АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ С РЕАКТОРАМИ НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ

РЕАКТОР НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ
Реактор на быстрых нейтронах — ядерный реактор, в активной зоне которого нет замедлителей нейтронов и спектр нейтронов близок к энергии нейтронов деления (~105 эВ). Нейтроны этих энергий называют быстрыми, отсюда и название этого типа реакторов.
Реактор на быстрых нейтронах позволяет превращать отработавшее ядерное топливо в новое топливо для АЭС, образуя замкнутый цикл использования ядерного топлива, и позволяя вместо доступных ныне 3%, использовать около 30% потенциала ядерного топлива, что обеспечит перспективу ядерной энергетике на тысячелетия.

ИСТОРИЯ
Первые научно-исследовательские и промышленные реакторы на быстрых нейтронах были сконструированы и успешно запущены в эксплуатацию в Советском Союзе, а в данный момент России принадлежит технологический приоритет в их разработке и эксплуатации, что открывает практически неограниченные возможности для использования энергетического потенциала ядерного топлива, в том числе отходов АЭС и оружейного плутония.
Россия занимает первое место в мире в развитии технологий строительства таких реакторов, хотя этим с 1950-х годов занимались многие развитые страны. Первый энергоблок с реактором на быстрых нейтронах БН-350 был запущен в СССР в 1973 году и проработал в Актау по 1999 год. Второй энергоблок был установлен на Белоярской АЭС в 1980 году (БН-600) и бесперебойно работает по сей день, в 2010 году срок его эксплуатации был продлен на 10 лет. Там же 10 декабря 2015 года был запущен в эксплуатацию реактор нового поколения БН-800.

РЕАКТОР БН-350

РЕАКТОР БН-600
БЕЛОЯРСКАЯ АЭС (НА НЕЙ ВПЕРВЫЕ В МИРЕ ПОЯВИЛСЯ ЭНЕРГОБЛОК ПРОМЫШЛЕННОГО МАСШТАБА НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ)
МАКЕТ РЕАКТОРА БН-600 БЕЛОЯРСКОЙ АЭС С ВЫРЕЗАННЫМИ СЕКТОРАМИ ДЛЯ УДОБСТВА ОБЗОРА

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
В активных зонах ядерных реакторов протекает самоподдерживающаяся цепная реакция деления ядер урана, где ядро 235U делится на два осколка под действием лишь одного нейтрона, но с испусканием уже двух-трех. Они, в свою очередь попадают в соседние ядра, при этом вызывают цепную реакцию. Осколки реакции деления имеют большую кинетическую энергию, которую они передают теплоносителю, который в свою очередь нагревается и испаряет контактирующую с ним воду, а образовавшийся пар вращает турбину генератора.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

ПРОМЫШЛЕННЫЕ РЕАКТОРЫ НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ
В коммерческих проектах реакторов на быстрых нейтронах, как правило, используются конструктивные схемы с жидкометаллическим теплоносителем. Обычно это или жидкий натрий, или эвтектический сплав (точнее жидкая смесь) свинца с висмутом. В качестве теплоносителей рассматривались и расплавы солей (фториды урана), однако их применение было признано бесперспективным.

ПРИОРИТЕТ СССР И РОССИИ
Экспериментальные реакторы на быстрых нейтронах появились в 1950-е годы. В 1960—80-е годы работы по созданию промышленных реакторов на быстрых нейтронах активно велись в СССР, США и ряде европейских стран. Первый промышленный энергоблок с реактором на быстрых нейтронах БН-350 был запущен в СССР в 1973 году, второй энергоблок был установлен на Белоярской АЭС в 1980 году (БН-600). После закрытия в 2009 году французского быстрого натриевого реактора «Феникс» (Phénix) Россия осталась в мире единственной страной с действующими быстрыми энергетическими реакторами: БН-600 в 3-м энергоблоке Белоярской АЭС и БН-800 в 4-м энергоблоке Белоярской АЭС. Последний запущен 10 декабря 2015 года, в промышленную эксплуатацию вошёл в 2016 году, а в 2018 году на нём началось использование произведенного на Горно-химическом комбинате «Росатома» серийного МОХ-топлива.
Реактор БН-800 используется для отработки ряда технологий замыкания ядерного топливного цикла использованием «быстрых» реакторов, решающих проблему утилизации отработавшего ядерного топлива. Россия создает двухкомпонентную атомную энергетику, в которую будут включены реакторы на тепловых и быстрых нейтронах, что позволит значительно расширить топливную базу мирного атома, а попутно уменьшить объемы радиоактивных отходов благодаря «выжиганию» опасных радионуклидов. Блок № 4 Белоярской АЭС стал прототипом более мощных коммерческих «быстрых» энергоблоков БН-1200, строительство которых планируется в 2030-х.

СПИСОК РЕАКТОРОВ

ПРЕИМУЩЕСТВА РЕАКТОРОВ НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ
Реактор на быстрых нейтронах позволяет превращать отработавшее ядерное топливо в новое топливо для АЭС, образуя замкнутый цикл использования ядерного топлива, и позволяя вместо доступных ныне 3%, использовать около 30% потенциала ядерного топлива, что обеспечит перспективу ядерной энергетике на тысячелетия.

НЕДОСТАТКИ
Дороговизна по сравнению с обычными тепловыми ядерными реакторами