Language
Country/Area
No result found
Каково будущее атомной энергетики с нулевым уровнем выбросов углерода? Исследуйте реактор с шаровыми твёрдыми твёрдыми частицами!
Поскольку мировой спрос на возобновляемые источники энергии продолжает расти, страны ищут способы сокращения выбросов углерода. В этом контексте реактор с шаровыми твэлами (PBR) как новая технология ядерной энергетики постепенно привлекает к себе внимание. Преимуществами данной конструкции реактора являются ее безопасность и высокая эффективность, и, по-видимому, она может стать одним из решений для будущей углеродной нейтральности.
Что такое реактор с шаровыми твэлами?
PBR — это ядерный реактор с газовым охлаждением и графитовым регулированием. Основной конструктивной особенностью является использование сферических топливных элементов, называемых «гальками». Элементы размером с теннисный мяч изготовлены из пиролитического графита, используемого в качестве замедлителя нейтронов, и содержат тысячи топливных частиц, называемых частицами TRISO. В этих частицах TRISO делящиеся материалы, такие как 235U, покрыты керамическим слоем карбида кремния для обеспечения структурной стабильности и изоляции продуктов деления.
Тысячи камешков собраны вместе, образуя активную зону реактора, и охлаждаются инертным газом, который не вступает в химическую реакцию с топливными элементами.
Почему PBR — безопасный выбор?
PBR хорошо известен своей конструкцией пассивной безопасности. Реактор способен выдерживать температуру до 1600°C и может охлаждаться естественной циркуляцией даже в случае аварии, что предотвращает перегрев и разрушение. Такая конструкция может эффективно снизить риск возникновения аварий.
По мере нагрева реактора атомы в топливе движутся быстрее, в результате чего реактор автоматически снижает мощность.
Особенности конструкции ПБР
PBR использует уникальный метод упаковки топлива, при котором ядерное топливо оборачивается сферическими камешками в керамической форме. Конструкция проста, эффективна и обеспечивает более высокую тепловую эффективность, чем традиционные водоохлаждаемые реакторы. Благодаря этой модели значительно снижается сложность активной зоны реактора, что снижает затраты на строительство и эксплуатацию.
По сравнению с традиционными атомными электростанциями PBR устраняет необходимость в избыточных системах безопасности и резервном копировании, что дополнительно снижает затраты.
История и развитие PBR
Эта концепция была впервые предложена Фаррингтоном Дэниелсом в 1940-х годах и промышленно реализована в реакторе AVR в Германии в 1960-х годах. Хотя на раннем этапе коммерческого развития возникло множество проблем, с непрерывным развитием технологий такие страны, как Китай, постепенно начали внедрять и совершенствовать технологию PBR. Демонстрационная установка HTR-PM в Китае будет введена в коммерческую эксплуатацию в 2023 году, что продемонстрирует потенциал технологии PBR.
Проблемы и критика PBR
Хотя PBR имеет много преимуществ, у него все еще есть некоторые недостатки. Одной из главных проблем является риск возгорания графита, особенно в случае прорыва корпуса реактора. Кроме того, многие конструкции PBR не имеют усиленных защитных конструкций, что делает их уязвимыми для атак. Однако большинство проектов по-прежнему включают несколько слоев защитных конструкций для обеспечения безопасности.
Многие противники отмечают, что топливо с графитовым покрытием может случайно высвободить радиоактивные материалы.
Перспективы на будущее
Учитывая растущее внимание во всем мире к сокращению выбросов углекислого газа, еще предстоит выяснить, станет ли PBR основной технологией ядерной энергетики в будущем. Продолжение исследований и разработок, а также поиск более безопасных и эффективных технологий производства электроэнергии могут раскрыть потенциал ядерной энергетики и сделать ее реальной низкоуглеродной альтернативой.
Реактор с шаровыми твэлами, безусловно, представляет собой захватывающую возможность в деле достижения устойчивой энергетики, но действительно ли мы готовы к этой новой ядерной революции?
