Интересный репортаж с Атомэкспо 2017

Отсюда



1. БРЕСТ-300

Как известно, с начала года БРЕСТ-300-ОД в части строительства объектов после модуля фабрикации топлива (МФР) пребывает между небом и землей - необходимо снизить стоимость проекта (или выбить дополнительное количество денег). Похоже, ситуация постепенно выправляет, и вот на стенде НИКИЭТ уже говорят о котловане в следующем году. По поводу корозионно-эрозионных проблем ГЦН НИКИЭТовец сказал о том, что они решены в прошлом году, строится стенд под испытания (приемо-сдаточные) полноразмерных ГЦН. Сказал, что были проведены теплогидравлические испытания полноразмерного имитатора ТВС на свинце, правда не сказал - где.

К сожалению не сфотографировал довольно интересный разрез модуля переработки ОЯТ БРЕСТ-300. Строительство же модуля фабрикации топлива на сегодня выглядит так



Видно, что темп стройки сильно снизился за последний год (построенно около 1 этажа), сроки ввода перенесены на 2020 год.

2. АРГУС

Совсем недавно писал про растворный реактор АРГУС и коммерциализацию производства изотопов на этом типе реакторов. На Атомэкспо был представлен макет АРГУС 1 к 1


(с) Атоминфо

Интересно, что стоял он на стенде ВНИИЭФ, т.к. специалисты этого прославленного ядерно-оружейного центра занимаются частью задач по разработке радиохимической части наработчика изотопов. Непосредственный конструктор реактора - московская "Красная Звезда". Как мне рассказали на стенде основной проблемой при работе с НОУ (19,75% обогащения) является даже не наличие америция или плутония в растворе, а его вязкость - соли урана в растворе слишком много, что бы с ним было просто работать химикам. Интересно, что реактор действительно крошечный. Для понимания масштаба попросил рядом сфотографироваться девушку



3. ПАТЭС

Еще одним проектов, который по словам представителей Росатома вызывает большой интерес в мире является плавучая АЭС ПАТЭС. Стоимость собственно плавучего блока 21,7 млрд рублей (+ сверху около 12 млрд отнесенных на НИОКР), капсооружений в г. Певек на Чукотке - еще около 5,5 млрд. При мощности АЭС в 70 МВт получается стоимость кВт установленной мощности 310 тысяч рублей, т.е. 5,5 тысяч долларов - в принципе сопоставимо, например, с АР-1000, но надо думать, что реальное строительство для какой-нибудь Индонезии обойдется заметно дороже (например из-за физзащиты). Вообще макет АЭС на месте эксплуатации дает представление, что эту станцию нельзя "пригнать в порт и кинуть кабель". Обратите внимания на серые башенки на пирсе.



Повторять ПАТЭС с морально устаревшими реакторами КЛТ-40С, наверное смысла нет, но иметь блок поменьше размером с 2-мя РИТМ-200 мощностью 80-100 МВт было бы полезно. Вопрос в том, возможно ли это физически и сколько будет стоить...

3. ИТЭР

В этот раз про ИТЭР удалось очень интересно поговорить со специалистом по сверхпроводящим магнитам НИИЭФА, которая рассказала о ситуации с PF1 и вообще разнообразных сложностях магнитной системы. В частности, очень интересная проблема связана с квенчем (внезапным переходом в не-сверхпроводящее состояние) магнитов. Дело в том, что квенч в ИТЭР сопровождается активным выводом энергии магнитов на резисторы, и при этом, разумеется, возникают электромеханические нагрузки на конструкцию, т.к. выводим мы очень много энергии. Оказывается, что если вывод сопровождается срывом плазмы, то нагрузки в конструкции вакуумной камеры и вокруг превышают допустимые. А значит, эти события надо развести по времени. Однако они как раз имеют тенденцию происходить одновременно - ну например, случился у нас по каким-то причинам квенч тороидальной катушки, значит нам надо загасить плазму, удостоверится, что она загашена и только после этого начать вывод TF катушек, а ни в коем случае не сделать это параллельно.

Еще хуже ситуация срыва плазмы типа VDE, который может наведенным электрическим полем вызвать квенч катушки или обмануть систему детекции квенчей - вот тут и случается одновременный сброс энергии и срыв плазмы. Система управления ИТЭР должна четко отлавливать все эти события, и разводить их по времени, иначе повреждения конструкции неминуемы.

Ну а что касается статуса PF1 - то первая штатная галета катушки успешно прошла геометорические, криогенные и высоковольтные испытания, с чем можно НИИЭФА поздравить. Вторая галета на момент выставки находилась на вакуумно-нагнетательной пропитке, еще две планируется намотать до конца года.

Разговор происходил на фоне подвеса из сверхпроводящих магнитов - с вакуумной теплоизоляцией.


Слева большой дюар с жидким азотом, а маленькие криостатики магнитов почти не видны за вертикальной трубой. Вся конструкция с магнитами висит в воздухе вокруг рамы в которой неодимовые магниты.


4. Ядерная батарейка


Круглое в середине - собственно бетавольтаический элемент, а остальное подставка. Слева в кюветах лежат собственно диоды с альмазным полупроводником - преобразователи потока бета излучения.

В СМИ неоправданно много ажиотажа возникло вокруг "ядерной батарейки" - прототипа бетавольтаичного источника на основе Ni-63. Хотя с технической стороны изделие довольно интересное. Источник бета-электронов из 30 миликюри никеля 63 на нержавейке размером примерно в квадратный сантиметр прижат к диоду из алмазного полупроводника. КПД преобразования около 9% (выше, чем для кремния, где получается 4-6%), мощность 1 микроватт. Мой сцинциляционный дозиметр (Atom Fast), положенный на  батарейку скорее ничего не видел, чем видел (15-18 мкР/ч) - бета-излучение, понятно, поглощается все внутри, а вот тормозной рентген, по идее должен быть, но видно, слишком малая энергия фотонов и относительно небольшой общий поток сливаются с фоном.

В целом пока перспективы применения туманные - интерес со стороны производителей кардиостимуляторов есть, но на уровне поговорить и посмотреть. В целом такие источники обладают предельной удельной мощностью порядка 100 мкВт на кубический сантиметр, если заполнить блок АЭС полностью такими таблетками, то получится что-то около 20 мегаватт.

5. Системы управления АЭС

Интересно пообщался с представителями компании ДЖЭТ, предварительно договорились о возможном визите меня к ним. Компания занимается разработкой тренажеров для эксплуатационного персонала АЭС, и эти тренажеры интересны тем, что включают в себя симулятор всей АСУТП и всех физических систем АЭС - гигантская работа. ДЖЭТ поставлял тренажеры на Куданкулам, Тяньвань, Белорусскую АЭС, многие Российские АЭС, поэтому, думаю, разговор будет интересный.


Довольно интересно было посмотреть на Атомтехе как структурно устроены панели управления, ну как минимум тренажера, который делается с т.з. конструктива чуть проще.


6. CEA

Удалось пообщаться с представителями Французского Коммисариата по Атомной и Альтернативной энергии (CEA) на тему судьбы быстрой программы Франции. В частности проект быстрого натриевого реактора ASTRID - четырехпетлевого, с промежуточным газовым(!) контуром мощностью 1500 МВт тепловых и 600 электрических, на MOX-топливе. Кстати, турбина может быть как паровая, так и газовая. Как пояснил представитель CEA, до 2019 года должен быть закончен basic desigin (что-то вроде техпроекта), и подготовлены документы на обоснование безопасности и получение лицензий. Проект прдставляет собой некую попытку сохранения кадров французской быстрой программы и по возможности - восстановление планов на строительство быстрых реакторов  в будущем.



Программа разработки включает в себя не только проектирование реактора, но и проектирование фабрики топлива для ASTRID на базе завода MELOX, собственно наши быстрые программы всегда имеют те же элементы, что БН-800, что БРЕСТ. Печальным моментом является то, что даже при наличии политической воли, раньше чем лет через 10 строительство реактора не начнется - разрыв в быстрой программе у Франции в таком случае получится даже больше, чем у нас БН-600/БН-800, и это печально. В заключение CEA подарила мне роскошную книжку по истории французских быстрых натриевых реакторов



Набитую полезными графиками, схемами и фотографиями




7. Разное

Нейтронный генератор DD или DT с титановой мишенью, поток 10^10 н/с.



ТВС от высокопоточного реактора ИВГ-1.М - когда-то он (реактор) был высокотемпературным газовым реактором, который служил отработочным прототипом для ядерного ракетного двигателя, и я уж подумал, что это ТВС именно из той, ядерно-ракетной эпохи. Однако потом выяснилось, что это сборка от конвертированной версии ИВГ, которая уже работает на воде, хотя и отличается высокой плотностью мощности и нейтронных потоков



На стенде ВНИИЭФ еще удалось поговорить о рентгеновском телескопе ART-XC - одном из двух инструментов будущего научного космического аппарата "Спектр-РГ". Очень сложное, прецизионное изделие со средним отклонение поверхности рентгеновских зеркал от теоретической линии в 10 нм - сложно как с точки зрения изготовления (гальванопластикой по матрицам), так и юстировки расположения - пришлось создавать несколько стендов, в т.ч. вакуумных для этого.