Юрий Орлов: о тяжёлых металлах AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 02.01.2011 В октябре 2010 года в ГНЦ РФ - ФЭИ прошёл межотраслевой семинар "Тяжёлые жидкометаллические теплоносители в быстрых реакторах (Теплофизика-2010)". На вопросы электронного периодического издания AtomInfo.Ru любезно согласился ответить профессор Юрий Иванович ОРЛОВ, советник директора института ядерных реакторов и теплофизики (отделение ГНЦ РФ - ФЭИ), руководитель проекта "Тяжёлые жидкометаллические теплоносители". ПРОДОЛЖЕНИЕ ПОСЛЕ ФОТО Юрий Орлов, фото ГНЦ РФ - ФЭИ Конференция "Теплофизика-2010" Юрий Иванович, сначала несколько слов о конференции. В нашем институте уже давно стало традицией проводить конференции под названием "Теплофизика-20xx". На этих конференциях, имевших статусы от межотраслевого до международного, обсуждались вопросы теплогидравлики, технологии теплоносителей, безопасности работы РУ с различными теплоносителями (натрий, эвтектический сплав свинца с висмутом, свинец, вода). В этом году стартовала федеральная целевая программа "Ядерные энерготехнологии нового поколения". По этой программе необходимо разработать и создать три крупные реакторные установки на натриевом (БН), на свинец-висмутовом (СВБР) и свинцовом (БРЕСТ) теплоносителях. Поскольку в двух из трёх РУ предусматривается использовать тяжёлые жидкометаллические теплоносители, в тематике конференции был сделан упор на тяжёлые теплоносители. Программный комитет конференции решил не ограничиваться узкой тематикой, а собрать разных специалистов, чтобы более широко понять, что мы имеем на сегодняшний день и какие цели и задачи стоят в нашей работе в будущем. В докладе научного руководителя РУ БРЕСТ, профессора Орлова Виктора Владимировича были изложены идеология и цели создания РУ со свинцовым теплоносителем. Научный руководитель РУ СВБР, профессор Тошинский Георгий Ильич рассказал о состоянии работ по научно-техническому обоснованию проекта РУ СВБР. Было представлено 67 докладов по теплогидравлике, технологии тяжёлых теплоносителей, стойкости конструкционных материалах в теплоносителях и др. Всего работало 5 секций. В работе конференции приняли участие более 100 специалистов из 24 организаций из таких городов как Москва, Санкт-Петербург, Сосновый бор, Нальчик, Нижний Новгород, Екатеринбург, Троицк и др. Свинец-висмут и свинец Как выбирались сплав свинца с висмутом и свинец в качестве теплоносителей для РУ? В послевоенное время в рамках "Атомного проекта" широко разворачивались работы по созданию ядерных энергетических установок мирного и военного назначения. Для охлаждения высоконапряжённых активных зон РУ было предложено использовать жидкие металлы, обладающие хорошими теплофизическими свойствами. В 1950 году академик А.И. Лейпунский предложил создать реакторы гражданского назначения на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем и реакторы на промежуточных нейтронах для РУ подводных лодок с эвтектическим сплавом свинца с висмутом в качестве теплоносителя. Выбор сплава Pb-Bi был определен его положительными физико-химическими и теплофизическими свойствами. Низкая химическая активность при взаимодействии с воздухом, водой, паром и высокая температура кипения исключают возможность взрыва и пожара, вскипания в энергонапряженных участках контура. Для РУ космических аппаратов был использован сплав натрия с калием. Широко исследовался литий. Для обоснования и создания РУ с жидкометаллическими теплоносителями и был создан наш институт. ГНЦ РФ - ФЭИ до сих пор является крупнейшим научным центром в мире, имеющим уникальную экспериментальную базу и великолепных специалистов. За мою долгую трудовую жизнь мне пришлось поработать со многими теплоносителями для РУ. Это и вода, сплав натрия с калием, ртуть, литий, свинец и сплав свинца с висмутом. Имея такой опыт, я могу сравнить разные теплоносители и оценить их положительные и отрицательные свойства. В 1963 году была спущена на воду первая подводная лодка проекта 645 со свинец-висмутовым теплоносителем. Первая кампания проходила, хотя и с некоторыми неполадками, но успешно. В периоды долгосрочных автономных походов был накоплен уникальный опыт эксплуатации реакторной установки с тяжёлым теплоносителем. Однако слишком "доверчивое" отношение к великолепным свойствам этого теплоносителя, недостаточность знаний о свойствах теплоносителя, а также ошибки обслуживающего персонала привели к тяжёлой аварии на РУ в мае 1968 года. В ГНЦ РФ - ФЭИ были созданы группа, лаборатория, а потом отдел по изучению физико-химических свойств теплоносителя, созданию методов и средств технологии теплоносителя. В этот период на стапелях уже была заложена серия уникальных подводных кораблей 705 проекта. А опытная лодка этого проекта (900) уже была почти готова. Работа была очень тяжёлой и физически (по семь месяцев в году командировки), и морально (постоянные отчёты в верхах). Но в тоже время было удовлетворение от нашей востребованности. И был результат. На всех лодках были внедрены разработанные методы и средства технологии теплоносителя. Уже в 1976 году было разработано "Руководство по правилам обращения с теплоносителем Pb-Bi". Счастлив тот, у кого в жизни был такой период сложной и ответственной работы. И был отличный результат, и были награды Родины. Мы обосновали новый теплоноситель для атомной энергетики! Мы были счастливы! Мы были горды за себя и за Родину! Американцы тоже пытались обосновать свинец-висмутовый теплоноситель, но не смогли и программу закрыли. Но в итоге история 705-ого проекта, к сожалению, подошла к концу… Пришло время "перестройки". Был уничтожен весь дивизион 705-ых. Шесть лодок. Жалко было, слов нет! Лодки эти - потрясающее зрелище. Их, простите за вольность, как женщину хотелось обнимать. Прекрасные коллективы остались без работы. Мы занимались всем, чем могли, чтобы выжить. В 1993 году мне впервые разрешили выехать за рубеж, в Карлcруэ (ФРГ), где проходил семинар по жидкометаллическим теплоносителям. Говорили там, в основном, о натрии. Я представил доклад по тяжёлым металлам, и абсолютно никакого эффекта он не произвёл. Тем не менее, доклад был опубликован, и им заинтересовался лауреат Нобелевской премии по физике Карло Руббиа. Он хотел создать ускорительно-управляемую ядерную установку, где сплав свинца с висмутом является и мишенью и теплоносителем. Под этим флагом нам удалось сохранить технологию тяжёлометаллических теплоносителей, и самое главное - удержать коллективы от распада. Эта работа нам здорово помогла. Мы более глубоко изучили сплав Pb-Bi. В сотрудничестве с нашими военными нас всё время подгоняли сроки - сделать всё как можно быстрее. А в рамках проекта, который инициировал К.Руббиа, мы смогли обстоятельно разобраться во многих процессах. Три проекта Юрий Иванович, в любом разговоре о тяжёлых металлах никуда мы не денемся от вопроса - так, всё-таки, свинец или свинец-висмут? В конце 80-х годов профессором В.В.Орловым (НИКИЭТ) была предложена концепция быстрого реактора с естественной безопасностью БРЕСТ, в котором в качестве теплоносителя был выбран свинец. Наряду с основными положительными свойствами сплава Pb-Bi, у свинца полониевая активность примерно на три порядка меньше, чем у сплава. Свинец является недефицитным материалом, и производство его хорошо налажено. Он сравнительно недорогой (в 10-20 раз дешевле висмута). В начале было опасение, что высокая температура плавления свинца (327°С) создаст трудности при его использовании в циркуляционных контурах. Однако эти опасения были преувеличены. Сейчас и у нас, и за рубежом без проблем работают экспериментальные установки со свинцовым теплоносителем. За 20 лет работы над проектом БРЕСТ нашим институтом было очень много сделано по физике, теплогидравлике, материаловедению и по технологии свинцового теплоносителя. Разработан проект "Руководство по правилам обращения со свинцовым теплоносителем применительно к РУ "БРЕСТ-ОД-300". Таким образом, можно считать, что Россия имеет два новых научно-обоснованных прекрасных теплоносителя. Это - эвтектический сплав свинца с висмутом (PB-Bi) и свинец (Pb). Это два брата-близнеца. Выбор стоит за конструкторами в зависимости от их "вкуса", целей и задач создаваемых установок. Накопленный опыт при создании и эксплуатации судовых ЯЭУ и полученные в последние 25 лет результаты расчётно-теоретических и экспериментальных исследований позволяют считать, что тяжёлые жидкометаллические теплоносители будут играть важную роль в ядерных технологиях XXI века. При обосновании свинца и сплава свинца с висмутом в качестве теплоносителей в ГНЦ РФ - ФЭИ и в других организациях страны была проделана громаднейшая научно-исследовательская работа как фундаментального, так и прикладного характера. Мы подошли к изучению работы циркуляционного контура, как к живому организму, в котором надо поддерживать определённую температуру, концентрацию, избавляться от шлаков и подпитывать организм (контур) кислородом. В итоге были разработаны научные основы технологии тяжёлых (Pb-Bi, Pb) жидкометаллических теплоносителей, которые определяют методы и средства технологии, регламент их исследования применительно к каждой конкретной реакторной установке. Я не стал бы сегодня вдаваться очень глубоко в технические детали. Для этого можно ознакомиться с докладами, подготовленными для конференции "Теплофизика-2010", и другими нашими статьями и отчётами. Но обязательно следует остановиться вот на чём. Не случайно, что из трёх проектов, вошедших в ФЦП, в двух в качестве теплоносителя используются тяжёлые металлы. Мы рады этому. Но не хотелось бы, чтобы это хорошее направление, чтобы вся программа развития быстрых реакторов забуксовала бы, натолкнувшись на местнические интересы. Конструкторам и научно-исследовательским институтам нужно объединиться. Не допускать повторных работ, а напротив, с умом использовать те заделы, ту экспериментальную базу, что уже создана на предприятиях Госкорпорации "Росатом". Меня очень пугает, когда я слышу высказывания о том, что поистине гигантскую работу по развитию быстрых реакторов можно якобы выполнить, не проводя полномасштабных НИОКР. Неважно, по какой причине - из-за нехватки денег или времени… Необходимо выполнять всю программу НИОКР, предложенную научным руководством. Иначе мы столкнёмся с неприятными последствиями в будущем. Роль науки в реализации федеральной программы по инновационным ядерным технологиям должна быть определяющей. Спасибо, Юрий Иванович, за интервью для электронного издания AtomInfo.Ru. Ключевые слова: ФЭИ, Выставки и конференции, Интервью, Юрий Орлов Другие новости: АЭС России досрочно выполнили годовой план по выработке электроэнергии С начала года было выработано 169,4 млрд. кВтч электроэнергии (по данным на 15.00 30.12.2010) при плановом задании 169,2 млрд. кВтч. Суд приостановил строительство ЛАЭС-2 из-за нарушений на стройплощадке Между тем, как сообщил представитель СПбАЭП, на настоящий момент строительство станции идет в штатном режиме. Ростехнадзор выдал лицензию на дальнейшую эксплуатацию блока №4 Ленинградской АЭС Лицензия выдана на 15 лет - до 26 декабря 2025 года. |
Герой дня Геннадий Жердев: цифры без погрешностей бессмысленны Отвечу так - точность никогда не бывает достаточной. Потому что любую погрешность нужно обосновывать. Если вы считаете, что погрешность несущественна, значит, вы обязаны сказать, насколько именно она несущественна. ИНТЕРВЬЮ
Игорь Жемков МНЕНИЕ
Михаил Зизин |