«Концевой эффект» атомной энергетики СССР. Трагедия Чернобыля — 40 лет спустя
Пересказываю её так, как я сам понял.
В момент нажатия на кнопку аварийной защиты персонал не знал о том, что их реактор имеет существенный конструкторский дефект.
После нажатия на кнопку, специальные стержни, которые уменьшают реактивность реактора поползли со скоростью 0,4 м/с в рабочую зону ядра.
Я пробегаю 100 метровку за 12 секунд, а стержни, которые обеспечивали безопасность АЭС проезжают 100 метров за 4 минуты.
Это медленно.
Хуже того, оказалось, что в нижней части реактора в тот момент шло интенсивное деление ядер урана, и только вода останавливала весь процесс и не давала запустить лавину.
Как работает распад урана? При распаде из молекулы выпадают частицы - нейтроны, которые бомбардируют другие молекулы урана, которые тоже начинают делится.
И вода в нижней части не давала этой лавине прыгнуть по экспоненте и расплавить корпус. Количество поднятых стержней защиты в тот момент равнялось приблизительно 200 штук и когда все они после нажатия двинулись вниз - эта вода была вытеснена той частью стержня, которая хуже воды тормозит процесс деления
(смотрите фотки с хабра)
| часть стержня, которая отлично тормозит процесс | : : часть стержня, которая хуже воды тормозит процесс
~ ~ ~ вода ~ ~ ~
Так как вода была выдавлена частью, которая у меня обозначена как (:)
то мощность деления ядер в этой части реактора очень быстро, за 7 секунд достигла
В ночь с 25 на 26 апреля 1986 года заместитель главного инженера Чернобыльской АЭС Анатолий Дятлов руководил проведением испытания на четвёртом энергоблоке по «выбегу турбогенератора». Однако в результате сложного стечения технических факторов, процедурных ошибок и проектных особенностей реактора РБМК-1000, произошла тяжёлая авария. Взрыв реактора стал началом глобальной техногенной катастрофы, последствия которой ощущаются до сих пор. В 1987 году Дятлов был признан одним из ответственных за аварию и приговорён к 10 годам лишения свободы.
Южнокорейская компания HD Hyundai разрабатывает концепцию первого в мире коммерческого контейнеровоза с ядерной силовой установкой.
Вместимость судна составит 16 000 TEU (двадцатифутовых контейнеров), а в качестве источника энергии предлагается использовать малый модульный реактор (SMR) мощностью до 100 МВт — это примерно 134 000 лошадиных сил.
Главная идея — заменить традиционные судовые двигатели на мазуте ядерно-электрической системой. Реактор будет вырабатывать электроэнергию, которая через электродвигатели будет вращать два гребных винта.
Если такие проекты станут реальностью, атомные реакторы могут стать новым источником энергии для мирового торгового флота.
Больше интересной информации про источники энергии и энергетику в телеграм-канале ЭнергетикУм
В 2027 году в Китае заработает первый в мире мегаваттный подкритический ядерный реактор с ускорительным управлением. Эта технология обещает использовать уран в 100 раз эффективнее традиционных АЭС, одновременно сокращая срок распада ядерных отходов в тысячу раз — до скромных 500 лет.
Проект первой в мире гибридной реакторной системы с ускорительным управлением. Авторы: South China Morning Post. Источник: scmp.com.
Свинец, висмут и протонный пучок: анатомия технологии CiADS
Проект, получивший название CiADS (China Initiative Accelerator Driven System), возводится в городе Хуэйчжоу южной провинции Гуандун. Строительство комплекса, стартовавшее в июле 2021 года, рассчитано на шесть лет. В 2026 году Институт современной физики Китайской академии наук приступил к критическому этапу: установке сверхпроводящих ускорителей частиц, которые являются «сердцем» всего объекта.
С инженерной точки зрения ускорительно-управляемые системы (УУС) кардинально отличаются от классических водо-водяных реакторов. В их основе лежит принцип работы ниже критического порога. Ускоритель частиц выстреливает пучком высокоэнергетических протонов по мишени из тяжелого металла. В результате этого столкновения генерируются нейтроны, которые и запускают работу реактора.
Поскольку система изначально подкритична, самоподдерживающаяся цепная реакция в ней невозможна: если отключить ускоритель, генерация нейтронов мгновенно прекратится, и реактор остановится. Это исключает сценарии неконтролируемого теплового разгона. В качестве теплоносителя в китайском прототипе используется связка свинца и висмута — это конструкция быстрого нейтронного реактора со свинцово-висмутовым охлаждением.
Алхимия XXI века: трансмутация долгоживущих изотопов
Главная ценность систем УУС заключается не столько в выработке энергии, сколько в способности «дожигать» ядерный мусор. Нейтроны, генерируемые под воздействием протонного пучка, позволяют осуществлять процесс трансмутации.
Долгоживущие радиоактивные изотопы, которые в обычном цикле классифицируются как высокоактивные отходы, в таком реакторе превращаются в короткоживущие и менее опасные материалы. Согласно дорожной карте китайской программы развития УУС, массовое внедрение этой технологии должно сократить общий объем высокоактивных ядерных отходов на 96%.
Хэ Юань, заместитель директора Института современной физики Китайской академии наук, называет эту архитектуру «международно признанным идеальным подходом к воспроизводству ядерного топлива и переработке ядерных отходов». По его словам, именно эта технология способна сделать атомную энергетику «экологичным, безопасным и стабильным источником энергии на 1000 лет».
На фоне зелёного разворота Пекина
Новость о скором запуске прототипа CiADS вписывается в более масштабную картину технологической экспансии Пекина в ядерном секторе. До сих пор коммерческих версий ускорительно-управляемых систем в мире не существовало — технология развивалась исключительно на уровне лабораторных экспериментов. Мегаваттный масштаб прототипа в Хуэйчжоу станет первым реальным тестом концепции.
Параллельно с разработкой реакторов будущего Китай активно вводит в строй установки текущих поколений. Недавно в коммерческую эксплуатацию был сдан реактор Hualong One в Чжанчжоу, а в островной провинции Хайнань близится к завершению строительство малого модульного реактора Linglong One. В январе 2026 года в провинции Цзянсу также стартовали работы над гибридным ядерным проектом, который объединит реакторные конструкции третьего и четвертого поколений. Эти шаги напрямую синхронизированы с правительственным отчетом, представленным китайским законодателям в марте 2026 года: страна намерена жестко придерживаться курса на достижение углеродной нейтральности через развитие чистой энергетики.
Конец эры ядерных могильников
Если запуск CiADS в 2027 году пройдет успешно и система выйдет на заданную мегаваттную мощность, это может ознаменовать начало конца эры подземных хранилищ ядерного топлива. Мировая атомная отрасль получит работающий алгоритм того, как не только обезопасить себя от накопления токсичных отходов, но и извлечь из них остаточный энергетический потенциал. Вопрос теперь лишь в том, насколько быстро эта экспериментальная установка сможет масштабироваться до полноценных коммерческих станций.
Чтобы реактор проработал 60 лет, его корпус должен быть идеальным. Российский реактор ВВЭР-1200 — одна из самых мощных и современных установок поколения III+. Его электрическая мощность — 1200 МВт. Этого достаточно для снабжения крупного города.
Производство корпуса — это масштабная металлургия. Стальные заготовки нагревают до 1000°Cи формуют на прессе усилием 15 000 тонн. Толщина стенки — 32 см. Это многослойная защита, рассчитанная на экстремальные условия эксплуатации.
Готовое изделие весит около 300 тонн. Но главное — не масса, а контроль. За три года корпус проходит 315 испытаний, включая проверку давлением 250 атмосфер. Это уровень, сопоставимый с нагрузкой на глубине нескольких километров под водой.
Атомная энергетика часто воспринимается как черный ящик. Но за каждым мегаваттом стоят конкретные технологии, металлургия высочайшего уровня и многолетний контроль качества.
Больше интересной информации про источники энергии и энергетику в телеграм-канале ЭнергетикУм
Атомная энергетика есть только в Аргентине и Бразилии.
В этих странах строительство станций началось еще в 70-е годы. Сейчас в Аргентине работают две станции общей мощностью 1600 МВт. Их строили с участием немцев и канадцев. Не имею свежих сведений, но еще пару лет назад аргентинцы собирались запустить в работу малый модульный реактор CAREM‑25 собственного производства электромощностью до 30 МВт и тепловой мощностью до 100 МВт. Продолжаются работы над реактором электромощностью 100 МВт.
В Бразилии работает одна станция мощностью 1880 МВт. Её строили американцы и немцы. Очень долго, с 80-х годов, с перерывами на коррупцию, строится третий реактор фирмы Сименс мощностью 1400 МВт. Теперь срок – 2028 год.
Бразильский долгострой - 3-й реактор.
Суммарно это не больше 2-3% производимой энергии в каждой из этих стран. Основной источник энергии – гидроэлектростанции. Подушевое потребление электроэнергии в странах Южной Америки резко растёт от года к году, водные ресурсы при этом не увеличиваются. Так что, в будущем вероятно АЭС еще больше понадобятся. Бразилия планирует за 30 лет построить до 10 ГВт атомных мощностей. Уже ведет переговоры о поставке малых модульных реакторов (ММР).
Эти две страны обладают технологиями обогащения урана.
Что касается оружия, то в 90-е годы южноамериканские страны договорились, что их территории являются зонами свободными от ядерного оружия.
Кстати, задался вопросом, а что такого в этой Венесуэле? Каково её место в экономике? И вот что получил:
Внутренний валовый продукт с учетом потребления на душу населения:
Бразилия > 1330
Аргентина > 500
Венесуэла > 280
Колумбия > 250
Чили > 150
Т.е. экономика Венесуэлы третья среди стран Южной Америки.
Доказанный суммарный объем разведанных природных ископаемых в процентах к мировым запасам
Венесуэла > 5,2%
Бразилия > 0,5%
Колумбия > 0,3%
Эквадор > 0,12%
Аргентина > 0,1
Больше 5% разведанных природных ископаемых Земли! Просто удивительно, как она еще жива…
