Генералният директор на Института по физика и енергетика (ИФЕ) Александър Говердовски разказва за мултифункционалния иновативен реактор JASMINE, който работи с технология на разтопена сол, и за перспективите пред него.
- Идеите за реакторите с разтопена сол и за традиционните ядрени реактори се появява почти по едно и също време. Защо реакторите с разтопена сол не са така разпространени?
- Традиционните реактори се оказаха по-прости от технологична гледна точка, а срокът им за изпълнение – по-кратък. С появата на мирния атом, чиято 60-годишнина празнуваме тази година, тези фактори несъмнено станаха водещи.
- Може ли да обясните как работи реакторът с разтопена сол?
- При разтопената сол се разтварят леките елементи на флуоридите и хлоридите в горивните компоненти. Критичната точка на системата се достига чрез повишаване на концентрацията на уран и плутоний. Течното гориво циркулира в мрежа и произвежда енергия в топлообменник. По този начин разтопената сол е и гориво, и охладител. Ако се налага, а то наистина се налага, течната субстанция се изважда от разтворените елементи и реакторът работи постоянно с „чисто“ гориво, без да произвежда радиоактивен отпадък, който създава толкова много грижи в момента.
- Има ли работещи реактори с разтопена сол в света?
- За сега няма. Единственият функциониращ е бил този в САЩ в края на шестдесетте години, работил е 10 хиляди часа с мощност около 8 MW. Това е било в Оук Ридж. Наскоро технологията е била закупена от Китай. Планира се до 2018 година да бъдат построени два прототипа с мощност по 1 MW. В единия случай разтопената сол ще се използва като охладител. В момента същият метод се разработва и в Оук Ридж.
- Какво е уникалното на реактора JASMINE, по който работите в момента?
- JASMINE означава разтопена сол, мултифункционалност и иновация. За разлика от американския образец, този реактор е бърз. Уникален е поради съвместяването на две технологии, които още не съществуват: електроатомна и разтопена сол. Субкритичното покритие на системата се контролира от външен източник на неутрони, базиран на взаимодействието между ускорени йони на тежкия водород и литиевите ядра. Вече сме започнали с дизайна и с експерименталните инженерни проучвания на цялостния комплекс, разполагаме и с мощен ускорител. Реакторът ще има модулна структура, за по-голяма безопасност. Финансово най-подходящо е да създадем съоръжение с мощност 2KW. Това ще бъде първата в света каунтърглоу система с течно гориво. Следващият цикъл от експериментални и технологични разработки ясно ще покаже широкоспектърната приложимост на технологията.
- Казват, че този тип реактор напълно изключва катастрофи от типа на Фукушима и Чернобил. Каква е тайната за тази безопасност?
- Тайната е в самия принцип: дълбоката критичност на системата изключва такъв тип проблеми, а зоната за разтапяне е в нормален режим, а не в режим на критичност. Освен това, възможността за постоянното изваждане на продуктите на разпада, във всеки момент, намалява риска от драстични радиационни последици.
- Колко мощен може да бъде такъв реактор?
- На теория – колкото искаме. Зависи за какво е предвиден реакторът. Днес в Иновативния блок на Росатом идеята е да се използва за изгаряне на малки актиниди – първо на америций, определящ до 90% от радиотоксичността на радиоактивния отпадък. В този случай няма нужда от топлинна мощност, по-голяма от 0/5-1 GW.
- Доколкото знаем, американците са опитали да използват технологията на разтопената сол при авиационното оборудване. Възможно ли е такъв реактор да работи в електроцентрала?
- По отношение на самолетите, малко пресилено е. Докато при електроцентралите или водородните станции е доста реалистично, с такъв реактор могат да се разрешат сложните технологични проблеми. Говоря за критичен реактор, разбира се.
- Какви са предимствата на JASMINE, в сравнение с традиционните руски реактори (РБМК, ВВЕР, ВВЕР-ТОИ, БН). Къде са слабостите?
- Използваното гориво означава лесно производство, опериране и рециклиране. Ще има широк набор от изотопно съдържание, граница на изгаряне, тъй като винаги може да се добави нужния горивен елемент, без да се спира реакторът. Може да се изваждат продуктите на разпада, което не изисква сложни операции спрямо горивото, решават се проблемите с отпадъка, тъй като е концентриран в минимално количество. Това са предимствата. Никой от изброените реактори не може да предложи такива неща. Слабостите са в недостига на кон структивни материали, устойчиви на агресивна флуоридна среда при високотемпературно облъчване. Има работа и по нанопокритието, устойчивите сплави (Hastalloy), но само опитът ще покаже как ще разрешим тези въпроси. Тогава вече ще има нужда от нашия JASMINE. Друг проблем е как функционира съставът на разтопената сол, особено в критични ситуации. Много малко неща знаем и предстои много работа. Трябва да обединим физици, химици, математици. Да работим в пресечната точка на дисциплините, което е работа за млади и талантливи хора, за това трябва да си подготвим бъдещия персонал.
- На какъв етап е проектът сега?
- Все още е рано да говорим за продуктов прототип. JASMINE ще бъде представен. Но реално за прототип можем да говорим през 2017-2018 година.
- Колко учени взимат участие проекта? Предимно млади ли са?
- През 2013 година, като част от календара на Иновационния блок, свършихме изключително много работа. Основните участници бяха ФЕИ, НИИАР, ВНИХТ, Радиевият институт, Института Курчатов. Има много участници, повече от стотина квалифицирани специалисти. Една трета от тях са млади хора. Но това е само началото. Интересът в научните среди е огромен, особено към квантовата химия на елементите в системата.
