Атомні реактори дозволяють вченим проводити різні експерименти.
Ми перебуваємо всередині працюючого атомного реактора. Блакитне випромінювання Вавілова-Черенкова освітлює активну зону дослідного реактора європейської комісії в місті Петтен на півночі Нідерландів.
Яап Ван дер Лаан (керівник проекту реакторів нового покоління): "Внизу Ви бачите нашу головну робочу конячку - високопотоковий реактор. Тобто, під нами розташоване ядерно паливо, яке виробляє 45 мегават потужності."
Ланцюгову реакцію ядерного розпаду, яка підтримує сама себе всередині реактора, використовують для випробовування матеріалів та отримання ізотопів. Електроенергію дослідні реактори не генерують.
Яап Ван дер Лаан (керівник проекту реакторів нового покоління): "Ось ці трубки, які виходять із реактора - це обладнання для експериментів. У довжину вони досягають 5-6 метрів і містять усі необхідні інструменти, завдяки яким ми відслідковуємо температурний режим та інші характеристики реактора, щоби на розміщені там зразки здійснювався необхідний вплив. Це один з перших таких реакторів. Його збудували на початку 60-их, але він досі залишається одним з п'яти кращих у світі в своєму класі."
Яап та його колеги розміщують на певний час зразки різноманітних матеріалів, таких як графіт, сталь та найновіші композити, всередині активної зони реактора - тут ці матеріали опромінюють інтенсивним радіоактивним потоком впродовж певного часу.
Після такого впливу зразки дістають з ядра реактора та поміщають в ізольовані бокси, так звані "гарячі камери", де за допомогою спеціального обладнання вчені вивчають зміну їхніх властивостей.
Ці знання необхідні для вибору матеріалів для реакторів майбутнього, значно ефективніших та безпечніших для довкілля, аніж старіючі АЕС сьогоднішнього дня.
Луїджі Дебарберіс (голова відділу ядерно-фізичної проектної безпеки): "Ядерні станції Європи поступово старіють і зараз розробляють плани продовження терміну їхньої служби. Це дозволить виграти ще 10-20 років. А потім доведеться приймати якесь рішення. І тоді, звичайно, цікаво би було замінити їх, не таким же типом реакторів, а більш передовими четвертого покоління."
Перший прототип системи четвертого покоління повинен з'явитися в 2020 році. Повномасштабне використання таких реакторів орієнтовно намітили на 2040. Технологічну концепцію оберуть з кількох запропонованих варіантів.
Луїджі Дебарберіс (голова відділу ядерно-фізичної проектної безпеки): "У них всіх є дещо спільне - вони значно кращі в порівнянні з попереднім поколінням. Зокрема, вони розраховані на використання пасивного аварійного захисту, тобто менше залежать від кваліфікації персоналу для подолання можливих проблем. Окрім того, вони краще використовують наявний ресурс, а це теж слід відзначити. Сьогоднішні реактори у певному сенсі не здатні до тривалого існування, вони примітивно спалюють уран і нічого окрім нього. А потрібен реактор, який би регенерував власне паливо та використовував його значно довше."
Поклади урану обмежені і цей ресурс може вичерпатися впродовж найближчих 100 років, якщо реактор четвертого покоління не буде використовувати всю доступну енергію ядерного палива, що зробило б виробництво електроенергії в сотні та тисячі разів ефективнішим.
Луїджі Дебарберіс (голова відділу ядерно-фізичної проектної безпеки): "Але такий реактор зможе й багато чого інше. Сьогодні ми головним чином використовуємо можливості АЕС лише для виробництва електрики і витрачаємо залишок води на підігрів морів і річок. У реакторах нового покоління намагаються використовувати на пряму теплову енергію реакторів в різноманітних цілях, як то газифікація вугілля чи виробництва водню, яке відкрило би шлях до автотранспорту без шкідливих викидів в атмосферу."
Температура в нових реакторах може бути вдвічі вищою, ніж в існуючих і надлишок тепла можна буде використовувати для екологічного виробництва водню шляхом термолізу, перетворення морської води в питну та навіть для плавлення та видобутку покладів напівтвердої важкої нафти з бітумних пісків.
Дослідження підуть швидше, коли в стрій ведуть новий експериментальний реактор, який будують у французькому Кадараші. Його планують завершити в 2014 році, і тоді вчені зможуть проводити в ньому десятки експериментів одночасно.
Жіль Бенян (заступник голови відділу дослідження ядерних реакторів): "Ми перебуваємо на місці зведення майбутнього дослідного реактора Жюля Оровіца. Через кілька років він стане важливим елементом європейських ядерних досліджень. Це реактор, який надаватиме наукову підтримку реакторам третього та четвертого покоління, які ми очікуємо побачити близько 2040 року."
Як і реактор в нідерландському Петтені, реактор в Кадараші забезпечить усім необхідним для дослідження матеріалів в умовах інтенсивного опромінювання.
Жіль Бенян (заступник голови відділу дослідження ядерних реакторів): "Це макет реактора Жюля Оровіца та прилеглих до нього приміщень у вертикальному розрізі. Тут, в центрі басейну, розміщена активна зона, де будуть паралельно проходити близько 20 експериментів, коли через 6-7 років реактор запрацює. Розмір активної зони відносно невеликий - 60 сантиметрів в діаметрі і 60 сантиметрів у висоту, як пральна машинка. Але це реактор дуже високої щільності, він виробляє до 100 мегават - значна потужність для дослідних реакторів. І оскільки ми хочемо проводити одразу 20 експериментів в різних частинах активної зони, нам потрібні усі трубки та кабелі, підключені до неї. Ми отримаємо можливість безпосереднього дослідження ряду фізичних явищ, що неможливо зробити в умовах електростанції."
Ці дослідження - лише початок багаторічного шляху до технологічного прориву, який є необхідним, щоб зробити ядерну енергетику завтрашнього дня стійкою, вигідною та безпечною.
Також в розділі:
|
