Najprej ugotovimo kot dejstvo: prvi kitajski hitri reaktor (China Experimental Fast Reactor) je bil zgrajen prav v prestolnici - na jugozahodu Pekinga, približno 45 kilometrov od središča. Tu za šestim transportnim obročem je Kitajski inštitut za atomsko energijo (CIAE). Če želite - analog Inštituta Kurchatov, ki je nastal iz skrivnega laboratorija št.2 na severozahodnem obrobju Moskve.
Posebni dopisnik Rossijske Gazete in snemalna ekipa televizijskega kanala Russia 24 sta bila prva tuja novinarja, ki sta dobila dostop do jedrskega objekta v Pekingu. Prej so bili samo jedrski strokovnjaki, ki so pomagali pri izgradnji in uvedbi CEFR.
"Naš Inštitut za atomsko energijo, zdaj znan tudi kot Inštitut za sodobno fiziko Kitajske akademije znanosti, je bil ustanovljen leta 1950," je novinarje iz Rusije pozdravil predsednik-direktor CIAE gospod Wan Gang. - Za nas je še en zelo pomemben datum 27. september 1958, ko je bil na ozemlju Inštituta s pomočjo ZSSR izstreljen prvi raziskovalni reaktor za težke vode. Istega leta 58 so s sodelovanjem sovjetskih strokovnjakov tukaj izstrelili prvi pospeševalnik-ciklotron …
"Načrt 863": stopnja po stopnjah
Zdaj, več kot petdeset let pozneje, so prve raziskovalne ustanove prenehale obratovati. Ciklotron je po besedah direktorja inštituta razstavljen, saj je kot spomin ostal le velik magnet. Stavba prvega reaktorja se je ohranila, kar smo lahko videli, če smo se do nje podali skozi velik, urejen inštitutni park z lepo tlakovanimi pešpotmi. V osrednjem delu smo se za minuto ustavili pred marmornimi doprsnimi kipi atomskih znanstvenikov - svetilk njihovega kitajskega atomskega projekta.
Ne skrivajo svojega sodelovanja v raziskavah in razvoju, ki so služile za ustvarjanje prvih atomskih (1964) in nato vodikovih (1967) bomb za LRK, nasprotno, na to so ponosne. Kot tudi prispevek k ustvarjanju prve jedrske podmornice (1971) za kitajsko mornarico in prvega satelita (1971) Zemlje, izstreljenega v Nebeskem cesarstvu.
Toda zdaj je po besedah direktorja inštituta glavna naloga ekipe, ki jo vodi, razvoj jedrske energije, vključno z jedrsko energijo na novi tehnološki platformi. Wan Gang je na Kitajskem poudaril, da je na tem področju sprejeta tristopenjska razvojna strategija: termični reaktor - hitri reaktor - termonuklearni reaktor.
Kar zadeva tradicionalne reaktorje, v katerih jedra urana-235 cepijo tako imenovani toplotni (počasni) nevtroni, so se na Kitajskem že zdavnaj preselili iz povsem znanstvene sfere na področje komercialnega delovanja. Po uradnih podatkih, ki jih je na AtomExpo-2015 v Moskvi predstavila državna korporacija CNNC, ima v uporabi devet jedrskih blokov, dvanajst jih je v gradnji, načrtuje pa se jih še več. Cilj je dvigniti delež jedrske energije do leta 2020 na šest odstotkov (80 GW), v prihodnosti pa po teh kazalnikih dohiteti ali celo preseči Francijo.
Doslej je delež proizvodnje jedrske energije v celotni bilanci energije Kitajske približno dva odstotka. Ampak to je za zdaj. Obdobje vajeništva, ko so bile tu zgrajene prve jedrske elektrarne po francoskih, kanadskih, ameriških, ruskih projektih, hitro mineva. Večina novo zgrajenih energetskih enot že uporablja ali namerava uporabljati reaktorje in drugo pomembno opremo kitajskega ali skupnega razvoja. To pomeni, da je prva stopnja - različne vrste toplotnih reaktorjev - Kitajska izdelana in se, slikovito rečeno, premika na drugo raven.
V državnem načrtu za razvoj visokih tehnologij ali, kot se pogosteje imenuje, v "načrtu 863" je razvoj prioritetnih reaktorjev na prvem mestu. Ista naloga je bila vključena v srednjeročni program razvoja znanosti in tehnologije za obdobje 2006–2020.
Vendar so začeli v poznih 60. letih prejšnjega stoletja za Velikim zidom pozorno preučevati hitre reaktorje, ki jim pravijo tudi rejci. Takrat je bilo znano, da je idejo o razširjenem razmnoževanju jedrskega goriva (žlahtnitelj - z drugimi besedami vzreditelj) januarja 1943 v ZDA izrazil Leo Szilard in ga pobral v ZSSR. Od leta 1949 je pod vodstvom akademika Aleksandra Leipunskega v Sovjetski zvezi potekalo večplastno raziskovalno delo za ustvarjanje hitrih reaktorjev. Toda prvi poskusni reaktor za razmnoževanje s toplotno močjo 0,2 MW je bil izstreljen v Združenih državah Amerike, v jedrskem centru v Idahu, 20. decembra 1951.
V ZSSR je bil podoben objekt naročen štiri leta kasneje v Obninsku (regija Kaluga), kjer se nahaja Inštitut za fiziko in energetiko in kjer je takrat delal akademik Leipunski. Leto kasneje so na istem mestu v Obninsku začeli eksperimentalni reaktor BR-2: kovinski plutonij je služil kot gorivo, živo srebro pa kot hladilno sredstvo.
Istega leta 1956 je konzorcij več ameriških podjetij začel graditi demonstracijski vzreditelj 65 MW Fermi-1. Deset let kasneje se je na njem zgodila nesreča s taljenjem jedra. Reaktor je bil razstavljen z velikimi stroški, nato pa je zanimanje ameriške industrije za to temo izginilo.
Medtem so v ZSSR zgradili in izstrelili poskusni BR-5 (po obnovi je postal znan kot BR-10)-v Obninsku. In na Inštitutu za atomske reaktorje v Dimitrovgradu (regija Ulyanovsk) - večnamenski BOR -60, v katerem je bilo kot hladilno sredstvo uporabljeno gorivo MOX (mešanica urana in plutonijevih dioksidov) in tekoči natrij. BOR-60 je še vedno v uporabi in obstaja možnost podaljšanja delovanja do leta 2019.
Francija je za izgradnjo obsežne jedrske elektrarne s hitrim nevtronskim reaktorjem Superphenix porabila pet milijard dolarjev, a je bil zaradi težav s jedrom na plutonijev ta objekt leta 1996 zaprt …
Edini (po vsem svetu!) Reaktor z močjo hitrih nevtronov je reaktor BN-600 v tretji enoti Belojarske jedrske elektrarne. Je rekorder po delovni dobi - v komercialnem obratovanju je od leta 1980 in ga je mogoče podaljšati do leta 2030. Poleg tega je najmočnejši hitri reaktor z natrijevim hlajenjem doslej.
Najprej v novem stoletju
pripravljalne postopke za zagon električne energije. Oba reaktorja sta bila rojena v Strojno -raziskovalnem biroju za strojništvo po imenu V. I. Afrikantova. Akademik Fyodor Mitenkov, znanstveni direktor OKBM, je bil leta 2004 nagrajen z Mednarodno globalno energetsko nagrado za izjemen prispevek k razvoju fizičnih in tehničnih temeljev ter ustvarjanju reaktorjev na hitrih nevtronih.
Kot zagotavljajo oblikovalci, je projekt BN-800 uvedel pomembne novosti za izboljšanje jedrske in sevalne varnosti. Temeljijo na pasivnih načelih, kar pomeni, da njihova učinkovitost ni odvisna od zanesljivosti delovanja pomožnih sistemov in človeškega faktorja.
Vse to je bilo v celoti upoštevano pri oblikovanju CEFR - prvega in doslej edinega hitrega nevtronskega rektorja, ki je bil zgrajen, preizkušen in uradno naročen v 21. stoletju. Kitajski inštitut za atomsko energijo je na to dejstvo še posebej ponosen in se ruskim kolegom zahvaljuje za aktivno pomoč.
Prvi stiki med strokovnjaki obeh držav pri tem projektu so se začeli leta 1992. V delovno skupino z ruske strani so bili zaposleni OKBM im. Afrikantov (Nižni Novgorod), inštitut Sankt Peterburg "ATOMPROEKT" in Inštitut za fiziko in energetiko (Obninsk, regija Kaluga).
"Takrat so naši strokovnjaki že imeli idejo o hitrih reaktorjih z natrijevim hladilnim sredstvom," pravi direktor inštituta Wan Gang. - Poleg tega smo preučevali toplotno hidravliko, fiziko nevtronov, znanost o materialih, posebnosti ravnanja z jedrskim gorivom in posebno opremo. Med potjo so bili razjasnjeni cilji celotnega projekta. Prvič, ustanovitev same reaktorske naprave. Ugotovljeno je bilo, da bo šlo za poskusni reaktor s toplotno močjo 65 megavatov in električno močjo 20 megavatov. Drugič, razvoj novih tehnologij. Tretjič, usposabljanje. In že v finalu - načrtovani testi, raziskave, poskusi. CEFR smo potrebovali kot osnovo, platformo, da smo po pridobitvi potrebnih izkušenj lahko napredovali k ustvarjanju predstavitvenih in nato serijskih komercialnih agregatov jedrskih elektrarn s hitrimi nevtronskimi reaktorji.
Tako kot v Rusiji le strožje
Idejni projekt CEFR so razvili kitajski strokovnjaki in ga predložili ruskim kolegom v obravnavo. Nato so ob upoštevanju prejetih pripomb in nasprotnih predlogov celoten koncept, vključno s tehničnimi zahtevami in glavnimi sestavnimi deli reaktorja, podrobno obravnavali na skupnem sestanku maja 1993 in prejeli odobritev najvišje ravni.
V drugi polovici 90. let se je začela stopnja inženirskega oblikovanja. Že omenjeni OKBM, Sankt Peterburg ATOMPROEKT, FEI in OKB Gidropress (Podolsk, moskovska regija) so po besedah svojih kitajskih kolegov oblikovali "projektno sodelovanje" in delali usklajeno, strokovno, ob upoštevanju vseh zahtev in želje stranke. In začetne smernice kitajske strani so bile še strožje od standardov varnosti pred sevanjem, standardov za radioaktivne izpuste in izpuste, izrednih razmer, ki so takrat veljale v ruski jedrski industriji.
"Ker je bilo odločeno, da se CEFR zgradi v mejah Pekinga in to ni le veliko mesto - glavno mesto Kitajske, smo za zagotavljanje varnosti postavili posebne zahteve," je pojasnil Xu Mi, glavni znanstvenik CNNC, akademik Kitajska inženirska akademija na srečanju z ruskimi novinarji. - Čeprav je verjetnost taljenja jedra v tem reaktorju zanemarljiva, smo vztrajali pri uporabi pasivnega sistema za odvajanje preostale toplote. In - pri namestitvi pasti za hipotetično taljenje jedra. Glavne obtočne črpalke (MCP) so bile naročene v Rusiji, vendar so jih v primeru nujnega ohlajanja prosili, naj svoji zasnovi dodajo vztrajnik in s tem podaljšajo čas iztekanja MCP, to je kroženje hladilne tekočine v primeru izpad moči …
Po mnenju Xu Mi v primeru kakršnih koli izrednih razmer ali celo nad načrtovano nesrečo ne bi bilo treba evakuirati prebivalstva - vse bi moralo biti lokalizirano znotraj bloka ali na mejah njegovega zavarovanega območja. Nacionalna agencija za jedrsko varnost Ljudske republike Kitajske takšne akcije ni štela za pozavarovanje in je podprla stališče svojih znanstvenikov.
"Navsezadnje je od stene stavbe, v kateri je nameščen CEFR, do ograje, ki obdaja inštitut, le 153 metrov," z mehkim nasmehom poudari akademik. - In potem ljudje preprosto živijo. Ne smejo biti ogroženi. Zato smo danes, ko gledamo nazaj, zadovoljni, da merila, ki smo jih predstavili, izpolnjujejo varnostne standarde in zahteve za reaktorje četrte generacije.
Julija 2000 je bil v prisotnosti ruskega predsednika Vladimirja Putina in kitajskega predsednika Jianga Zemina podpisan gradbeni sporazum CEFR. Septembra istega leta je bil Wan Gang imenovan za direktorja reaktorja v izgradnji; zdaj je direktor celotnega inštituta in se podrobno spominja dogodkov na njegovem ozemlju.
- Od vlivanja prvega betona do postavitve stropa nad reaktorsko stavbo (avgust 2002) sta minili le dve leti. Konec leta 2008 je bila dokončana namestitev reaktorskega bloka. Maja 2009 se je začelo polnjenje vezja z natrijem. Junija 2010 so začeli nalagati gorivo v reaktor, že 21. julija pa so prvič dosegli kritično raven. Točno eno leto kasneje, 21. julija 2011, smo lahko zmogljivosti dvignili na 40 odstotkov nominalne vrednosti, kar je bil takrat za nas mejnik …
Infografika WG / Anton Perepletchikov / Leonid Kuleshov / Maria Pakhmutova / Alexander Emelianenkov
Da bi to omogočili, so v oblikovalskem biroju in v podjetjih Rosatoma, ki so sodelovali v sodelovanju s kitajskimi partnerji, v letih 2003–2005 glavne obtočne črpalke primarnega in sekundarnega kroga, vmesni izmenjevalniki toplote, generator pare in naprave za ponovno polnjenje so bili načrtovani, izdelani in poslani na cilj. gorivo - le sedem vrst kritične opreme v reaktorski napravi, instrumentacija in gorivo za prve tri obremenitve.
Toda pred tem so bili razviti tehnični projekti sistema spremljanja in upravljanja (MCS NEK), tehnična zasnova reaktorske naprave in tehnična zasnova glavne stavbe NEK. Ruski strokovnjaki so svoje pogodbene obveznosti izpolnili v celoti in pravočasno.
Naučite študenta, da se ima od koga učiti
Visokotehnološka "strojna oprema", dobavljena iz Rusije, bi ostala železna, jedrski reaktor pa bi komaj postal učinkovito orodje za raziskovalce, če ne bi pravočasno poskrbeli za usposabljanje operativnega osebja. In začeli so že vnaprej.
Sedanji namestnik direktorja CEFR za delovanje in varnost Wu Chunliang je iz prve serije višjih inženirjev za nadzor reaktorjev, usposobljenih v Rusiji. Leta 2002 so bili usposobljeni v izobraževalnem centru RIAR - Dimitrovgrad, Uljanovska regija. Tam so si lahko ogledali tudi delovanje večnamenskega reaktorja BOR-60 in se na njem usposobili. Nato so že v okviru programa fizičnega zagona študirali na posebnih stojnicah Inštituta za fiziko in energetiko v Obninsku in Afrikantov OKBM v Nižnem Novgorodu.
"Po vrnitvi domov smo skupaj z ruskimi strokovnjaki sodelovali pri zagonu različnih sistemov in opreme CEFR," pravi Wu Chunliang, ki nas je pričakal v kontrolni sobi. - Nato smo opravili izpit, ki ga je organizirala Nacionalna agencija za jedrsko varnost. Leta 2008 so prejeli licence za pravico do opravljanja takšnega dela in postali nadzorni operaterji prve serije. In potem je bilo usposabljanje druge serije operaterjev izvedeno že doma - predvsem na samem CEFR.
Kot rezultat tega se je po besedah Wu Chunlianga razvil celovit in celosten sistem usposabljanja. 55 operaterjev, vključno z ženskami, je že pridobilo dovoljenje nadzornega organa za upravljanje poskusnega reaktorja.
V času našega pogovora sta bila na nadzorni plošči le dva operaterja in eden, vodja izmene, je bil za njimi. Kot so pojasnili, je to povsem dovolj, da zanesljivo, brez pretiravanja in nervoze spremljate vse parametre reaktorske naprave in nadzirate preventivna dela, ki se občasno izvajajo na opremi na omejenih območjih.
Ko sem slišal to razlago, se nisem mogel upreti in vprašal, kaj je napisano z velikimi rdečimi hieroglifi na steni za operaterji kontrolne sobe?
- To je moto ali, če želite, življenjsko načelo celotnega inštituta, - se je nasmehnil namestnik direktorja CEFR in takoj postal resen. - Lahko ga prevedete tako. Najprej dajte vso svojo moč, vse sebe, v dobro domovine in države. Drugič, bodite vedno korak naprej, preučite izkušnje drugih, poiščite in predstavite nove stvari. In tretji - ostanite pošteni v vsem, negujte zaupanje, ohranite osebno skromnost.
Vidiš, dober moto.
In to ni odveč kot dodatek k licenci upravljavca jedrske naprave.
