lililofungwa Seversk, kilomita 25 kutoka Tomsk, itaanza kufanya kazi ya kwanza dunianiPerpetuum Mobile yenye uwezo wa megawati 300 ni mtambo wa nguvu za nyuklia ulio na mzunguko wa mafuta uliofungwa na risasi iliyoyeyushwa kama kipozezi. Biashara hiyo inaitwa ya majaribio, kwani teknolojia za juu kwake hadi sasa zimehesabiwa tu kwa mifano ya hisabati. Walakini, baada ya kuziangalia kwenye kinu cha kufanya kazi, wanasayansi wetu wa nyuklia watapokea mtambo wa nyuklia wa kizazi kipya. kujitenga na washindani kutoka Toshiba, Areva na wengine kwa miongo kadhaa. Mradi huo, ambao una jina la kujieleza " Mafanikio", Inaahidi nishati bila hatarina muhimu zaidi, bila uchimbaji wa urani.

Wakosoaji na chembe ya amani

Maneno machache kwa wale wanaochukulia atomi ya amani kuwa masalio. Haja ya wanadamu ya nishati huongezeka maradufu kila baada ya miaka 20. Kuchoma mafuta na makaa ya mawe husababisha uundaji wa kila mwaka wa tani nusu bilioni za dioksidi ya sulfuri na oksidi za nitrojeni, ambayo ni, kilo 70 za vitu vyenye madhara kwa kila mkaaji wa dunia. Matumizi ya mitambo ya nyuklia huondoa tatizo hili. Aidha, hifadhi ya mafuta ni mdogo, na nguvu ya nishati ya tani moja ya uranium-235 ni takriban sawa na nguvu ya nishati ya tani milioni mbili za petroli.

Gharama pia ni muhimu. Katika kituo cha umeme wa maji, saa ya kilowati ya umeme inagharimu kopecks 10-25, lakini uwezo wa umeme wa maji katika ulimwengu ulioendelea umekamilika. Katika vituo vya mafuta ya makaa ya mawe au mafuta - kopecks 22-40, lakini matatizo ya mazingira hutokea. Katika upepo wa viwanda na mimea ya nishati ya jua - kopecks 35-150, gharama kubwa kidogo, na ambaye anahakikisha upepo wa mara kwa mara na kutokuwepo kwa mawingu. Gharama kuu ya nishati ya atomiki ni kopecks 20-50, ni thabiti, inaleta shida kidogo za mazingira kuliko kuchoma mafuta na makaa ya mawe, uwezo wake hauna kikomo.

Hatimaye, atomi ya amani ya Kirusi iligeuka kuwa karibu nje ya ushindani. Mnamo 2010, wakati, baada ya baridi ya miaka 24, nchi nyingi zilitaka tena kujenga mitambo ya nyuklia, mitambo yetu iligeuka kuwa nafuu na sio mbaya zaidi kuliko mifano ya Kijapani, Kifaransa na Amerika. Aidha, sisi, tofauti na washindani , miaka yote hii tumekuwa tukijenga vinu vya nyuklia - Rosatom alikuwa na kitu cha kuonyesha kwa mteja anayetarajiwa.

Uongozi wa shirika la serikali uliondoa kilema kilichosababishwa kwa ustadi. Matokeo yake, Westinghouse Electric ilifilisika mwaka jana. Toshiba, ambayo hapo awali ilinunua Westinghouse Electric, iko njiani. Hali ya kifedha ya Areva pia haifai. Kwa upande mwingine, wajumbe kutoka nchi 52 walifika Atomexpo-2016. Nchi 20 kati ya hizi bado hazijapata nguvu za nyuklia. Sasa wataonekana kwa mara ya kwanza Misri, Vietnam, Uturuki, Indonesia, Bangladesh - mitambo yetu ya nyuklia ya Kirusi.

Jehanamu ya kina

Tatizo kuu la nishati ya nyuklia leo ni mafuta … Kuna 6, tani milioni 3 za uranium inayoweza kurejeshwa kiuchumi duniani. Ikiwa ukuaji wa matumizi utazingatiwa, itaendelea kwa miaka 50. Gharama ni kama dola 50 kwa kilo moja ya madini leo, lakini kwa vile amana zisizo na faida zinahusika katika uchimbaji, itaongezeka hadi $ 130 kwa kilo na zaidi. Kuna, bila shaka, hifadhi za kuchimbwa, na sio ndogo, lakini sio milele.

Uranium ni ngumu kuchimba au ngumu sana … Katika mwamba wa madini ya uranium kuna karibu asilimia 0.1-1, plus au minus. Ore hutokea kwa kina cha kilomita moja. Joto katika migodi ni zaidi ya nyuzi joto 60. Mwamba uliotolewa lazima uyunjwe katika asidi, mara nyingi zaidi asidi ya sulfuriki, ili kutenga ore ya uranium kutoka kwa suluhisho. Katika amana fulani, asidi ya sulfuriki hupigwa mara moja ndani ya ardhi, ili baadaye inaweza kuchukuliwa pamoja na urani iliyoyeyushwa. Walakini, kuna miamba ya urani ambayo haiyeyuki katika asidi ya sulfuri …

Hatimaye, katika uranium iliyosafishwa tu asilimia 0.72 isotopu inayohitajika ni uranium-235. Ni moja ambayo vinu vya nyuklia hufanya kazi. Ili kuionyesha ni maumivu ya kichwa tofauti. Uranium inabadilishwa kuwa gesi (hexafluoride ya urani) na kupita kwenye miteremko ya centrifuges inayozunguka kwa kasi ya karibu mapinduzi elfu mbili kwa sekunde, ambapo sehemu nyepesi hutenganishwa na ile nzito. Dampo hilo - uranium-238, likiwa na mabaki ya uranium-235 maudhui ya asilimia 0.2-0.3, lilitupwa tu katika miaka ya 50. Lakini basi walianza kuihifadhi katika mfumo wa floridi ya uranium imara katika vyombo maalum chini ya anga wazi. Kwa miaka 60, dunia imekusanyika karibu tani milioni mbili za uranium-238 fluoride … Kwa nini inahifadhiwa? Halafu, uranium-238 hiyo inaweza kuwa mafuta kwa vinu vya nyuklia vya haraka, ambavyo hadi sasa wanasayansi wa nyuklia wamekuwa na uhusiano mgumu.

Kwa jumla, mitambo 11 ya haraka ya neutroni ilijengwa ulimwenguni: tatu nchini Ujerumani, mbili nchini Ufaransa, mbili nchini Urusi, moja huko Kazakhstan, Japan, Uingereza na Merika. Mmoja wao, SNR-300 nchini Ujerumani, hakuwahi kuzinduliwa. Nane zaidi zimesimamishwa. Wafanyakazi wawili waliondoka … Unafikiri wapi? Hiyo ni kweli, endelea Beloyarsk NPP.

Kwa upande mmoja, mitambo ya haraka ni salama zaidi kuliko mitambo ya kawaida ya joto. Hakuna shinikizo la juu ndani yao, hakuna hatari ya mmenyuko wa mvuke-zirconium, na kadhalika. Kwa upande mwingine, ukubwa wa mashamba ya nyutroni na joto katika eneo la kazi ni kubwa zaidi; chuma, ambacho kingeweza kuhifadhi mali zake chini ya vigezo vyote viwili, ni vigumu zaidi na ni ghali zaidi kutengeneza. Kwa kuongezea, maji hayawezi kutumika kama kipozezi kwenye kinu cha haraka. Inabakia: zebaki, sodiamu na risasi. Zebaki huondolewa kwa sababu ya kutu yake ya juu. Uongozi lazima uhifadhiwe katika hali ya kuyeyuka - joto la kuyeyuka ni digrii 327. Kiwango myeyuko wa sodiamu ni digrii 98, kwa hivyo viyeyusho vyote vya kasi hadi sasa vimetengenezwa na kipozezi cha sodiamu. Lakini sodiamu humenyuka kwa ukali sana ikiwa na maji. Ikiwa mzunguko uliharibiwa … Kama ilivyotokea kwenye kinu cha Kijapani "Monju" mnamo 1995. Kwa ujumla, zile za haraka ziligeuka kuwa ngumu sana.

Usijali haitaganda

"Usijali, uongozi katika mtambo wetu wa Brest-300 hautawahi kuimarika tu, lakini hautawahi kupoa chini ya digrii 350," mkuu wa mradi wa BREST-OD-300 anaiambia Lente.ru. Andrey Nikolaev … - Mipango na mifumo maalum inawajibika kwa hili. Huu ni mradi mpya kabisa ambao hauna uhusiano wowote na vinu vya risasi-bismuth vilivyokuwa kwenye manowari. Kila kitu hapa kilitengenezwa kwa kuzingatia maendeleo ya hivi punde, teknolojia na mafanikio. Itakuwa kiyeyeyusha cha kwanza duniani kilichopozwa kwa kasi inayoongoza … Sio bure kwamba inaitwa "Uvunjaji". Kabla yako ni biashara ya siku zijazo - mtambo wa nyuklia wa kizazi cha nne na imefungwa mzunguko wa mafuta.

Sikuruhusiwa kupanda kwenye tovuti ya ujenzi - hii ni habari iliyoainishwa. Hawakuruhusiwa kupiga picha pia, kwa hivyo picha sio zangu. Zilifanywa na mtu ambaye alielezwa mapema kutoka kwa pembe gani inawezekana kukamata kitu, na kutoka kwa pembe gani haiwezekani. Lakini Andrey Nikolaev alielezea kwa undani kwa nini na kwa utaratibu gani mitambo mitatu ya Proryv inajengwa na jinsi kiwanda cha nguvu za nyuklia. inaweza kufanya kazi bila uranium.

Biashara itajumuisha viwanda vitatu: mtambo wa kuzalisha mafuta, kiyeyusho chenyewe na kiwanda cha kuchakata mafuta. Kiwanda cha kuzalisha mafuta kitatengeneza muundo mpya kabisa wa vipengele vya mafuta, ambavyo havikuwa na analog duniani. Hii ni nitridi mchanganyiko wa mafuta ya uranium-plutonium - MNUP. Nyenzo za fissile katika reactor mpya zitakuwa plutonium … Na uranium-238, yenyewe sio fissile, itawashwa na nyutroni za joto na kugeuka kuwa plutonium-239. Hiyo ni, reactor ya Brest-300 itazalisha joto, umeme, na zaidi , jitayarishe mafuta.

Ndege wawili kwa jiwe moja

Katika dunia ya leo wanafanya kazi 449 vinu vya nyuklia vya amani vya viwandani na vingine 60 vinaendelea kujengwa. Wakati wa uendeshaji wa reactors hizi, zilizopita na za baadaye, tatizo lililopangwa linatokea - makusanyiko ya mafuta yaliyotumiwa. Kwanza, huwekwa kwenye bafu maalum, ambapo "hupunguza" kwa miaka kadhaa. Kisha, vipengele vya mafuta "kilichopozwa" huhifadhiwa katika vituo vya "kavu" vya kuhifadhi, ambako vinakusanywa kwa kiasi kikubwa. Uwezo wa kusindika makusanyiko ya taka ni mara kadhaa chini ya lazima. Kwa nini? Kwa sababu ni ngumu sana na ya gharama kubwa.

Mradi wa Breakthrough utajenga kiwanda chake cha kuchakata mafuta. Kama unavyoweza kudhani, Mmea huu hautaharibu tu mafuta ya kuteketezwa, lakini utatoa malighafi kwa makusanyiko mapya … Vijiti vya zamani vya mafuta vitafutwa katika asidi, ikiwezekana sulfuri, kisha kwenye mmea, kwa kutumia teknolojia ngumu za kemikali, suluhisho litatengwa kwa kipengele. Yasiyo ya lazima ni masharti na kuzikwa, muhimu hutumiwa. Mbali na malighafi ya mafuta mapya, biashara itatoa kutoka kwa makusanyiko ya zamani isotopu za nadra za vitu vizito ambavyo vinahitajika katika dawa, sayansi na tasnia.

Kwa njia, nguvu ya reactor ya megawati 300 haikuchaguliwa kwa bahati. Kwa nguvu hii, itazalisha plutonium nyingi kama inavyotumia. Reactor sawa na nguvu ya juu itazalisha mafuta zaidi kuliko itatumia. Kwa hivyo, ikishapakiwa, kinu cha Brest kitafanya kazi kama Simu ya kawaida ya Perpetuum. Ugavi mdogo tu wa urani iliyopungua utahitajika. Kweli, na uranium-238, kama nilivyosema tayari, inakusanywa na tasnia ya nyuklia kwa kiasi kama hicho. hiyo itadumu milele.

Sufuria kubwa

- Ili uweze kufikiria Reactor, - Andrei Nikolaev anaendelea. - Hii ni sufuria yenye urefu wa mita 17 na kipenyo cha mita 26. Makusanyiko ya mafuta yatapunguzwa ndani yake. Mchanganyiko wa joto - risasi iliyoyeyuka itazunguka kupitia hiyo. Vifaa vyote kutoka na kwa uzalishaji wa Kirusi tu. Itakuwa kiboreshaji salama kabisa chenye ukingo wa utendakazi tena wa chini ya umoja. Hiyo ni, kwa mujibu wa sheria za fizikia, haina reactivity ya kutosha ili kuharakisha. Ajali kubwa juu yake haziwezekani. Uhamisho wa idadi ya watu hautahitajika kamwe. Kushindwa yoyote, ikiwa hutokea, haitapita zaidi ya mipaka ya jengo la biashara. Hata uzalishaji katika angahewa kama matokeo ya ajali ya dhahania hautatokea.

Usafishaji wa kiotomatiki wa kipozeo utaletwa kwenye kinu cha Brest-300. Baridi ya kinu kipya, yaani, risasi, haitawahi kuhitaji kubadilishwa. Hii inaondoa upotevu mwingine wenye matatizo wa nguvu za nyuklia za jadi - LRW.

Matatizo yanatatuliwa njiani

Waandishi wa mradi wa Brest-300 ni NIKIET iliyopewa jina la Dollezhal. Pesa zimetengwa kwa wakati, ujenzi unaendelea kwa kasi iliyopangwa, kiwanda cha kutengeneza mafuta kitakuwa cha kwanza kuanza kufanya kazi. Uzinduzi wa reactor umepangwa 2024 … Kisha moduli ya kuchakata mafuta itakamilika. Sambamba na ujenzi, kazi ya R&D inaendelea. Kutokana na kazi hizi, mabadiliko yanafanywa mara kwa mara kwenye ujenzi, hivyo hatua ya mwisho ya mwisho haijatajwa.

Mradi wa Brest una wapinzani katika duru za kitaaluma. Hii inaeleweka, mradi ulishinda shindano hilo, ambalo taasisi kadhaa mashuhuri zilishiriki. Wakosoaji wanasema teknolojia zinazotumika Brest bado hazijakamilika. Hasa, wanahoji utumiaji wa kuyeyuka kwa risasi kama kibeba joto, na kadhalika na kadhalika. Hatutaingia kwa undani, ni ngumu sana na isiyoeleweka. Kwa upande mwingine, kwa nini tusiwaamini wanasayansi wetu wa atomiki? Miradi yote ambayo USSR, na baada yake Urusi ilifanya katika tasnia ya nyuklia, ilikuwa hatua moja mbele ya wenzao wa magharibi na mashariki. Kwa hivyo tuna sababu gani ya kuamini kwamba mambo yatakuwa tofauti wakati huu? Inaonekana kwangu kwamba unapaswa kuwa na furaha tu kwa Rosatom na TVEL na wakati huo huo kwa ajili yako mwenyewe, kwa sababu hii ni wetu shirika.