К концу десятилетия в Томской области планируют построить первый реактор на ядерном топливе, который уже называют «технологией ХХII века».
Герметичные трубки из стали с радиоактивным топливом внутри ─ сердце ядерного реактора. Металлические стержни используют на атомных электростанциях. Их погружают в жидкость, чаще всего ─ воду. В трубках происходит распад ядер, вода закипает, и пар вращает генератор. В настоящем реакторе таких трубок ─ сотни. Поэтому из них делают, так называемые сборки. Пачками вставляют стержни в небольшие пластины.
Дистанцирующие решётки разного размера, формы и толщины являются ключевыми в тепловыделяющей сборке. Благодаря зазорам, которые создаёт решётка, между стержнями циркулирует вода. Чем больше трубок омывает, тем больше установка вырабатывает тепла.
Атомную энергетику ждёт «Прорыв». Это новый проект Росатома. Цель ─ построить в Северске опытный энергоблок со свинцом вместо воды. Этот тяжёлый металл, уверены учёные, позволит сделать мирный атом надёжнее, долговечнее и безопаснее. К тому же, поможет замкнуть топливный цикл, снизить до минимума количество ядерных отходов.
Технологию будущего ещё исследуют в лаборатории Института теплофизики Новосибирского Академгородка.
«Для свинца коэффициент теплопроводности жидкости гораздо больше, чем для воды. А вязкость расплавленного свинца примерно такая же. То есть, с точки зрения гидродинамики ─ это одно, а с точки зрения теплообмена ─ это совсем разные вещи», ─ поясняет член-корреспондент РАН Николай Прибатурин.
В настоящее время учёные изучают, как ведут себя стержни с ядерным топливом, когда их омывает расплавленный тяжёлый металл. Когда они стоят на большом расстоянии, начинается вибрация, на маленьком ─ большое гидравлическое сопротивление. Большой вибрации допустить нельзя, иначе соединяющая решётка сотрёт стержень. А это ─ выброс радиации и опасность большой аварии. Задача сибиряков проста и сложна одновременно: создать идеальную конструкцию, которая не будет подвержена разрушениям. Новосибирские учёные моделируют поведение перспективного реактора при разных сценариях работы.
«Как только мы получаем результаты, расчётчики сразу же обосновывают свои модели», ─ подчеркнул старший научный сотрудник Института теплофизики СО РАН, к. т. н. Павел Лобанов.
Над проектом «Прорыв», трудятся учёные всей страны. Первый реактор на свинце планируют запустить в 2029 году. Если он подтвердит свою эффективность, проект может стать основой атомных технологий следующего столетия.
Ученые из Академгородка работают над масштабным проектом Росатома
Ученые из Академгородка работают над масштабным проектом Росатома
Ученые из Академгородка работают над масштабным проектом Росатома