Til å begynne med, la oss merke som et faktum: Kinas første hurtige reaktor (China Experimental Fast Reactor) ble bygget midt i hovedstaden - sørvest i Beijing, omtrent 45 kilometer fra sentrum. Her, bak den sjette transportringen, er China Institute of Atomic Energy (CIAE). Hvis du vil - en analog av Kurchatov -instituttet, som vokste ut av det hemmelige laboratoriet nr. 2 i den nordvestlige utkanten av Moskva.
Spesialkorrespondenten til Rossiyskaya Gazeta og filmteamet på TV -kanalen Russland 24 var de første utenlandske journalistene som fikk tilgang til kjernefysiske anlegget i Beijing. Tidligere var det bare atomspesialister som hjalp til med konstruksjonen og lanseringen av CEFR.
"Vårt institutt for atomenergi, nå også kjent som Institute of Modern Physics ved det kinesiske vitenskapsakademiet, ble grunnlagt i 1950," hilste president-direktør for CIAE Wan Gang på journalistene fra Russland. - En annen veldig viktig dato for oss er 27. september 1958, da den første tungvannsforskningsreaktoren ble lansert på instituttets territorium med bistand fra USSR. I samme 58, med deltagelse av sovjetiske spesialister, ble den første akseleratoren-syklotron lansert her …
"Plan 863": trinn for trinn
Nå, mer enn femti år senere, har de første forskningsfasilitetene blitt tatt ut av drift. Syklotronen, ifølge direktøren for instituttet, ble demontert, da bare en stor magnet var igjen som et minne. Bygningen av den første reaktoren har blitt bevart, slik vi kunne se ved å gå til den gjennom en stor, velstelt instituttpark med pent asfalterte gangstier. I den sentrale delen stoppet vi et minutt foran marmorbyster av atomforskere - armaturene til deres kinesiske atomprosjekt.
De legger ikke skjul på sin deltakelse i forskning og utvikling, som tjente til å lage de første atombombene (1964) og deretter hydrogen (1967) til Kina, tvert imot, de er stolte av det. I tillegg til et bidrag til opprettelsen av den første atomubåten (1971) for den kinesiske marinen og den første satellitten (1971) på jorden som ble lansert i det himmelske riket.
Men nå, ifølge direktøren for instituttet, er hovedoppgaven til teamet som ledes av ham utvikling av kjernekraft, inkludert kjernekraft på en ny teknologisk plattform. I Kina, understreket Wan Gang, er det vedtatt en tretrinns utviklingsstrategi på dette området: en termisk reaktor - en hurtig reaktor - en termonukleær reaktor.
Når det gjelder tradisjonelle reaktorer, der uran-235 kjerner blir spaltet av såkalte termiske (langsomme) nøytroner, har de i Kina for lengst flyttet fra en rent vitenskapelig sfære til kommersiell drift. Ifølge offisielle data presentert på AtomExpo-2015 i Moskva av det statlige selskapet CNNC, har det ni kjernekraftenheter i drift, tolv er under bygging, og enda flere er planlagt. Målet er å øke andelen kjernekraft innen 2020 til seks prosent (80 GW), og i fremtiden å ta igjen eller til og med overgå Frankrike i disse indikatorene.
Så langt er andelen kjernefysisk generasjon i den totale energibalansen i Kina omtrent to prosent. Men dette er for nå. Læretid, da de første atomkraftverkene ble bygget her i henhold til franske, kanadiske, amerikanske, russiske prosjekter, går raskt forbi. De fleste av de nybygde kraftenhetene bruker eller har til hensikt å bruke reaktorer og annet viktig utstyr for kinesisk eller felles utvikling. Det vil si den første fasen - ulike typer termiske reaktorer - Kina har regnet ut og beveger seg, figurativt sett, til det andre nivået.
I statsplanen for utvikling av høyteknologi, eller, som det oftere kalles, i "plan 863", er utviklingen av raske reaktorer oppført som en topprioritet. Den samme oppgaven ble inkludert i programmet på mellomlang sikt for utvikling av vitenskap og teknologi for 2006-2020.
Imidlertid begynte de å se nøye på raske reaktorer, som også kalles oppdrettere, bak den kinesiske mur tilbake på slutten av 60 -tallet av forrige århundre. På den tiden var det kjent at selve ideen om utvidet reproduksjon av atombrensel (oppdretter - med andre ord en oppdretter) ble uttrykt i januar 1943 i USA av Leo Szilard og hentet i Sovjetunionen. Siden 1949, under ledelse av akademiker Alexander Leipunsky, ble det utført et mangefasettert forskningsarbeid i Sovjetunionen for å lage raske reaktorer. Men den første eksperimentelle oppdretterreaktoren med en termisk kapasitet på 0,2 MW ble lansert i USA, ved atomsenteret i Idaho, 20. desember 1951.
I Sovjetunionen ble et lignende anlegg tatt i bruk fire år senere i Obninsk (Kaluga -regionen), der Physics and Power Engineering Institute ligger og hvor akademiker Leipunsky jobbet på den tiden. Et år senere, på samme sted, i Obninsk, ble en eksperimentell reaktor BR-2 lansert: metallisk plutonium tjente som drivstoff, og kvikksølv ble brukt som kjølevæske.
I samme 1956 begynte et konsortium av flere amerikanske selskaper byggingen av en 65 MW Fermi-1 demonstrasjonsoppdretter. Ti år senere skjedde det en ulykke med smelting av kjernen. Reaktoren ble demontert for store kostnader, hvoretter interessen for den amerikanske industrien for dette emnet bleknet.
I mellomtiden, i Sovjetunionen, ble en eksperimentell BR-5 bygget og lansert (etter rekonstruksjon ble den kjent som BR-10)-i Obninsk. Og ved Institute of Atomic Reactors i Dimitrovgrad (Ulyanovsk -regionen) - en flerbruks BOR -60, der MOX -drivstoff (en blanding av uran og plutoniumdioksider) ble brukt og flytende natrium ble brukt som kjølevæske. BOR-60 er fortsatt i drift, og det er en mulighet for å forlenge driften til 2019.
Frankrike brukte fem milliarder dollar på bygging av et fullskala atomkraftverk med en Superphenix rask nøytronreaktor, men på grunn av problemer med den plutoniumdrevne kjernen ble dette anlegget lagt ned i 1996 …
Den eneste (over hele verden!) Driftende raske nøytronstrømreaktor er BN-600-reaktoren ved den tredje enheten i Beloyarsk NPP. Det er rekordinnehaveren for lengden på tjenesten - den har vært i kommersiell drift siden 1980 og kan forlenges til 2030. I tillegg er den hittil den kraftigste natriumavkjølte hurtigreaktoren.
Først i det nye århundret
forberedende prosedyrer for oppstart av strøm. Begge reaktorene ble født i Experimental Design Bureau of Mechanical Engineering oppkalt etter V. I. Afrikantova. Akademiker Fyodor Mitenkov, vitenskapelig direktør for OKBM, ble tildelt International Global Energy Prize i 2004 for sitt fremragende bidrag til utviklingen av fysiske og tekniske grunnlag og etableringen av raske nøytronreaktorer.
Som designerne forsikrer, har BN-800-prosjektet implementert viktige innovasjoner for å forbedre kjernefysisk sikkerhet og strålesikkerhet. De er basert på passive prinsipper, noe som betyr at deres effektivitet ikke er avhengig av påliteligheten til driften av hjelpesystemer og den menneskelige faktoren.
Alt dette ble fullt ut tatt i betraktning ved utformingen av CEFR - den første og hittil den eneste raske nøytronrektoren som ble bygget, testet og offisielt tatt i bruk på 2000 -tallet. Det kinesiske instituttet for atomenergi er spesielt stolt av dette og takker de russiske kollegene for aktiv hjelp.
De første kontaktene mellom spesialister i de to landene om dette prosjektet begynte i 1992. Arbeidsgruppen fra russisk side inkluderte ansatte ved OKBM im. Afrikantov (Nizjnij Novgorod), St. Petersburg Institute "ATOMPROEKT" og Physics and Power Engineering Institute (Obninsk, Kaluga Region).
"På den tiden hadde våre spesialister allerede en idé om raske reaktorer med natriumkjølevæske," sier direktøren for instituttet, Wan Gang. - I tillegg studerte vi termisk hydraulikk, nøytronfysikk, materialvitenskap, særegenheter ved håndtering av atombrensel og spesialutstyr. Underveis ble målene for hele prosjektet avklart. Først opprettelsen av selve reaktoranlegget. Det ble bestemt at det ville være en eksperimentell reaktor med en termisk effekt på 65 megawatt og en elektrisk kraft på 20 megawatt. For det andre utviklingen av ny teknologi. For det tredje, trening. Og allerede i finalen - de planlagte testene, forskningen, eksperimentene. Vi trengte CEFR som grunnlag, en plattform, slik at vi, etter å ha fått den nødvendige erfaringen, kunne gå mot opprettelsen av en demonstrasjon, og deretter serielle, kommersielle kraftenheter for atomkraftverk med raske nøytronreaktorer.
Som i Russland, bare strengere
CEFR -konseptprosjektet ble utviklet av kinesiske spesialister og sendt til de russiske kollegene for vurdering. Under hensyntagen til mottatte kommentarer og motforslag ble hele konseptet, inkludert de tekniske kravene og hovedkomponentene i reaktoren, diskutert i detalj på et felles møte i mai 1993 og mottatt godkjenning på toppnivå.
I andre halvdel av 90 -tallet begynte fasen med ingeniørdesign. Den allerede nevnte OKBM, St. Petersburg ATOMPROEKT, FEI og OKB Gidropress (Podolsk, Moskva -regionen) dannet, med sine kinesiske kollegers ord, "prosjektsamarbeid" og arbeidet på en koordinert måte, profesjonelt, med tanke på alle kravene og kundens ønsker. Og de første retningslinjene på kinesisk side var enda strengere enn standardene for strålingssikkerhet, standarder for radioaktive utslipp og utslipp, nødsituasjoner som var gjeldende på den tiden i den russiske atomkraftindustrien.
"Siden det ble besluttet å bygge CEFR innenfor grensene til Beijing, og dette ikke bare er en storby - hovedstaden i Kina, har vi stilt spesielle krav for å sikre sikkerhet," forklarte Xu Mi, hovedforsker ved CNNC, akademiker ved Chinese Academy of Engineering, når han møter russiske journalister. - Selv om sannsynligheten for kjernesmelting i denne reaktoren er ubetydelig, insisterte vi på å bruke et passivt restvarmefjerningssystem. Og - ved installasjon av en fellebrett for en hypotetisk smelting av kjernen. De viktigste sirkulasjonspumpene (MCP) ble bestilt i Russland, men i nødstilfeller ble de bedt om å legge til et svinghjul i designet, og dermed øke utløpstiden for MCP, det vil si sirkulasjonen av kjølevæsken i tilfelle av tap av strøm …
Ifølge Xu Mi, i tilfelle en nødssituasjon eller til og med utover en ulykke på grunnlag av design, bør det ikke være behov for å evakuere befolkningen - alt bør være lokalisert inne i kraftenheten eller innenfor grensene for det beskyttede området. National Nuclear Safety Agency i Folkerepublikken Kina anså ikke en slik kampanje for å være gjenforsikring og støttet forskernes posisjon.
"Tross alt, fra veggen i bygningen der CEFR er montert, til gjerdet som omslutter instituttet, er det bare 153 meter," understreker akademikeren med et mykt smil. - Og så lever folk bare. De skal ikke være i fare. Det er derfor vi i dag, når vi ser tilbake, er tilfredse med at kriteriene vi legger frem oppfyller sikkerhetsstandardene og kravene til fjerde generasjons reaktorer.
I juli 2000, i nærvær av Russlands president Vladimir Putin og Kinas president Jiang Zemin, ble CEFR -byggeavtalen undertegnet. I september samme år ble Wan Gang utnevnt til direktør for reaktoren under bygging; nå er han direktør for hele instituttet og husker hendelsene på dets territorium i detalj.
- Det tok bare to år fra støping av den første betongen til installasjon av taket over reaktorbygningen (august 2002). I slutten av 2008 ble installasjonen av reaktorblokken fullført. I mai 2009 begynte å fylle kretsen med natrium. I juni 2010 begynte de å laste drivstoff i reaktoren, og allerede 21. juli nådde de kritikk for første gang. Nøyaktig ett år senere, 21. juli 2011, klarte vi å heve kapasiteten til 40 prosent av den nominelle, som på den tiden var et milepælsmål for oss …
Infographics WG / Anton Perepletchikov / Leonid Kuleshov / Maria Pakhmutova / Alexander Emelianenkov
For å gjøre dette mulig, i designbyrået og hos Rosatom-foretakene som var involvert i samarbeid med kinesiske partnere, i 2003-2005, de viktigste sirkulasjonspumpene til de primære og sekundære kretsene, mellomliggende varmevekslere, en dampgenerator og enheter for omlasting ble designet, produsert og sendt til sin destinasjon drivstoff - bare syv typer kritisk utstyr i reaktoranlegget, instrumentering og drivstoff for de tre første lastene.
Men før det ble tekniske prosjekter for overvåkings- og kontrollsystemet (MCS of the NPP), den tekniske utformingen av reaktoranlegget og den tekniske designen av hovedbygningen til NPP utviklet. Russiske spesialister oppfylte sine kontraktsforpliktelser i sin helhet og i tide.
Lær eleven å ha noen å lære av
Den høyteknologiske "maskinvaren" levert fra Russland ville ha forblitt jern, og en atomreaktor ville neppe blitt et effektivt verktøy for forskere hvis opplæringen av driftspersonell ikke hadde blitt ivaretatt i tide. Og de startet det i god tid.
Den nåværende CEFR -visedirektøren for drift og sikkerhet, Wu Chunliang, er fra den første gruppen med senior reaktorkontrollingeniører som er utdannet i Russland. Tilbake i 2002 ble de utdannet ved RIAR Training Center - Dimitrovgrad, Ulyanovsk -regionen. Der kunne de også se flerbruksreaktoren BOR-60 i drift og få opplæring i den. Da, allerede under det fysiske oppstartsprogrammet, studerte de ved spesielle stands ved Physics and Power Engineering Institute i Obninsk og Afrikantov OKBM i Nizhny Novgorod.
"Etter at vi kom hjem, deltok vi sammen med russiske spesialister i idriftsettelsen av forskjellige CEFR -systemer og utstyr," sier Wu Chunliang, som møtte oss på kontrollrommet. - Så tok vi en eksamen organisert av National Agency for Nuclear Safety. I 2008 mottok de lisenser for retten til å utføre slikt arbeid og ble kontrolloperatører av den første batchen. Og så ble opplæringen av den andre gruppen operatører gjennomført allerede hjemme - hovedsakelig på selve CEFR.
Som et resultat, ifølge Wu Chunliang, har det utviklet seg et komplett og helhetlig opplæringssystem. 55 operatører, inkludert kvinner, har allerede fått lisens fra tilsynsmyndigheten til å drive den eksperimentelle reaktoren.
På tidspunktet for samtalen var det bare to operatører ved kontrollpanelet, og en, skiftlederen, sto bak dem. Som de forklarte, er dette ganske nok til pålitelig, uten oppstyr og nervøsitet, å overvåke alle parameterne til reaktoranlegget og overvåke det forebyggende arbeidet som utføres fra tid til annen på utstyr i begrensede områder.
Etter å ha hørt denne forklaringen, kunne jeg ikke motstå og spurte hva som var skrevet i store røde hieroglyfer på veggen bak kontrollromsoperatørene?
- Dette er mottoet eller, hvis du vil, livsprinsippet for hele instituttet, - visedirektør i CEFR smilte og ble umiddelbart alvorlig. - Du kan oversette det slik. Gi først all din styrke, hele deg selv, til beste for fedrelandet og staten. For det andre, vær alltid et skritt foran, studer andres erfaring, finn og introdusere nye ting. Og for det tredje - vær ærlig i alt, vær glad for tillit, vær personlig beskjeden.
Et godt motto, skjønner du.
Og det er ikke et overflødig vedlegg til lisensen til operatøren av en atominstallasjon.
