VI Международная научно-техническая конференция «Инновационные проекты и технологии ядерной энергетики» (МНТК НИКИЭТ — 2023) прошла 14-17 ноября 2023 года в Научно-исследовательском и конструкторском институте энерготехники имени Н.А.Доллежаля.
В ходе пленарного заседания конференции доктор Чао Лю (Chao LIU) из международной академии физики нейтронов (International Academy of Neutron Science) выступил с докладом о работах, которые проводятся в Китае по направлению реакторов с тяжелометаллическими теплоносителями в рамках консорциума FDS.
Фото: Игорь Балакин (AtomInfo.Ru).
Следует отметить, что представители институтов и организаций, участвующих в этих работах, частые гости на научно-технических конференциях в России. Так, например, они выступали на конференциях в ФЭИ и НИКИЭТ в 2018 году.
Консорциум FDS
Консорциум FDS включает свыше 20 китайских институтов и организаций. В его задачи входит проведение НИОКР по перспективным ядерным системам и применениям ядерных технологий. Общее число работников – свыше 600.
Прародителем консорциума являлась исследовательская группа, которую возглавлял профессор Ву Ицань (в другой транскрипции Ву Икан, пиньинь: Wu Ican). В начале 2000-ых годов группа была преобразована в «FDS Team», а в начале 2020-ых годов был создан консорциум FDS.
В настоящее время консорциум располагает четырьмя базами для проведения НИР/НИОКР:
• в Чунцине (Chongqing), специализация: нейтронная физика и ядерная медицина;
• в Циндао (Qindao), специализация: нейтронная физика и перспективные реакторы;
• в Нанкине (Nanjing), специализация: оборудование для радиотерапии;
• в Хэфэе (Hefei), специализация: нейтронная физика и промышленная безопасность.
Докладчик также отдельно остановился на кратком представлении международной академии физики нейтронов (IANS). Она принимает участие в работах в рамках консорциума FDS, причём сразу в трёх центрах НИОКР – в Чунцине, Циндао и Хэфэе.
Список институтов, входящих в состав академии IANS, представлен на слайде ниже.
Линейка CLEAR
В реакторной области консорциум FDS продолжает работы над проектами реакторов с тяжелометаллическим теплоносителем семейства CLEAR.
Эти работы начались в 1980-ые годы. Спецификой научных интересов организаций, входящих в состав консорциума, является их интерес не только к чистым реакторам, но и к системам, управляемым ускорителями (ADS-системы).
Кроме того, вершиной своей деятельности консорциум видит гибридные системы, комбинирующие возможности деления и синтеза.
Докладчик выделил три основных реакторных проекта, над которыми сейчас ведётся работа. Два из них известны российским читателям (CLEAR-M и CLEAR-A), один можно назвать относительно новым (CLEAR-400).
Реактор CLEAR-M – компактный реактор малой мощности, который легко перемещать и устанавливать. Его тепловая мощность – 35 МВт(т).
Вся установка может работать в режиме производства электроэнергии, тогда её электрическая мощность составит 14 МВт(э). Альтернативный вариант использования – электрическая мощность 10 МВт(э) и производство тепла от мощности 17 МВт(э).
Теплоноситель основан на свинце. Это может означать как свинец, так и свинец-висмут. В 2018 году говорилось, что для проекта CLEAR-M и его производных будет выбран свинец, чтобы отложить решение проблемы полония.
Топливо – UO2 со средним обогащением 18,5%. Кампания топлива – 10-20 лет. Температура теплоносителя на выходе из активной зоны – 495°C.
Реактор CLEAR-400 – малый модульный реактор с теплоносителем свинец. Предназначен для замены отслуживших свой срок угольных электростанций.
Мощность реактора – 400 МВт(т), или 150 МВт(э). Топливо – UO2 со средним обогащением 19,75%. Кампания топлива – 5-10 лет. Температура теплоносителя на выходе из активной зоны – 480°C.
Реактор CLEAR-A – подкритический реактор, управляемый ускорителем (ADS-система).
Теплоноситель – свинец. Топливо металлическое, с циркониевой матрицей. Управление реактором ведётся с использованием протонного ускорителя на 900 МэВ.
Докладчик отметил, что CLEAR-A будет способен использовать в качестве топлива обеднённый уран или торий. Напомним, что в 2018 году китайские специалисты сообщали, что эти материалы могут использоваться как подпитка. Сейчас же докладчик не стал уточнять, как будет выглядеть начальная загрузка этого реактора.
Экспериментальная база
Докладчик кратко представил имеющуюся в распоряжении специалистов консорциума FDS экспериментальную базу.
Нужно отметить, что если реакторные проекты линейки CLEAR носят в большей степени академический, «бумажный» характер, то стенды работают уже сейчас, что позволяет китайским специалистам постепенно овладевать технологиями ТЖМТ и реакторов с такими теплоносителями.
Многофункциональный свинцово-висмутовый стенд KYLIN-II используется для теплогидравлических и материаловедческих исследований, а также для поддержки работ по созданию ключевого оборудования ТЖМТ-реакторов.
В 2022 году Алессандро Алемберти, выступая на конференции FR22 в Вене. сообщил, что стенд отработал в общей сложности более 30 тысяч часов.
В свою очередь, Чао Лю привёл на конференции в НИКИЭТе свежие данные – в общей сложности стенд отработал более 40 тысяч часов. Таким образом, можно сделать вывод о том, что стенд активно используется китайскими специалистами.
Для поддержки нейтронно-физических расчётов (валидация кодов, сбор экспериментальных данных для будущего лицензирования) имеется критсборка нулевой мощности CLEAR-0 со свинцом-висмутом в твёрдой форме (при комнатной температуре).
А для испытаний узлов и оборудования реакторов CLEAR имеется неядерный стенд CLEAR-S. Его загрузка по свинцу-висмуту составляет 240 тонн.
Докладчик также упомянул те экспериментальные возможности, которые имеются у академии IANS в Циндао.
В первую очередь, это высокотемпературный стенд (порядка 873 K), на котором возможно проводить испытания прототипов оборудования, а также исследования по теплогидравлике и изучение теплоносителя.
На отдельном слайде докладчик показал фотографии прототипов оборудования, разрабатываемых для реактора CLEAR-M – главный корпус, парогенератор, насос и привод СУЗ. Он не стал уточнять, проводились ли с ними испытания, и не привёл более никаких подробностей.
ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru
