МАГАТЭ опубликовало тексты докладов, сделанных на конференции в Киото 7-11 декабря 2009 года по быстрым реакторам и топливным циклам. Электронное издание AtomInfo.Ru представляет краткое изложение доклада, представленного на конференции от имени французской компании EDF.

Текущий статус и ближайшие цели

В своём нынешнем состоянии атомная энергетика Франции выглядит следующим образом:

• 58 реакторов второго поколения находятся в эксплуатации;
• один реактор третьего поколения строится, и ещё по одному принято положительное решение;
• атомные блоки в стране сгруппированы на 19 площадках;
• используется единообразная технология - реакторы PWR;
• действующие реакторы распределены по трём стандартизованным сериям: 34 блока мощностью по 900 МВт(эл.), 20 блоков мощностью по 1300 МВт(эл.) и 4 блока (проект N4) мощностью по 1500 МВт(эл.);
• французский парк легководных реакторов относительно молод - его средний возраст составляет всего 23 года;
• при этом страна обладает большим опытом эксплуатации - более 1350 реакторо-лет.

Стратегия развития атомного парка компании EDF такова. Прежде всего, компания собирается продлить сроки эксплуатации реакторов второго поколения до 50-60 лет, что потребует больших инжиниринговых усилий.

На следующем этапе начнётся обновление парка легководных реакторов за счёт внедрения блоков третьего поколения. Так как проектный срок службы блоков с EPR составляет 60 лет, то EDF исходит из предпосылки, что легководные реакторы останутся в строю во Франции до 2080 года и позднее.

Одновременно ведутся НИОКР по реакторам четвёртого поколения, причём упор сделан на быстрые натриевые реакторы в силу их зрелости. Одним из критериев ввода быстрых реакторов станет возникновение дефицита урана.

К 2012 году должно быть завершено рассмотрение различных опций трансмутации младших актинидов, что важно с точки зрения стратегии обращения с ядерными отходами.

Требования к реакторам IV поколения

Компания EDF как эксплуатирующая организация сформулировала список своих требований к реакторам IV поколения:

• безопасность таких реакторов должна быть, как минимум, на том же уровне, что и безопасность реакторов третьего поколения;
• физическая защита должна быть эквивалентна физзащите EPR;
• исходя из необходимости обеспечения отрасли сырьём, реакторы IV поколения должны являться бридерами;
• с точки зрения обращения с отходами, должны быть проанализированы плюсы и минусы рециклирования младших актинидов; возможно, что к реакторам IV поколения будет предъявлено требование быть приспособленными к задачам по трансмутации;
• эксплуатационные характеристики и защита инвестиций в строительство должны быть "радикально улучшены" - речь идёт о таких параметрах, как КИУМ, ремонтопригодность, обращение с топливом, обслуживание, выбор материалов и т.п.;
• по капитальным вложениям и эксплуатационным расходам реакторы четвёртого поколения на момент своего развёртывания не должны отличаться от реакторов третьего поколения;
• с точки зрения защиты от распространения, реактор и объекты топливного цикла должны рассматриваться воедино; в то же время, простое усложнение химического процесса переработки ОЯТ не может служить решением проблемы нераспространения.

НИОКР в EDF

Компания EDF тратит до 5% от своего бюджета на НИОКР на разработку реакторов IV поколения. В программе быстрых натриевых реакторов в компании занято порядка 30 инженеров. При этом следует иметь в виду, что EDF в этом случае выступает только как эксплуатирующая организация, а отнюдь не как проектант, продавец или государственное научно-исследовательское агентство.

Работы в EDF ведутся по следующим пяти направлениям:

• системное изучение быстрых реакторов;
• выбор материалов;
• выбор стратегий и сценариев введения быстрых реакторов;
• топливный цикл;
• анализ обратных связей и требований эксплуатирующих организаций.

EDF входит как один из участников в трёхстороннее соглашение по быстрым реакторам, заключённое между EDF, группой AREVA и комиссариатом по атомной энергии (CEA) Франции. В дополнение к этому, у компании есть соглашение о сотрудничестве с японским агентством по атомной энергии (JAEA).

Демонстрационный быстрый реактор - мнение EDF

Создание демонстрационного реактора на быстрых нейтронах во Франции предписано законом, принятым 28 июня 2006 года. Этот реактор должен войти в строй в районе 2020 года.

Есть серия вопросов, на которые должны быть получены ответы. Например, какова будет роль демонстрационного быстрого реактора? Станет ли он исследовательским реактором, необходимым для обоснования различных концепций, или же он будет решать задачу демонстрации возможности коммерческого применения быстрых реакторов - то есть, будет являться коммерческой установкой, однако с относительно малой мощностью?

Что в компании EDF понимают под термином "промышленный прототип" (industrial prototype)? Такой реактор должен соответствовать всем спецификациям для энергетических реакторов, но в меньших масштабах. В то же время, он должен располагать возможностями для "экстраполяции" по всем важным направлениям.

Промышленный прототип должен быть спроектирован и построен индустрией. После его сооружения, отрасль должна быть готова к возведению референтного блока.

Требования к демонстрационному реактору

Компания EDF подготовила список некоторых требований к демонстрационному реактору с точки зрения эксплуатирующей организации.

Безопасность демонстрационного реактора. Подходы к безопасности должны быть максимально схожими к подходами к безопасности при проектировании коммерческих реакторов.

Такое требование позволяет исключить из рассмотрения слишком маленькие активные зоны. Пустотный эффект реактивности в демонстрационном должен иметь тот же порядок, что в и в будущих коммерческих реакторах.

Такое требование позволяет определить нижний предел для объёма активной зоны демонстрационного реактора - 5 м³.

Эксплуатационные требования. Здесь необходимо добиться резкого увеличения параметров, достигнутых на "SuperPhenix". Так, коэффициент готовности реактора-прототипа должен быть не менее 80%.

В то же время, EDF может пойти на определённые уступки. Так, компания согласна не учитывать при расчёте коэффициента готовности простои, связанные с экспериментальными программами и другими особенностями эксплуатации демонстрационного реактора.

Возможности для контроля за оборудованием. Демонстрационный реактор должен быть в обязательном порядке спроектирован так, чтобы обеспечить возможность инспекции внутрикорпусных устройств и другого оборудования блока.

Сценарии ввода быстрых реакторов во Франции

Компания EDF рассматривает следующий сценарий перехода на быстрые реакторы.

Согласно сценарию, после 2040 года начнётся процесс замещения легководных реакторов быстрыми. Полное закрытие всех тепловых реакторов, работающих на уране, произойдёт в конце XXI века.

Первый этап ввода быстрых реакторов продлится десятилетие с 2040 по 2050 годы, после чего в атомной энергетике Франции наступит эпоха сосуществования быстрых и тепловых реакторов. Второй и окончательный этап быстрых установок предполагается в 2080-2100 годах, и следующий век Франция встретит без легководных энергоблоков.

Первый рецикл плутония из быстрых реакторов произойдёт после 2060 года. Использование MOX в реакторах PWR закончится к 2040 году. Сценарий разрабатывается в EDF, исходя из предположения, что общий парк атомных реакторов во Франции останется в течение нашего столетия неизменным на уровне 60 ГВт(эл.).

Трансмутация младших актинидов будет возможна, если она будет признана целесообразной и её плюсы перевесят её минусы.

Контрольные сроки

Важным для судьбы французской быстрой программы станет 2012 год. К этому моменту, в стране появится окончательная определённость с политикой обращения с радиоактивными отходами и будут подготовлены концептуальные соображения по демонстрационному быстрому реактору.

ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru

ДАТА: 22.04.2010

Темы: Быстрые натриевые реакторы, Европа, Франция, Electricite de France