Na úvod si všimnime ako fakt: Prvý čínsky rýchly reaktor (China Experimental Fast Reactor) bol postavený priamo v hlavnom meste - na juhozápade Pekingu, asi 45 kilometrov od centra. Tu, za šiestym dopravným kruhom, je Čínsky inštitút pre atómovú energiu (CIAE). Ak chcete - analóg Kurchatovského inštitútu, ktorý vyrastal z tajného laboratória č. 2 na severozápadnom okraji Moskvy.
Osobitný korešpondent Rossiyskaya Gazeta a filmový štáb televízneho kanála Russia 24 boli prvými zahraničnými novinármi, ktorí získali prístup do jadrového zariadenia v Pekingu. Predtým existovali iba jadroví špecialisti, ktorí pomáhali pri výstavbe a spustení CEFR.
"Náš Ústav pre atómovú energiu, teraz známy aj ako Ústav modernej fyziky Čínskej akadémie vied, bol založený v roku 1950," pozdravil novinárov z Ruska prezident a riaditeľ CIAE Wan Gang. - Ďalším pre nás veľmi dôležitým dátumom je 27. september 1958, kedy bol na územie ústavu za pomoci ZSSR spustený prvý ťažký vodný výskumný reaktor. V tom istom 58, za účasti sovietskych špecialistov, tu bol spustený prvý akcelerátor-cyklotron …
„Plán 863“: etapa za etapou
Teraz, o viac ako päťdesiat rokov neskôr, boli prvé výskumné zariadenia vyradené z prevádzky. Cyklotron bol podľa riaditeľa ústavu demontovaný, pretože ako spomienka zostal iba veľký magnet. Budova prvého reaktora bola zachovaná, ako sme sa o tom mohli presvedčiť tým, že sme sa k nej dostali cez veľký upravený ústavný park s úhľadne spevnenými chodníkmi. V centrálnej časti sme sa na minútu zastavili pred mramorovými bustami atómových vedcov - svietidlami ich čínskeho atómového projektu.
Netají sa účasťou na výskume a vývoji, ktorý slúžil na výrobu prvých atómových (1964) a potom vodíkových (1967) bômb pre ČĽR, naopak sú na to hrdí. Rovnako ako príspevok k vytvoreniu prvej jadrovej ponorky (1971) pre čínske námorníctvo a prvého satelitu (1971) Zeme vypusteného v nebeskej ríši.
Teraz je však podľa riaditeľa ústavu hlavnou úlohou ním vedeného tímu rozvoj jadrovej energie vrátane jadrovej energie na novej technologickej platforme. V Číne pán Wan Gang zdôraznil, že v tejto oblasti bola prijatá trojstupňová stratégia vývoja: tepelný reaktor - rýchly reaktor - termonukleárny reaktor.
Pokiaľ ide o tradičné reaktory, v ktorých sú jadrá uránu-235 štiepené takzvanými tepelnými (pomalými) neutrónmi, v Číne sa z čisto vedeckej sféry už dávno presťahovali do oblasti komerčnej prevádzky. Podľa oficiálnych údajov, ktoré na AtomExpo-2015 v Moskve predložila štátna korporácia CNNC, má v prevádzke deväť jadrových blokov, dvanásť je vo výstavbe a ešte viac sa plánuje. Cieľom je do roku 2020 zvýšiť podiel jadrovej energie na šesť percent (80 GW) a v budúcnosti v týchto ukazovateľoch dobehnúť alebo dokonca predbehnúť Francúzsko.
Podiel výroby jadrovej energie na celkovej energetickej bilancii Číny je zatiaľ zhruba dve percentá. Ale toto je zatiaľ. Obdobie učňovskej prípravy, keď tu boli postavené prvé jadrové elektrárne podľa francúzskych, kanadských, amerických, ruských projektov, rýchlo plynie. Väčšina novovybudovaných energetických blokov už používa alebo plánuje použiť reaktory a ďalšie dôležité zariadenia čínskeho alebo spoločného vývoja. To znamená, že prvý stupeň - rôzne druhy tepelných reaktorov - Čína vypracovala a posúva sa, obrazne povedané, na druhú úroveň.
V štátnom pláne rozvoja vysokých technológií alebo, ako sa tomu častejšie hovorí, v „pláne 863“je vývoj rýchlych reaktorov uvedený ako najvyššia priorita. Rovnaká úloha bola zahrnutá do strednodobého programu rozvoja vedy a techniky na roky 2006-2020.
Začali sa však bližšie pozerať na rýchle reaktory, ktorým sa hovorí aj šľachtitelia, za Veľkým múrom už koncom 60. rokov minulého storočia. V tej dobe bolo známe, že samotná myšlienka rozšírenej reprodukcie jadrového paliva (chovateľ - inými slovami chovateľ) bola vyjadrená v januári 1943 v USA Leom Szilardom a vyzdvihnutá v ZSSR. Od roku 1949 sa pod vedením akademika Alexandra Leipunského uskutočňovali v Sovietskom zväze mnohostranné výskumné práce na vytvorení rýchlych reaktorov. Ale prvý experimentálny množiteľský reaktor s tepelnou kapacitou 0,2 MW bol spustený v USA, v jadrovom centre v Idahu, 20. decembra 1951.
V ZSSR bolo podobné zariadenie uvedené do prevádzky o štyri roky neskôr v Obninsku (región Kaluga), kde sídli Inštitút fyziky a energetiky a kde v tom čase pracoval akademik Leipunsky. O rok neskôr bol na tom istom mieste v Obninsku spustený experimentálny reaktor BR-2: ako palivo slúžilo kovové plutónium a ako chladivo sa používa ortuť.
V tom istom roku 1956 začalo konzorcium niekoľkých amerických spoločností s výstavbou 65 MW demonštračného chovateľa Fermi-1. O desať rokov neskôr sa na ňom stala nehoda s roztavením jadra. Reaktor bol demontovaný s veľkými nákladmi, potom záujem amerického priemyslu o túto tému vyprchal.
Medzitým bol v ZSSR postavený a spustený experimentálny BR-5 (po rekonštrukcii sa stal známym ako BR-10)-v Obninsku. A v Ústave atómových reaktorov v Dimitrovgrade (Uljanovská oblasť) - viacúčelový BOR -60, v ktorom bolo použité palivo MOX (zmes uránu a dioxidov plutonia) a ako chladivo bol použitý tekutý sodík. BOR-60 je stále v prevádzke a existuje možnosť predĺženia jeho prevádzky do roku 2019.
Francúzsko vynaložilo päť miliárd dolárov na výstavbu rozsiahlej jadrovej elektrárne s rýchlym neutrónovým reaktorom Superphenix, ale kvôli problémom s jadrom plutóniom bolo toto zariadenie zatvorené v roku 1996 …
Jediným (na celom svete!) Prevádzkovaným rýchlym neutrónovým energetickým reaktorom je reaktor BN-600 na treťom bloku jadrovej elektrárne v Bělorusku. Je držiteľom rekordu v dĺžke služby - v komerčnej prevádzke je od roku 1980 a je možné ho predĺžiť až do roku 2030. Navyše je to doteraz najsilnejší sodíkom chladený rýchly reaktor.
Najprv v novom storočí
prípravné postupy na uvedenie do prevádzky. Oba reaktory sa narodili v Strojárskom úrade pre experimentálny dizajn pomenovanom po V. I. Afrikantova. Akademik Fjodor Mitenkov, vedecký riaditeľ OKBM, získal v roku 2004 Medzinárodnú globálnu energetickú cenu za vynikajúci prínos k rozvoju fyzikálnych a technických základov a tvorbe rýchlych neutrónových reaktorov.
Ako projektanti uisťujú, projekt BN-800 implementoval dôležité inovácie na zlepšenie jadrovej a radiačnej bezpečnosti. Sú založené na pasívnych princípoch, čo znamená, že ich účinnosť nezávisí od spoľahlivosti prevádzky pomocných systémov a ľudského faktora.
To všetko bolo pri návrhu CEFR - prvého a zatiaľ jediného rýchleho neutrónového rektora postaveného, testovaného a oficiálne uvedeného do prevádzky v 21. storočí, plne zohľadnené. Na túto skutočnosť je obzvlášť hrdý Čínsky inštitút atómovej energie a ďakuje ruským kolegom za aktívnu pomoc.
Prvé kontakty medzi špecialistami oboch krajín na tento projekt začali v roku 1992. Pracovná skupina z ruskej strany zahŕňala zamestnancov OKBM im. Afrikantov (Nižný Novgorod), petrohradský inštitút „ATOMPROEKT“a Inštitút fyziky a energetiky (Obninsk, región Kaluga).
"V tom čase už naši špecialisti mali predstavu o rýchlych reaktoroch so sodíkovým chladivom," hovorí riaditeľ ústavu Wan Gang. - Okrem toho sme študovali tepelnú hydrauliku, fyziku neutrónov, vedu o materiáloch, zvláštnosti manipulácie s jadrovým palivom a špeciálne zariadenia. Cestou boli objasnené ciele celého projektu. Po prvé, vytvorenie samotného reaktorového závodu. Bolo určené, že pôjde o experimentálny reaktor s tepelným výkonom 65 megawattov a elektrickým výkonom 20 megawattov. Za druhé, vývoj nových technológií. Po tretie, školenie. A už vo finále - plánované testy, výskumy, experimenty. Potrebovali sme CEFR ako základ, platformu, aby sme po získaní potrebných skúseností mohli prejsť k vytvoreniu demonštračných a potom sériových komerčných energetických jednotiek jadrových elektrární s rýchlymi neutrónovými reaktormi.
Rovnako ako v Rusku, iba prísnejšie
Koncepčný projekt CEFR bol vyvinutý čínskymi odborníkmi a predložený ruským kolegom na zváženie. Potom, s prihliadnutím na prijaté pripomienky a protinávrhy, bol celý koncept vrátane technických požiadaviek a hlavných komponentov reaktora podrobne prediskutovaný na spoločnom stretnutí v máji 1993 a získal schválenie na najvyššej úrovni.
V druhej polovici 90. rokov sa začala etapa inžinierskeho projektovania. Už spomínané OKBM, Petrohrad ATOMPROEKT, FEI a OKB Gidropress (Podolsk, Moskovská oblasť) tvorili, podľa slov svojich čínskych kolegov, „projektovú spoluprácu“a pracovali koordinovane, profesionálne, s prihliadnutím na všetky požiadavky a priania zákazníka. A počiatočné pokyny čínskej strany boli ešte prísnejšie ako štandardy radiačnej bezpečnosti, normy pre rádioaktívne úniky a výboje, núdzové situácie platné v tom čase v ruskom jadrovom energetickom priemysle.
"Pretože bolo rozhodnuté vybudovať CEFR v rámci hraníc Pekingu, a to nie je len veľké mesto - hlavné mesto Číny, stanovili sme špeciálne požiadavky na zaistenie bezpečnosti," vysvetľuje Xu Mi, hlavný vedec CNNC, akademik z Čínska akadémia inžinierstva pri stretnutí s ruskými novinármi. - Aj keď je pravdepodobnosť tavenia jadra v tomto reaktore zanedbateľná, trvali sme na použití pasívneho systému na odstraňovanie zvyškového tepla. A - pri inštalácii záchytnej vaničky pre hypotetickú taveninu jadra. Hlavné obehové čerpadlá (MCP) boli objednané v Rusku, ale v prípade núdzového chladenia boli požiadané, aby do svojho návrhu pridali zotrvačník, čím sa zvýši čas dobehu MCP, to znamená cirkulácia chladiacej kvapaliny v prípade strata energie …
Podľa Xu Mi by v prípade akejkoľvek núdzovej situácie alebo dokonca nad rámec projektovej havárie nemala byť potrebná evakuácia obyvateľstva - všetko by malo byť lokalizované vo vnútri pohonnej jednotky alebo v medziach jej chránenej oblasti. Národná agentúra pre jadrovú bezpečnosť Čínskej ľudovej republiky nepovažovala takúto kampaň za zaistenie a podporila pozíciu ich vedcov.
"Koniec koncov, od steny budovy, v ktorej je namontovaný CEFR, k plotu, ktorý obklopuje ústav, je to iba 153 metrov," zdôrazňuje akademik s jemným úsmevom. - A potom ľudia len žijú. Nemali by byť ohrozené. Preto sme dnes pri spätnom pohľade spokojní s tým, že nami navrhované kritériá zodpovedajú bezpečnostným normám a požiadavkám pre reaktory štvrtej generácie.
V júli 2000 bola za prítomnosti ruského prezidenta Vladimira Putina a čínskeho prezidenta Ťiang Ce -mina podpísaná stavebná dohoda CEFR. V septembri toho istého roku bol Wan Gang vymenovaný za riaditeľa rozostavaného reaktora; teraz je riaditeľom celého ústavu a podrobne si spomína na udalosti na jeho území.
- Od nalievania prvého betónu po montáž stropu nad budovu reaktora (august 2002) trvalo iba dva roky. Koncom roku 2008 bola dokončená inštalácia bloku reaktora. V máji 2009 sa začalo plnenie okruhu sodíkom. V júni 2010 začali s nakladaním paliva do reaktora a už 21. júla dosiahli prvýkrát kritickosť. Presne o rok neskôr, 21. júla 2011, sme dokázali zvýšiť kapacitu na 40 percent nominálnej hodnoty, čo bol v tom čase pre nás míľnik …
Infografika WG / Anton Perepletchikov / Leonid Kuleshov / Maria Pakhmutova / Alexander Emelianenkov
Aby to bolo možné, v projekčnej kancelárii a v podnikoch Rosatomu zapojených do spolupráce s čínskymi partnermi v rokoch 2003-2005 hlavné obehové čerpadlá primárneho a sekundárneho okruhu, medziľahlé výmenníky tepla, parný generátor a zariadenia na prekládku boli navrhnuté, vyrobené a odoslané na miesto určenia. palivo - iba sedem typov kritických zariadení v reaktorovom zariadení, prístrojové vybavenie a palivo pre prvé tri zaťaženia.
Predtým však boli vypracované technické projekty monitorovacieho a riadiaceho systému (MCS JE), technický návrh reaktorového závodu a technické riešenie hlavnej budovy JE. Ruskí špecialisti splnili svoje zmluvné záväzky v plnom rozsahu a včas.
Naučte študenta, aby sa mal od koho učiť
Špičkový „hardvér“dodávaný z Ruska by zostal železom a jadrový reaktor by sa len ťažko stal efektívnym nástrojom výskumníkov, keby sa včas nezabezpečilo školenie obslužného personálu. A začali to v dostatočnom predstihu.
Súčasný námestník riaditeľa pre prevádzku a bezpečnosť CEFR Wu Chunliang pochádza z prvej dávky vyškolených inžinierov riadenia reaktorov vyškolených v Rusku. V roku 2002 boli vyškolení v školiacom stredisku RIAR - Dimitrovgrad, Uljanovská oblasť. Tam tiež mohli vidieť viacúčelový reaktor BOR-60 v prevádzke a byť na neho vyškolení. Potom, už v rámci programu fyzického spustenia, študovali na špeciálnych stánkoch Fyzikálneho a energetického ústavu v Obninsku a Afrikantov OKBM v Nižnom Novgorode.
"Po návrate domov sme sa spolu s ruskými špecialistami zúčastnili uvedenia rôznych systémov a zariadení CEFR do prevádzky," hovorí Wu Chunliang, ktorý sa s nami stretol v riadiacej miestnosti. - Potom sme urobili skúšku organizovanú Národnou agentúrou pre jadrovú bezpečnosť. V roku 2008 získali licencie na právo vykonávať takú prácu a stali sa kontrolnými operátormi prvej dávky. A potom sa školenie druhej dávky operátorov uskutočnilo už doma - hlavne v samotnom CEFR.
Výsledkom je, že podľa Wu Chunlianga sa vyvinul kompletný a holistický vzdelávací systém. Dozorný orgán už dostal povolenie na prevádzku experimentálneho reaktora 55 operátorov vrátane žien.
V čase nášho rozhovoru boli na ovládacom paneli iba dvaja operátori a jeden, vedúci smeny, bol za nimi. Ako vysvetlili, je to dosť na to, aby spoľahlivo, bez rozruchu a nervozity, monitorovalo všetky parametre reaktorovej elektrárne a dohliadalo na preventívne práce, ktoré sa z času na čas vykonávajú na zariadeniach v zakázaných oblastiach.
Po vypočutí tohto vysvetlenia som neodolal a spýtal som sa, čo je na stene za operátormi dispečingu napísané veľkými červenými hieroglyfmi?
- Toto je motto alebo, ak chcete, princíp života celého ústavu, - usmial sa zástupca riaditeľa CEFR a okamžite zvážnel. - Môžete to preložiť takto. Najprv dajte všetku svoju silu, všetko pre dobro vlasti a štátu. Za druhé, buďte vždy o krok vpred, študujte skúsenosti ostatných, nachádzajte a predstavujte nové veci. A po tretie - zostaňte vo všetkom úprimní, vážte si dôveru a zachovajte si osobnú skromnosť.
Dobré motto, vidíte.
A nejde o nadbytočnú prílohu k licencii prevádzkovateľa jadrového zariadenia.
