Безопасный реактор в Китае

chiny24.com 1 год назад

Безопасный реактор

Ученые из Университета Цинхуа (Китай. .大.) в Пекине (пиньинь: Бейцзин, Китай. 天京) успешно провели пассивное испытание на охлаждение в ядерном реакторе мощностью 105 МВт, предназначенном для остановки работы в аварийной ситуации, не позволяя расплавить ядро реактора. Это первый в мире реактор такого типа. Исследования по решению ведутся с 2016 года. Целью исследования было создание реактора, который при пассивном охлаждении с использованием естественных методов охлаждения предотвратил бы плавление ядер в случае отказа. Так было в Чернобыле.

Насколько круты ядерные реакторы?

Существующие ядерные реакторы требуют внешних систем охлаждения. Характер этих систем может варьироваться в зависимости от конструкции реактора - большинство используют воду, но некоторые используют охлаждающие жидкости, такие как CO2, гелий, расплавленные металлы или расплавленные соли. Но все они в основном делают одно и то же: они сливают избыточное тепло из активной зоны реактора.

Известно, что системы водяного охлаждения обеспечивают высокую плотность мощности, что приводит к лучшей тепловой эффективности (по сути, отношение выходной мощности к общему расходу тепла в системе), но это имеет свои недостатки. Например, всегда существует риск взрыва, если реактор расплавится. Это связано с тем, что если водяные насосы теряют мощность, тепло от топливных стержней реактора может разделить воду на взрывной водород и кислород.

Именно эта проблема способствовала ядерной катастрофе на Фукусиме в 2011 году, когда потеря мощности означала перегрев топливных стержней, которые были затоплены водой, что привело к взрыву.

Реакторы с газовым охлаждением менее склонны взрываться, чем их аналоги с водяным охлаждением, но обычно также имеют более низкую тепловую эффективность.

Однако, независимо от типа используемой системы охлаждения, в случае отказа необходимо вмешательство человека для остановки реактора и предотвращения катастрофы. Обычно это происходит потому, что системы охлаждения основаны на внешних источниках энергии.

Что особенного в новой конструкции реактора?

Один из новых типов реакторов, известный как реактор на гравийном месторождении (PBR), может быть решением проблем, связанных со старыми структурами. Эти реакторы «пассивно» безопасны, поэтому они могут отключаться, если есть какие-либо проблемы с системой охлаждения.

В отличие от других реакторов на основе высокоэнергетических топливных стержней, ПБР используют меньшие гальки с низкой плотностью топлива. Хотя они содержат меньше урана, чем традиционные топливные стержни, их больше. Они также окружены графитом, который используется для умеренной активности нейтронов в ядре. Это помогает замедлить ядерные реакции, что приводит к уменьшению тепла.

Следовательно, более низкая плотность энергии означает, что избыточное тепло может быть распределено на гальку и может быть более легко разряжено.

До недавнего времени единственными действующими реакторами ПБР были опытные образцы в Германии и Китае. Оказывается, Китай построил полноразмерный реакторный модуль с гравийным охлаждением с высокотемпературным газом (HTR-PM), который был коммерчески запущен в декабре 2023 года и оснащен новыми системами безопасности. Чтобы проверить их, инженеры отключили оба модуля HTR-PM в то время, когда они работали с полной мощностью.

Результаты, которые только что были опубликованы, показывают, что HTR-PM остыл, достигнув стабильной температуры в течение 35 часов после отключения электроэнергии.

Возможность испытания работающего ядерного реактора путем отключения его охлаждающей мощности необычна. Только благодаря уникальной системе HTR-PM это стало возможным, и хотя дальнейшие испытания будут необходимы для обеспечения надлежащей работы системы, все указывает на то, что решение послужит моделью для будущих реакторов, построенных в Китае.

На основе:

Автор: Andrzej Z. Liang, Shanghai, 中国 China

Электронная почта: [email protected]

Издатель: Leszek B.

Электронная почта: [email protected]

Читать всю статью