Huko Urusi, kazi inaendelea kuunda mtambo wa nyuklia wa kizazi cha nne. Tunazungumza juu ya mtambo wa BREST, ambayo biashara ambazo ni sehemu ya shirika la serikali Rosatom zinafanya kazi sasa. Reactor hii inayoahidi inajengwa kama sehemu ya mradi wa Ufanisi. BREST ni mradi wa mitambo ya haraka ya nyutroni na kipokezi cha risasi, uhamishaji wa joto wa mzunguko-mbili kwenye turbine, na vile vile vigezo vya mvuke vya juu. Mradi huo umeendelezwa katika nchi yetu tangu miaka ya 1980. Msanidi programu mkuu wa mtambo huu ni NIKIET aliyepewa jina la N. A. Dollezhal (Taasisi ya Utafiti na Ubunifu ya Uhandisi wa Nguvu).
Leo, mitambo ya nyuklia huipa Urusi 18% ya umeme unaozalisha. Nishati ya nyuklia ni muhimu sana katika sehemu ya Uropa ya nchi yetu, haswa kaskazini magharibi, ambapo inachukua 42% ya uzalishaji wa umeme. Hivi sasa, kuna mitambo 10 ya nguvu za nyuklia inayofanya kazi nchini Urusi, ambayo inafanya kazi vitengo 34 vya umeme. Wengi wao hutumia urani yenye utajiri wa chini kama mafuta na yaliyomo kwenye isotopu uranium-235 kwa kiwango cha 2-5%. Wakati huo huo, mafuta kwenye mmea wa nyuklia hayatumiwi kabisa, ambayo husababisha malezi ya taka za mionzi.
Urusi tayari imekusanya tani elfu 18 za urani iliyotumiwa na kila mwaka takwimu hii inaongezeka kwa tani 670. Kwa jumla, kuna tani 345,000 za taka hizi ulimwenguni, ambazo tani 110,000 ziko Merika. Shida na usindikaji wa taka hizi zinaweza kutatuliwa na aina mpya ya reactor, ambayo itafanya kazi katika mzunguko uliofungwa. Uundaji wa mtambo kama huo utasaidia kukabiliana na kuvuja kwa teknolojia ya kijeshi ya nyuklia. Mitambo kama hii inaweza kutolewa kwa usalama kwa nchi yoyote ulimwenguni, kwani kimsingi haingewezekana kupata malighafi muhimu kwa kuunda silaha za nyuklia juu yao. Lakini faida yao kuu itakuwa usalama. Mitambo kama hiyo inaweza kuanza hata kwa mafuta ya nyuklia ya zamani, yaliyotumiwa. Kulingana na A. Kryukov, Daktari wa Sayansi ya Kimwili na Hesabu, hata hesabu mbaya zinatuambia kwamba akiba ya urani iliyotumiwa iliyokusanywa kwa zaidi ya miaka 60 ya utendaji wa tasnia ya nyuklia itatosha kwa miaka mia kadhaa ya uzalishaji wa nishati.
Mitambo bora zaidi ni mradi wa mapinduzi katika mwelekeo huu. Reactor hii inafaa vizuri katika muktadha wa hotuba ya Vladimir Putin kwenye Mkutano wa Milenia huko UN mnamo Septemba 2000. Kama sehemu ya ripoti yake, rais wa Urusi aliahidi ulimwengu nishati mpya ya nyuklia: salama, safi, ukiondoa utumiaji wa silaha. Tangu uwasilishaji huo, kazi ya utekelezaji wa mradi wa Uvunjaji na uundaji wa mtambo wa BREST umefanya maendeleo makubwa.
Mtazamo wa jumla wa mtambo wa BREST-300
Hapo awali, kitengo cha BREST kilibuniwa, ambacho kitatoa kitengo cha umeme chenye uwezo wa MW 300, lakini baadaye mradi ulionekana na uwezo wa kuongezeka wa MW 1200. Wakati huo huo, kwa wakati huu kwa wakati, watengenezaji wamezingatia juhudi zao zote kwenye mtambo wenye nguvu BREST-OD-300 (onyesho la majaribio) kuhusiana na maendeleo ya idadi kubwa ya suluhisho mpya za muundo na mipango ya kuwajaribu kwenye mradi mdogo na wa bei nafuu katika utekelezaji. Kwa kuongezea, nguvu iliyochaguliwa ya MW 300 (umeme) na 700 MW (mafuta) ndio nguvu inayotakiwa kupata kiwango cha uzalishaji wa mafuta katika msingi wa reactor sawa na umoja.
Hivi sasa, mradi wa "Mafanikio" unatekelezwa kwenye tovuti ya kampuni ya serikali "Rosatom" ya Mchanganyiko wa Kemikali ya Siberia (SCC) kwenye eneo la kitengo cha eneo kilichofungwa (ZATO) Seversk (mkoa wa Tomsk). Mradi huu unajumuisha ukuzaji wa teknolojia za kufunga mzunguko wa mafuta ya nyuklia, ambayo yatahitajika katika tasnia ya nguvu ya nyuklia ya siku zijazo. Utekelezaji wa mradi huu kwa vitendo unatoa uundaji wa densi ya nguvu ya onyesho la majaribio inayojumuisha: ya mafuta kwa reactor hii, pamoja na moduli ya kurekebisha mafuta yake yaliyotumiwa. Imepangwa kuzindua mtambo wa BREST-OD-300 mnamo 2020.
Mbuni wa jumla wa tata ya majaribio ya nishati ya majaribio ni St Petersburg VNIPIET. Reactor inajengwa na NIKIET (Moscow). Hapo awali iliripotiwa kuwa ukuzaji wa mtambo wa BREST unakadiriwa kuwa rubles bilioni 17.7, ujenzi wa moduli ya utaftaji wa mafuta ya nyuklia - rubles bilioni 19.6, moduli ya utengenezaji na tata ya kuanza kwa ukarabati wa mafuta - rubles bilioni 26.6. Kazi kuu ya tata ya nishati inayoundwa inapaswa kuwa maendeleo ya teknolojia ya kutumia mitambo mpya, utengenezaji wa mafuta mpya na teknolojia ya kurekebisha mafuta ya nyuklia yaliyotumiwa. Kwa sababu hii, uamuzi wa kuzindua mtambo wa BREST-OD-300 katika hali ya umeme ili kutoa umeme utafanywa tu baada ya kukamilika kwa kazi yote ya utafiti kwenye mradi huo.
Tovuti ya ujenzi wa tata ya nguvu ya BREST-300 iko katika eneo la mmea wa radiochemical wa Mchanganyiko wa Kemikali ya Siberia. Kazi kwenye wavuti hii ilianza mnamo Agosti 2014. Kulingana na Sergei Tochilin, Mkurugenzi Mkuu wa SKhK, usawa wa wima tayari umefanywa hapa na uchimbaji wa mita za ujazo milioni za udongo, nyaya zimewekwa, mabomba ya maji ya viwandani yamewekwa, na kazi nyingine ya ujenzi imekamilika. Hivi sasa, mkandarasi "Java-Stroy" na mkandarasi mdogo wa Seversky "Spetsteplokhimmontazh" wanaendelea na ugumu wa kazi zinazohusiana na kipindi cha maandalizi. Leo, watu 400 wanafanya kazi kwenye tovuti ya ujenzi, na kuongezeka kwa kasi ya kazi katika kituo hicho, idadi ya wajenzi itakua watu 600-700. Uwekezaji wa serikali katika mradi huu inakadiriwa kuwa rubles bilioni 100, kulingana na huduma ya waandishi wa habari wa Mchanganyiko wa Kemikali ya Siberia.
Jengo la jaribio la nishati ya jaribio katika kubwa zaidi katika nchi yetu tata ya kiutawala imefungwa inajengwa kwa hatua. Wa kwanza kujenga mtambo wa mafuta ya nitridi umepangwa kuagizwa mnamo 2017-2018. Katika siku zijazo, mafuta yatakayotengenezwa kwenye kiwanda hiki yatakwenda kwa kituo cha majaribio cha maonyesho ya BREST-300, ujenzi ambao utaanza mnamo 2016 na utakamilika mnamo 2020, hii itakuwa kukamilika kwa hatua ya pili ya mradi huo. Hatua ya tatu ya kazi inategemea ujenzi wa kiwanda kingine kwa utaftaji wa mafuta yaliyotumiwa. Mradi wa Ufaulu unapaswa kufanya kazi kikamilifu ifikapo mwaka 2023. Shukrani kwa utekelezaji wa mradi huu kabambe, karibu kazi elfu 1.5 zinapaswa kuonekana katika jiji la Seversk. Wafanyakazi elfu 6-8 watashiriki moja kwa moja katika ujenzi wa ufungaji wa BREST-300.
Kama mkuu wa mradi wa umeme wa BREST-300 Andrei Nikolaev alisema, kiwanja cha nguvu cha maonyesho ya jaribio katika jiji la Seversk kitajumuisha kiwanda cha umeme cha BREST-OD-300 na mzunguko wa mafuta ya nyuklia, na pia tata ya uzalishaji wa "mafuta ya nyuklia ya siku zijazo." Tunasema juu ya mafuta ya nitridi kwa mitambo ya haraka. Inachukuliwa kuwa ni juu ya aina hii ya mafuta ambayo, kuanzia miaka ya 20 ya karne ya XXI, tasnia nzima ya nguvu za nyuklia itafanya kazi. Imepangwa kuwa kiwanda cha majaribio cha BREST-300 kitakuwa kiwanda cha kwanza cha haraka zaidi cha neutroni na kioevu kizito cha chuma kioevu. Kulingana na mradi huo, mafuta ya nyuklia yaliyotumiwa katika kiwanda cha BREST-300 yatafanywa tena na kupakiwa tena kwenye mtambo. Jumla ya tani 28 za mafuta zitahitajika kwa upakiaji wa awali wa reactor. Kwa sasa, uchambuzi wa mafuta ya nyuklia yaliyotumiwa kutoka kwa vituo vya uhifadhi wa Mchanganyiko wa Kikemikali wa Siberia unafanywa - inawezekana kwamba idadi fulani ya bidhaa zilizo na kipengee cha plutoniamu zinaweza kutumika katika utengenezaji wa mafuta kwa mtambo wa majaribio wa BREST.
Mtambo wa BREST-300 utakuwa na faida kadhaa muhimu kwa suala la usalama wa kiutendaji juu ya mtambo wowote unaofanya kazi leo. Reactor hii itaweza kuzima yenyewe ikiwa kuna tofauti za vigezo vyovyote. Kwa kuongezea, kiingilizi cha haraka cha neutroni hutumia mafuta na kiwango cha chini cha athari, na kuongeza kasi ya nyutroni na uwezekano wa mlipuko huondolewa tu. Kiongozi, tofauti na sodiamu inayotumika leo kama mbebaji wa joto, ni ya kupita, na kwa mtazamo wa shughuli za kemikali, risasi ni salama kuliko sodiamu. Mafuta mnene ya nitridi huvumilia hali ya joto na kasoro za kiufundi kwa urahisi zaidi, ni ya kuaminika kuliko mafuta ya oksidi. Hata ajali mbaya zaidi za hujuma na uharibifu wa vizuizi vya nje (vifuniko vya vyombo, majengo ya mitambo, nk) hazitaweza kusababisha kutolewa kwa mionzi ambayo itahitaji uhamaji wa idadi ya watu na kutengwa kwa ardhi kwa muda mrefu, kama ilivyotokea wakati ajali ya Chernobyl mnamo 1986.
Faida za mtambo wa BREST ni pamoja na:
- usalama wa mionzi ya asili ikiwa kuna aina zote za ajali kwa sababu za nje na za ndani, pamoja na hujuma, ambayo haiitaji uokoaji wa idadi ya watu;
- muda mrefu (karibu bila ukomo kwa wakati) usambazaji wa mafuta kwa sababu ya matumizi bora ya urani asili;
- kutokuenea kwa silaha za nyuklia kwenye sayari kwa kuondoa uzalishaji wakati wa operesheni ya plutonium ya kiwango cha silaha na utekelezaji wa teknolojia ya wavuti ya usindikaji wa mafuta kavu bila kutenganisha plutoniamu na urani;
- urafiki wa mazingira wa uzalishaji wa nishati na utupaji taka baadaye kwa sababu ya mzunguko wa mafuta uliofungwa na usafirishaji wa bidhaa za fission za muda mrefu, usafirishaji na mwako wa Actinides katika reactor, utakaso wa taka za mionzi kutoka kwa watendaji, kushikilia na kutupa taka za mionzi bila kukiuka usawa wa mionzi ya asili;
- ushindani wa kiuchumi, ambao unafanikiwa kwa sababu ya usalama wa asili wa mmea wa nyuklia na teknolojia ya mzunguko wa mafuta uliotekelezwa, kulisha mitambo na 238U tu, kukataliwa kwa mifumo tata ya usalama wa uhandisi, vigezo vya juu vya kuongoza, ambavyo vinahakikisha kufanikiwa kwa kiakili Vigezo vya mzunguko wa turbine ya mvuke na ufanisi mkubwa wa mzunguko wa thermodynamic, kupunguza gharama za ujenzi.
Picha ya mradi wa tata ya BREST. 1 - reactor, 2 - chumba cha turbine, 3 - moduli ya kurekebisha SNF, 4 - moduli mpya ya utengenezaji wa mafuta.
Mchanganyiko wa mafuta ya mononitride, sifa za asili za kipenyo cha kuongoza, suluhisho za muundo wa mizunguko ya msingi na ya kupoza, sifa za mwili za mtambo wa haraka huleta kiwanda cha BREST kwa kiwango kipya cha usalama wa asili na inafanya uwezekano wa kuhakikisha utulivu bila kuchochea kazi njia ya ulinzi wa dharura katika ajali mbaya sana, ambazo haziwezi kushindwa kwa yoyote ya mitambo iliyopo na inayokadiriwa ulimwenguni:
- bunduki inayojiendesha ya miili yote inayopatikana ya udhibiti;
kuzima (kukandamiza) kwa pampu zote za mzunguko wa 1 wa reactor;
- kuzima (jamming) ya pampu zote za mzunguko wa 2 wa reactor;
- unyogovu wa jengo la rector;
- kupasuka kwa zilizopo za jenereta ya mvuke au mabomba ya mzunguko wa sekondari katika sehemu yoyote;
- kuwekewa kwa anuwai ya ajali;
- Ukomo wa wakati usio na kikomo ukizimwa kabisa.
Mradi wa Ufanisi unaotekelezwa na Rosatom unakusudia kuunda jukwaa mpya la kiteknolojia kwa tasnia ya nyuklia ya Urusi na mzunguko wa mafuta uliofungwa na kutatua shida ya mafuta ya nyuklia na taka za mionzi (RW). Matokeo ya utekelezaji wa mradi huu kabambe inapaswa kuwa uundaji wa bidhaa yenye ushindani ambayo itatoa teknolojia za Urusi na uongozi katika nishati ya nyuklia ulimwenguni, na kwa jumla katika mfumo wa nishati ya ulimwengu kwa miaka 30-50 ijayo.
