Универсальный испытательный реактор
Универсальный испытательный реактор ( VTR ) — проект Министерства энергетики США по созданию испытательного реактора на быстрых нейтронах к 2026 году. Финансирование проекта было прекращено в 2022 году. [ 1 ]
История
[ редактировать ]После того, как испытательный стенд на быстрых нейтронах и экспериментальный реактор-размножитель-II (EBR-II) были выведены из эксплуатации в 1992 и 1994 годах соответственно, в парке Соединенных Штатов не осталось реакторов на быстрых нейтронах. Исследования быстрых нейтронов ограничивались несколькими запрещенными реакторами, расположенными в России, включая Бор-60 . [ 2 ] Для решения этой проблемы в Закон об инновационных возможностях ядерной энергетики 2017 года было включено положение, предписывающее Министерству энергетики начать планирование источника быстрых нейтронов. [ 3 ] Конгресс включил в бюджет 35 миллионов долларов в 2018 году и 65 миллионов долларов в 2019 году в поддержку этого. В феврале 2019 года VTR одобрил критическое решение 0, продемонстрировав необходимость миссии, требующую инвестиций, первое из серии утверждений проекта. Тогда министр энергетики Рик Перри объявил о начале проекта универсального испытательного реактора. [ 4 ] В ноябре 2019 года Battelle Energy Alliance , организация, управляющая Национальной лабораторией Айдахо , объявила о выражении заинтересованности (EOI) в поиске отраслевого партнера для проектирования и строительства VTR. [ 5 ] В январе 2020 года было объявлено о сотрудничестве между GE Hitachi Nuclear Energy (GEH) и TerraPower при поддержке Energy Northwest . [ 6 ] [ 7 ]
Рассматриваемыми потенциальными площадками для строительства VTR были Национальная лаборатория Ок-Ридж и Национальная лаборатория Айдахо. [ 8 ]
Финансирование проекта было прекращено в 2022 году. [ 9 ]
Концептуальный дизайн
[ редактировать ]Четыре национальные лаборатории: Национальная лаборатория Айдахо , Аргоннская национальная лаборатория , Национальная лаборатория Лос-Аламоса и Национальная лаборатория Ок-Риджа работали с университетами и коммерческой промышленностью над разработкой концептуальных проектов, сметой затрат и графиков, а также поддержкой. [ 10 ] [ 11 ]
Вероятная конструкция будет представлять собой реактор мощностью 300 мегаватт с натриевым охлаждением, основанный на GE-Hitachi компании реакторе PRISM . В предлагаемом первом топливе будет использоваться топливо из сплава урана, плутония и циркония. Такое сплавное топливо ранее испытывалось в реакторе EBR-II. Позднее реакторное топливо могло состоять из других смесей урана и плутония различной степени обогащения, а вместо циркония можно было использовать другие легирующие металлы. [ 12 ] На ВТР не планируется строительство электрогенерирующих мощностей. [ 13 ]
Планируемые возможности
[ редактировать ]В отчете Управления ядерной энергии (NE) Министерства энергетики США Консультативного комитета по ядерной энергии (NEAC) «Оценка задач и требований к новому испытательному реактору США» рекомендуется наличие в США внутренних возможностей для испытаний на быстрых нейтронах. Соображения относительно такой возможности включают в себя [ 14 ]
- Интенсивная среда нейтронного облучения с прототипным спектром для определения устойчивости к облучению и химической совместимости с другими материалами реактора, особенно с теплоносителем.
- Тестирование, которое обеспечивает фундаментальное понимание характеристик материалов, проверку моделей для более быстрого будущего развития и проверку характеристик материалов в инженерном масштабе в поддержку усилий по лицензированию.
- Универсальные возможности тестирования для использования различных технологических вариантов, а также устойчивых и адаптируемых сред тестирования.
- Фокусированное облучение, долгосрочное или кратковременное, с использованием тщательно оснащенных экспериментальных устройств, а также возможность проводить измерения на месте и быстро извлекать образцы.
- Ускоренный график восстановления и поддержания технологического лидерства США и обеспечения конкурентоспособности американских промышленных предприятий на рынках современных реакторов. Этого можно достичь за счет использования зрелых технологий проектирования реакторов (например, натриевого теплоносителя в бассейновом быстром реакторе с топливом из металлических сплавов), одновременно обеспечивая возможность проведения инновационных экспериментов.
Эти запланированные возможности примерно аналогичны возможностям испытательного реактора на быстрых нейтронах мощностью 400 МВт с натриевым охлаждением , расположенного на полигоне в Хэнфорде в штате Вашингтон , который был выведен из эксплуатации в 1992 году.
Предварительные требования, отвечающие этим соображениям, включают:
- Обеспечить высокий пиковый поток нейтронов (энергия нейтронов более 0,1 МэВ) с прототипным энергетическим спектром быстрых нейтронов; целевой поток 4 × 10 15 нейтронов на квадратный сантиметр в секунду (нейтронов/см2-сек) или больше.
- Обеспечить высокую мощность дозы нейтронов при испытаниях материалов [выраженную в количестве смещений на атом]; цель — 30 смещений на атом в год или больше.
- Обеспечить длину облучения, подходящую для испытаний топлива реактора на быстрых нейтронах; цель составляет от 0,6 до 1 метра.
- Обеспечить большой объем облучения в зоне активной зоны; цель 7 литров.
- Обеспечьте инновационные возможности тестирования за счет гибкости конфигурации тестирования и среды тестирования (хладагентов) в замкнутом контуре.
- Обеспечить возможность тестирования современных датчиков и приборов для основных и тестовых позиций.
- Ускорьте жизненный цикл эксперимента, обеспечив легкий доступ к вспомогательным средствам для изготовления экспериментов и исследований после облучения.
- Обеспечить управление жизненным циклом (хранение отработавшего ядерного топлива до окончательного захоронения) для топлива двигателя реактора (топлива, необходимого для работы реактора), минимизируя при этом затраты и влияние на график.
- Сделать объект доступным для испытаний в кратчайшие сроки, используя проверенные технологии с высоким уровнем технологической готовности.
Оппозиция
[ редактировать ]Эдвин Лайман , старший научный сотрудник и исполняющий обязанности директора проекта ядерной безопасности некоммерческого Союза обеспокоенных ученых , поставил под сомнение необходимость в реакторе на быстрых нейтронах, заявив, что существующие мощности можно использовать для производства быстрых нейтронов. [ 15 ] "Ничего хорошего в этих реакторах нет", - сказал он. «Я думаю, что любовь к плутонию в Министерстве энергетики иррациональна». [ 16 ]
Конструкция реактора- размножителя производит больше делящегося материала в форме плутония, что вызывает опасения по поводу его распространения.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Проект Министерства энергетики США по созданию универсального испытательного реактора (VTR) прекращен из-за сводного законопроекта о расходах» . 7 марта 2022 г.
- ^ «ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ – УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ РЕАКТОР» . 2 июня 2020 г.
- ^ «Текст – HR431 – 115-й Конгресс (2017–2018 гг.): Закон об инновационных возможностях ядерной энергетики 2017 г.» . www.congress.gov . 25 апреля 2017 г.
- ^ «Госсекретарь Перри запускает проект универсального испытательного реактора для модернизации инфраструктуры ядерных исследований и разработок» . Министерство энергетики.
- ^ «Battlele Energy Alliance объявляет о возможностях партнерства для установки на быстрых нейтронах» . 18 ноября 2019 года . Проверено 7 мая 2020 г.
- ^ «GEH и Terrapower будут сотрудничать в разработке VTR в США» . Международная организация ядерной инженерии .
- ^ Патель, Сонал (23 января 2020 г.). «Интерес к универсальному испытательному реактору Министерства энергетики нарастает» . Журнал «Власть» .
- ^ Джон, Хутари. «Испытательный реактор может быть построен в Ок-Ридже, штат Айдахо» . Ок-Ридж сегодня.
- ^ «Проект Министерства энергетики США по созданию универсального испытательного реактора (VTR) прекращен из-за сводного законопроекта о расходах» . 7 марта 2022 г.
- ^ «НАЦИОНАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ АЙДАХО ПРЕДОСТАВЛЯЕТ ФИНАНСИРОВАНИЕ УНИВЕРСИТЕТАМ ДЛЯ ПРОЕКТОВ УНИВЕРСАЛЬНЫХ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ РЕАКТОРОВ» . Национальная лаборатория Айдахо . 29 мая 2020 г.
- ^ «Национальная лаборатория Айдахо выделяет финансирование на проекты под руководством университета» . Energy.gov.ru .
- ^ «Уведомление о намерении подготовить заявление о воздействии на окружающую среду универсального испытательного реактора» . Федеральный реестр .
- ^ Адриан, Чо. «Министерство энергетики продвигает спорный испытательный реактор» . Наука.
- ^ «Уведомление о намерении подготовить заявление о воздействии на окружающую среду универсального испытательного реактора» . Федеральный реестр .
- ^ Лайман, Эдвин (5 апреля 2019 г.). «Существуют более быстрые, дешевые, безопасные и надежные альтернативы предлагаемому Министерством энергетики испытательному реактору стоимостью в несколько миллиардов долларов» .
- ^ «Министерство энергетики США хочет построить испытательный ядерный «быстрый» реактор» . Мировая энергия.