Первая и единственная: чем уникальна Белоярская АЭС

Белоярская атомная электростанция расположена в Свердловской обл. близ г. Заречный, в 45 км к востоку от Екатеринбурга. Является первой и единственной АЭС в мире, где в промышленной эксплуатации находится реактор на быстрых нейтронах.

История создания

В 1954 г. для электроснабжения Свердловска (название Екатеринбурга в 1924-1991 г.) и его промышленных предприятий было принято решение построить мощную тепловую электростанцию (ГРЭС) к востоку от города, на берегу реки Пышмы. Подготовка к строительству началась в 1955 г. Однако уже в 1957 г. было решено строить не тепловую, а атомную электростанцию. Для работы станции река Пышма была перекрыта плотиной, в результате чего появилось Белоярское водохранилище.

В апреле 1964 г. и декабре 1967 г. были введены в эксплуатацию два первых энергоблока АЭС - с водографитовыми канальными реакторами АМБ-100 и АМБ-200 ("Атом Мирный Большой") мощностью 100 и 200 МВт соответственно (выведены из эксплуатации в 1987 и 1989 гг.).

В 1970-х гг. было принято решение расширить Белоярскую АЭС за счет энергоблока с реактором БН-600 ("Быстрый натриевый", мощность - 600 МВт), работающим на быстрых нейтронах (незамкнутого цикла). Он был построен и подключен к сети в ноябре 1981 г.

10 декабря 2015 г. на Белоярской АЭС был подключен к сети четвертый энергоблок, также с реактором на быстрых нейтронах - БН-800 мощностью 880 МВт. Он имеет замкнутый цикл и в настоящее время находится на этапе опытно-промышленной эксплуатации (17 августа 2016 г. выведен на 100% мощности).

Преимущества реакторов на быстрых нейтронах

Работа любого атомного реактора обеспечивается за счет самоподдерживающейся цепной реакции: деление ядер тяжелых элементов высвобождает большое число энергии и порождает элементарные частицы, нейтроны, которые при столкновении вызывают деление следующих ядер.

В качестве топлива в наиболее распространенных в мире тепловых атомных реакторах используется уран-235, ядра которого лучше всего делятся при взаимодействии с нейтронами, обладающими небольшой кинетической энергией и находящимися в тепловом равновесии со средой (так называемые тепловые нейтроны).

При этом распад ядра порождает также быстрые нейтроны (с энергией больше 1 мегаэлектронвольт, МэВ), которые, как правило, не могут вызывать деления ядра урана-235. Чтобы реакция не затухала, быстрые нейтроны замедляют, превращая в обычные тепловые нейтроны с помощью графитовых вставок или воды.

Между тем, реактор может работать без замедления быстрых нейтронов, если в качестве топлива в нем будет использоваться уран-238 (этот изотоп наиболее распространен в природе), и торий. Причем для реакторов на быстрых нейтронах доступен замкнутый, т. е. безотходный топливный цикл. Поскольку вода, используемая в качестве теплоносителя в обычных реакторах, является эффективным замедлителем, вместо нее в реакторах на быстрых нейтронах в роли теплоносителей выступают жидкие металлы (в БН-600 и БН-800 - натрий).

Таким образом, основное преимущество реактора на быстрых нейтронах - возможность работы на практически неисчерпаемых запасах урана-238 при минимальных отходах в случае замкнутого цикла.

Риски

У технологии есть и недостатки: - высокая стоимость и значительно большая техническая сложность из-за необходимости обеспечить безопасность установки: уран-238 должен быть высокообогащенным.

Вместе с тем, энергоблок с БН-800 на самых масштабных учениях на атомных электростанциях в России в этом году подтвердил уникальные свойства самозащищенности.

Особенность реактора в том, что при отклонении от нормального режима работы он останавливает ядерную реакцию сам, даже если не получит команду от человека или автоматики.

Белоярская АЭС сейчас

В настоящее время Белоярская АЭС является филиалом концерна "Росэнергоатом" - электроэнергетического отделения госкорпорации "Росатом".

Установленная мощность двух действующих энергоблоков - 1 тыс. 480 МВт.

В 2015 г. выработка электроэнергии на станции составила 4 тыс. 577,8 млн кВт*ч. В настоящее время Белоярская АЭС обеспечивает порядка 10% от общего объема электропотребления Свердловской энергосистемы.

Среднесписочная численность персонала в 2015 г. - 3 тыс. 65 человек.

Серьезных инцидентов, связанных с выбросом радиоактивных материалов, на Белоярской АЭС за всю историю не зафиксировано. Директор Белоярской АЭС - Иван Сидоров.

Мировой опыт

Экспериментальные реакторы на быстрых нейтронах создавались помимо России в США, Великобритании, Франции, Китае, Японии. Однако в промышленном использовании находились только советские и российские блоки БН-600, БН-800, а также выведенный к настоящему времени из эксплуатации БН-350 (АЭС и опреснительная установка в г. Шевченко Казахской ССР, ныне - Актау, Казахстан).