МБИР

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
МБИР
MBIR
Тип реактора реактор на быстрых нейтронах
Назначение реактора исследовательский
Технические параметры
Теплоноситель I/II контур: натрий, III контур: вода — пар
Топливо смешанное оксидное уран-плутониевое
Тепловая мощность 150 мегаватт
Электрическая мощность 50 мегаватт
Разработка
Научная часть АО «ГНЦ РФ-ФЭИ»
Предприятие-разработчик АО «НИКИЭТ»
Строительство и эксплуатация
Строительство первого образца 2015—2030
Местонахождение АО «ГНЦ НИИАР»
Географические координаты 54°11′12″ с. ш. 49°28′55″ в. д.HGЯO

МБИР — строящийся в России в г. Димитровград (АО «ГНЦ НИИАР») многоцелевой научно-исследовательский реактор на быстрых нейтронах четвёртого поколения[1]. Строительство началось в 2015 году; ввод реактора в эксплуатацию намечен на 2028 год[2].

Целью сооружения МБИР является создание высокопоточного исследовательского реактора на быстрых нейтронах с уникальными потребительскими свойствами для реализации следующих задач: проведение реакторных и послереакторных исследований, производство электроэнергии и тепла, отработка новых технологий производства радиоизотопов и модифицированных материалов. Основным предназначением реактора МБИР является проведение массовых реакторных испытаний инновационных материалов и макетов элементов активных зон для ядерно-энергетических систем 4-го поколения, включая реакторы на быстрых нейтронах с замыканием топливного цикла, а также и тепловые реакторы малой и средней мощности.

По своей функциональности МБИР полностью покрывает возможности реактора БОР-60. При вводе МБИР в активную эксплуатацию реактор БОР-60 остановят.

На базе МБИР планируется создать Международный центр исследований.

Особенности[править | править код]

МБИР уникален не только малочисленностью подобных установок, но и идеологией, и конструкцией. Любые исследовательские реакторы выполняют три задачи:

  • облучение материалов и сборок для после-реакторного исследования;
  • изучения поведения материалов и сборок прямо в реакторе (инструментированные сборки);
  • вывод нейтронного/нейтринного излучения в лабораторные установки вокруг.

Однако, выбор конструкции реактора резко ограничивает круг исследования именно такой конструкцией. Т.е. невозможно исследовать вопросы быстрых реакторов на установке с водяным охлаждением-замедлением. Или вопросы свинцовой коррозии в условиях облучения в натриевом реакторе. Или высокотемпературную стойкость материалов в реакторе с максимальной рабочей температурой 500 °С.

МБИР решает эти три задачи разом. Через его активную зону проходят специальные каналы, в которых можно установить отдельную петлю со своим теплоносителем, своей ТВС, своей температурой. Таким образом, исследователи в одном реакторе получает экспериментировать на широком спектре концепций ядерных установок. Такой подход с модульными вставными петлями позволяет изучать и аварийные режимы, например разрывов ТВЭЛов в петле, или попаданий воздуха в натрий.

Конструкция[править | править код]

ИЯУ МБИР включает в свой состав реакторную установку с двумя натриевым контурами охлаждения и третьим пароводяным контуром, паротурбинную установку, транспортно-технологические системы, петлевые установки, вертикальные и горизонтальные экспериментальные каналы, комплекс исследовательских защитных камер, лабораторный комплекс.

Реакторная установка[править | править код]

Наименование Значение
Тепловая мощность реактора, МВт 150
Мощность электрическая, МВт 55
Компоновка Петлевая
Количество петель охлаждения в РУ 2
Количество контуров охлаждения в РУ 3
Теплоноситель I, II контура и контура САОТ Натрий
Рабочее тело III контура Вода — пар
Принцип теплоотвода от активной зоны Принудительная циркуляция при работе реактора на мощности.

Естественная циркуляция в режимах останова.

Тип топлива в рабочих (штатных) ТВС Смешанное оксидное уран-плутониевое
Проектный срок службы, лет 50

Активная зона[править | править код]

Активная зона (АЗ) набрана из 96 сборок (ТВС) диаметром 72 мм и высотой 700 мм; количество твэлов в ТВС — 91. Температура натрия на входе 309 °С, на выходе — 547 °С. По нейтронному потоку и с. н. а.[неизвестный термин] в год МБИР превосходит конкурентов (БОР-60, FBTR (англ.), Jules Horowitz (англ.)) в два раза, т. е. это будет самая производительная установка своего класса в мире.

Время работы между перегрузками — не менее 100 эффективных суток.

Топливо[править | править код]

Топливо — виброуплотнённый или таблеточный MOX с содержанием плутония до 38 % (для достижения высоких флюэнсов).

Характеристики[править | править код]

Кроме уникальных возможностей, МБИР несет и традиционные свойства:

  1. Сверхмощный поток быстрых нейтронов до 5·1015 см−2;
  2. Температуры от 320 °С до 550 °С;
  3. Наработка повреждающих доз до 33 с. н. а. в год;
  4. 14 каналов для неинструментованных сборок внутри АЗ;
  5. 72 позиции снаружи (исследование опытных ТВС БР, наработка изотопов, материаловедческие эксперименты);
  6. 3 экспериментальных канала для инструментированных сборок в АЗ;
  7. 4 горизонтальных канала, выводящих нейтронное излучение в лаборатории;
  8. 2 канала, выводящих нейтроны для ядерной медицины;
  9. 12 вертикальных каналов для ядерного легирования кремния;
  10. 2 канала для нейтронного активационного анализа.

Разумеется, на МБИР можно исследовать любые виды топлива (уран, плутоний, торий), любые материалы оболочек.

Международный центр исследований на базе МБИР[править | править код]

На базе реактора МБИР планируется создать Международный Центр Исследований (МЦИ МБИР).

Многофункциональный высокопоточный реакторный комплекс невозможно создать в малом масштабе или на модульной основе, поэтому высокая стоимость строительства неизбежна. Что возвращает к идее, уже давно продвигаемой МАГАТЭ, о формировании «центров компетенций», в которых один реактор используется в интересах группы пользователей.

Участники МЦИ могут быть как индивидуальными структурами, покупающими ресурс для собственных программ или консорциальными, обеспечивая опосредованное участие членам такого консорциума. Доля в МЦИ будет означать соответствующую долю реакторного нейтронного потока приоритетно резервируемого для участника.

Структурная основа двухкомпонентная: реакторный комплекс, находящийся в собственности РФ и технически управляемый уполномоченной российской организацией ГНЦ НИИАР, и творческая исследовательская составляющая, передаваемая в отдельную структуру Международный Центр Исследований по долгосрочному соглашению.

НИИАР несет обязанности по техническому обеспечению работы реактора и по выполнению программ исследований. И предоставляет дополнительные услуги по лабораторным исследованиям. МЦИ МБИР покрывает операционных расходы реактора и расходы по подготовке, проведению испытаний и послереакторным исследованиям.

Присоединение на этапе строительства обеспечивает приоритетную очередность и преференциальные цены по сравнению с контрактными ценами для партнеров, присоединяющихся на этапе эксплуатации.

Бизнес-схема представляет собой последовательную ступенчатую комбинацию продаж нейтронного потока и обратной цепочки платежей.

См. также[править | править код]

Литература[править | править код]

  • Фридман В. Энергетическое трио, Новая платформа // В мире науки № 12, 2013

Ссылки[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Строительство исследовательской ядерной установки Многоцелевой исследовательский реактор на быстрых нейтронах МБИР (ИЯУ МБИР). Автономная некоммерческая организация «Центр развития ядерного инновационного кластера города Димитровграда Ульяновской области». Дата обращения: 26 декабря 2013.
  2. Новости. mbir-rosatom.ru. Дата обращения: 23 ноября 2020.