Za početak, napomenimo kao činjenicu: prvi kineski brzi reaktor (China Experimental Fast Reactor) izgrađen je upravo u glavnom gradu - na jugozapadu Pekinga, oko 45 kilometara od središta. Ovdje, iza šestog transportnog prstena, nalazi se Kineski institut za atomsku energiju (CIAE). Ako želite - analog Instituta Kurchatov, koji je izrastao iz tajnog laboratorija broj 2 na sjeverozapadnom predgrađu Moskve.
Posebni dopisnik Rossijske Gazete i filmska ekipa TV kanala Russia 24 bili su prvi strani novinari koji su dobili pristup nuklearnom objektu u Pekingu. Ranije su samo nuklearni stručnjaci pomagali u izgradnji i pokretanju CEFR -a.
"Naš Institut za atomsku energiju, sada poznat i kao Institut za modernu fiziku Kineske akademije znanosti, osnovan je 1950.", pozdravio je novinare iz Rusije predsjednik-direktor CIAE-a, gospodin Wan Gang. - Još jedan za nas vrlo važan datum je 27. rujna 1958. godine, kada je na teritoriju Instituta uz pomoć SSSR -a pokrenut prvi reaktor za istraživanje teške vode. Iste 58. godine, uz sudjelovanje sovjetskih stručnjaka, ovdje je lansiran prvi akcelerator-ciklotron …
"Plan 863": faza po etapa
Sada, više od pedeset godina kasnije, prvi istraživački objekti su stavljeni van upotrebe. Ciklotron je, prema riječima ravnatelja instituta, demontiran, jer je za uspomenu ostao samo veliki magnet. Zgrada prvog reaktora je sačuvana, u što smo se mogli uvjeriti prolazeći do nje kroz veliki, njegovani institutski park s uredno popločanim pješačkim stazama. U središnjem dijelu zastali smo na minutu pred mramornim bistama atomskih znanstvenika - svjetiljki njihovog kineskog atomskog projekta.
Ne kriju svoje sudjelovanje u istraživanju i razvoju, koje je poslužilo za stvaranje prvih atomskih (1964.), a zatim i vodikovih (1967.) bombi za NR Kinu, naprotiv, ponosni su na to. Kao i doprinos stvaranju prve nuklearne podmornice (1971.) za kinesku mornaricu i prvog satelita (1971.) Zemlje lansiranog u Nebeskom Carstvu.
No sada je, prema riječima ravnatelja instituta, glavni zadatak tima na čijem je čelu razvoj nuklearne energije, uključujući nuklearnu energiju na novoj tehnološkoj platformi. Wan Gang je naglasio da je u Kini u ovom području usvojena trostupanjska razvojna strategija: termalni reaktor - brzi reaktor - termonuklearni reaktor.
Što se tiče tradicionalnih reaktora, u kojima se jezgre urana-235 dijele takozvanim toplinskim (sporim) neutronima, u Kini su odavno prešli iz čisto znanstvene sfere u područje komercijalnog djelovanja. Prema službenim podacima koje je državna korporacija CNNC izložila na AtomExpo-2015 u Moskvi, ima devet nuklearnih elektrana u pogonu, dvanaest je u izgradnji, a planira se još više. Cilj je povećati udio nuklearne energije do 2020. na šest posto (80 GW), a u budućnosti po tim pokazateljima sustići ili čak prestići Francusku.
Dosad je udio nuklearne proizvodnje u ukupnoj energetskoj bilanci Kine oko dva posto. Ali ovo je za sada. Razdoblje naukovanja, kada su ovdje izgrađene prve nuklearne elektrane prema francuskim, kanadskim, američkim, ruskim projektima, brzo prolazi. Većina novoizgrađenih energetskih jedinica već koristi ili namjerava koristiti reaktore i drugu važnu opremu kineskog ili zajedničkog razvoja. Odnosno, prvu fazu - razne vrste toplinskih reaktora - Kina je razradila i kreće, slikovito rečeno, na drugu razinu.
U državnom planu razvoja visokih tehnologija ili, kako se to češće naziva, u "planu 863", razvoj brzih reaktora naveden je kao glavni prioritet. Isti je zadatak uvršten u srednjoročni program razvoja znanosti i tehnologije za razdoblje 2006.-2020.
Međutim, počeli su pomno promatrati brze reaktore, koji se nazivaju i uzgajivači, iza Velikog zida još krajem 60 -ih godina prošlog stoljeća. Do tada je bilo poznato da je samu ideju o proširenoj reprodukciji nuklearnog goriva (uzgajivač - drugim riječima uzgajivač) izrazio u siječnju 1943. u SAD -u Leo Szilard i pokupio u SSSR -u. Od 1949., pod vodstvom akademika Aleksandra Leipunskog, u Sovjetskom Savezu je proveden višestruki istraživački rad na stvaranju brzih reaktora. No, prvi eksperimentalni uzgajivački reaktor s toplinskim kapacitetom od 0,2 MW pokrenut je u Sjedinjenim Državama, u nuklearnom centru u Idahu, 20. prosinca 1951. godine.
U SSSR -u je sličan objekt naručen četiri godine kasnije u Obninsku (regija Kaluga), gdje se nalazi Institut za fiziku i energetiku i gdje je u to vrijeme radio akademik Leipunski. Godinu dana kasnije, na istom mjestu, u Obninsku, pokrenut je eksperimentalni reaktor BR-2: metalni plutonij služio mu je kao gorivo, a živa kao rashladno sredstvo.
Iste 1956. godine konzorcij nekoliko američkih tvrtki započeo je izgradnju demonstracijskog uzgajivača Fermi-1 snage 65 MW. Deset godina kasnije na njemu se dogodila nesreća s taljenjem jezgre. Reaktor je demontiran uz velike troškove, nakon čega je interes američke industrije za ovu temu nestao.
U međuvremenu je u SSSR-u izgrađen i lansiran eksperimentalni BR-5 (nakon rekonstrukcije postao je poznat kao BR-10)-u Obninsku. A u Institutu za atomske reaktore u Dimitrovgradu (regija Uljanovsk) - višenamjenski BOR -60, u kojem se koristilo MOX gorivo (mješavina urana i plutonijevih dioksida), a tekući natrij kao rashladno sredstvo. BOR-60 je još u upotrebi, a postoji mogućnost produljenja rada do 2019. godine.
Francuska je potrošila pet milijardi dolara na izgradnju nuklearne elektrane velikih razmjera s reaktorom na brze neutrone Superphenix, no zbog problema s jezgrom na plutonijev pogon ovaj je objekt ugašen 1996. godine …
Jedini (u cijelom svijetu!) U pogonu reaktor na brzi neutron je reaktor BN-600 u trećoj jedinici Belojarske NE. Rekorder je po radnom stažu - u komercijalnom je pogonu od 1980. godine i može se produljiti do 2030. godine. Osim toga, to je najmoćniji brzi reaktor s hlađenjem natrijem do sada.
Prvo u novom stoljeću
pripremne postupke za pokretanje napajanja. Oba reaktora rođena su u Zavodu za pokusno projektiranje strojarstva nazvanom po V. I. Afrikantova. Akademik Fjodor Mitenkov, znanstveni direktor OKBM -a, 2004. godine nagrađen je Međunarodnom globalnom energetskom nagradom za izniman doprinos razvoju fizičko -tehničkih temelja i stvaranju reaktora s brzim neutronima.
Kako uvjeravaju dizajneri, projekt BN-800 implementirao je važne inovacije za poboljšanje nuklearne i radijacijske sigurnosti. Temelje se na pasivnim načelima, što znači da njihova učinkovitost ne ovisi o pouzdanosti rada pomoćnih sustava i ljudskom faktoru.
Sve je to u potpunosti uzeto u obzir pri projektiranju CEFR -a - prvog i do sada jedinog rektora brzih neutrona koji je izgrađen, testiran i službeno naručen u 21. stoljeću. Kineski institut za atomsku energiju posebno je ponosan na ovu činjenicu i zahvaljuje ruskim kolegama na aktivnoj pomoći.
Prvi kontakti stručnjaka dviju zemalja na ovom projektu započeli su 1992. godine. U radnoj skupini s ruske strane bili su zaposlenici OKBM -a im. Afrikantov (Nižnji Novgorod), Sankt Peterburški institut "ATOMPROEKT" i Institut za fiziku i energetiku (Obninsk, regija Kaluga).
"Do tada su naši stručnjaci već imali ideju o brzim reaktorima s natrijevom rashladnom tekućinom", kaže ravnatelj instituta Wan Gang. - Osim toga, proučavali smo toplinsku hidrauliku, fiziku neutrona, znanost o materijalima, osobitosti rukovanja nuklearnim gorivom i posebnu opremu. Usput su razjašnjeni ciljevi cijelog projekta. Prvo, stvaranje samog reaktorskog postrojenja. Utvrđeno je da će to biti eksperimentalni reaktor toplinske snage 65 megavata i električne snage 20 megavata. Drugo, razvoj novih tehnologija. Treće, trening. I već u finalu - planirani testovi, istraživanja, pokusi. CEFR nam je trebao kao osnova, platforma, tako da smo, stekavši potrebno iskustvo, mogli krenuti prema stvaranju pokaznih, a zatim i serijskih, komercijalnih energetskih jedinica nuklearnih elektrana s reaktorima na brze neutrone.
Kao i u Rusiji, samo stroži
Koncepcijski projekt CEFR -a razvili su kineski stručnjaci i dostavili ga ruskim kolegama na razmatranje. Zatim je, uzimajući u obzir primljene komentare i protupredloge, cijeli koncept, uključujući tehničke zahtjeve i glavne komponente reaktora, detaljno razmatran na zajedničkom sastanku u svibnju 1993. i dobio odobrenje najviše razine.
U drugoj polovici 90 -ih započela je faza inženjerskog projektiranja. Već spomenuti OKBM, Sankt Peterburg ATOMPROEKT, FEI i OKB Gidropress (Podolsk, moskovska regija) formirali su, prema riječima njihovih kineskih kolega, "projektnu suradnju" i radili su koordinirano, profesionalno, uzimajući u obzir sve zahtjeve i željama kupca. A početne smjernice kineske strane bile su čak i strože od standarda radijacijske sigurnosti, standarda za radioaktivna ispuštanja i ispuštanja, izvanrednih situacija koje su tada bile na snazi u ruskoj nuklearnoj industriji.
"Budući da je odlučeno da se CEFR izgradi unutar granica Pekinga, a ovo nije samo veliki grad - glavni grad Kine, postavili smo posebne zahtjeve za osiguranje sigurnosti", objasnio je Xu Mi, glavni znanstvenik CNNC -a, akademik Kineska inženjerska akademija, na sastanku s ruskim novinarima. - Iako je vjerojatnost topljenja jezgre u ovom reaktoru zanemariva, inzistirali smo na korištenju pasivnog sustava za uklanjanje zaostale topline. I - pri ugradnji ladice za hvatanje za hipotetičko taljenje jezgre. Glavne cirkulacijske crpke (MCP) naručene su u Rusiji, no u slučaju hitnog hlađenja od njih je zatraženo da dodaju zamašnjak u svoj dizajn, čime se povećava vrijeme istjecanja MCP-a, odnosno cirkulacija rashladne tekućine u slučaju od gubitka struje …
Prema riječima Xu Mi, u slučaju bilo kakve izvanredne situacije ili čak izvan projektne nesreće, ne bi trebalo biti potrebe za evakuacijom stanovništva - sve bi trebalo biti lokalizirano unutar energetske jedinice ili unutar granica njezinog zaštićenog područja. Nacionalna agencija za nuklearnu sigurnost NR Kine nije smatrala da je takva kampanja reosiguranje i podržala je stav svojih znanstvenika.
"Uostalom, od zida zgrade u kojoj je montiran CEFR, do ograde koja ograđuje institut, to je samo 153 metra", naglašava akademik s blagim osmijehom. - I onda ljudi jednostavno žive. Ne bi ih trebalo ugrožavati. Zato smo danas, gledajući unatrag, zadovoljni što kriteriji koje smo iznijeli zadovoljavaju sigurnosne standarde i zahtjeve za reaktore četvrte generacije.
U srpnju 2000. u prisutnosti ruskog predsjednika Vladimira Putina i kineskog predsjednika Jianga Zemina potpisan je Ugovor o izgradnji CEFR -a. U rujnu iste godine Wan Gang imenovan je za direktora reaktora u izgradnji; sada je ravnatelj cijelog instituta i detaljno se sjeća događaja na njegovu teritoriju.
- Od izlijevanja prvog betona do postavljanja stropa nad zgradom reaktora (kolovoz 2002.) prošle su samo dvije godine. Krajem 2008. dovršena je instalacija reaktorskog bloka. U svibnju 2009. započelo je punjenje kruga natrijem. U lipnju 2010. počeli su puniti gorivo u reaktor, a već 21. srpnja prvi put su dosegli kritičnost. Točno godinu dana kasnije, 21. srpnja 2011., uspjeli smo podići kapacitet na 40 posto nominalnog, što nam je u to vrijeme bio prekretnica …
Infografika WG / Anton Perepletchikov / Leonid Kuleshov / Maria Pakhmutova / Alexander Emelianenkov
Da bi to bilo moguće, u projektnom birou i u poduzećima Rosatoma uključenim u suradnju s kineskim partnerima, u razdoblju od 2003. do 2005., glavne cirkulacijske crpke primarnog i sekundarnog kruga, međuizmjenjivači topline, generator pare i uređaji za ponovno punjenje projektirano, proizvedeno i poslano na odredište gorivo - samo sedam vrsta kritične opreme u reaktorskom postrojenju, instrumenti i gorivo za prva tri opterećenja.
No prije toga izrađeni su tehnički projekti sustava nadzora i upravljanja (MCS NPP), tehnički projekt reaktorskog postrojenja i tehnički projekt glavne zgrade NE. Ruski stručnjaci ispunili su svoje ugovorne obveze u potpunosti i na vrijeme.
Naučite učenika da ima od koga učiti
Visokotehnološki "hardver" isporučen iz Rusije ostao bi željezan, a nuklearni reaktor teško bi postao učinkovit alat za istraživače da se na vrijeme nije zbrinula obuka operativnog osoblja. I započeli su to unaprijed.
Trenutni zamjenik direktora CEFR -a za operacije i sigurnost, Wu Chunliang, iz prve je serije viših inženjera za upravljanje reaktorima koji su se školovali u Rusiji. Davne 2002. godine prošli su obuku u Centru za obuku RIAR - Dimitrovgrad, Uljanovska regija. Tamo su mogli vidjeti i višenamjenski reaktor BOR-60 u radu te se na njemu obučiti. Zatim su, već u okviru programa fizičkog pokretanja, studirali na posebnim štandovima Instituta za fiziku i energetiku u Obninsku i Afrikantov OKBM-a u Nižnjem Novgorodu.
"Nakon povratka kući, zajedno s ruskim stručnjacima, sudjelovali smo u puštanju u rad različitih CEFR sustava i opreme", kaže Wu Chunliang, koji nas je dočekao u kontrolnoj sobi. - Zatim smo polagali ispit u organizaciji Nacionalne agencije za nuklearnu sigurnost. Godine 2008. dobili su dozvole za pravo obavljanja takvih poslova i postali operatori kontrole prve serije. A zatim je obuka druge grupe operatora provedena već kod kuće - uglavnom na samom CEFR -u.
Kao rezultat toga, prema Wu Chunliangu, razvio se cjelovit i holistički sustav obuke. 55 operatora, uključujući žene, već je dobilo licencu nadzornog tijela za rad eksperimentalnog reaktora.
U vrijeme našeg razgovora na upravljačkoj ploči bila su samo dva operatera, a jedan, vođa smjene, bio je iza njih. Kako su objasnili, to je sasvim dovoljno da se pouzdano, bez buke i nervoze, nadziru svi parametri reaktorskog postrojenja i nadzire preventivni rad koji se s vremena na vrijeme provodi na opremi u ograničenim područjima.
Nakon što sam čuo ovo objašnjenje, nisam mogao odoljeti i upitao sam što je ispisano velikim crvenim hijeroglifima na zidu iza operatora kontrolne sobe?
- Ovo je moto ili, ako želite, načelo života cijelog instituta, - nasmiješio se zamjenik ravnatelja CEFR -a i odmah se uozbiljio. - Možete to prevesti ovako. Prvo, dajte svu svoju snagu, sve sebe, za dobrobit Domovine i države. Drugo, budite uvijek korak ispred, proučavajte iskustva drugih, pronađite i predstavite nove stvari. I treće - ostanite iskreni u svemu, njegujte povjerenje, održavajte osobnu skromnost.
Dobar moto, vidite.
I to nije suvišan dodatak licenci operatera nuklearne instalacije.
