| МБИР (Многоцелевой быстрый исследовательский реактор) |
|---|
| MBIR |
| Тип реактора |
реактор на быстрых нейтронах |
| Назначение реактора |
исследовательский |
| Теплоноситель |
I/II контур: натрий, III контур: вода — пар |
| Топливо |
смешанное оксидное уран-плутониевое |
| Тепловая мощность |
150 мегаватт |
| Электрическая мощность |
55 мегаватт |
| Научная часть |
АО «ГНЦ РФ-ФЭИ» |
| Предприятие-разработчик |
АО «НИКИЭТ» |
| Строительство первого образца |
2015—2030 |
| Местонахождение |
АО «ГНЦ НИИАР» |
| Географические координаты |
54°11′12″ с. ш. 49°28′55″ в. д.HGЯO |
МБИР — (Многоцелевой Быстрый Исследовательский Реактор) строящийся в России в г. Димитровград (АО «ГНЦ НИИАР») многоцелевой научно-исследовательский реактор на быстрых нейтронах четвёртого поколения[1].
Строительство началось в 2015 году; ввод реактора в эксплуатацию намечен на 2028 год[2].
Целью сооружения МБИР является создание высокопоточного исследовательского реактора на быстрых нейтронах с уникальными потребительскими свойствами для реализации следующих задач: проведение реакторных и послереакторных исследований, производство электроэнергии и тепла, отработка новых технологий производства радиоизотопов и модифицированных материалов.
Основным предназначением реактора МБИР является проведение массовых реакторных испытаний инновационных материалов и макетов элементов активных зон для ядерно-энергетических систем 4-го поколения, включая реакторы на быстрых нейтронах с замыканием топливного цикла, а также и тепловые реакторы малой и средней мощности.
По своей функциональности МБИР полностью покрывает возможности реактора БОР-60. При вводе МБИР в активную эксплуатацию реактор БОР-60 остановят.
На базе МБИР планируется создать Международный центр исследований.
Особенности
МБИР уникален не только малочисленностью подобных установок, но и идеологией, и конструкцией. Любые исследовательские реакторы выполняют три задачи:
- облучение материалов и сборок для после-реакторного исследования;
- изучения поведения материалов и сборок прямо в реакторе (инструментированные сборки);
- вывод нейтронного/нейтринного излучения в лабораторные установки вокруг.
Однако, выбор конструкции реактора резко ограничивает круг исследования именно такой конструкцией. То есть невозможно исследовать вопросы быстрых реакторов на установке с водяным охлаждением-замедлением. Или вопросы свинцовой коррозии в условиях облучения в натриевом реакторе. Или высокотемпературную стойкость материалов в реакторе с максимальной рабочей температурой 500 °С.
МБИР решает эти три задачи разом. Через его активную зону проходят специальные каналы, в которых можно установить отдельную петлю со своим теплоносителем, своей ТВС, своей температурой. Таким образом, исследователи в одном реакторе получают возможность экспериментировать на широком спектре концепций ядерных установок. Такой подход с модульными вставными петлями позволяет изучать и аварийные режимы, например разрывов ТВЭЛов в петле, или попаданий воздуха в натрий.
Конструкция
ИЯУ МБИР включает в свой состав реакторную установку с двумя натриевым контурами охлаждения и третьим пароводяным контуром, паротурбинную установку, транспортно-технологические системы, петлевые установки, вертикальные и горизонтальные экспериментальные каналы, комплекс исследовательских защитных камер, лабораторный комплекс.
Реакторная установка
| Наименование
|
Значение
|
| Тепловая мощность реактора, МВт
|
150
|
| Мощность электрическая, МВт
|
55
|
| Компоновка
|
Петлевая
|
| Количество петель охлаждения в РУ
|
2
|
| Количество контуров охлаждения в РУ
|
3
|
| Теплоноситель I, II контура и контура САОТ
|
Натрий
|
| Рабочее тело III контура
|
Вода — пар
|
| Принцип теплоотвода от активной зоны
|
Принудительная циркуляция при работе реактора на мощности.
Естественная циркуляция в режимах останова.
|
| Тип топлива в рабочих (штатных) ТВС
|
Смешанное оксидное уран-плутониевое
|
| Проектный срок службы, лет
|
50
|
Активная зона
Активная зона (АЗ) набрана из 96 тепловыделяющих сборок (ТВС) диаметром 72 мм и высотой 700 мм; количество твэлов в ТВС — 91.
Температура натрия на входе 309 °С, на выходе — 547 °С.
По нейтронному потоку и с. н. а. (смещений на атом) в год МБИР превосходит конкурентов (БОР-60, FBTR[англ.], Jules Horowitz[англ.]) в два раза, то есть это будет самая производительная установка своего класса в мире.
Время работы между перегрузками — не менее 100 эффективных суток.
Топливо
Топливо — виброуплотнённый или таблеточный MOX с содержанием плутония до 38 % (для достижения высоких флюэнсов).
Строительство
18 января 2023 года корпус реактора установлен в проектное положение[3][4]. Монтаж корпуса реактора осуществлен генеральным подрядчиком проекта (с 2020 года) и лидером первого в атомной отрасли строительного консорциума на базе АСКАО - Акционерным обществом «Институт „Оргэнергострой“» на 8 месяцев раньше запланированного срока[5].
Характеристики
Кроме уникальных возможностей, МБИР несет и традиционные свойства:
- Сверхмощный поток быстрых нейтронов до 5·1015 см−2;
- Температуры от 320 °С до 550 °С;
- Наработка повреждающих доз до 33 с. н. а. в год;
- 14 каналов для неинструментованных сборок внутри АЗ;
- 72 позиции снаружи (исследование опытных ТВС БР, наработка изотопов, материаловедческие эксперименты);
- 3 экспериментальных канала для инструментированных сборок в АЗ;
- 4 горизонтальных канала, выводящих нейтронное излучение в лаборатории;
- 2 канала, выводящих нейтроны для ядерной медицины;
- 12 вертикальных каналов для ядерного легирования кремния;
- 2 канала для нейтронного активационного анализа.
На МБИР можно будет исследовать любые виды топлива (уран, плутоний, торий), любые материалы оболочек.
Международный центр исследований на базе МБИР
На базе реактора МБИР планируется создать Международный Центр Исследований (МЦИ МБИР).
Многофункциональный высокопоточный реакторный комплекс невозможно создать в малом масштабе или на модульной основе, поэтому высокая стоимость строительства неизбежна. Что возвращает к идее, уже давно продвигаемой МАГАТЭ, о формировании «центров компетенций», в которых один реактор используется в интересах группы пользователей.
Участники МЦИ могут быть как индивидуальными структурами, покупающими ресурс для собственных программ или консорциальными, обеспечивая опосредованное участие членам такого консорциума.
Доля в МЦИ будет означать соответствующую долю реакторного нейтронного потока приоритетно резервируемого для участника.
Структурная основа двухкомпонентная: реакторный комплекс, находящийся в собственности РФ и технически управляемый уполномоченной российской организацией ГНЦ НИИАР, и творческая исследовательская составляющая, передаваемая в отдельную структуру Международный Центр Исследований по долгосрочному соглашению.
НИИАР несет обязанности по техническому обеспечению работы реактора и по выполнению программ исследований. И предоставляет дополнительные услуги по лабораторным исследованиям.
МЦИ МБИР покрывает операционных расходы реактора и расходы по подготовке, проведению испытаний и послереакторным исследованиям.
Присоединение на этапе строительства обеспечивает приоритетную очередность и преференциальные цены по сравнению с контрактными ценами для партнеров, присоединяющихся на этапе эксплуатации.
Бизнес-схема представляет собой последовательную ступенчатую комбинацию продаж нейтронного потока и обратной цепочки платежей.
См. также
Литература
- Фридман В. Энергетическое трио, Новая платформа // В мире науки № 12, 2013
Ссылки
Примечания
