Първите ядрени реактори от iv-то поколение – след 2030 година



Дата27.09.2016
Размер118.28 Kb.
#10757
ПЪРВИТЕ ЯДРЕНИ РЕАКТОРИ ОТ IV-ТО ПОКОЛЕНИЕ – СЛЕД 2030 ГОДИНА

Очакванията са първите завършени решения за ядрени реактори от четвърто поколение да се появят не по-рано от 2030 година, като засега развитието им е на ниво идейни проекти, казаха в предаването „Зелени алтернативи" по Дарик експерти, които охарактеризираха и разказаха подробности за ядрените реактори от първо, второ, трето и четвърто поколение. В разговора за характеристиките на различните поколения ядрени реактори участваха докторантите по ядрена енергетика Костадин Зашев и Гергана Герова и преподавателите в Техническия университет доц. Калин Филипов и проф. Владимир Велев. 

Тенденцията към увеличаване на дела на ядрената енергетика е продиктувана от стремежа за намаляване на емисиите от въглероден диоксид, а от там и на ефектите на глобалното затопляне, коментират специалистите и посочват, че в енергийно отношение един грам уран се равнява на близо 3 тона въглища със средна калоричност. 

Бъдещето на ядрената енергетика е насочено към преодоляването на нейния най-голям недостатък, който не е в ядрената безопасност, където вече е достигнато на едно много високо ниво, а радиоактивните отпадъци.

В поредица от разговори, от които настоящият е третият, Българският атомен форум иска да предостави на читателите информация за ядрената енергетика като цяло и в частност за България преди всичко от фактологичен характер. Нека всеки се запознае с изложените факти и аргументи и съобразно своите разбирания си състави картина за отрасъла, който дава близо 35 на сто от производството на електрическа енергия у нас.

 Защо днес ще дискутираме въпросите, свързани с различните видове ядрени реактори?



Доц. Калин Филипов: До сравнително скоро ние експлоатирахме у нас шест ядрени реактора. Това ни правеше една от добре сложените ядрени държави. Днес вече работещите ядрени реактори са само два. Ние обаче сме изправени пред въпроса за изграждане на нова ядрена мощност. И без значение, къде ще бъде построена тя, дали в АЕЦ "Белене" или на площадката на АЕЦ "Козлодуй", без значение с каква технология ще бъде тя, от изключителна важност е ние да бъдем наясно с това, с каква точно технология разполагаме към момента и какво евентуално бихме могли да си построим.

Какви поколения ядрени реактори се разглеждат в момента? Има ли единна система от изисквания, според която се различават различните поколения ядрени реактори?

Костадин Зашев: От гледна точка на безопасността, икономичността и съвършенството, условно ядрените реактори, проектирани и произвеждани до момента, могат да бъдат разделени на четири групи, като тези групи се наричат поколения. Разделянето на реакторите на четири поколения не се регламентира от нормативни документи, но е приело достатъчна гражданственост (предложено през 2002 г. от Generation IV International Forum (GIF) - международен форум, организиран с цел продължаване на изследванията, необходими за въвеждането на следващото поколение ядрени енергийни реактори). И въпреки че не във всички случаи съществуват ясно дефинирани критерии за отделните групи, вече може да се приема това разделение като унифицирано. Поколенията биват следните: Първо поколение - това са ранните прототипи, като началото им е от началото на 50-те години до средата на 60-те години; Второто поколение - началото на 70-те години до началото на 90-те; Третото поколение - средата на 90-те години до 2010 година. А разширено Поколение ІІІ (ІІІ+) - от 2010 година до 2030 година. И Четвърто поколение - след 2030 година.

Гери, би ли ни разказала малко повече за ядрените реактори от първо поколение?

Гергана Герова: При тези реактори липсват пасивни системи за безопасност, включително и за охлаждане на активната зона. Това означава, че те не се основават на природните закони и се нуждаят от допълнително електрозахранване, за да работят. Част от тях също нямат и защитни херметични обвивки, които да гарантират задържането на радиоактивните продукти, които биха се освободили в резултат на авария. Също така системите за безопасност на тези реактори са двуканални. Това означава, че се състоят от две независими части, които са физически разделени, но изпълняват една и съща функция. Например възникването на пожар в едната част на системата няма да повлияе на работата на другата. Друг недостатък на поколението е, че не всички реактори притежават херметични защитни обвивки (контейнмент), които да са в състояние да гарантират задържане на радиоактивните продукти при по-значителна авария като разрушаването на тръбопровод с максимален размер.

Минаваме към второто поколение?

Костадин ЗашевВторо поколение (1970-1990). Към момента част от реакторите от първо поколение все още се експлоатират, но най-разпространените реактори са тези от второто поколение. Много често между реакторите от първо и второ поколение няма ясно изразена граница, която да ги отличава, но най-общо казано, второ поколение носи важни, но не и революционни подобрения.

Част от реакторите от второ поколение представляват усъвършенствани версии на реактори от първо, но в повечето случаи двете поколения са разработвани независимо. Характерни за реакторите от второ поколение са вече 3-каналните системи за безопасност (три независими и физически разделени системи за безопасност, които изпълняват една и съща функция), наличието на пасивни системи за аварийно охлаждане на активната зона, които се основават на природните закони и нямат нужда от електрозахранване и наличието защитна обвивка (контейнмент), която вече е в състояние да задържи радиоактивните продукти, които биха се освободили при евентуална по-значителна авария (разрушаване на тръбопровод с максимален размер).

Въпреки разнообразните мнения, блоковете 5 и 6 в АЕЦ Козлодуй, изградени с реакторите ВВЕР 1000/В 320, без съмнение попадат в разглежданото поколение ІІ. Те притежават всички белези, характерни за поколението - разполагат с пасивна система за аварийно охлаждане на активната зона, 3-канални системи за безопасност и усилена спрямо предходното поколение херметична защитна обвивка. Те обаче не отговарят на разбиранията, въведени с третото поколение и не притежават техните характеристики на безопасност.

Охарактеризирайте ядрен реактор от третото поколение?

Гергана Герова: Трето поколение (1995-2010). Реакторите от трето поколение са тези, които в момента се проектират или строят. Изключение правят четирите кипящи реактора (от типа ABWR - Advanced Boiling Water Reactor), които работят в ядрени централи в Япония (АЕЦ Кашивазаки-Карива, АЕЦ Шика и АЕЦ Хамаока) и още четири реактора с вода под налягане от руския тип ВВЕР в Китай, Иран и Индия (два реактора ВВЕР 1000/В 428 в Китай (АЕЦ Тианван), един ВВЕР 1000/В 446 в Иран (АЕЦ Бушер) и един ВВЕР 1000/В 412 в Индия (АЕЦ Куданкулам).

Характерни за третото поколение са значително повишената безопасност, широкото приложение на пасивните принципи, подобрената икономичност на горивния цикъл, намаленото количество на генерираните радиоактивни отпадъци и повишените срокове за експлоатация, които достигат, а в някои случаи и превишават, 60 години. Подобрената икономичност на горивния цикъл тук означава значително намаляване на необходимостта, а съответно и зависимостта от природен ресурс, както и не по-малко важното намаляване на количествата на генерираните високоактивни отпадъци.

Реакторите от това поколение притежават 4-канални системи за безопасност, допълнителни аварийни системи за продължително охлаждане на активната зона и усилени двойни херметични защитни обвивки (контейнмент), които са предназначени както за предпазване на реакторната инсталация от външни въздействия като пожар, наводнение, случаен или умишлен пряк удар със средно голям пътнически самолет, така и за задържане на радиоактивните вещества при евентуалното възникване на сериозна авария. В допълнение, всички реактори от трето поколение притежават и системи за управление на тежки аварии като уловител на стопилката, водородни рекомбинатори и други. За съжаление, големите инциденти с ядрени енергийни съоръжения, на които бяхме свидетели през 1986 г. в АЕЦ Чернобил и през 2011 г. в АЕЦ Фукушима, бяха с реактори от първо поколение, които по отношение на безопасността се различават коренно от разглежданите днес реактори. И докато за аварията в АЕЦ Чернобил можем в някакъв смисъл да се оправдаем, като кажем, че е била в „ранния период" на ядрената енергетика, пропуските в експлоатацията и нивото на безопасност на АЕЦ Фукушима са недопустими.  (ABWR (1300 MW GE Hitachi), ABWR (1300 MW Toshiba), Advanced Boiling Water Reactor, System 80+ (1350 MW Westinghouse), Pressurized Water Reactor, AP600 (Westinghouse), Pressurized Water Reactor, EC6 (600 MW Atomic Energy of Canada Limited - AECL) Enhanced CANDU 6, ВВЕР 1000/В 392 (AES-92), В 446, В 413 (AES-91), В 428 (AES 91), В 412 (AES 92)

Сега в кое поколение сме?

Гергана Герова: Поколение ІІІ (ІІІ+)

То с какво се различава от другите?

Доц. Калин Филипов: В малко по-новото, разширено трето поколение или поколение ІІІ+ (2010-2030), попадат много от обновените проекти на реактори от Поколение ІІІ, които дълго време не са били построени и въведени в експлоатация, което е наложило тяхното актуализиране, за да бъдат конкурентоспособни и адекватни към днешните стандарти. Тъй като на практика в повечето случаи става въпрос за осъвременяване на проектите, които не са били завършени, а не за нови концептуални решения, много често Поколение ІІІ и Поколение ІІІ+ се разглеждат обобщено като поколение ІІІ.

Поради тази причина, един от основните критерии, по който даден реактор може да бъде класиран към по-новото, разширено Поколение ІІІ (ІІІ+), е годината на завършване на неговия проект, получаването на лиценз и пускането му в експлоатация. Всеки един реактор от Поколение ІІІ+ притежава качествата на проектите от Поколение ІІІ, като изключително много се набляга на унифицирането на проектите за всяка една площадка и съответно понижаване на цената, подобряване на икономичността чрез усъвършенстване на горивните цикли и намаляване на радиоактивните отпадъци, както и разширено използване на пасивни принципи, най-вече в системите за безопасност.



Единствените два проекта от Поколение ІІІ+, които към днешна дата са в строителство, са реакторите ВВЕР 1200, които се изграждат в Русия, но вече и Турция има изготвени строителни планове и реакторите AP1000, които се строят в Китай и САЩ. Освен тях съществуват и други представители на това поколение, като един от тях е на двата реактора, предвидени за строителство в АЕЦ Белене (ВВЕР 1000/В 466 - Водоводен енергиен реактор (Росатом), ВВЕР-1200/В 392, В 491, В 501 (AES-2006), APWR (1500 MW Mitsubishi), US-APWR (1700 MW Mitsubishi) - Advanced Pressurized Water Reactor, EPR - Evolutionary Power Reactor (Areva), ESBWR - Economic Simplified BWR (GE), ACR 1000 - Advanced CANDU Reactor (AECL), APR-1400 - Advanced Power Reactor (KNGR - Korean Next Generation Reactor (Hanjung/C-E)), mPower - (120-1000MW) Advanced Light Water Reactor (Babcock and Wilcox).

Колко време се проектира, експериментира, подготвя един реактор, за да влезе в действие, за да роботи 30-40 години или повече?

Проф. Владимир Велев: По-рано беше 30-40 години, сега от 60 години нагоре би трябвало да работи. Този период е доста дълъг. Поначало периодът на проектирането е от порядъка на над 10 години. Често се увеличава. Периодът на строеж на една централа е още 10 години, така че когато една страна се опита да вземе решение да прави някакви реактори, тя трябва да има предвид целия този период от 10 години нагоре.

Не сме го дискутирали досега, но кои страни са най-добрите в това отношение, кои страни проектират? Или това са международни колективи или фирми. Примерно в Русия, Америка се събират най-добрите учени от различни страни. Или е фирмена тайна?

Проф. Владимир Велев: Малко общо казано е фирмена тайна. Това е нещо като колите. Всяка фирма си хвалви своята кола.

Има и VІ-то поколение ядрени реактори, тези, които ще бъдат бъдещето.

Доц. Калин Филипов: Това е бъдещето на ядрената енергетика, бъдещото поколение ядрени реактори. Всичките реактори от това поколение са на идеен етап за момента. Очакванията са за първите завършени прототипи да се появят не по-рано от 2030 година. Основните отличителни черти на това поколение са висока икономичност, повишена безопасност и понижено количество на радиоактивни отпадъци. Като към момента от това поколение ядрени реактори се разработват 6 типа. Имайки предвид изчерпването на природните ресурси и по-целесъобразното им използване, всичките реактори от това поколение се характеризират с висок коефициент на възпроизводство. Това означава степен на самопроизводство на ядреното гориво, като 3 от тези 6 реактора биват реактори размножители на бързи неутрони, което пък позволява пълно и разширено производство на ядреното гориво. Всичките предложени до момента проекти са предвидени за работа в затворен горивен цикъл, тоест чрез преработване, рециклиране и повторна употреба на ядреното гориво. А три от тях имат възможност за управление на дългоживущите продукти на делене.

Какво е бъдещето на ядрената енергетика, според вас? Визираме горивото, ниво на мощност и най-вече това, което интересува всички хора по земята, това е нивото и характеристиките на безопасност.

Гергана Герова: Тенденцията за увеличаване дела на ядрената енергетика се диктува от стремежите и целите за намаляване на емисиите от въглероден диоксид и оттам на ефектите от глобалното затопляне. По този начин бъдещето и е насочено към преодоляване на нейния най-голям недостатък и това не е ядрената безопасност, където вече е достигнато едно много високо ниво, а радиоактивните отпадъци. Именно към тяхното драстично намаляване са насочени проектите от новите поколение. Освен това малките модулни реактори са също един клон, който наскоро доби популярност. Особено в страните, които или не притежават достатъчно възможности или все още не са ядрени, но възнамеряват да бъдат. През последните няколко десетилетия огромна част от научния потенциал в ядрената енергетика е насочен и към развитието на една друга технология, а именно тази, за термоядрения синтез. От няколко години във Франция се строи първата експериментална термоядрена централа. Това е един уникален проект, в който са вложени ресурсите на редица държави от ЕС, Япония, Китай Индия, Корея, Русия и САЩ. На този проект са възложени големи надежди и неговото бъдеще до голяма степен ще определи насоката в развитието на ядрената енергетика.

Можем да кажем, че това е магистрален проект. Проф. Велев, бихте ли допълнили малко повече? Къде е тази термоядрена централа и каква е разликата с обикновената ядрена централа?

Проф. Владимир Велев: Тази централа, която е още в проект, разбира се, се намира във Франция, в Кадараш, което е в Южна Франция, на около 90 км до Марсилия. Идеята за термоядрения синтез не е нова. Дори, искрено казано, това първо, е нов тип ядрени реакции, докато обикновените ядрени централи разделят тежките ядра, в случая става синтез на леки ядра, при които се отделя енергия. Докато откритието на деленето на ядрата е станало случайно, термоядреният синтез съществува откак съществува галактиката. На слънцето реакциите са точно на базата на термоядрения синтез. Идеята за термоядрения синтез хич не е нова, но е много трудно реализуема.

Какво пречи?

Проф. Владимир Велев: Първо, трябва да се реализира температура от порядъка на 100 милиона градуса. Второ, тази плазма, която на 100 милиона градуса, очевидно тя не може да се допре до нищо, трябва да се удържат магнитни полета.

Защо тогава на този проект се възлагат толкова големи надежди, след като проф. Велев малко го очерта в областта на фантастиката?

Доц. Калин Филипов: Да, този проект за термоядрения синтез е експериментален. По всичко личи, че той твърде вероятно може би ще бъде завършен следващите години, както ни обещават. Но неговата цел е само да ни покаже, че технологията е възможна за усвояване. Оттам нататък, докато стигнем до реални енергийни приложения, ще мине още доста време. Ядреният синтез в никакъв случай няма да ни осигури нескончаем източник на енергия. Той обаче ще спомогне значително за преодоляването на недостатъците на днешните ядрени приложения. Това са радиоактивните отпадъци и отрицателните обществени нагласи, въпреки тези недостатъци на ядрената енергетика, тя ще бъде експлоатирана дълго време, главно поради липсата на алтернатива в икономически и екологичен план.

Разбрах, че в тази термоядрена централа има и българин, тоест в творческия колектив, който се занимава с това. Така ли е и къде на други места изнасяме наша научна мисъл?

Доц. Калин Филипов: Така е. Аз с определено смесени чувства ще споделя, че много българи работят в точно тези големи компании, които коментираме, че проектират и строят съвременно ядрено оборудване. Това са „Уестингхаус" и др. Българи работят и в проекта за термоядрения синтез в Кадараш, Дубна и в други големи изследователски центрове.

Калине, смесени са ти чувствата, защото те яде отвътре, че тези хора са напуснали България?

Доц. Калин Филипов: Да, защото на тези хора им се налага да работят там. По този начин ние губим най ценните, най кадърните си хора.

Но похвално е, че имаме такива представители на различни места.

Доц. Калин Филипов: Разбира се.

Проф. Владимир Велев: Това е така, похвално е.

Ваши ученици ли са, проф. Велев?

Проф. Владмир Велев: Някои от тях, да. Но тези, които са в САЩ, в Питсбърг са мои студенти и колеги. Но колегата Филипов е прав за смесените чувства, защото по отношение на България това означава типична загуба на ядрени знания. Хората, които имат тези ядрени знания, вече не са тук.

Да попитаме двама млади докторанти - Гергана и Костадин за това. Ще напуснете ли, ако получите примамливи предложения, някои интересни оферти да работите в интересни колективи?

Гергана Герова: Аз не бих напуснала. Обичам страната си.

Костадин Зашев: Не ми се ще и на мен да напускам страната, желая да се развивам в този отрасъл, още повече, че ядрената енергетика е висша форма на технологичното развитие на човечеството. Като такава тя е основен стълб на енергетиката, а като цяло енергетиката пък е основен стълб на икономиката на една държава. И това винаги ни е отличавало от много други държави. Това, че сме свързани в ядрения клуб на държавите е изключителен престиж. А и за мен в личен план да се занимавам с ядрена енергетика, като принос за моята страна.

 
Каталог: files -> Darik
files -> Прогностични възможности на тестовете, използвани за подбор на млади футболисти
files -> Правила за реда за ползване, стопаниване и управление на стадион "христо ботев" благоевград глава първа общи положения
Darik -> 15% от електроенергията в света е от аец, в българия 35%
Darik -> Ползата от аец козлодуй за българия консултант
Darik -> Държи позитивен световен рекорд Ники Кънчев аец „Козлодуй
Darik -> Експерти: Радиофобията може да се преодолее чрез информираност и обществени дискусии
Darik -> Експерти: Енергийният микс на бъдещето е в баланса между тока от аец и зелени централи
Darik -> Какво се случва с оборудването на блокове 1-4 в аец „козлодуй“?


Сподели с приятели:




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница