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, подготовленного совместно компаниями EDF и "AREVA NP", а также комиссариатом по атомной энергии Франции, и посвящённого быстрому натриевому реактору ASTRID.
Доклад был прочитан Франсуа Гоше (Francois Gauche), сотрудником комиссариата по атомной энергии (CEA) Франции.
НИОКР для ASTRID
Стратегия развития CEA, принятая в декабре 2006 года и получившая подтверждение в мае 2008 года, предусматривает параллельную разработку двух реакторных систем на быстрых нейтронах.
По линии быстрых реакторов с натриевым теплоносителем создаётся демонстрационный реактор ASTRID. Натрий выбран как наиболее освоенная технология из числа применимых для быстрых установок. Работы по проектированию прототипа ведутся комиссариатом в тесной кооперации с EDF и AREVA.
В долгосрочной перспективе Франция по-прежнему предпочитает ориентироваться на быстрые газовые реакторы (GFR). Первым экспериментальным реактором GFR должен стать проект ALLEGRO. Для его создания Франция нуждается в сотрудничестве с другими европейскими государствами.
На данном этапе в стране осуществляется программа НИОКР общего характера. Выбраны четыре направления для поисковых исследований по проекту ASTRID:
"Привлекательная" зона с повышенной безопасностью.
В активной зоне ASTRID предполагается использовать твэлы диаметра большего, чем в предыдущих французских проектах быстрых натриевых реакторов. Одно из направлений НИОКР в этом направлении касается поиска конструкционных материалов, не подверженных сильному распуханию.
Слева - сравнительные размеры твэлов в реакторах
"Phenix", "SuperPhenix" и ASTRID (SFR).
Справа - экспериментальные тенденции поведения под облучением (от с.н.а. - dpa) различных сталей; прямой горизонтальной линией показан порог охрупчивания (embrittlement limit).
Текущий выбор комиссариата по конструкционным материалам для ASTRID - ферритные стали с содержанием хрома 14-18%, дисперсноупрочнённые оксидами. Альтернативное направление работ - мартенситные стали с содержанием хрома 9%, также дисперсноупрочнённые оксидами.
Улучшенная сопротивляемость реакторной установки серьёзным авариям.
В проекте ASTRID будет широко использоваться концепция "линий защиты" (lines of defense). Предполагается введение трёх или четырёх линий, подкреплённое расчётами по ВАБ.
Особое внимание будет уделяться следующим аспектам:
Разумеется, в проект ASTRID будут включены такие элементы, как ловушка расплава активной зоны и другие, известные по проектам реакторов поколения III+. Особое внимание будет уделяться безопасности блока при землетрясениях, падениях самолётов и атаках террористических группировок.
Главной целью исследований по улучшенной сопротивляемости РУ серьёзным авариям декларируется минимизация финансовых и лицензионных рисков для ASTRID.
В июне 2008 года разработчики проекта провели первый семинар с участием экспертов французского надзорного органа. С января 2009 года такое взаимодействие приобрело регулярную основу. Важная роль в этой работе отводится анализу загадочных внезапных падений реактивности на реакторе "Phenix", наблюдавшихся в период с августа 1989 года по сентябрь 1990 года.
Системы конверсии энергии, позволяющие снизить связанные с натрием риски.
Создание контуров ASTRID подчинёно комплексной цели - снизить вероятность взаимодействия натрия и воды при одновременном упрощении и удешевлении контуров, но не в ущерб безопасности.
Добиться этого, как считают авторы доклада, возможно тремя способами:
По первому направлению исследований рассматриваются достаточно известные циклы - например, цикл Брайтона при высоком давлении N2-He, обеспечивающий к.п.д. 39%, или сверхкритический цикл на CO2 с к.п.д. 43%.
Очевидно, что в газовом варианте понадобится внимательно рассмотреть опасности распространения газа по другим контурам, взаимодействие CO2 с натрием, конструкции промежуточных теплообменников и другие фундаментальные вопросы.
Цели и основные вехи проекта ASTRID
Быстрый натриевый реактор ASTRID расценивается во Франции как промышленный прототип, последний шаг на пути к созданию референтного быстрого натриевого аппарата. Он должен позволить интегрировать французский и международный опыт создания и эксплуатации натриевых установок, а также показать на практике практическую осуществимость трансмутации младших актинидов.
Сложность вопроса о младших актинидах заставляет торопиться с выводами. К 2012 году должно быть подготовлено ТЭО по промышленному выделению этих элементов из состава ОЯТ, а к 2013 году сформулирована общая позиция по возможности их трансмутации в быстрых натриевых реакторах.
Годы 2012-2013 станут для ASTRID определяющими. Помимо выработки позиции по младшим актинидам, в этот же период должно завершиться предконцептуальное проектирование (Pre-Conceptual Design) реактора. По итогам двух названных этапов страна должна принять решение - целесообразно ли продолжать развивать натриевое направление?
При ответе "да" во Франции начнётся создание технорабочего проекта ASTRID, который должен быть готов к 2015 году. После этого периода бумажная часть работ будет постепенно отходить на задний план, и стартует собственно строительство блока и необходимых объектов топливного цикла.
ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru
ДАТА: 29.04.2010
Темы: Быстрые натриевые реакторы, Европа, Франция
