ТЕХНОЛОГИИ / #1–2_2020
Жидкосолевой реактор:
от «бумаги» к «железу»
Текст: Ольга Ганжур
Жидкосолевые реакторы, разработка которых «на бумаге» шла в нашей стране с 1980‑х годов, наконец дождались своего часа: НИР переходят в стадию ОКР, на Горно-химическом комбинате решено строить исследовательскую установку. Зачем стране потребовались ЖСР «в железе» и какое место они займут в двухкомпонентной атомной энергетике будущего?
Жидкосолевой реактор, или реактор на расплавах солей — это установка, в которой активную зону формирует гомогенная расплавленная смесь из фторидов солей и фторида делящегося материала (урана, плутония или тория). Топливная композиция одновременно служит теплоносителем первого контура. ЖСР гипотетически имеет ряд преимуществ перед современными твердотопливными реакторами. Во-первых, он обладает свойством «естественной безопасности»: температурный и пустотный коэффициенты в нем отрицательны, что исключает тяжелые аварии типа чернобыльской. Температура в активной зоне очень высокая — порядка 700 °C, но давление в контуре отсутствует, что повышает безопасность реактора. Во-вторых, для реактора на расплаве солей не надо изготавливать тепловыделяющие элементы и топливные сборки, и перерабатывать их тоже не придется. В‑третьих, в ЖСР отлично «горит» одна из главных проблем атомной энергетики — минорные актиниды. Это долгоживущие радиоактивные вещества, возникающие при облучении ядерного топлива.
Но где преимущества, там и недостатки. «Использование расплавленного топлива означает, что установка лишена привычных барьеров безопасности: нет твердой матрицы, оболочки, контура циркуляции. Это требует особо пристального внимания и, возможно, новых подходов к обоснованию безопасности ЖСР, — рассказывает заместитель гендиректора НИКИЭТ им. Н. А. Доллежаля по НИОКР Александр Лопаткин. — Надо понять, насколько концепция этой установки вписывается в нормативную базу, разработанную для реакторов с твердым топливом. Сразу скажу: обосновать безопасность можно, но придется дополнить или подправить нормативную базу"*.
* Здесь и далее комментарии специалистов Росатома цитируются по газете «Страна Росатом» (приложение «Лаборатория» № 3−4 (62−63).
Но где преимущества, там и недостатки. «Использование расплавленного топлива означает, что установка лишена привычных барьеров безопасности: нет твердой матрицы, оболочки, контура циркуляции. Это требует особо пристального внимания и, возможно, новых подходов к обоснованию безопасности ЖСР, — рассказывает заместитель гендиректора НИКИЭТ им. Н. А. Доллежаля по НИОКР Александр Лопаткин. — Надо понять, насколько концепция этой установки вписывается в нормативную базу, разработанную для реакторов с твердым топливом. Сразу скажу: обосновать безопасность можно, но придется дополнить или подправить нормативную базу"*.
* Здесь и далее комментарии специалистов Росатома цитируются по газете «Страна Росатом» (приложение «Лаборатория» № 3−4 (62−63).
Разработки и деньги
Концепции энергетического реактора на расплавах солей и твердотопливного теплового реактора возникли почти одновременно. Но создать второй оказалось проще и дешевле, используя готовые наработки военной атомной программы, и мир пошел по этому пути. Дальше всех в разработке ЖСР продвинулись США: в 1960-х годах в Окриджской национальной лаборатории построили реактор MSRE (Molten-Salt Reactor Experiment) тепловой мощностью 7,4 МВт. Топливом служил раствор фторидов урана и тория (UF₄ и ThF₄) в расплаве соли 2LiF-BeF₄. Спектр нейтронов у MSRE был тепловой, в качестве основы для топлива использовался изотоп урана ²³³U, которого в природе нет — его получают из ²³²Th при облучении нейтронами. Реактор отработал пять лет, затем его остановили за нерентабельностью, а программу исследований закрыли.
В России головная организация по направлению жидкосолевых реакторов — НИЦ «Курчатовский институт», который занимается этой тематикой с 1970-х годов. Даже когда она не финансировалась государством, Центр находил возможность ее поддерживать. «Мы в НИКИЭТе по поручению Николая Доллежаля до начала 1990-х годов занимались разработкой быстрого жидкосолевого реактора, были разработаны техническое предложение и эскизный проект установки на расплавах хлоридных солей. Но потом финансирование этих работ прекратилось», — говорит А. Лопаткин.
Концепции энергетического реактора на расплавах солей и твердотопливного теплового реактора возникли почти одновременно. Но создать второй оказалось проще и дешевле, используя готовые наработки военной атомной программы, и мир пошел по этому пути. Дальше всех в разработке ЖСР продвинулись США: в 1960-х годах в Окриджской национальной лаборатории построили реактор MSRE (Molten-Salt Reactor Experiment) тепловой мощностью 7,4 МВт. Топливом служил раствор фторидов урана и тория (UF₄ и ThF₄) в расплаве соли 2LiF-BeF₄. Спектр нейтронов у MSRE был тепловой, в качестве основы для топлива использовался изотоп урана ²³³U, которого в природе нет — его получают из ²³²Th при облучении нейтронами. Реактор отработал пять лет, затем его остановили за нерентабельностью, а программу исследований закрыли.
В России головная организация по направлению жидкосолевых реакторов — НИЦ «Курчатовский институт», который занимается этой тематикой с 1970-х годов. Даже когда она не финансировалась государством, Центр находил возможность ее поддерживать. «Мы в НИКИЭТе по поручению Николая Доллежаля до начала 1990-х годов занимались разработкой быстрого жидкосолевого реактора, были разработаны техническое предложение и эскизный проект установки на расплавах хлоридных солей. Но потом финансирование этих работ прекратилось», — говорит А. Лопаткин.
Главное — сжечь
В «Курчатнике» несколько лет назад возникла идея создать жидкосолевой реактор-дожигатель. Все предыдущие проекты рассматривали ЖСР как энергетические установки, главная задача которых — заместить твердотопливные реакторы. Курчатовский институт предложил сделать основной целью ЖСР сжигание трансурановых элементов, образующихся при облучении топлива реакторов типа ВВЭР.
Идея не случайно возникла одновременно с началом создания опытно-демонстрационного центра (ОДЦ) по переработке ОЯТ на Горно-химическом комбинате. «При переработке топлива образуются минорные актиниды. Что с ними делать — вопрос до конца не решенный, — поясняет А. Лопаткин. — В Курчатовском институте родилась идея: построить на ГХК, рядом с центром по переработке, жидкосолевой реактор-дожигатель, который будет решать проблему актинидов, когда потребуется в промышленном масштабе актиниды утилизировать. Мощность такого ЖСР может быть от 1,5 до 2,5 ГВт. Но сначала надо отработать технологию. С этой целью в 2019 году Росатом принял решение для начала построить на ГХК исследовательский реактор небольшой мощности и комплекс производства и переработки топлива для него. НИКИЭТ назначен главным конструктором жидкосолевой исследовательской реакторной установки. Предполагается, что научным руководителем ЖСР‑проекта станет НИЦ „Курчатовский институт“».
ВНИИНМ им. А. А. Бочвара отвечает за создание топливного цикла ЖСР: изготовление, переработку топлива и обращение с радиоактивными отходами. НИИАР будет заниматься радиационным облучением и послереакторными исследованиями материалов. РФЯЦ-ВНИИТФ поможет расчетами, нейтронно-физическими экспериментами, а также войдет в программу по коррозионным испытаниям материалов — у них есть для этого специальная установка. В ФЭИ планируется сделать нейтронно-физический стенд для обоснования кодов безопасности.
В «Курчатнике» несколько лет назад возникла идея создать жидкосолевой реактор-дожигатель. Все предыдущие проекты рассматривали ЖСР как энергетические установки, главная задача которых — заместить твердотопливные реакторы. Курчатовский институт предложил сделать основной целью ЖСР сжигание трансурановых элементов, образующихся при облучении топлива реакторов типа ВВЭР.
Идея не случайно возникла одновременно с началом создания опытно-демонстрационного центра (ОДЦ) по переработке ОЯТ на Горно-химическом комбинате. «При переработке топлива образуются минорные актиниды. Что с ними делать — вопрос до конца не решенный, — поясняет А. Лопаткин. — В Курчатовском институте родилась идея: построить на ГХК, рядом с центром по переработке, жидкосолевой реактор-дожигатель, который будет решать проблему актинидов, когда потребуется в промышленном масштабе актиниды утилизировать. Мощность такого ЖСР может быть от 1,5 до 2,5 ГВт. Но сначала надо отработать технологию. С этой целью в 2019 году Росатом принял решение для начала построить на ГХК исследовательский реактор небольшой мощности и комплекс производства и переработки топлива для него. НИКИЭТ назначен главным конструктором жидкосолевой исследовательской реакторной установки. Предполагается, что научным руководителем ЖСР‑проекта станет НИЦ „Курчатовский институт“».
ВНИИНМ им. А. А. Бочвара отвечает за создание топливного цикла ЖСР: изготовление, переработку топлива и обращение с радиоактивными отходами. НИИАР будет заниматься радиационным облучением и послереакторными исследованиями материалов. РФЯЦ-ВНИИТФ поможет расчетами, нейтронно-физическими экспериментами, а также войдет в программу по коррозионным испытаниям материалов — у них есть для этого специальная установка. В ФЭИ планируется сделать нейтронно-физический стенд для обоснования кодов безопасности.
Соль и никель
Тепловая мощность исследовательского жидкосолевого реактора составит 10 МВт. «Кормить» реактор будут тетрафторидом плутония, растворенным в смеси фторидов лития и бериллия (соль FLiBe). В смесь также будут добавлять фториды минорных актинидов для их выжигания. «Мы долго обсуждали, какую композицию выбрать: соль на основе фторидов лития, натрия и калия FliNaK или FLiBe, — рассказывает Алексей Ананьев, главный научный сотрудник ВНИИНМ им. А. А. Бочвара, руководитель проекта по созданию топливного цикла ЖСР. — У FLiNaK есть преимущество — растворимость делящихся материалов в ней выше. Но пока нет готового конструкционного материала, коррозионно-устойчивого к расплаву фторидов лития, натрия и калия. FLiBe менее активна в отношении тех материалов, которыми мы уже располагаем. Поэтому пока выбрали ее. Но FLiNaK остается в проекте как запасной вариант — работы по созданию новых конструкционных материалов не прекращаются. Возможно, в итоге мы перейдем на эту композицию».
«Выбран основной конструкционный материал для наиболее нагруженных элементов установки: корпуса, трубопровода, теплотехнического оборудования и т. д., — сообщил Игорь Третьяков, главный конструктор исследовательских и изотопных реакторов НИКИЭТа. — Это сплав, на 80% состоящий из никеля. Он разработан специалистами Курчатовского института и ЦНИИчерметом. Ученые изучили коррозионные свойства взаимодействия топливной соли с этим материалом, поэтому пока выбрали его — сроки реализации технического проекта очень сжатые, надо идти по наиболее ясному пути. Но вполне возможно, что по результатам НИОКР мы рассмотрим и другие материалы, и другие соли».
Тепловая мощность исследовательского жидкосолевого реактора составит 10 МВт. «Кормить» реактор будут тетрафторидом плутония, растворенным в смеси фторидов лития и бериллия (соль FLiBe). В смесь также будут добавлять фториды минорных актинидов для их выжигания. «Мы долго обсуждали, какую композицию выбрать: соль на основе фторидов лития, натрия и калия FliNaK или FLiBe, — рассказывает Алексей Ананьев, главный научный сотрудник ВНИИНМ им. А. А. Бочвара, руководитель проекта по созданию топливного цикла ЖСР. — У FLiNaK есть преимущество — растворимость делящихся материалов в ней выше. Но пока нет готового конструкционного материала, коррозионно-устойчивого к расплаву фторидов лития, натрия и калия. FLiBe менее активна в отношении тех материалов, которыми мы уже располагаем. Поэтому пока выбрали ее. Но FLiNaK остается в проекте как запасной вариант — работы по созданию новых конструкционных материалов не прекращаются. Возможно, в итоге мы перейдем на эту композицию».
«Выбран основной конструкционный материал для наиболее нагруженных элементов установки: корпуса, трубопровода, теплотехнического оборудования и т. д., — сообщил Игорь Третьяков, главный конструктор исследовательских и изотопных реакторов НИКИЭТа. — Это сплав, на 80% состоящий из никеля. Он разработан специалистами Курчатовского института и ЦНИИчерметом. Ученые изучили коррозионные свойства взаимодействия топливной соли с этим материалом, поэтому пока выбрали его — сроки реализации технического проекта очень сжатые, надо идти по наиболее ясному пути. Но вполне возможно, что по результатам НИОКР мы рассмотрим и другие материалы, и другие соли».
ЖСР: за и против
Топливные тонкости
Производство и регенерация топлива для исследовательского ЖСР будут вестись также на площадке ГХК. Процесс производства должен быть полностью совместим с гидрометаллургической технологией переработки ОЯТ, которую будут применять на комбинате. Плутоний, америций и кюрий для ввода в расплав солей будут получать в виде растворов продуктов гидрометаллургического передела. Есть разные пути получения фторидов из них: можно использовать диоксиды металлов или соединения с разлагаемыми анионами, полученные из растворов путем осаждения: оксалаты, карбонаты, формиаты. Химическая активность соединений гораздо выше, чем диоксидов, поэтому пока основную ставку делают на технологию синтеза фторидов из соединений с разлагаемыми анионами.
«Есть в рамках проекта отдельная программа разработки облучательных ампул, которые будут заполнять топливной солью и испытывать в реакторах НИИАР и ИРМ, — сообщил А. Лопаткин. — В 2024 году или чуть позже будет создана петлевая установка — можно сказать, фрагмент жидкосолевого реактора. Возможность создания ЖСР‑петли заложена в проект сооружаемого реактора МБИР, но, в принципе, можно ее сделать и на действующих реакторах НИИАР: СМ или МИР. Или же на реакторе ИВВ‑2М в Институте реакторных материалов».
Еще одна особенность жидкосолевых реакторов — у них нет ограничений по глубине выгорания топлива, потому что отсутствуют твэлы и их оболочки. Однако нужно периодически чистить топливную композицию, чтобы сохранять нейтронно-физический и реактивностный баланс. В ЖСР деление ядер плутония должно сопровождаться появлением дополнительных нейтронов; эти нейтроны расходуются на поддержание цепной реакции и на трансмутацию минорных актинидов: америция, нептуния, кюрия. Но в какой-то момент в процессе эксплуатации концентрация продуктов деления — лантанидов, являющихся нейтронными ядами, — достигает такого уровня, что цепная реакция больше не может продолжаться. В этот момент надо извлечь из реактора часть топливной смеси и добавить свежее топливо. Проводить такую «перегрузку» можно без остановки реактора.
ВНИИНМ разрабатывает технологию трехстадийной экстракции «вредных» компонентов из ОЯТ ЖСР. «Она будет основана на извлечении компонентов топливной соли из расплава при помощи жидкого висмута, — рассказывает А. Ананьев. — В висмут вводится восстановитель — металлический литий. На первой стадии экстрагируем продукты коррозии, на второй — остаточные минорные актиниды (они сгорают в реакторе, но не на 100%), на третьей — лантаниды. Переработанное топливо возвращается в цикл».
С радиоактивными отходами от работы ЖСР тоже предстоит разбираться специалистам ВНИИНМа. «В процессе переработки топлива будут образовываться в основном относительно короткоживущие РАО: цезий, стронций, цирконий, молибден. Период полураспада этих радионуклидов — 30−50 лет. То есть через 500 лет остаточная радиоактивность таких РАО станет ничтожной. Это разумный срок для контролируемого приповерхностного хранения, оно обойдется гораздо дешевле и будет безопаснее, чем глубинное захоронение минорных актинидов», — подчеркнул А. Ананьев.
Производство и регенерация топлива для исследовательского ЖСР будут вестись также на площадке ГХК. Процесс производства должен быть полностью совместим с гидрометаллургической технологией переработки ОЯТ, которую будут применять на комбинате. Плутоний, америций и кюрий для ввода в расплав солей будут получать в виде растворов продуктов гидрометаллургического передела. Есть разные пути получения фторидов из них: можно использовать диоксиды металлов или соединения с разлагаемыми анионами, полученные из растворов путем осаждения: оксалаты, карбонаты, формиаты. Химическая активность соединений гораздо выше, чем диоксидов, поэтому пока основную ставку делают на технологию синтеза фторидов из соединений с разлагаемыми анионами.
«Есть в рамках проекта отдельная программа разработки облучательных ампул, которые будут заполнять топливной солью и испытывать в реакторах НИИАР и ИРМ, — сообщил А. Лопаткин. — В 2024 году или чуть позже будет создана петлевая установка — можно сказать, фрагмент жидкосолевого реактора. Возможность создания ЖСР‑петли заложена в проект сооружаемого реактора МБИР, но, в принципе, можно ее сделать и на действующих реакторах НИИАР: СМ или МИР. Или же на реакторе ИВВ‑2М в Институте реакторных материалов».
Еще одна особенность жидкосолевых реакторов — у них нет ограничений по глубине выгорания топлива, потому что отсутствуют твэлы и их оболочки. Однако нужно периодически чистить топливную композицию, чтобы сохранять нейтронно-физический и реактивностный баланс. В ЖСР деление ядер плутония должно сопровождаться появлением дополнительных нейтронов; эти нейтроны расходуются на поддержание цепной реакции и на трансмутацию минорных актинидов: америция, нептуния, кюрия. Но в какой-то момент в процессе эксплуатации концентрация продуктов деления — лантанидов, являющихся нейтронными ядами, — достигает такого уровня, что цепная реакция больше не может продолжаться. В этот момент надо извлечь из реактора часть топливной смеси и добавить свежее топливо. Проводить такую «перегрузку» можно без остановки реактора.
ВНИИНМ разрабатывает технологию трехстадийной экстракции «вредных» компонентов из ОЯТ ЖСР. «Она будет основана на извлечении компонентов топливной соли из расплава при помощи жидкого висмута, — рассказывает А. Ананьев. — В висмут вводится восстановитель — металлический литий. На первой стадии экстрагируем продукты коррозии, на второй — остаточные минорные актиниды (они сгорают в реакторе, но не на 100%), на третьей — лантаниды. Переработанное топливо возвращается в цикл».
С радиоактивными отходами от работы ЖСР тоже предстоит разбираться специалистам ВНИИНМа. «В процессе переработки топлива будут образовываться в основном относительно короткоживущие РАО: цезий, стронций, цирконий, молибден. Период полураспада этих радионуклидов — 30−50 лет. То есть через 500 лет остаточная радиоактивность таких РАО станет ничтожной. Это разумный срок для контролируемого приповерхностного хранения, оно обойдется гораздо дешевле и будет безопаснее, чем глубинное захоронение минорных актинидов», — подчеркнул А. Ананьев.
Побочная энергия
Построить исследовательский жидкосолевой реактор на ГХК планируется к 2031 году. К 2027 году надо получить лицензию на строительство. «В 2024 году мы должны закончить технический проект установки. К этому моменту надо знать полный состав оборудования, определить стоимость сооружения, чтобы будущий инвестор знал, во сколько обойдутся строительство и эксплуатация ИЖСР с модулем переработки топлива. А ГХК в 2024 году должен получить лицензию на размещение. Это значит, что существенную часть обосновывающих НИОКР мы должны выполнить тоже до 2024 года», — говорит главный конструктор исследовательских и изотопных реакторов НИКИЭТа Игорь Третьяков.
Будет ли турбина у исследовательского реактора для производства электроэнергии — вопрос пока открытый. «Пока такой задачи перед нами научный руководитель не ставит. Вот если после исследовательского появится большой промышленный реактор, там будет, естественно, турбина, он будет давать около 1000 МВт энергии, — рассказывает А. Лопаткин. — В исследовательских реакторах турбинная часть всегда входит в некоторый конфликт с исследовательской программой: исследования краткосрочные, а производство электроэнергии — это постоянный, стабильный процесс. Но мы будем работать в тесном контакте с ГХК, не исключено, что в процессе разработки будет решено обеспечить генерацию 2−3 МВт энергии, тогда будем добавлять турбину, хотя это, бесспорно, повысит стоимость сооружения исследовательского ЖСР».
Построить исследовательский жидкосолевой реактор на ГХК планируется к 2031 году. К 2027 году надо получить лицензию на строительство. «В 2024 году мы должны закончить технический проект установки. К этому моменту надо знать полный состав оборудования, определить стоимость сооружения, чтобы будущий инвестор знал, во сколько обойдутся строительство и эксплуатация ИЖСР с модулем переработки топлива. А ГХК в 2024 году должен получить лицензию на размещение. Это значит, что существенную часть обосновывающих НИОКР мы должны выполнить тоже до 2024 года», — говорит главный конструктор исследовательских и изотопных реакторов НИКИЭТа Игорь Третьяков.
Будет ли турбина у исследовательского реактора для производства электроэнергии — вопрос пока открытый. «Пока такой задачи перед нами научный руководитель не ставит. Вот если после исследовательского появится большой промышленный реактор, там будет, естественно, турбина, он будет давать около 1000 МВт энергии, — рассказывает А. Лопаткин. — В исследовательских реакторах турбинная часть всегда входит в некоторый конфликт с исследовательской программой: исследования краткосрочные, а производство электроэнергии — это постоянный, стабильный процесс. Но мы будем работать в тесном контакте с ГХК, не исключено, что в процессе разработки будет решено обеспечить генерацию 2−3 МВт энергии, тогда будем добавлять турбину, хотя это, бесспорно, повысит стоимость сооружения исследовательского ЖСР».
Нетрадиционные барьеры
Обоснование безопасности — одна из самых сложных проблем при создании инновационного реактора. Как уже отмечалось выше, конструкция ЖСР не предусматривает трех из четырех традиционных для атомных установок барьеров безопасности. Нужны новые решения.
«Жидкосолевой реактор имеет отрицательный коэффициент реактивности, так что с точки зрения доказательства ядерной безопасности проблем не предвидится. Естественно, что система управления реактором будет выполнена в полном соответствии с современными нормативными требованиями, — подчеркнул А. Лопаткин. — Конечно, нужно очень позаботиться о радиационной безопасности. Скорее всего, реактор будет построен в подгорной части комбината, на месте бывшего машинного зала подземной АТЭЦ — место достаточно изолировано от внешней среды. Одно из наших предложений — разместить реакторную установку в герметичной капсуле. Это еще один барьер безопасности».
Обоснование безопасности — одна из самых сложных проблем при создании инновационного реактора. Как уже отмечалось выше, конструкция ЖСР не предусматривает трех из четырех традиционных для атомных установок барьеров безопасности. Нужны новые решения.
«Жидкосолевой реактор имеет отрицательный коэффициент реактивности, так что с точки зрения доказательства ядерной безопасности проблем не предвидится. Естественно, что система управления реактором будет выполнена в полном соответствии с современными нормативными требованиями, — подчеркнул А. Лопаткин. — Конечно, нужно очень позаботиться о радиационной безопасности. Скорее всего, реактор будет построен в подгорной части комбината, на месте бывшего машинного зала подземной АТЭЦ — место достаточно изолировано от внешней среды. Одно из наших предложений — разместить реакторную установку в герметичной капсуле. Это еще один барьер безопасности».
Вписать в стратегию
Стратегия развития российской атомной отрасли, принятая в 2018 году, предполагает, что к концу века ядерная энергосистема станет двухкомпонентной, ее основу составят быстрые и тепловые реакторы. «ЖСР в этой стратегии пока нет, но председатель научно-технического совета Росатома академик Георгий Рыкованов уже поставил задачу рассмотреть возможную роль такой установки в атомной отрасли, — говорит А. Лопаткин. — Жидкосолевые реакторы могут решить проблему высокоактивных долгоживущих отходов на площадке переработки топлива: со всех реакторов ВВЭР топливо перевозим на ГХК. Там его перерабатываем и делим на части: уран, плутоний возвращаем потребителям; минорные актиниды дожигаем; продукты деления размещаем на временное хранение, и далее они будут захораниваться. Таким образом, в энергетике будущего ВВЭР и быстрые реакторы станут основными поставщиками энергии. Быстрые реакторы будут также воспроизводить делящиеся материалы для себя и для ВВЭР. А жидкосолевые реакторы станут разбираться с актинидами».
Как бы ни сложилось в будущем, российские атомщики рады, что разработка ЖСР перешла на новую стадию. «Если проект экспериментального реактора окажется успешным, технология ЖСР, безусловно, получит развитие, — уверен А. Лопаткин. — Возможно, будет воплощена старая концепция быстрого реактора на расплавах с солей. У ученых Курчатовского института и НИКИЭТа есть идея сделать бланкет на расплавах солей для термоядерного реактора. Очень важно, что госкорпорация поддержала эту технологию. Если у нас все получится, применений может быть множество».
Стратегия развития российской атомной отрасли, принятая в 2018 году, предполагает, что к концу века ядерная энергосистема станет двухкомпонентной, ее основу составят быстрые и тепловые реакторы. «ЖСР в этой стратегии пока нет, но председатель научно-технического совета Росатома академик Георгий Рыкованов уже поставил задачу рассмотреть возможную роль такой установки в атомной отрасли, — говорит А. Лопаткин. — Жидкосолевые реакторы могут решить проблему высокоактивных долгоживущих отходов на площадке переработки топлива: со всех реакторов ВВЭР топливо перевозим на ГХК. Там его перерабатываем и делим на части: уран, плутоний возвращаем потребителям; минорные актиниды дожигаем; продукты деления размещаем на временное хранение, и далее они будут захораниваться. Таким образом, в энергетике будущего ВВЭР и быстрые реакторы станут основными поставщиками энергии. Быстрые реакторы будут также воспроизводить делящиеся материалы для себя и для ВВЭР. А жидкосолевые реакторы станут разбираться с актинидами».
Как бы ни сложилось в будущем, российские атомщики рады, что разработка ЖСР перешла на новую стадию. «Если проект экспериментального реактора окажется успешным, технология ЖСР, безусловно, получит развитие, — уверен А. Лопаткин. — Возможно, будет воплощена старая концепция быстрого реактора на расплавах с солей. У ученых Курчатовского института и НИКИЭТа есть идея сделать бланкет на расплавах солей для термоядерного реактора. Очень важно, что госкорпорация поддержала эту технологию. Если у нас все получится, применений может быть множество».
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ #1–2_2020