Huomaa aluksi tosiasia: Kiinan ensimmäinen nopea reaktori (China Experimental Fast Reactor) rakennettiin aivan pääkaupunkiin - Pekingin lounaaseen, noin 45 kilometrin päässä keskustasta. Täällä kuudennen kuljetusrenkaan takana on Kiinan atomienergiainstituutti (CIAE). Jos haluat - Kurchatov -instituutin analogi, joka kasvoi salaisesta laboratoriosta nro 2 Moskovan luoteisosassa.
Rossiyskaya Gazetan erikoiskirjeenvaihtaja ja Russia 24 -televisiokanavan kuvausryhmä olivat ensimmäiset ulkomaiset toimittajat, jotka pääsivät Pekingin ydinlaitokseen. Aiemmin CEFR: n rakentamisessa ja lanseerauksessa oli mukana vain ydinvoima -asiantuntijoita.
"Atomienergiainstituutti, joka nyt tunnetaan myös nimellä Kiinan tiedeakatemian nykyaikainen fysiikka, perustettiin vuonna 1950", CIAE: n toimitusjohtaja Wan Gang tervehti Venäjän toimittajia. - Toinen meille erittäin tärkeä päivämäärä on 27. syyskuuta 1958, jolloin ensimmäinen raskaan veden tutkimusreaktori laukaistiin instituutin alueelle Neuvostoliiton avustuksella. Samassa 58, Neuvostoliiton asiantuntijoiden osallistumisen myötä, ensimmäinen kiihdytin-syklotroni lanseerattiin täällä …
"Suunnitelma 863": vaihe vaiheelta
Nyt, yli viisikymmentä vuotta myöhemmin, ensimmäiset tutkimuslaitokset on poistettu käytöstä. Syklotroni, instituutin johtajan mukaan, purettiin, koska vain suuri magneetti jäi muistiin. Ensimmäisen reaktorin rakennus on säilynyt, kuten näimme menemällä siihen suuren, hyvin hoidetun instituuttipuiston läpi, jossa on siististi päällystetyt polut. Keskeisessä osassa pysähdyimme hetkeksi atomitieteilijöiden - heidän kiinalaisen atomiprojektinsa valaisimien - marmorikuvien eteen.
He eivät piilota osallistumistaan tutkimukseen ja kehitykseen, joka loi Kiinan ensimmäiset atomipommit (1964) ja sitten vetypommit (1967), päinvastoin, he ovat ylpeitä siitä. Samoin kuin panos Kiinan ykköslaivaston ensimmäisen ydinsukellusveneen (1971) ja Maan ensimmäisen satelliitin (1971) luomiseen taivaan valtakunnassa.
Mutta nyt instituutin johtajan mukaan hänen johtamansa ryhmän päätehtävänä on ydinenergian, myös ydinvoiman, kehittäminen uudella teknologisella alustalla. Kiinassa, Wan Gang korosti, tällä alalla on hyväksytty kolmivaiheinen kehitysstrategia: terminen reaktori - nopea reaktori - ydinreaktori.
Mitä tulee perinteisiin reaktoreihin, joissa uraani-235-ytimet halkeavat ns. Termiset (hitaat) neutronit, Kiinassa ne ovat jo kauan sitten siirtyneet puhtaasti tieteelliseltä alalta kaupallisen toiminnan alueelle. Osavaltion CNNC: n AtomExpo-2015-messuilla Moskovassa esittämien virallisten tietojen mukaan sillä on käytössä yhdeksän ydinvoimalaitosta, kaksitoista on rakenteilla ja vielä enemmän suunnitellaan. Tavoitteena on nostaa ydinvoiman osuus vuoteen 2020 mennessä kuuteen prosenttiin (80 GW) ja tulevaisuudessa saavuttaa tai jopa ylittää Ranska näillä indikaattoreilla.
Toistaiseksi ydinvoiman osuus Kiinan koko energiataseesta on noin kaksi prosenttia. Mutta tämä on toistaiseksi. Oppisopimuskausi, jolloin ensimmäiset ydinvoimalat rakennettiin tänne ranskalaisten, kanadalaisten, amerikkalaisten ja venäläisten hankkeiden mukaisesti, on nopeasti ohi. Suurin osa uusista voimalaitoksista käyttää jo tai aikoo käyttää reaktoreita ja muita kiinalaisia tai yhteisesti kehitettyjä laitteita. Toisin sanoen ensimmäinen vaihe - erityyppiset lämpöreaktorit - Kiina on selvinnyt ja siirtyy kuvaannollisesti toiselle tasolle.
Valtion korkean teknologian kehittämissuunnitelmassa tai, kuten sitä useammin kutsutaan, "suunnitelmassa 863", nopeiden reaktorien kehittäminen on lueteltu etusijalla. Sama tehtävä sisällytettiin tieteen ja teknologian kehittämistä koskevaan keskipitkän aikavälin ohjelmaan vuosiksi 2006–2020.
Kuitenkin he alkoivat tarkastella tarkasti nopeita reaktoreita, joita kutsutaan myös kasvattajiksi, muurin takana vielä viime vuosisadan 60 -luvun lopulla. Siihen mennessä tiedettiin, että ajatus ydinpolttoaineen (kasvattaja - toisin sanoen kasvattaja) laajennetusta lisääntymisestä ilmaistiin tammikuussa 1943 Yhdysvalloissa Leo Szilardin toimesta ja nousi Neuvostoliittoon. Vuodesta 1949 lähtien akateemikko Aleksanteri Leipunskin johdolla Neuvostoliitossa tehtiin monipuolista tutkimustyötä nopeiden reaktorien luomiseksi. Mutta ensimmäinen kokeellinen jalostusreaktori, jonka lämpökapasiteetti oli 0,2 MW, lanseerattiin Yhdysvalloissa, Idahon ydinkeskuksessa 20. joulukuuta 1951.
Neuvostoliitossa samanlainen laitos otettiin käyttöön neljä vuotta myöhemmin Obninskissa (Kalugan alue), jossa sijaitsee fysiikan ja sähkötekniikan instituutti ja jossa akateemikko Leipunsky työskenteli tuolloin. Vuotta myöhemmin samassa paikassa Obninskissa käynnistettiin kokeellinen reaktori BR-2: sen polttoaineena toimi metallinen plutonium ja jäähdytysaineena elohopeaa.
Samana vuonna 1956 useiden amerikkalaisten yritysten yhteenliittymä aloitti 65 MW: n Fermi-1-esittelykasvattajan rakentamisen. Kymmenen vuotta myöhemmin siinä tapahtui onnettomuus, jossa ydin sulasi. Reaktori purettiin suurella kustannuksella, minkä jälkeen amerikkalaisen teollisuuden kiinnostus tähän aiheeseen hiipui.
Samaan aikaan Neuvostoliitossa rakennettiin ja laukaistiin kokeellinen BR-5 (jälleenrakennuksen jälkeen se tunnettiin nimellä BR-10)-Obninskissa. Ja Dimitrovgradin atomireaktorien instituutissa (Ulyanovskin alue) - monikäyttöinen BOR -60, jossa käytettiin MOX -polttoainetta (uraanin ja plutoniumdioksidien seos) ja nestemäistä natriumia jäähdytysaineena. BOR-60 on edelleen käytössä, ja sen toimintaa voidaan jatkaa vuoteen 2019 asti.
Ranska käytti viisi miljardia dollaria täysimittaisen ydinvoimalan rakentamiseen, jossa oli nopea Superphenix-neutronireaktori, mutta plutoniumia käyttävän ytimen ongelmien vuoksi tämä laitos suljettiin vuonna 1996 …
Ainoa (kaikkialla maailmassa!) Nopeasti toimiva neutronivoimareaktori on BN-600-reaktori Beloyarskin ydinvoimalan kolmannessa yksikössä. Se on palvelusajan ennätys - se on ollut kaupallisessa käytössä vuodesta 1980 ja sitä voidaan jatkaa vuoteen 2030. Lisäksi se on tähän mennessä tehokkain natriumjäähdytteinen nopea reaktori.
Ensin uudella vuosisadalla
sähkökäynnistyksen valmistelutoimenpiteet. Molemmat reaktorit syntyivät konetekniikan kokeellisessa suunnittelutoimistossa, joka on nimetty V. I. Afrikantova. Akateemikko Fjodor Mitenkov, OKBM: n tieteellinen johtaja, sai kansainvälisen maailmanlaajuisen energiapalkinnon vuonna 2004 erinomaisesta panoksestaan fyysisten ja teknisten perusteiden kehittämisessä ja nopeiden neutronireaktorien luomisessa.
Kuten suunnittelijat vakuuttavat, BN-800-projekti on toteuttanut tärkeitä innovaatioita ydin- ja säteilyturvallisuuden parantamiseksi. Ne perustuvat passiivisiin periaatteisiin, joten niiden tehokkuus ei riipu apujärjestelmien toiminnan luotettavuudesta ja inhimillisestä tekijästä.
Kaikki tämä otettiin täysin huomioon CEFR: n suunnittelussa - ensimmäinen ja toistaiseksi ainoa nopea neutronirektori, joka on rakennettu, testattu ja virallisesti otettu käyttöön 2000 -luvulla. Kiinan atomienergiainstituutti on erityisen ylpeä tästä tosiasiasta ja kiittää venäläisiä kollegoja aktiivisesta avusta.
Ensimmäiset yhteydet kahden maan asiantuntijoiden välillä tähän hankkeeseen alkoivat vuonna 1992. Venäjän puolelta työryhmään kuului OKBM: n im. Afrikantov (Nizhny Novgorod), Pietarin instituutti "ATOMPROEKT" ja fysiikan ja voimatekniikan instituutti (Obninsk, Kalugan alue).
"Siihen mennessä asiantuntijoillamme oli jo käsitys nopeista reaktoreista, joissa oli natriumjäähdytysnestettä", sanoo instituutin johtaja Wan Gang. - Lisäksi opiskelimme lämpöhydrauliikkaa, neutronifysiikkaa, materiaalitiedettä, ydinpolttoaineen käsittelyn erityispiirteitä ja erikoislaitteita. Matkan varrella koko projektin tavoitteet selvitettiin. Ensinnäkin itse reaktorilaitoksen luominen. Päätettiin, että se olisi kokeellinen reaktori, jonka lämpöteho on 65 megawattia ja sähköteho 20 megawattia. Toiseksi uusien teknologioiden kehittäminen. Kolmanneksi, koulutus. Ja jo finaalissa - suunnitellut testit, tutkimus, kokeet. Tarvitsimme CEFR: n perustana ja alustana, jotta tarvittavan kokemuksen saatuaan voisimme siirtyä kohti demonstraation luomista ja sitten ydinvoimalaitosten sarjaliikenteen kaupallisia voimalaitteita nopeilla neutronireaktoreilla.
Kuten Venäjällä, vain tiukempi
CEFR -konseptihankkeen kehittivät kiinalaiset asiantuntijat ja se toimitettiin venäläisille kollegoille tarkasteltavaksi. Sitten, kun otetaan huomioon saadut kommentit ja vastaehdotukset, koko konseptista, mukaan lukien tekniset vaatimukset ja reaktorin pääkomponentit, keskusteltiin yksityiskohtaisesti yhteisessä kokouksessa toukokuussa 1993, ja se sai huipputason hyväksynnän.
90 -luvun jälkipuoliskolla alkoi insinöörisuunnittelun vaihe. Jo mainitut OKBM, Pietari ATOMPROEKT, FEI ja OKB Gidropress (Podolsk, Moskovan alue) muodostivat kiinalaisten kollegoidensa mukaan "projektiyhteistyötä" ja toimivat koordinoidusti, ammattimaisesti ottaen huomioon kaikki vaatimukset ja asiakkaan toiveet. Kiinan alkuperäiset suuntaviivat olivat jopa tiukempia kuin säteilyturvallisuusstandardit, radioaktiivisten päästöjen ja päästöjen normit, tuolloin Venäjän ydinvoimateollisuudessa voimassa olleet hätätilanteet.
"Koska CEFR päätettiin rakentaa Pekingin rajoihin, eikä tämä ole vain iso kaupunki - Kiinan pääkaupunki, asetimme erityisiä vaatimuksia turvallisuuden takaamiseksi", selitti Xu Mi, CNNC: n päätutkija, akateemikko Kiinan tekniikan akatemia, kun hän tapasi venäläisiä toimittajia. - Vaikka ytimen sulamisen todennäköisyys tässä reaktorissa on vähäinen, vaadimme passiivisen jäännöslämmönpoistojärjestelmän käyttöä. Ja - asennettaessa ansahylly ytimen hypoteettista sulamista varten. Pääkiertopumput (MCP) tilattiin Venäjällä, mutta hätätilanteessa niitä pyydettiin lisäämään vauhtipyörä suunnitteluunsa, mikä pidentää MCP: n loppumisaikaa eli jäähdytysnesteen kiertoa tehon menetyksestä …
Xu Mi: n mukaan hätätilanteissa tai jopa suunnitteluperusteisen onnettomuuden jälkeen ei pitäisi olla tarvetta evakuoida väestöä - kaiken tulee sijaita voimayksikön sisällä tai sen suojelualueen rajoissa. Kiinan kansantasavallan kansallinen ydinturvallisuusvirasto ei pitänyt tällaista kampanjaa jälleenvakuutuksena ja tuki heidän tutkijoidensa asemaa.
"Loppujen lopuksi sen rakennuksen seinästä, johon CEFR on asennettu, instituutin ympäröivään aitaan, se on vain 153 metriä", akateemikko korostaa pehmeästi hymyillen. - Ja sitten ihmiset vain elävät. Niitä ei pitäisi vaarantaa. Siksi olemme tänään taaksepäin katsoen tyytyväisiä siihen, että esittämämme kriteerit täyttävät neljännen sukupolven reaktorien turvallisuusstandardit ja vaatimukset.
CEFR: n rakentamissopimus allekirjoitettiin heinäkuussa 2000 Venäjän presidentin Vladimir Putinin ja Kiinan presidentin Jiang Zeminin läsnä ollessa. Saman vuoden syyskuussa Wan Gang nimitettiin rakenteilla olevan reaktorin johtajaksi, nyt hän on koko instituutin johtaja ja muistaa tapahtumat sen alueella yksityiskohtaisesti.
- Ensimmäisen betonin kaatamisesta reaktorirakennuksen katon asentamiseen kesti vain kaksi vuotta (elokuu 2002). Vuoden 2008 lopussa reaktorilohkon asennus saatiin päätökseen. Toukokuussa 2009 piirin täyttäminen alkoi natriumilla. Kesäkuussa 2010 he alkoivat ladata polttoainetta reaktoriin, ja jo 21. heinäkuuta he saavuttivat kriittisyyden ensimmäistä kertaa. Täsmälleen vuotta myöhemmin, 21. heinäkuuta 2011, pystyimme nostamaan kapasiteetin 40 prosenttiin nimellisarvosta, mikä oli tuolloin meille virstanpylväs …
Infografiat WG / Anton Perepletchikov / Leonid Kuleshov / Maria Pakhmutova / Alexander Emelianenkov
Tämän mahdollistamiseksi suunnittelutoimistossa ja Rosatomin yrityksissä, jotka ovat mukana yhteistyössä kiinalaisten kumppanien kanssa, vuosina 2003-2005 ensiö- ja toisiopiirien pääkiertopumput, välilämmönvaihtimet, höyrygeneraattori ja uudelleenlatauslaitteet Suunniteltiin, valmistettiin ja lähetettiin määränpäähänsä polttoaine - vain seitsemän tyyppistä kriittistä laitetta reaktorilaitoksessa, laitteistot ja polttoaine kolmeen ensimmäiseen kuormaan.
Mutta ennen sitä kehitettiin seuranta- ja ohjausjärjestelmän (ydinvoimalaitoksen MCS) tekniset projektit, reaktorilaitoksen tekninen suunnittelu ja ydinvoimalaitoksen päärakennuksen tekninen suunnittelu. Venäläiset asiantuntijat täyttivät sopimusvelvoitteensa täysimääräisesti ja ajallaan.
Opeta oppilaalle joku, jolta oppia
Venäjältä toimitettu korkean teknologian "laitteisto" olisi pysynyt rautana, eikä ydinreaktorista olisi tuskin tullut tehokasta työkalua tutkijoille, jos käyttöhenkilöstön koulutuksesta ei olisi huolehdittu ajoissa. Ja he aloittivat sen hyvissä ajoin.
Nykyinen CEFR: n operatiivisesta ja turvallisuudesta vastaava apulaisjohtaja Wu Chunliang on Venäjältä koulutettujen ylempien reaktoriohjaussuunnittelijoiden ensimmäisestä erästä. Vuonna 2002 heidät koulutettiin RIAR -koulutuskeskuksessa - Dimitrovgrad, Ulyanovskin alue. Siellä he voivat myös nähdä BOR-60-monitoimireaktorin toiminnassa ja saada koulutusta siihen. Sitten he opiskelivat jo fyysisen käynnistysohjelman puitteissa Obninskin fysiikan ja sähkötekniikan instituutin erityisosastolla ja Afrikantovin OKBM: n Nižni Novgorodissa.
"Palattuamme kotiin osallistuimme yhdessä venäläisten asiantuntijoiden kanssa erilaisten CEFR -järjestelmien ja -laitteiden käyttöönottoon", kertoo Wu Chunliang, joka tapasi meidät valvomossa. - Sitten teimme kansallisen ydinturvallisuusviraston järjestämän kokeen. Vuonna 2008 he saivat lisenssin oikeudesta suorittaa tällaisia töitä ja heistä tuli ensimmäisen erän valvontaoperaattoreita. Sitten toisen operaattorikoulutuksen suoritti jo kotona - pääasiassa itse CEFR: ssä.
Tämän seurauksena Wu Chunliangin mukaan on kehittynyt täydellinen ja kokonaisvaltainen koulutusjärjestelmä. Valvontaviranomainen on jo saanut toimiluvan koereaktorin käyttöön 55 toimijalle, mukaan lukien naiset.
Keskustelumme aikana ohjauspaneelissa oli vain kaksi operaattoria ja yksi, vuoronjohtaja, heidän takanaan. Kuten he selittivät, tämä riittää, jotta voidaan luotettavasti, ilman hälinää ja hermostuneisuutta seurata kaikkia reaktorilaitoksen parametreja ja valvoa ennaltaehkäisevää työtä, jota aika ajoin tehdään laitteille rajoitetuilla alueilla.
Kuultuani tämän selityksen en voinut vastustaa ja kysyin, mitä isoilla punaisilla hieroglyfeillä oli kirjoitettu valvontahuoneen käyttäjien takana olevaan seinään?
- Tämä on motto tai halutessanne koko instituutin elämänperiaate, - CEFR: n apulaisjohtaja hymyili ja tuli heti vakavaksi. - Voit kääntää sen näin. Anna ensin kaikki voimasi, kaikki itsesi, isänmaan ja valtion hyväksi. Toiseksi, ole aina askeleen edellä, tutki muiden kokemuksia, löydä ja esittele uusia asioita. Ja kolmanneksi - ole rehellinen kaikessa, vaalia luottamusta, säilytä henkilökohtainen vaatimattomuus.
Hyvä motto, näet.
Ja se ei ole tarpeeton liite ydinlaitoksen ylläpitäjän lisenssiin.
