БН-600: быстрый реактор с натриевым охлаждением

Как это было

В большинстве энергетических ядерных реакторов нейтроны замедляют, чтобы поддерживать цепную реакцию. Советские учёные и инженеры параллельно разрабатывали установки, в которых основную роль играют быстрые нейтроны. Для отвода тепла в таких реакторах выбрали жидкий натрий: он хорошо переносит тепло и не замедляет нейтроны так, как вода.

Создание БН-600 опиралось на опыт более ранних быстрых реакторов. Научные исследования вёл Физико-энергетический институт, а проект реакторной установки выполняло ОКБМ в Горьком. Игорь Африкантов руководил работами ОКБМ по этому направлению и организацией испытательной базы. Он умер в 1969 году, поэтому пуск БН-600 состоялся уже после его смерти.

Строительство третьего энергоблока Белоярской АЭС началось в 1968 году. Особые требования предъявлялись к сварке, чистоте оборудования и работе с натриевым теплоносителем. В феврале 1980 года реактор достиг критического состояния, а 8 апреля состоялся энергетический пуск.

Как это работало

В активной зоне реактора делятся ядра ядерного топлива, выделяя тепло. Жидкий натрий первого контура забирает это тепло и передаёт его второму натриевому контуру через теплообменники. Затем в парогенераторах тепло используется для получения пара в третьем, водяном контуре. Пар приводит в движение турбину, соединённую с электрогенератором.

Разделение контуров не даёт воде соприкасаться с натрием, циркулирующим непосредственно через активную зону. Насосы и теплообменники первого контура размещены вместе с активной зоной внутри корпуса реактора. Такое устройство требовало специальной компоновки и точной согласованности оборудования.

Что было дальше

БН-600 вошёл в эксплуатацию на Белоярской АЭС и стал источником опыта промышленной работы с быстрыми нейтронами и натриевым охлаждением. На станции исследовали поведение материалов, оборудования и топлива в реальных условиях длительной работы.

Этот опыт использовали при развитии следующих проектов быстрых реакторов, включая БН-800. БН-600 связан не с работой одного инженера, а с длительной кооперацией научных институтов, конструкторских бюро, заводов и специалистов электростанции.