Миру — МБИР
РОСАТОМ СЕГОДНЯ / #8_2020
Фото: Росатом
В августе этого года Главгосэкспертиза выдала Росатому положительное заключение на проектную документацию по строительству реактора МБИР. Это самый мощный из действующих и сооружаемых в мире исследовательских реакторов. Напоминаем, зачем нужен МБИР и каким будет уникальный реактор.
Россия лидирует по числу исследовательских ядерных установок разного типа (более 20% всего мирового парка исследовательских реакторов), а также по количеству высокопоточных исследовательских реакторов (чем выше поток нейтронов, тем быстрее достигается цель экспериментов по облучению объектов).
Однако большинство российских исследовательских реакторов были введены в строй более 40 лет назад, соответственно, требуется их поэтапное замещение с одновременным расширением экспериментальных возможностей.
В 2010 году постановлением Правительства Российской Федерации была утверждена Федеральная целевая программа «Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010—2015 годов и на перспективу до 2020 года». Программа нацелена на создание новой технологической платформы ядерной энергетики, основа которой — переход на замкнутый ядерный топливный цикл (ЗЯТЦ) с использованием реакторов на быстрых нейтронах.
Одним из ключевых инфраструктурных проектов Федеральной целевой программы стал проект сооружения на площадке АО «ГНЦ НИИАР» (г. Димитровград, Ульяновская область) нового многоцелевого исследовательского реактора на быстрых нейтронах МБИР.
В связи с досрочным прекращением 1 января 2019 года реализации ФЦП и корректировкой сроков ее осуществления продолжение сооружения реактора МБИР включено в разрабатываемую комплексную программу «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в Российской Федерации на период до 2024 года».
Росатом реализует курс на ЗЯТЦ и создание двухкомпонентной ядерной энергетики на базе реакторов на тепловых и быстрых нейтронах. Соответственно, исследовательские реакторы на быстрых нейтронах необходимы для разработки и обоснования инновационных технических решений, испытания, апробации и подтверждения надежности новых типов оборудования, приборов и систем, проведения всесторонних исследований новых видов конструкционных и топливных материалов.
Сегодня отработка технологии ведется на многоцелевом научно-исследовательском реакторе на быстрых нейтронах БОР‑60 (быстрый опытный реактор), который с 1969 года эксплуатируется на площадке АО «ГНЦ НИИАР». Реактор МБИР призван не просто заместить БОР‑60 (в тот момент, когда срок эксплуатации последнего подойдет к концу), но существенно расширить экспериментальные возможности для проведения исследований.
Однако большинство российских исследовательских реакторов были введены в строй более 40 лет назад, соответственно, требуется их поэтапное замещение с одновременным расширением экспериментальных возможностей.
В 2010 году постановлением Правительства Российской Федерации была утверждена Федеральная целевая программа «Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010—2015 годов и на перспективу до 2020 года». Программа нацелена на создание новой технологической платформы ядерной энергетики, основа которой — переход на замкнутый ядерный топливный цикл (ЗЯТЦ) с использованием реакторов на быстрых нейтронах.
Одним из ключевых инфраструктурных проектов Федеральной целевой программы стал проект сооружения на площадке АО «ГНЦ НИИАР» (г. Димитровград, Ульяновская область) нового многоцелевого исследовательского реактора на быстрых нейтронах МБИР.
В связи с досрочным прекращением 1 января 2019 года реализации ФЦП и корректировкой сроков ее осуществления продолжение сооружения реактора МБИР включено в разрабатываемую комплексную программу «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в Российской Федерации на период до 2024 года».
Росатом реализует курс на ЗЯТЦ и создание двухкомпонентной ядерной энергетики на базе реакторов на тепловых и быстрых нейтронах. Соответственно, исследовательские реакторы на быстрых нейтронах необходимы для разработки и обоснования инновационных технических решений, испытания, апробации и подтверждения надежности новых типов оборудования, приборов и систем, проведения всесторонних исследований новых видов конструкционных и топливных материалов.
Сегодня отработка технологии ведется на многоцелевом научно-исследовательском реакторе на быстрых нейтронах БОР‑60 (быстрый опытный реактор), который с 1969 года эксплуатируется на площадке АО «ГНЦ НИИАР». Реактор МБИР призван не просто заместить БОР‑60 (в тот момент, когда срок эксплуатации последнего подойдет к концу), но существенно расширить экспериментальные возможности для проведения исследований.
Три контура и петли
Для обеспечения надежной и безопасной эксплуатации реактора МБИР предусматривается максимально возможное использование референтных технических решений (в том числе ранее использованных в БОР‑60). В МБИРе будет использована трехконтурная схема передачи тепла от реактора к окружающей среде: теплоноситель первого и второго контуров — натрий, третьего — вода.
В составе МБИРа (помимо реакторной установки) предусмотрены паротурбинная и петлевые установки, транспортно-технологические системы, вертикальные и горизонтальные экспериментальные каналы, комплекс исследовательских защитных камер, лабораторный комплекс.
По техническим характеристикам МБИР станет самым мощным из эксплуатируемых и сооружаемых в мире реакторов: его тепловая мощность составит 150 МВт, электрическая — 55 МВт.
МБИР позволит проводить широкий спектр исследовательских и экспериментальных работ, в том числе:
Проектом предусмотрена возможность размещения в МБИРе уникального экспериментального оборудования, в том числе нескольких независимых петлевых установок с разными видами теплоносителей (натрий, свинец, свинец-висмут, газ и другие). Это позволит одновременно моделировать режимы реакторов с разными теплоносителями, исследовать конструкционные и топливные материалы в обоснование реакторных концепций поколения IV.
Помимо экспериментальных задач, для максимально эффективного использования облучательных возможностей МБИРа в составе установки предусмотрены создание комплекса по нейтронному легированию кремния (включая слитки больших диаметров) для нужд радиоэлектроники, а также возможность наработки радиоизотопной продукции медицинского и промышленного назначения.
Кроме того, планируется, что паротурбинная установка МБИРа будет обеспечивать электроэнергией и теплом не только площадку ГНЦ НИИАР, но и жителей Димитровграда.
В качестве штатного топлива для МБИРа предусмотрено виброуплотненное МОХ‑топливо. Такое топливо уже производится на площадке АО «ГНЦ НИИАР». В то же время МБИР позволяет использовать и альтернативные виды топлива, как уранового (на основе двуокиси высокообогащенного урана), так и плотного уран-плутониевого (нитридного, металлического).
Высокая плотность потока нейтронов в МБИРе позволит гораздо быстрее проводить ресурсные и радиационные исследования различных материалов; например, достичь радиационного воздействия 180÷200 смещений на атом (мера радиационной повреждаемости материалов вследствие бомбардировки частицами высокой энергии) в МБИРе можно за шесть-семь лет, а в реакторе БОР‑60 — лишь за 10 лет.
Достижение столь высоких уровней радиационного воздействия, а также изучение поведения конструкционных материалов при сверхвысоких повреждающих дозах позволят разрабатывать конструкционные материалы, способные обеспечивать безопасную эксплуатацию коммерческих ядерных реакторов (типа ВВЭР) до 80 лет и более, и изучать их свойства
Для обеспечения надежной и безопасной эксплуатации реактора МБИР предусматривается максимально возможное использование референтных технических решений (в том числе ранее использованных в БОР‑60). В МБИРе будет использована трехконтурная схема передачи тепла от реактора к окружающей среде: теплоноситель первого и второго контуров — натрий, третьего — вода.
В составе МБИРа (помимо реакторной установки) предусмотрены паротурбинная и петлевые установки, транспортно-технологические системы, вертикальные и горизонтальные экспериментальные каналы, комплекс исследовательских защитных камер, лабораторный комплекс.
По техническим характеристикам МБИР станет самым мощным из эксплуатируемых и сооружаемых в мире реакторов: его тепловая мощность составит 150 МВт, электрическая — 55 МВт.
МБИР позволит проводить широкий спектр исследовательских и экспериментальных работ, в том числе:
- радиационные испытания перспективных конструкционных материалов;
- исследования ядерного топлива и поглощающих материалов в переходных, циклических и аварийных режимах работы;
- ресурсные испытания и отработку режимов эксплуатации топливных, поглощающих и других элементов активной зоны для инновационных реакторов следующего поколения с различными видами теплоносителей (натрий, свинец, свинец-висмут, газ и другие);
- реакторные исследования по технологиям ЗЯТЦ;
- испытания, апробацию и подтверждение надежности новых типов оборудования различных технологических систем, инновационных приборов и систем управления, контроля и диагностики реакторов.
Проектом предусмотрена возможность размещения в МБИРе уникального экспериментального оборудования, в том числе нескольких независимых петлевых установок с разными видами теплоносителей (натрий, свинец, свинец-висмут, газ и другие). Это позволит одновременно моделировать режимы реакторов с разными теплоносителями, исследовать конструкционные и топливные материалы в обоснование реакторных концепций поколения IV.
Помимо экспериментальных задач, для максимально эффективного использования облучательных возможностей МБИРа в составе установки предусмотрены создание комплекса по нейтронному легированию кремния (включая слитки больших диаметров) для нужд радиоэлектроники, а также возможность наработки радиоизотопной продукции медицинского и промышленного назначения.
Кроме того, планируется, что паротурбинная установка МБИРа будет обеспечивать электроэнергией и теплом не только площадку ГНЦ НИИАР, но и жителей Димитровграда.
В качестве штатного топлива для МБИРа предусмотрено виброуплотненное МОХ‑топливо. Такое топливо уже производится на площадке АО «ГНЦ НИИАР». В то же время МБИР позволяет использовать и альтернативные виды топлива, как уранового (на основе двуокиси высокообогащенного урана), так и плотного уран-плутониевого (нитридного, металлического).
Высокая плотность потока нейтронов в МБИРе позволит гораздо быстрее проводить ресурсные и радиационные исследования различных материалов; например, достичь радиационного воздействия 180÷200 смещений на атом (мера радиационной повреждаемости материалов вследствие бомбардировки частицами высокой энергии) в МБИРе можно за шесть-семь лет, а в реакторе БОР‑60 — лишь за 10 лет.
Достижение столь высоких уровней радиационного воздействия, а также изучение поведения конструкционных материалов при сверхвысоких повреждающих дозах позволят разрабатывать конструкционные материалы, способные обеспечивать безопасную эксплуатацию коммерческих ядерных реакторов (типа ВВЭР) до 80 лет и более, и изучать их свойства
Для себя и для других
Заложенные в проект и создаваемые на площадке АО «ГНЦ НИИАР» экспериментальные мощности превосходят потребности российской атомной отрасли. Соответственно, возникает возможность проведения на базе МБИРа научных исследований в интересах зарубежных стран-партнеров или мирового сообщества (например, в рамках международных организаций: МАГАТЭ или Агентства по ядерной энергии — ОЭСР).
В конце 2011 года Росатом начал подготовку к созданию Международного центра исследований на базе МБИРа, а в 2014 году на очередной сессии МАГАТЭ представил его концепцию. Заинтересованность в проведении исследований на уникальном реакторе (после его сооружения и ввода в эксплуатацию) проявили сразу несколько стран. Сейчас Росатом ведет консультации с потенциальными партнерами и прорабатывает возможные форматы работы будущего Международного центра.
В конце августа этого года АО «ГСПИ» (входит в контур управления АО «Русатом Оверсиз») получило положительное заключение от ФАУ «Главгосэкспертиза России» на проектную документацию МБИРа. Кроме того, в рамках экспертизы успешно пройдена проверка документации на подтверждение достоверности определения сметной стоимости строительства. Это важная стадия проекта, позволяющая перейти к этапам присвоения кодов KKS (система маркировки) и подготовки рабочей документации для дальнейшего выполнения строительных работ.
В октябре 2020 года директор по капитальным вложениям, государственному строительному надзору и государственной экспертизе госкорпорации «Росатом» Геннадий Сахаров заявил ТАСС, что работы по созданию МБИРа планируется завершить на год раньше планового срока, то есть в 2026 году.
Заложенные в проект и создаваемые на площадке АО «ГНЦ НИИАР» экспериментальные мощности превосходят потребности российской атомной отрасли. Соответственно, возникает возможность проведения на базе МБИРа научных исследований в интересах зарубежных стран-партнеров или мирового сообщества (например, в рамках международных организаций: МАГАТЭ или Агентства по ядерной энергии — ОЭСР).
В конце 2011 года Росатом начал подготовку к созданию Международного центра исследований на базе МБИРа, а в 2014 году на очередной сессии МАГАТЭ представил его концепцию. Заинтересованность в проведении исследований на уникальном реакторе (после его сооружения и ввода в эксплуатацию) проявили сразу несколько стран. Сейчас Росатом ведет консультации с потенциальными партнерами и прорабатывает возможные форматы работы будущего Международного центра.
В конце августа этого года АО «ГСПИ» (входит в контур управления АО «Русатом Оверсиз») получило положительное заключение от ФАУ «Главгосэкспертиза России» на проектную документацию МБИРа. Кроме того, в рамках экспертизы успешно пройдена проверка документации на подтверждение достоверности определения сметной стоимости строительства. Это важная стадия проекта, позволяющая перейти к этапам присвоения кодов KKS (система маркировки) и подготовки рабочей документации для дальнейшего выполнения строительных работ.
В октябре 2020 года директор по капитальным вложениям, государственному строительному надзору и государственной экспертизе госкорпорации «Росатом» Геннадий Сахаров заявил ТАСС, что работы по созданию МБИРа планируется завершить на год раньше планового срока, то есть в 2026 году.
МБИР — цифры
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ #8_2020