Франция - планы по быстрым

AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 26.04.2022

Международная конференция FR22 по быстрым реакторам и связанным с ними топливным циклам прошла в штаб-квартире МАГАТЭ в Вене с 19 по 22 апреля 2022 года.

С докладом о политике Франции в области быстрых реакторов и ЗЯТЦ на конференции выступил Фредерик Серр (Frederic Serre), представляющий комиссариат по атомной энергии (CEA).

Курс на замыкание

Хорошо известно, что в настоящее время во Франции нет действующих быстрых реакторов. В отрасли реализуется политика однократного прохождения плутония через активную зону легководных реакторов.

На заводе в Ля Аг в общей сложности было переработано 34 тысячи тонн ОЯТ легководников, за счёт чего далее было произведено порядка 2,6 тысячи тонн MOX-топлива. Разрешение загружать MOX-сборки в активную зону реактора имеют 24 из 56 французских энергоблоков.

Выделение плутония, подчеркнул докладчик, основывается на следующем принципе: "Выделять столько, сколько требуется реакторам". Сейчас ежегодная потребность в выделенном плутонии составляет во Франции примерно 10 тонн.

Принятый во Франции многолетний энергетический план (2019-2028) подтверждает, что страна остаётся приверженной курсу на замыкание ядерного топливного цикла - по крайней мере, до 2040 года.

В качестве промежуточного шага рассматривается переход на многократное рециклирование плутония в легководных реакторах, подготовка к этому ведётся. Конечным этапом всё же видится замыкание топливного цикла с быстрыми реакторами, что позволит лучше использовать ресурсы природного урана.

Среди быстрых реакторов основным направлением выбраны реакторы с натриевым теплоносителем, однако и другие направления также не остаются без внимания.

Докладчик напомнил о сформулированных в октябре 2021 года президентом Эммануэлем Макроном инвестиционных целях в области энергетики, а именно, создании инновационных малых модульных реакторов, выходе на лидирующие позиции в мире по производству "зелёного" водорода и снижения выбросов парниковых газов на 35% по сравнению с уровнем 2015 года.

Французские проекты

Наиболее известный проект французского ММР - NUWARD, к разработке которого привлечены многие французские атомные компании и организации. Реактор может использоваться для производства как электроэнергии, так и тепла и/или водорода.

Однако и в быстрой области французы ведут ряд разработок. Докладчик использовал для них формулировку Advanced Modular Reactors, перспективные модульные реакторы. Это означает, что их мощность в принципе может выходить за рамки диапазона энергий для ММР.

В двух проектах перспективных быстрых реакторов теплоносителем выбран натрий - это проекты ATRIUM и ANAIS. Кроме того, группа "Orano" разрабатывает проект жидкосолевого реактора ARAMIS. Докладчик не стал пояснять, почему названия всех проектов начинаются на букву "A".

На дальнюю перспективу французы рассматривают проект ISAC (Innovative System for Actinides Conversion), разрабатываемый кооперацией в составе CEA, EDF, "Framatome", "Orano" и французского института CNRS. Проект представляет собой ЖСР, специализированный в качестве дожигателя америция.

Докладчик упомянул (но не стал останавливаться!) о работах в области микрореакторов и реакторов для космического применения.

В 2021 году во Франции были созданы три реакторных стартапа - "Naarea" для микро-ЖСР, "Jimmy" для микро-ВТГР и "Transmutex" для реакторных систем, управляемых ускорителем (ADS-системы).

ANAIS и ATRIUM

Быстрые натриевые реакторы большой мощности хорошо подходят для топливных циклов с многократным использованием плутония, однако их экономика оставляет лучшего ("всё ещё слишком дорогие").

По этой причине французы приступили к разработке перспективных быстрых натриевых реакторов пониженной мощности, экономические характеристики которых, по их мнению, могут быть лучше, чем у больших аппаратов.

Оба рассматриваемых сегодня проекта имеют электрическую мощность порядка 150 МВт(э), но между ними есть и различия. Степень проработки проекта - sketch, что может соответствовать нашему эскизному проекту.

Проект ANAIS может быть разработан в относительно короткие сроки. Это реактор бассейнового типа, использующий многие решения из известного проекта ASTRID.

Основная задача, поставленная перед разработчиками ANAIS - снизить, насколько это возможно, капитальные расходы. Докладчик добавил, что ANAIS сразу проектируется в двух- или четырёхмодульном исполнении.

Проект ATRIUM будет включать в себя "прорывные инновации". Это петлевой аппарат с активной зоной типа CADOR (Core with Adding DOppleR effect). В идеале у ATRIUM будут исключены тяжёлые аварии с расплавлением всей активной зоны.

Из других инновационных черт ATRIUM докладчик отметил упрощённые контура и наличие полностью пассивной системы отвода остаточного энерговыделения.

Для улучшения экономики перспективных быстрых натриевых реакторов рассматривается возможность их работы в системе с накопителями тепловой энергии. Цель - иметь возможность маневрировать мощностью системы со скоростью до 20%/мин без изменения мощности реактора.

Рассматриваются также иные применения, в том числе для производства тепла и водорода. Главным вопросом остаётся: позволят ли все эти меры сделать быстрые реакторы выгодными "в разумные сроки"?

Комбинированная система с быстрым натриевым реактором и накопителями тепловой энергии.
Щёлкните левой клавишей мыщи для просмотра.

Докладчик не привёл каких-либо других подробностей о проекте ATRIUM, поэтому ниже мы приводим некоторые пояснения из другой французской презентации, сделанной в 2021 году.

Щёлкните левой клавишей мыщи для просмотра.

Быстрый жидкосолевой реактор

Интерес Франции к ЖСР, а точнее к быстрому ЖСР обусловлен рядом причин - возможность многократного рециклирования плутония и трансмутации миноров, свойства безопасности (потенциальное отсутствие тяжёлых аварий, мощные отрицательные обратные связи в нейтронике, отсутствие давления, отвердевание соли при течах).

Кроме того, жидкосолевые реакторы хорошо подходят для работы в манёвренных режимах.

Однако есть и проблемные места. Например, не хватает ряда данных, необходимых для проектирования. Требуется решить вопросы, связанные с коррозией материалов и с поведением конструкционных материалов под облучением (в ЖСР нет такого барьера безопасности как оболочки твэлов!).

Много работы предстоит выполнить и для понимания особенностей эксплуатации ЖСР. так как мировой опыт в этой области минимален.

В 2020 году в группе "Orano" стартовала исследовательская программа, в чью задачу входит определить осуществимость быстрых ЖСР и подтвердить их заявленные преимущества. Также в группе разрабатывается проект быстрого ЖСР под названием ARAMIS.

Ключевые слова: Быстрые натриевые реакторы, Франция, Выставки и конференции, Жидкосолевые реакторы, Статьи

---

Другие новости:

Специалисты ФЭИ приняли участие в работе конференции FR22

FR22 - Олимпиада для быстрых.

Госсовет КНР одобрил строительство шести новых атомных энергоблоков на трёх площадках

"Sanmen-3/4", "Haiyang-3/4" и "Lufeng-5/6".

Выработка электроэнергии на АЭС США снижается второй год подряд - EIA

Доля сохраняется у отметки 19%.

---

---

---

---

Поиск по сайту: