Till att börja med, låt oss notera som ett faktum: Kinas första snabba reaktor (China Experimental Fast Reactor) byggdes mitt i huvudstaden - i sydvästra delen av Peking, cirka 45 kilometer från centrum. Här, bakom den sjätte transportringen, ligger China Institute of Atomic Energy (CIAE). Om du vill - en analog av Kurchatov -institutet, som växte fram från det hemliga laboratoriet nr 2 i nordvästra utkanten av Moskva.
Rossiyskaya Gazetas specialkorrespondent och filmteamet på TV -kanalen Ryssland 24 var de första utländska journalisterna som fick tillgång till kärnkraftsanläggningen i Peking. Tidigare fanns det bara kärnkraftsspecialister som hjälpte till med konstruktionen och lanseringen av CEFR.
”Vårt institut för atomenergi, nu också känt som Institute of Modern Physics vid den kinesiska vetenskapsakademien, grundades 1950”, hälsade president-direktör för CIAE Wan Gang journalisterna från Ryssland. - Ett annat mycket viktigt datum för oss är den 27 september 1958, då den första tungvattenforskningsreaktorn lanserades på institutets territorium med hjälp av Sovjetunionen. I samma 58, med deltagande av sovjetiska specialister, lanserades den första acceleratorn-cyklotronen här …
"Plan 863": steg för steg
Nu, mer än femtio år senare, har de första forskningsanläggningarna tagits ur bruk. Cyklotronen, enligt institutets direktör, demonterades, eftersom bara en stor magnet återstod som ett minne. Byggnaden av den första reaktorn har bevarats, som vi kunde se genom att gå till den genom en stor, välskött institutpark med snyggt asfalterade gångstigar. I den centrala delen stannade vi en minut framför atomborskarnas marmorbyster - armaturerna i deras kinesiska atomprojekt.
De döljer inte sitt deltagande i forskning och utveckling, som tjänade till att skapa de första atombomberna (1964) och sedan vätgas (1967) för Kina, tvärtom, de är stolta över det. Samt ett bidrag till skapandet av den första atomubåten (1971) för den kinesiska flottan och jordens första satellit (1971) som lanserades i det himmelska riket.
Men nu, enligt institutets direktör, är huvuduppgiften för teamet som leds av honom utvecklingen av kärnkraft, inklusive kärnkraft på en ny teknisk plattform. I Kina, betonade Wan Gang, har en utvecklingsstrategi i tre steg antagits på detta område: en termisk reaktor - en snabb reaktor - en termonukleär reaktor.
När det gäller traditionella reaktorer, där uran-235-kärnor klyvs av så kallade termiska (långsamma) neutroner, har de i Kina sedan länge flyttat från en rent vetenskaplig sfär till kommersiell verksamhet. Enligt officiella uppgifter som presenterades vid AtomExpo-2015 i Moskva av det statliga företaget CNNC, har det nio kärnkraftsenheter i drift, tolv är under uppbyggnad och ännu fler planeras. Målet är att höja andelen kärnkraft till 2020 till sex procent (80 GW), och i framtiden komma ikapp eller till och med överträffa Frankrike i dessa indikatorer.
Hittills är andelen kärnkraftsproduktion i Kinas totala energibalans cirka två procent. Men det här är för nu. Lärdomstiden, när de första kärnkraftverken byggdes här enligt franska, kanadensiska, amerikanska, ryska projekt, går snabbt förbi. De flesta av de nybyggda kraftenheterna använder eller tänker redan använda reaktorer och annan viktig utrustning för kinesisk eller gemensam utveckling. Det vill säga det första steget - olika typer av termiska reaktorer - Kina har löst sig och går, bildligt talat, till den andra nivån.
I den statliga planen för utveckling av högteknologi, eller, som det oftare kallas, i "plan 863" listas utvecklingen av snabba reaktorer som högsta prioritet. Samma uppgift ingick i det medelfristiga programmet för utveckling av vetenskap och teknik för 2006-2020.
Men de började titta noga på snabba reaktorer, som också kallas uppfödare, bakom muren i slutet av 60 -talet av förra seklet. Vid den tiden var det känt att själva idén om utökad reproduktion av kärnbränsle (uppfödare - med andra ord en uppfödare) uttrycktes i januari 1943 i USA av Leo Szilard och togs upp i Sovjetunionen. Sedan 1949, under ledning av akademikern Alexander Leipunsky, har ett mångfacetterat forskningsarbete utförts i Sovjetunionen för att skapa snabba reaktorer. Men den första experimentella uppfödarreaktorn med en termisk kapacitet på 0,2 MW lanserades i USA, vid kärnkraftscentret i Idaho, den 20 december 1951.
I Sovjetunionen togs en liknande anläggning i drift fyra år senare i Obninsk (Kaluga -regionen), där Physics and Power Engineering Institute ligger och där akademikern Leipunsky arbetade vid den tiden. Ett år senare, på samma ställe, i Obninsk, lanserades en experimentell reaktor BR-2: metalliskt plutonium tjänade som bränsle och kvicksilver användes som kylvätska.
Samma år 1956 började ett konsortium av flera amerikanska företag bygga en 65 MW Fermi-1 demonstrationsuppfödare. Tio år senare inträffade en olycka med kärnans smältning. Reaktorn demonterades till stora kostnader, varefter den amerikanska industrins intresse för detta ämne bleknade.
Under tiden byggdes och lanserades i Sovjetunionen en experimentell BR-5 (efter rekonstruktion blev den känd som BR-10)-i Obninsk. Och vid Institute of Atomic Reactors i Dimitrovgrad (Ulyanovsk -regionen) - en mångsidig BOR -60, där MOX -bränsle (en blandning av uran och plutoniumdioxider) användes och flytande natrium användes som kylmedel. BOR-60 är fortfarande i drift, och det finns möjlighet att förlänga verksamheten till 2019.
Frankrike spenderade fem miljarder dollar på byggandet av ett fullskaligt kärnkraftverk med en Superphenix snabb neutronreaktor, men på grund av problem med den plutoniumdrivna kärnan stängdes denna anläggning 1996 …
Den enda (över hela världen!) Snabba neutronkraftreaktorer som arbetar är BN-600-reaktorn vid den tredje enheten i Beloyarsk NPP. Det är rekordinnehavaren för längden på tjänsten - den har varit i kommersiell drift sedan 1980 och kan förlängas till 2030. Dessutom är det den mest kraftfulla natriumkylda snabba reaktorn hittills.
Först under det nya århundradet
förberedande procedurer för elstart. Båda reaktorerna föddes i Experimental Design Bureau of Mechanical Engineering uppkallad efter V. I. Afrikantova. Akademiker Fyodor Mitenkov, vetenskaplig chef för OKBM, tilldelades 2004 det internationella globala energipriset för sitt enastående bidrag till utvecklingen av fysiska och tekniska grunder och skapandet av snabba neutronreaktorer.
Som konstruktörerna försäkrar har BN-800-projektet implementerat viktiga innovationer för att förbättra kärnsäkerheten och strålsäkerheten. De bygger på passiva principer, vilket innebär att deras effektivitet inte beror på tillförlitligheten för driften av hjälpsystem och den mänskliga faktorn.
Allt detta beaktades fullt ut vid utformningen av CEFR - den första och hittills den enda snabba neutronrektorn som byggdes, testades och togs i drift på 2000 -talet. Det kinesiska institutet för atomenergi är särskilt stolt över detta faktum och tackar de ryska kollegorna för den aktiva hjälpen.
De första kontakterna mellan specialister från de två länderna om detta projekt började 1992. Arbetsgruppen från ryska sidan omfattade anställda på OKBM im. Afrikantov (Nizhny Novgorod), St. Petersburg Institute "ATOMPROEKT" och Physics and Power Engineering Institute (Obninsk, Kaluga Region).
"Vid den tiden hade våra specialister redan en idé om snabba reaktorer med natriumkylvätska", säger direktören för institutet, Wan Gang. - Dessutom studerade vi termisk hydraulik, neutronfysik, materialvetenskap, särdrag vid hantering av kärnbränsle och specialutrustning. Längs vägen klargjordes målen för hela projektet. Först skapandet av själva reaktoranläggningen. Det bestämdes att det skulle vara en experimentell reaktor med en termisk effekt på 65 megawatt och en elektrisk effekt på 20 megawatt. För det andra utvecklingen av ny teknik. För det tredje, träning. Och redan i finalen - de planerade testerna, forskningen, experimenten. Vi behövde CEFR som grund, en plattform, så att vi, efter att ha fått den erforderliga erfarenheten, kunde gå mot skapandet av en demonstration och sedan seriella, kommersiella kraftenheter för kärnkraftverk med snabba neutronreaktorer.
Som i Ryssland, bara striktare
CEFR -konceptprojektet utvecklades av kinesiska specialister och överlämnades till de ryska kollegorna för övervägande. Med hänsyn till de mottagna kommentarerna och motförslagen diskuterades sedan hela konceptet, inklusive de tekniska kraven och huvudkomponenterna i reaktorn, i detalj vid ett gemensamt möte i maj 1993 och fick godkännande på högsta nivå.
Under andra hälften av 90 -talet började scenen för konstruktion. Den redan nämnda OKBM, St. Petersburg ATOMPROEKT, FEI och OKB Gidropress (Podolsk, Moskva -regionen) bildade, med sina kinesiska kollegors ord, "projektsamarbete" och arbetade på ett samordnat sätt, professionellt, med beaktande av alla krav och kundens önskemål. Och de första riktlinjerna på den kinesiska sidan var ännu strängare än standarderna för strålsäkerhet, standarder för radioaktiva utsläpp och utsläpp, nödsituationer som gällde vid den tiden i den ryska kärnkraftsindustrin.
"Eftersom det beslutades att bygga CEFR inom Pekings gränser, och det här är inte bara en storstad - Kinas huvudstad, ställde vi särskilda krav för att säkerställa säkerheten", förklarade Xu Mi, chefsforskare för CNNC, akademiker vid Chinese Academy of Engineering, vid möte med ryska journalister. - Även om sannolikheten för kärnsmältning i denna reaktor är försumbar, insisterade vi på att använda ett passivt system för avlägsnande av restvärme. Och - vid installationen av en fällbricka för en hypotetisk smältning av kärnan. De viktigaste cirkulationspumparna (MCP: er) beställdes i Ryssland, men vid nödkylning ombads de att lägga till ett svänghjul i deras konstruktion och därmed öka MCP: s sluttid, det vill säga kylvätskans cirkulation i fallet av strömförlust …
Enligt Xu Mi, i händelse av en nödsituation eller till och med bortom designolyckor, borde det inte vara nödvändigt att evakuera befolkningen - allt bör lokaliseras inuti kraftenheten eller inom gränserna för dess skyddade område. National Nuclear Safety Agency i Folkrepubliken Kina ansåg inte att en sådan kampanj var återförsäkring och stödde deras forskares ställning.
"När allt kommer omkring, från väggen i byggnaden där CEFR är monterad, till staketet som omsluter institutet, är det bara 153 meter", understryker akademikern med ett mjukt leende. - Och då lever människor bara. De ska inte vara hotade. Det är därför vi idag, när vi ser tillbaka, är nöjda med att de kriterier vi har lagt fram uppfyller säkerhetsstandarderna och kraven för fjärde generationens reaktorer.
I juli 2000 undertecknades CEFR -byggavtalet i närvaro av Rysslands president Vladimir Putin och Kinas president Jiang Zemin. I september samma år utsågs Wan Gang till chef för reaktorn under uppbyggnad; nu är han direktör för hela institutet och minns händelserna på dess territorium i detalj.
- Det tog bara två år från gjutningen av den första betongen till installationen av taket över reaktorbyggnaden (augusti 2002). I slutet av 2008 slutfördes installationen av reaktorblocket. I maj 2009 började fyllningen av kretsen med natrium. I juni 2010 började de ladda bränsle i reaktorn, och redan den 21 juli nådde de kritik för första gången. Exakt ett år senare, den 21 juli 2011, kunde vi höja kapaciteten till 40 procent av det nominella, vilket vid den tiden var ett milstolpsmål för oss …
Infographics WG / Anton Perepletchikov / Leonid Kuleshov / Maria Pakhmutova / Alexander Emelianenkov
För att göra detta möjligt, i designbyrån och hos Rosatoms företag som deltog i samarbete med kinesiska partner, 2003-2005, de viktigaste cirkulationspumparna i primär- och sekundärkretsarna, mellanvärmeväxlare, en ånggenerator och anordningar för omladdning konstruerades, tillverkades och skickades till sin destination bränsle - endast sju typer av kritisk utrustning i reaktoranläggningen, instrumentering och bränsle för de tre första lasterna.
Men innan dess utvecklades tekniska projekt för övervaknings- och kontrollsystemet (MCS of the NPP), den tekniska konstruktionen av reaktoranläggningen och den tekniska designen av NPP: s huvudbyggnad. Ryska specialister uppfyllde sina avtalsförpliktelser helt och i tid.
Lär eleven att ha någon att lära av
Den högteknologiska "hårdvara" som levererats från Ryssland skulle ha förblivit järn, och en kärnreaktor hade knappast blivit ett effektivt verktyg för forskare om utbildningen av driftspersonalen inte hade tagits hand om i tid. Och de började med det i god tid.
Den nuvarande CEFR -biträdande chefen för drift och säkerhet, Wu Chunliang, är från den första omgången av ledande ingenjörer i reaktorkontroll som är utbildade i Ryssland. Redan 2002 utbildades de på RIAR Training Center - Dimitrovgrad, Ulyanovsk Region. Där kunde de också se multifunktionsreaktorn BOR-60 i drift och få utbildning i den. Sedan, redan under det fysiska startprogrammet, studerade de vid speciella läktare vid Physics and Power Engineering Institute i Obninsk och Afrikantov OKBM i Nizhny Novgorod.
"Efter hemkomsten, tillsammans med ryska specialister, deltog vi i idrifttagandet av olika CEFR -system och utrustning", säger Wu Chunliang, som mötte oss i kontrollrummet. - Sedan tog vi en tentamen som anordnades av National Agency for Nuclear Safety. År 2008 fick de licenser för rätten att utföra sådant arbete och blev kontrolloperatörer för det första partiet. Och sedan genomfördes utbildningen av den andra gruppen operatörer redan hemma - främst vid CEFR själv.
Som ett resultat, enligt Wu Chunliang, har ett komplett och holistiskt utbildningssystem utvecklats. 55 operatörer, inklusive kvinnor, har redan fått tillstånd av tillsynsmyndigheten att driva den experimentella reaktorn.
Vid tidpunkten för vårt samtal fanns det bara två operatörer vid kontrollpanelen, och en, skiftledaren, stod bakom dem. Som de förklarade är detta tillräckligt för att på ett tillförlitligt sätt, utan krångel och nervositet, övervaka alla parametrar i reaktoranläggningen och övervaka det förebyggande arbetet som utförs då och då på utrustning i begränsade områden.
Efter att ha hört den här förklaringen kunde jag inte motstå och frågade vad som stod i stora röda hieroglyfer på väggen bakom kontrollrumsoperatörerna?
- Det här är mottot eller, om du vill, principen om hela institutets liv, - le vice biträdande direktör för CEFR och blev genast allvarlig. - Du kan översätta det så här. Ge först all din styrka, hela dig själv, för fosterlandets och statens bästa. För det andra, var alltid ett steg före, studera andras erfarenheter, hitta och introducera nya saker. Och för det tredje - var ärlig i allt, värna om förtroende, bevara personlig blygsamhet.
Ett bra motto, ser du.
Och det är inte en överflödig bilaga till licensen för operatören av en kärnkraftsanläggning.
