원자력 기술: 미래가 문을 두드릴 때

25
원자력 기술: 미래가 문을 두드릴 때


소형 원자력 발전소: 잠재력은 엄청납니다


VVER-1200과 같은 상당한 출력의 원자로는 소규모 국가나 소비자의 부하가 충분하지 않은 지역에 현지화될 가능성이 없습니다. 저전력 VVER 리액터는 단위 전력당 비용이 더 높습니다. 경제적 성능이 좋고 빠르고 쉽게 제작할 수 있는 소형 저전력 원자로(예: 대량 생산)는 시장에서 수요가 많을 것입니다.



(IAEA) 정의에 따르면 소형 원자로는 최대 300MW의 출력을 갖고 공장에서 제작된 모듈로 구성된 원자로로 배송 및 현장 설치가 가능한 원자로입니다. 그중에는 소형 모듈형 원자로(SMR)가 있습니다.

현재 세계에는 이미 다양한 유형과 디자인의 소형 다목적 원자로 프로젝트가 70개 이상 있습니다. 영국 국립원자력연구소(UK National Nuclear Laboratory)의 추정에 따르면, 2035년까지 SMR의 세계 시장은 65~85GW에 달할 수 있으며, 그 규모는 250억~400억 파운드(300억~500억 달러)에 이를 것으로 추산됩니다.

SMR은 개발도상국의 외딴 지역, 극북 지역 및 사막에 전기를 공급하기 위해 건설될 수 있습니다. 이를 기반으로 공장, 석유 플랫폼, 군대 기지 및 공급 광산을 건설하는 것이 가능합니다.


부유식 NPP – “떠다니는” 원자력 발전소


그리고 여기서 Rosatom은 부유식 원자력 화력 발전소(FNPP)라는 유망한 개발을 진행하고 있습니다. 이러한 유형의 첫 번째 원자력 발전소인 Akademik Lomonosov는 2020년 Pevek 항구(Chukotka Autonomous Okrug의 Chaunsky 지역)에서 가동되었으며 향후 Bilibino NPP를 대체하게 됩니다. 스테이션은 부유식 동력 장치(FPU), 구조물이 있는 육상 부지, 수역에서 FPU의 안전한 주차를 보장하는 유압 구조물로 구성됩니다.

이 프로젝트는 2007년부터 시행됐다. 공칭 모드에서 Akademik Lomonosov는 60MW의 전기와 50Gcal/h의 열을 해안에 공급합니다. 해상 원자력 발전소의 추가 기능은 하루에 40~240mXNUMX의 담수를 담수화하는 것입니다.

RHYTHM-200


RITM-200은 OKBM im이 개발한 러시아의 가압수형 원자로이다. 이중 회로 방식에 따라 만들어진 Afrikantov. 원자력 쇄빙선, ZiO-Podolsk에서 생산하는 수상 원자력 발전소 및 저전력 원자력 발전소에 설치하도록 설계되었습니다. 프로젝트 22220 유형 "Arktika"(LK-60Ya)의 첫 번째 원자력 쇄빙선을 위한 2016개의 원자로를 갖춘 최초의 발전소가 2020년에 인도되었습니다. 쇄빙선은 XNUMX년에 취역했습니다.


RHYTHM-200

미국의 발전


NuScale 모듈형 반응기


미국 원자력규제위원회(NRC)는 민간 기업인 NuScale이 개발한 최초의 원자로에 대한 인증 절차가 완료되었다고 발표했습니다. 렉터는 모듈식이므로 블록을 조립할 수 있습니다. 생산은 공장에서 컨베이어 방식을 사용하여 수행되며, 작동 준비가 완료된 반응기는 작업 현장의 고객에게 전달됩니다.

50MW와 60MW 용량의 두 가지 버전의 모듈형 미니 원자로가 만들어졌습니다. 두 시설 모두 길이 23m, 너비 4,5m의 강철 본체를 갖추고 있습니다. 첫 번째 버전은 총 12개 모듈로 구성되어 약 600MW의 전력을 공급하는 인증을 진행 중입니다. 이러한 모듈은 물에서 하루에 거의 50톤의 수소 연료를 생산할 수 있습니다.


NuScale 모듈형 반응기

eVinci 마이크로리액터


또 다른 프로젝트는 Westinghouse의 eVinci 마이크로리액터입니다.

eVinci 전력 범위는 200kW에서 15MW 사이입니다. 그들은 우라늄을 19,75% 농축한 펠릿을 연료로 사용할 계획이다. 연료 캠페인은 10년 동안 지속되며 그 후 원자로는 재장전을 위해 제조업체로 보내집니다.

웨스팅하우스는 2024년에 최초의 eVinci를 구축할 것으로 예상하고 있다.

중국


ACP-100 원자로(롱싱)는 중국 기업 CNNC가 개발 중인 프로젝트다.

수동 안전 시스템을 사용하는 기존 PWR 기술을 기반으로 설계된 일체형 모듈형 가압경수형 원자로입니다. 전력은 약 100MW, 수명은 60년, 부분 재장전은 XNUMX년마다 실시된다.

아르헨티나


건설 최종 단계에 있는 다른 SMR 프로젝트로는 아르헨티나의 30MW(e) CAREM 원자로가 있습니다.

CAREM-25 원자로(Central Argentina de Elementos Modulares)는 저전력 모듈형 실증 원자로입니다. 직경 3,2m, 높이 11m의 CAREM 원자로 용기는 아르헨티나 회사 IMPSA에서 제조했습니다. 과열 증기를 생산하는 12개의 수직 증기 발생기가 있습니다.

연료 캠페인 – 510 eff. XNUMX% 코어 과부하 상태의 날.

원자력 마이크로발전소(MP)


IAEA에 따르면 MP는 공장에서 즉시 조립해 트럭 한 대를 이용해 현장까지 배송할 수 있는 초소형 원자력 발전소를 의미한다.

이러한 스테이션에는 많은 수의 유지보수 인력이 필요하지 않은 자체 조절형 수동 안전 시스템이 있어야 합니다. 전기 네트워크에 연결할 수 없으며 장소 간 이동이 가능하며 다양한 조건에서 사용할 수 있습니다.

전력 - 10시간 연속 모드에서 최소 연료 장전 기간이 10년 이상인 약 5MW(e)는 000개 이상의 가정에 전기를 공급합니다.

현재 세계 여러 나라의 민간 기업과 연구 그룹이 XNUMX개 이상의 MR 프로젝트를 개발하고 있습니다.

러시아: 마이크로리액터 프로젝트


프로젝트 "쉘프-M"


Rosatom은 10년까지 Chukotka에 세계 최초의 2030MW Shelf-M 마이크로반응기를 건설할 계획입니다. 선반은 NIKIET에서 개발 중입니다.

프로젝트 SVET-M


"Gidropress"는 저전력 원자력 발전소(LNP)용 XNUMX세대 원자로 "SVET-M"(자연 냉각수 순환형 납-비스무트 원자로 - 모듈형)을 개발하고 있습니다.

Gidropress 부서장인 Sergei Lyakishev에 따르면 1MW에서 50MW까지 광범위한 전력에 대한 옵션이 개발되고 있습니다. 가장 발전된 설계는 10MW용이다.

원자로의 높이는 약 5m로 어떤 형태의 운송 수단으로도 원자로를 운반할 수 있습니다. 냉각수는 납과 비스무트의 공융 합금입니다. 본체는 코어와 증기 발생기가 모두 위치한 모노 블록입니다. 물이 하우징으로 들어가고 과열된 증기가 나옵니다. 반응기는 자연 순환으로 작동하며 XNUMX차 회로에는 펌프가 없습니다. 하우징에는 압력이 가해지지 않으며 코어의 수동 냉각 기능이 있습니다.

납-비스무트 합금은 대기압에서 원자로 용기에 위치하며 대기나 물과 화학적으로 상호 작용하지 않습니다.

SVET-M은 XNUMX세대 안전 원자로에 속합니다.

오로라 원자로 (미국)


거의 완료될 프로젝트 중 하나는 Oklo가 개발 중인 1,5MW(e) Aurora 고속 스펙트럼 원자로입니다.

원자로는 안전성을 높이기 위해 매우 적은 수의 움직이는 요소를 사용한다는 것을 의미하는 자연적인 물리적 과정으로 인해 주로 기능 및 자체 조절의 원리에 따라 설계되었습니다. 저농축 우라늄(HALEU) 함량이 높은 재처리 연료를 사용하게 되며, 재급유 없이 수십 년 동안 원전을 운영할 수 있게 된다.

군사적 필요를 위해 AE의 또 다른 특정 영역이 있습니다. 이러한 방향은 VO의 자료인 "군대를 위한 옵션: 저전력 원자력 발전소"에 반영되어 있습니다.

기존(개방형) 핵연료주기의 문제점: 우라늄-235 부족


현재 대부분의 원자력 발전소는 물을 냉각제로 사용하는 열(또는 느린) 중성자로 작동됩니다.

사용된 연료는 열중성자의 영향으로 핵분열되는 자연적으로 더 희귀한(235% 미만) 우라늄-1입니다. 보다 일반적인 우라늄-238은 핵분열 시 각 세대에서 과거보다 더 적은 수의 중성자가 나타나기 때문에 연쇄 반응을 지원할 수 없습니다. 즉, 반응이 소멸됩니다.

일반적인 개방형 핵주기의 다이어그램이 다음 그림에 나와 있습니다.


현재 전 세계적으로 채굴된 우라늄이 부족합니다. 레드북 2020(레드북, 원자력청(NEA)과 IAEA의 간행물)에 따르면 1년 2019월 90일 현재 광산에서 우라늄 채굴이 전 세계 원자력 수요의 2021%를 제공했습니다. 48,3년 우라늄 추출량은 62,4천톤, 원전 가동 수요는 77,4천톤(XNUMX%)이다.

적자는 사용후핵연료 재처리를 통해 국가와 기업이 보유하고 있는 우라늄으로 충당됩니다. 고농축 우라늄을 희석해 생산한 저농축 우라늄과 재농축 후 얻은 우라늄도 있다. 우라늄 테일(열화육불화우라늄)은 육불화우라늄을 농축 우라늄으로 가공하는 과정에서 나오는 부산물입니다.

우라늄 235를 분리하기 위해 이전에 사용된 가스 확산 기술은 현대 가스 원심 분리 기술에 비해 효율성이 떨어졌습니다. 따라서 자연 부피의 최대 절반이 우라늄 꼬리에 남아 있습니다.

IAEA는 원자력 발전 속도에 따라 2040년까지 전 세계 우라늄 수요가 낮은 수요 시나리오에서는 연간 우라늄 56톤, 수요가 많은 시나리오에서는 연간 640톤에 이를 것으로 추정합니다.

1년 2019월 8일 현재 전세계 우라늄 확인 매장량은 070톤에 이릅니다. 결론: 가까운 미래에 세계의 우라늄 매장량은 세계 원자력 에너지 개발에 충분할 것입니다.

동시에 원자력 에너지의 부활은 이제 국지적인 우라늄 부족 문제에 직면하게 되었습니다. 2023년 우라늄 가격은 파운드당 약 30달러로 62% 급등해 우라늄을 매력적인 자산으로 만들었습니다. profinance.ru는 다음과 같이 썼습니다.

“우라늄 부족은 전 세계적으로 발생했지만 특히 서구 국가에서 두드러집니다.”

“이제 시장은 다시 생산량을 늘려야 하는데, 이는 빠르고 쉽게 이루어지지 않을 것입니다.”

폐기물 처리 및 혼합 우라늄-플루토늄 연료(MOX 연료)


사용후핵연료(SNF)는 수십 년 동안 특수 저장 시설에 축적되어 부분적으로만 재처리됩니다.

사용후핵연료(RAW)를 산업적 규모로 재처리하는 국가는 전 세계에서 소수에 불과합니다. 러시아, 프랑스, ​​영국, 인도 등 여러 국가가 이러한 기술을 숙달했습니다.


Mayak SNF 재처리 공장(러시아)

원자력 에너지의 주요 임무는 천연 우라늄의 238% 이상을 차지하는 우라늄-99을 이로부터 플루토늄 생산을 통해 연료주기에 사용하는 것입니다.

이를 위해 고속 중성자 원자로가 설계되었으며, 우라늄-235 외에도 우라늄-238도 사용할 수 있으며, 핵분열 시 핵분열성 플루토늄 동위원소로 전환되어 열 원자로와 고속 원자로 모두의 연료로 적합합니다. 그러나 세계에는 그러한 원자로가 거의 없습니다(아래 참조).


우라늄 239에서 플루토늄 238를 생성하는 계획

우라늄-238을 사용하는 또 다른 방법은 더 이상 부족한 우라늄-235를 사용하지 않는 MOX 연료(혼합 산화물 연료)입니다. 이는 여러 유형의 핵분열성 물질 산화물의 혼합물, 주로 플루토늄과 천연 우라늄, 농축 우라늄 또는 감손 우라늄((U, Pu)O2 산화물의 혼합물로 구성됩니다. PuO2 함량은 1,5wt.에서 다양할 수 있습니다. % 최대 25~30wt. %는 원자로 유형에 따라 다릅니다.

MOX 연료 펠렛 생산을 위한 원료는 사용후 핵연료(조사된 핵연료) 처리 중에 얻은 이산화플루토늄과 농축 생산의 238차 "꼬리"에서 생산된 산화우라늄-XNUMX입니다.

MOX는 기존의 경수형 열중성자로의 추가 연료로 사용될 수 있지만, 러시아가 확실한 선두를 달리고 있는 고속 중성자로(BN)에서 그 사용이 더 효과적이다.

MOX는 플루토늄 및 사용후 연료 폐기물의 "연소", 핵 폐기물의 사용 및 연료 기반 확장(우라늄 광석 절약)을 보장합니다.

2022년 4월 Rosatom은 BN-800 원자로를 사용하여 Beloyarsk NPP의 발전소 100번에서 혁신적인 MOX 연료를 테스트하여 출력 XNUMX%에 도달했습니다.

2022년 말, BN-600 유형의 연료봉을 갖춘 BN-1200 원자로용 실험용 연료 집합체가 Seversk의 시베리아 화학 조합(JSC SCC)에서 제조 및 승인되었습니다. TVEL에는 혼합밀도질화물우라늄-플루토늄 연료(SNUP 연료)가 포함되어 있으며 2023년 Beloyarsk NPP의 BN-600 원자로에서 시험될 예정입니다.

프랑스는 폐기물 축적을 제한하기 위해 사용후핵연료 재처리를 사용하고 MOX 연료 집합체를 생산하지만 이 연료는 농축 천연 우라늄으로 만든 연료보다 훨씬 더 비쌉니다.


프랑스 SNF 재처리 공장

가압경수형 원자로 기술 개발 : VVER-S 및 VVER-SKD (Rosatom)


원자력 발전소의 단점 중 하나는 효율성이 낮다는 것입니다. VVER-1200 프로젝트의 경우 효율은 36%입니다(NPP-2006 프로젝트). 동시에 프랑스 EPR-1600(유럽 가압식 원자로)의 효율은 37%이고, 중국의 4세대 SHIDAO BAY(아래 참조) 원자로의 효율은 44%이다.

AtomicExpert는 다음과 같이 썼습니다.

“초임계 매개변수가 있는 냉각수로 전환하거나 45차 회로에 나트륨, 납-비스무트, 납, 가스 냉각수를 사용하고 XNUMX차 회로에 초임계 매개변수로 가열된 물을 사용하면 현대 원자력 시설의 효율성을 XNUMX%까지 높일 수 있습니다. ... 다른 냉각제에 비해 물의 장점이 알려져 있으므로, 경수로 개발 전망은 유혹적입니다.”

Rosatom은 새로운 VVER 프로젝트를 개발하고 있습니다.

1. "VVER-S" - 스펙트럼 조절 기능이 있는 반응기(OKB "Gidropress"에서 개발). 물의 중성자 손실은 주로 물이 차지하는 부피와 우라늄이 차지하는 부피의 비율에 의해 결정되며, 이를 물-우라늄 비율이라고 합니다. 스펙트럼 조절(SR)은 연료 캠페인 중에 디스플레이서를 도입 및 제거하여 노심의 물-우라늄 비율을 변경함으로써 액체 붕소 조절 및 원자로 제어를 포기하는 것입니다.

SR을 사용하면 캠페인 시작 시 더 단단한 중성자 스펙트럼을 생성하고 기존 VVER에 흡수된 중성자를 새로운 핵분열성 물질 생산에 사용할 수 있습니다. VVER-S에서는 붕산에 흡수되는 대신 과잉 중성자가 우라늄-238에 흡수되어 플루토늄이 생성되고, 이를 새로운 연료로 사용하는 '폐쇄사이클'을 만드는 단계다. 코어가 소진되면 디스플레이서가 제거되고 물로 교체됩니다. 연료 캠페인이 끝나면 VVER-S는 일반 VVER처럼 작동합니다.

VVER-S는 개방형 및 폐쇄형 연료주기 모두에서 작동할 수 있습니다. 현재 경수로에서는 50% 이하의 MOX 연료를 노심에 장전할 수 있습니다. CP는 MOX 연료로 구성된 노심을 경수로에 장착할 수 있게 해줍니다.

세계 최초의 VVER-S는 2035년까지 기존 콜라 원전에서 멀지 않은 북극권 너머 러시아에 건설될 예정이다. 이 기술은 원전 건설 비용을 15%, 연료 소비를 30% 절감할 수 있다. 원자로에는 MOX 연료를 가득 채울 수 있습니다.

2. 마찬가지로 야심 찬 프로젝트는 4차 회로에 초임계 냉각수 압력 매개변수를 갖춘 VVER를 만드는 것입니다. 이는 XNUMX세대 원자로로 분류되는 VVER-SKD입니다.

장점: 더 높은 연소 계수, 천연 우라늄 소비 최적화; 최대 44~45%의 효율성 증가; 280°C에서 540°C로 코어 가열이 증가하고 결과적으로 냉각수 흐름이 감소합니다. 발전소 건설을 위한 특정 자본 비용의 감소.

주요 문제는 적합한 재료와 기술 솔루션을 찾는 것입니다. 원자로에는 MOX 연료를 가득 채울 수도 있습니다. 저전력 SKD 원자로를 만들 계획입니다. 공간의 제약으로 인해 러시아 핵 프로그램에 대한 리뷰는 별도의 자료로 작성됩니다.

폐쇄형 핵연료주기(CNFC)를 갖춘 XNUMX성분 원자력 발전


Rosatom 개념에 따르면 폐쇄형 핵연료주기(CNFC)와 결합된 XNUMX성분 원자력발전은 사용후핵연료, 방사성폐기물(RAW) 처리 및 효율 증가라는 두 가지 주요 원자력 문제에 대한 근본적인 해결책을 제공할 것입니다. 천연 우라늄을 사용합니다.

이 문제를 해결하기 위해 Rosatom은 스펙트럼 제어 기능을 갖춘 수냉식 원자로(VVER-S)와 고속 중성자(BN), 즉 파일럿 시연(BREST-OD-300)과 전력( 나트륨 절삭유를 사용하는 BN‑1200M과 납 절삭유를 사용하는 BR‐1200의 두 가지 옵션이 개발되고 있습니다.

VVER-S를 사용하면 원자력 발전소 운영 중 천연 우라늄을 절약할 수 있으며, BN 원자로를 사용하면 사용후핵연료를 효과적으로 사용하고 재처리하며 새로운 연료(MOX, SNUP)를 생산할 수 있습니다.

CNFC 생성 작업은 Beloyarsk NPP의 고속 중성자로 프로젝트와 두 가지 유형의 열 및 고속 중성자로(BN)를 하나의 에너지 단지에 연결하는 Breakthrough 프로젝트를 통해 해결됩니다.

프로젝트 "돌파구"


시베리아 화학 복합단지를 기반으로 연료 제조 및 가공 공장과 납 냉각제 BREST-OD-300을 갖춘 독특하고 혁신적인 고속 중성자 원자로가 건설될 실험적 실증 에너지 단지가 건설되고 있습니다. BN-1200 나트륨 고속 중성자로도 개발 중입니다.

그러나 이러한 모든 프로젝트에는 새롭고 매우 복잡한 기술 및 설계 솔루션의 개발이 필요합니다.

폐쇄형 연료주기 - CNFC(이상과 현실)


CNFC에서의 핵연료 재생산은 우라늄-238이 사용될 수 있는 고속 중성자로에서만 구성될 수 있습니다.


플루토늄-239가 원자로 노심에 장전되고 우라늄-238 증식 구역으로 둘러싸인 경우, 노심에서 날아오는 중성자가 포획되면 우라늄-238은 "새로운" 플루토늄-239로 변합니다.


BN의 원자로에서 우라늄-239로부터 플루토늄-238를 재생산하기 위한 계획, 출처: proatom.ru

그러나 여기서 모든 것이 그렇게 간단하지 않습니다.

기존 원자로에서 냉각제로 사용되는 물은 중성자의 속도를 늦추고 빠른 입자가 필요하기 때문에 여기에 적합하지 않습니다.

원자로에 존재하는 온도에서 액체이고 중성자를 흡수하거나 조절하지 않는 물질은 일반적으로 BN 원자로에서 냉각제로 사용되는 액체 나트륨일 수 있습니다. 그러나 나트륨을 사용하면 기술이 크게 복잡해지고 건설 비용이 더 많이 들며 핵 확산 문제가 발생합니다. оружия 플루토늄 생산 때문이다.

사이클을 종료하려면 고방사성 사용후 연료 집합체에서 새로운 연료 집합체를 처리하고 제조하는 프로세스가 필요하며 이는 상당히 비용이 많이 들고 복잡합니다(원격, 자동화 및 특수 처리 필요).

많은 전문가(I. N. Ostretsov 교수, S. V. Korovkin, JSC Atomenergoproekt 등)에 따르면 이 계획에는 여러 가지 어려움이 있습니다. 플루토늄을 얻으려면 초기 조립에서도 상당한 양이 필요하며 새로운 플루토늄의 "생성" 속도는 매우 낮습니다. 결과적으로, 플루토늄의 생산은 사용후 핵연료의 재처리나 무기 비축물에서 얻을 수 있는 매장량에 의해 제한됩니다.

어려움으로 인해 증식형 원자로(육종자)가 건설된 거의 모든 곳에서 폐쇄되거나 건설되지 않았습니다.

러시아는 나트륨 냉각수를 사용하는 두 개의 산업용 고속 중성자로가 동시에 작동하는 세계 유일의 국가입니다. 이는 Beloyarsk NPP의 BN-600 및 BN-800 원자로입니다. 그러나 언급된 기술적인 어려움으로 인해 이들 스테이션의 운영은 결코 단순하지 않았습니다.

또한, 납냉각재를 사용하는 혁신적인 고속 중성자로 BREST-OD-300이 개발되고 있습니다.

그렇다면 왜이 모든 것입니까?

러시아는 혁신적인 기술을 개발하고 많은 국가보다 앞서서 그러한 원자로를 만들 수 있지만 널리 보급 될 수는 없다는 사실입니다.

그러나 중국도 '혁신 발전'이라는 같은 길을 걷고 있다.

샤푸 원전


샤푸원자력발전소(Xiapu Nuclear Power Plant)는 중국 푸젠성 샤푸현 장뱌오섬에 건설 중인 원자력발전소로, 폐쇄형 핵연료주기를 달성하려는 중국 계획의 일환이다. 이는 중국국가원자력공사(CNNC) XNUMX세대 원자로의 실증 프로젝트이다.

이 원전은 원자로 이름으로도 CFR-600(China Fast Reactor 600)으로 알려져 있는데, “China Fast Reactor 600”은 나트륨 냉각재를 사용하는 풀형 BN 원자로입니다. 원자로 건설은 2017년 말 시작됐다. 원자로 전력은 열적 1MW, 전기적 500MW가 될 것이다. 연료는 600년 체결된 계약에 따라 Rosatom의 자회사인 TVEL이 공급하게 됩니다.

같은 현장에서는 2020년 600월 600MW급 CFR-4 원자로 건설이 시작됐고, 1000MW급 CAP1 원자로 000기 건설이 제안됐다.

Shidaowan NPP – 혁신적인 4세대 원자로


중국 원자력 발전소의 최신 개발인 Shidaowan NPP는 세계 최초의 2021세대 원자력 발전소가 되어야 합니다. XNUMX년에는 최초의 SHIDAO BAY 전력 장치가 그리드에 연결되었습니다. 이 장치는 두 개의 독특한 원자로와 하나의 터빈을 작동합니다. 여기에는 가스 냉각식 원자로 HTR-PM이 사용됩니다(HTGR 분류 - 고온 가스 냉각식 원자로).세계 최초로 헬륨이 냉각제로 사용되고 흑연이 감속재로 사용됩니다.

연료 - 245개의 볼 장전 - 세라믹 우라늄 연료가 산재된 흑연으로 만들어진 직경 000cm의 구형 연료봉(6%까지 농축된 7g의 연료 포함) 연료는 최대 8,5°C의 온도에서 방사성 내용물을 저장할 수 있습니다. 이는 비상 값보다 높습니다.

이것은 실험 장치이며 두 원자로에 전력을 공급하는 터빈의 총 출력은 210MW로 작습니다. 이 기술의 가장 큰 장점은 냉각수 온도가 약 750도에 달해 약 44%에 달하는 더 높은 동력 장치 효율을 얻을 수 있다는 점이다. 이 장치는 도시 난방, 담수화 또는 수소 생산을 위한 열원으로 사용될 수 있습니다.

2021년 2022월 중국은 Shidaowan 발전소의 두 번째 원자로에서 연쇄 반응 테스트를 완료했다고 발표했으며, 240년 XNUMX월 두 원자로 모두 XNUMXMW의 전력을 완전 가동했습니다.

Huaneng 원자력 연구소 회장 Lu Hua Kuan은 다음과 같이 말했습니다.

“HTR 원자로는 사용 가능한 모든 원자로 유형 중 작동 온도가 가장 높으며 매우 높은 온도의 공정 열을 생성할 수 있는 유일한 원자로이기도 합니다. 가까운 미래에 HTR 원자로는 차세대 첨단 원자로로 사용될 수 있으며 중소형 모듈식 원자력 발전소에 대한 중국 원자력 산업을 보완할 수 있습니다."

그의 의견으로는 이 원자로는 담수가 부족한 국가와 지역, 그리고 현지 전력 시스템이 1MW 이상의 용량을 가진 원자력 발전소에 적합하지 않은 국가에 수출 가능성이 높다고 합니다.

HTR-PM 외에도 중국은 600개의 소형 원자로로 구동되는 단일 650MW 터빈을 갖춘 더 큰 버전인 HTR-PMXNUMX을 제공하고 있습니다.

원자 전문가에 따르면 HTGR의 단점은 사용후 연료의 양이 경수로보다 XNUMX배나 크고 사용 후 연료의 재처리가 어렵다는 것입니다. 즉, 감속재를 노심에서 분리하고 추출하는 산업 기술입니다. 핵분열성 물질은 테스트되지 않았습니다. 원자로에는 다량의 조사된 흑연이 포함되어 있어 처리 방법이 매우 복잡합니다.

세계 원자력 상태와 그 전망에 대한 일반적인 개요는 VO “후쿠시마와 체르노빌, 풍력 터빈과 태양 전지판?”에 관한 기사에 나와 있습니다. 잊어버리세요: 세계는 원자력 르네상스를 기다리고 있습니다.”

일반적인 전력 산업의 상황과 재생 가능 에너지원(RES) 개발 문제는 지정 전략으로서의 VO "청정 에너지: 풍력 터빈과 태양 전지판이 기후를 저장할 것인가?"에 관한 기사에서 논의됩니다.
25 댓글
정보
독자 여러분, 출판물에 대한 의견을 남기려면 로그인.
  1. +5
    11 10 월 2023 04 : 33
    다가오는 북극의 개발을 고려하면, 부유식 원자력 발전소는 그야말로 신의 선물입니다! 단점은 아마도 시설의 보안 강화를 포함할 것입니다. 에너지라는 주제가 저에게는 낯설었는데, 작가님 덕분에 더욱 발전시켜보겠습니다!
  2. +1
    11 10 월 2023 09 : 33
    전력산업의 가까운 미래는 원자력발전소에 속하며, 산업계의 추가적인 과학기술적 진보는 원자력발전소와 열핵발전소의 독점으로 이어질 수 있습니다.
  3. -3
    11 10 월 2023 09 : 54
    흥미로운. 모두가 일하고 있고, 모두가 발전하고 있습니다.
    가장 중요한 것은 Simonyan과 같은 사람들이 문을 닫을 수 없다면 근처에 두지 않는 것입니다....
    1. 0
      12 10 월 2023 06 : 23
      그리고 Simonyan은 여기서 무엇을 하고 있나요?
  4. 0
    11 10 월 2023 12 : 23
    작은 원전이면 다 괜찮은 것 같아
    그런데 슬리퍼를 신은 바르말레이가 와서 큰소리를 낸다. 슬픈
    보안 담당자가 이를 처리할 수 없습니다. am
    1. 0
      11 10 월 2023 12 : 41
      인용문: 네푸나묵
      바르말레이가 슬리퍼를 신고 들어와서 큰 소리로 떠들고 있어요

      원자로는 폭발할 수 없습니다. 거기에는 폭발할 일이 없습니다. 따라서 피해는 예를 들어 암모니아 생산을 위한 화학 반응기 폭발로 인한 것과 동일합니다. 즉, 높이 XNUMX미터, 직경 XNUMX미터의 화학물질 통이다. 오염은 화학적 오염보다 더 나쁘지만 종말은 없습니다.
      1. 0
        11 10 월 2023 13 : 26
        제품 견적 : Mikhail3
        원자로는 폭발할 수 없습니다.

        액체 냉각 시스템을 사용하여 작업 물체의 온도를 통제할 수 없이 증가시킬 수 있는 경우 항상 폭발할 수 있는 것이 있습니다. 종말은 없을 수도 있지만 지역 아마겟돈은 쉽게 일어날 수 있습니다.

        문제는 이동식 원자로가 적절한 보안을 경제적으로 정당화하지 못한다는 것입니다. 그래서 그는 떠다니는 소형 원전을 훔쳐 연료를 빼내고 발전소를 침수시켰습니다. 그리고 무기급 플루토늄으로 자신을 풍요롭게 하세요... 또는 야쿠티아나 추코트카의 비포장 비행장에 실이 적재되고 도시가 "착륙"된 실이 있는 원자로와 같은 수송기에서

        따라서 초소형 원자로를 꿈꾸기에는 아직 이르다.
        1. 0
          12 10 월 2023 08 : 00
          제품 견적 : bot.su
          액체 냉각 시스템을 사용하여 작업 본체의 온도를 통제할 수 없이 증가시킬 수 있는 경우

          당신이 무슨 말을하는거야! 나는 충격을 받았습니다! 체르노빌 사고와 후쿠시마 사고는 첫째, 과열에 대한 안전 대책이 없었고, 둘째, 파이프라인과 배럴에 엄청난 양의 증기가 있었기 때문에 발생했습니다. 증기는 큰 파괴를 일으켰고 불타는 잔해가 흩어졌습니다.
          소형 원자로에는 말 그대로 킬로그램의 증기가 있습니다. 원자로는 보일러 형태로 제작된 붕소강 기반 위에 세워져 있습니다.
          사고를 일으키려면 많은 폭발물이 필요합니다. 하지만 사고가 발생하더라도 처음에는 몇백~XNUMXkg 정도가 솟아오르게 됩니다. 그들은 약 XNUMX미터 거리에 약 XNUMX개의 파편을 흩뿌릴 것입니다. 그러면 구겨진 코어가 가열되기 시작합니다. 그러나 녹는 온도에 도달하기에는 너무 적습니다.) 따라서 기울어진 어셈블리는 단순히 보일러 바닥에 기대어 가열되어 천천히 먼지를 생성합니다. 백년 후에는 위험해질 것입니다)
          세르게이, 그런 주제에 대해 이야기할 수 있는 교육을 받으세요. 그러나 지금은 "연구소"에서 제공하는 것이 아니라 머스크처럼 소련 물리학 교과서를 읽는 것입니다. 그러면 당신의 두뇌를 막고 있던 선전은 사라지고, 당신의 눈 앞에 현실이 나타나게 될 것입니다...
          1. 0
            14 10 월 2023 12 : 04
            제품 견적 : Mikhail3
            소형 원자로에서 증기는 말 그대로 킬로그램입니다. .

            지금까지 인터넷에서 빠르게 찾을 수 있는 것(예: RITM200)은 초당 몇 kg 70입니다. 그러나 킬로그램, 수십, 심지어 수백 킬로그램의 증기가 중요하지 않습니다. 시나리오에 따라 모든 것을 진행하십시오. 첫째, 폐쇄되고 예약된 공간 내부에서도 폭발은 여전히 ​​가능합니다. 내 교육에는 모든 것이 괜찮습니다. 내부에는 지역 아마겟돈이 있기 때문입니다. 눈짓 둘째, 최종 결과는 내부에서 통제되지 않은 반응이 일어나는 밀봉된 용기입니다. 그저 그런 전망.
            이제 물리학 교과서의 관점이 아닌, 국가의 사회 과정에 대한 일반적인 이해의 입장에서 이를 살펴보겠습니다. 대규모 역이 우세한 한, 국가는 역에 서비스를 제공할 수 있는 유능하고 적당히 훈련된 엔지니어 및 기타 전문가를 충분히 제공할 수 있으며, 심지어 문명 속에서 실질적으로 콤팩트하게 생활할 수도 있습니다. 보안을위한 특수 부대, 비밀 방법을 사용하는 특별 서비스. 그리고 소련의 알파 그룹 훈련에서 보여준 것처럼 이것은 방해 행위에 대한 보장이 아니라 체르노빌이 보여준 것처럼 인적 요소에 대한 보장입니다. 이제 우리는 다수의 소형 원자로의 새로운 현실을 살펴봅니다. 유능하고 심지어 훈련된 엔지니어조차도 Dalnie Grebenya 마을로 떼를 지어 달려가지 않을 것이며 일부 Pevek의 작업 자체는 Leningrad NPP와 동일하지 않습니다. . 특수부대(물리적 보안) 역시 특정 조건 하에서 최소한 음주량 증가를 경험합니다.
            예를 들어, 대기업이 인구 백만 명이 넘는 도시 근처의 강력한 정유소와 같은 소규모 원자력 발전소를 원한다면 회계사와 모든 종류의 거래자는 소형 원자력 발전소가 더 멀리 설치되는 것을 허용하지 않을 것입니다. ; 그들은 전력선과 난방 시설을 절약하는 것을 선호할 것입니다. 그리고 이미 안전하지 않은 생산에 더해, 우리는 또한 한 곳에 소형 원자력 발전소를 건설할 것입니다.
      2. 0
        12 10 월 2023 06 : 26
        정확하지 않아.
        원자로에서 물은 일반적으로 높은 압력을 받고 있습니다.
        나는 압력을 거의 추적할 수 없었고 과열된 증기가 원자로를 깡통처럼 터뜨렸습니다.
        1. 0
          12 10 월 2023 08 : 08
          그리고 당신을 위해서요, 젊은이. 그런 끔찍한 행동을 위해서는 많은 힘이 필요합니다. 원자로가 갑옷으로 덮여 있기 때문입니다. 장갑이 매우 튼튼하고, 원자로가 작기 때문에 증기가 거의 발생하지 않습니다. 따라서 그 자신은 아무리 가열해도 전혀 파손될 수 없습니다. 특히 손상된 코어는 매우 작아서 실제로 과열될 수 없기 때문입니다. 거기에는 중성자가 그리 많지 않습니다!)) 갑옷이 외부에서 터지면 증기가 빠져 나옵니다. 아마도 (사실은 아님) 그는 더 가벼운 조각 두 개를 가져 와서 몇 미터 떨어진 곳에 버릴 것입니다. 그 후에는 킬로그램의 증기가 대기와 혼합되어 약 XNUMX분 안에 위험을 잃게 됩니다. 그게 전부입니다.))
  5. +2
    11 10 월 2023 12 : 39
    시원한. Kurchatov Institute의 전문가들은 이제 전기를 자유롭게 사용하는 마지막 세대의 사람들이 살고 있다고 믿습니다. 물론 대부분의 사람들은 전혀 사용하지 않습니다. 하지만 곧 그렇게 될 것입니다!
    그리고 나서 맹렬하고 잔인하며 천하무적의 에너지 부족이 닥칠 것입니다. 녹색 괴짜를 포함한 행성의 전체 에너지는 그것을 만족시키기에 충분하지 않을 것입니다. 이 모든 원자로는 그것을 저장하지 않을 것이며 육종가도 그것을 저장하지 않을 것입니다. 우리는 근본적으로 다른 소스를 찾거나(우리에게 뭔가가 있는 것 같지만 아무도 이 사람들의 말을 듣지 않습니다) 에너지 전쟁이 일어날 것입니다.
    1. 0
      11 10 월 2023 13 : 57
      그들은 어떤 말도 안되는 글을 썼는가?................................
      1. +3
        12 10 월 2023 00 : 08
        인용구 : Nastia Makarova
        그들은 어떤 말도 안되는 글을 썼는가?................................

        빌레이
        날뛰다?
        2100년까지 세계 인구의 대다수가 선진국의 오늘날 소비에 상응하는 수준의 에너지를 공급 받아야 한다고 가정하면, 2100년 11,213억 55,98만 인구를 가진 인류의 에너지 수요를 완전히 충족시키는 것은 2,34억 1021천만 toe/년이 될 것입니다( XNUMX×XNUMXJ/년).

        평균 에너지 생산 효율이 68%이므로 2100년에는 81,68억 3,42천만 toe/년(1021×4,2 J/년)을 생산해야 하며 이는 2015년보다 XNUMX배 더 많은 것입니다.
        이 모든 에너지는 물리적 법칙에 따라 열 폐기물이 될 것이며, 그 축적은 필연적으로 재앙적인 지구 온난화로 이어질 것입니다. 2100년에는 지구 온난화가 5,5~7°C에 도달하고 해수면이 6~9m 상승하며 사라질 수 있습니다. 빙하 - 많은 지역의 식수 공급원.

        오늘날에는 특히 탄화수소 고갈이 임박한 상황에서 2100년까지 필요한 에너지 생산량의 일부조차 제공할 수 있는 자원이 없습니다.

        인류의 미래를 보장할 수 있는 유일한 에너지원은 태양이다. 태양은 1시간 만에 2015년 전 인류가 소비하는 것과 같은 에너지를 지구에 공급한다.

        그러나 문제는 적도지역의 태양에너지 밀도가 360W/m2를 넘지 못하고 인류에게 에너지를 제공하기 위해 휴게소 및 10시간 운영주기를 포함하여 약 2만km4입니다.

        비교를 위해 유럽 연합 국가의 총 면적은 4,3만km2, 카자흐스탄은 2,72만km2, 미국은 9,5만km2입니다.

        또한 현재 사용 가능한 최첨단 배터리 약 200억 톤이 필요하며, 연간 교체량은 30천만 톤에 이릅니다.

        나머지 에너지원 역시 장기적인 글로벌 관점이 없습니다. 수력 - 잠재력이 거의 고갈됨, 풍력 - 낮은 전력 밀도, 통제되지 않는 주기성

        인류가 소비하는 에너지의 80% 이상이 탄화수소 연료에서 생산되며, 이러한 추세는 적어도 15~20년 동안 계속될 것입니다. 수력, 원자력, 풍력, 태양광 등을 포함한 기타 자원은 20% 미만을 차지합니다. 2030~2035년까지 잔액은 크게 변하지 않을 것입니다.
        오늘날, 특히 그러한 양에서 탄화수소 연료를 대체할 수 있는 에너지 생산원과 방법은 알려져 있지 않습니다.
        전통적인 에너지 자원 고갈의 역학

        가장 저렴한 우라늄 자원은 앞으로 몇 년 안에 거의 완전히 고갈될 것입니다. 자원 사용은 이미 80kg 이상당 최대 $1의 비용으로 시작되었습니다.
    2. 0
      12 10 월 2023 06 : 28
      자원이 부족하면 그 사용이 줄어들거나 인구가 제한됩니다.
      일반적으로 사용하는 것이 더 경제적이거나 인구를 줄이는 것이 더 경제적입니다.
  6. +1
    11 10 월 2023 12 : 44
    효과적이고 컴팩트한 레이저 무기를 만들기 위해서는 소형 원자력 발전소가 획기적인 방법입니다.
    1. 0
      12 10 월 2023 12 : 12
      인용: Navycat777
      효과적이고 컴팩트한 레이저 무기를 만들기 위해서는 소형 원자력 발전소가 획기적인 방법입니다.

      물론 아닙니다. 그렇지 않습니다. 아아, 귀하의 교육은 주제에 관해 "콤팩트"라는 단어를 사용하는 것으로 제한됩니다. 문제를 이해하려면 컴퓨터 장난감이 아니라 교과서, 특히 70년대의 교과서를 고수해야 합니다. 원자로는 재충전하지 않고 아주 오랫동안 약간의 에너지를 생산하는 저전위 소스입니다. 수십 개의 주전자에 필요한 전류 전력을 생산하는 장치에서 레이저를 발사할 수 있습니다. XNUMXm 거리에서 이러한 무기는 손등의 털에 불을 붙일 수 있습니다. 당장은 아님)
  7. +1
    11 10 월 2023 14 : 59
    지금까지 Beloyarsk-4는 이전 원자력 발전소의 폐기물을 사용하여 운영되는 세계에서 가장 발전된 원자력 에너지 생산입니다. 즉, 사실상 무료입니다.
    이기적인 이익 때문에 민영화자들에게 로사톰을 주지 않은 것은 다행스러운 일입니다. 아이들이 폭발하지 않기를 바라면서 수류탄을 주는 것처럼 완전히 위험한 일입니다...
    1. +1
      12 10 월 2023 00 : 36
      제품 견적 : faterdom
      지금까지 Beloyarsk-4는 이전 원자력 발전소의 폐기물을 사용하여 운영되는 세계에서 가장 발전된 원자력 에너지 생산입니다.

      U238 육종가는 Rosatom의 발명품이 아닙니다.
      프랑스 원자로 "Phoenix"가 연결되었습니다. 1973년 네트워크. 운전 중 원자로 반응성이 갑자기 급격하게 감소하는, 즉 연쇄반응이 중단되는 XNUMX건의 사례가 기록되었습니다. 이 현상의 물리학을 결정하는 것은 불가능했습니다.이는 프랑스가 고속로 개발을 거부한 이유 중 하나였습니다. 또 다른 이유는 피닉스로부터 최소한의 경제적 효율성을 얻을 수 없다는 점이었습니다. 2010년에 프로젝트가 마침내 종료되었습니다.
      원자로 "몬주" 원자로 건설은 1986년에 시작되어 1995년 1995월에 가동되었습니다. 그러나 이미 XNUMX년 XNUMX월에 냉각 시스템의 두 번째 회로에서 돌파구가 발생하여 나트륨이 누출되어 공기와 접촉하여 화재가 발생했습니다. 그 이후로 몬주는 오랫동안 좀약해졌습니다.
      1971 클린치 리버 증식로(CRBRP)는 1983년 폐쇄되었습니다.
      -----------------------------------------------
      토륨주기
      또는
      "가속기를 갖춘 아임계 원자로" 또는 "가속기 구동 시스템"(ADS). 실험단지 “MYRRHA”(첨단기술 응용을 위한 다목적 하이브리드 연구용 원자로)
      제품 견적 : faterdom
      즉, 사실상 무료입니다.

      이 "공짜"를 유지, 운송 및 준비하는 비용은 차트에서 벗어났습니다.
      제품 견적 : faterdom
      Rosatom이 민영화자에게 주어지지 않은 것이 좋습니다.

      미나톰!
      Vladimir Vladimirovich 덕분에 Adamov는 오랫동안 투옥되었지만 투옥되었습니다. 러시아 연방에는 핵무기가 없을 것입니다(500% 이상 정화된 235톤의 무기급 U99가 없는 것처럼).
      Evgeniy Olegovich는 현재 과학 책임자인 "Breakthrough" 프로젝트에서 조용히 일하고 있습니다.
      BREST(납냉각제를 사용하는 자연안전고속로)
  8. +1
    11 10 월 2023 18 : 40
    인용: Navycat777
    효과적이고 컴팩트한 레이저 무기를 만들기 위해서는 소형 원자력 발전소가 획기적인 방법입니다.

    글쎄, 군대가 군사 지역에 있다면 그 뿐만이 아닙니다. 예를 들어 더 중요한 것은 위도 전체에 걸쳐 국방 인프라를 확산시켜 안정성을 높이거나 국가 예비 에너지를 독립적으로 만드는 가능성입니다. 그러나 이는 동일한 오페라에서 나온 것입니다. 평화로운 측면에서 - 북극과 북해 항로의 발전을 가속화하고 실제로 우리의 부를 확장합니다.
    1. 0
      13 10 월 2023 08 : 16
      레이저 ftopku, 나머지는 부분적으로 정확합니다. 아아, 우라늄의 붕괴는 느려질 수만 있고 멈출 수는 없습니다. 그래서 원자로는 여전히 "썩어가고" 있습니다. 단지 천천히...
  9. +1
    11 10 월 2023 20 : 27
    좋은 리뷰, 저자에 대한 존경심. 준비되지 않은 대중을 위해 추가할 가치가 있었습니다. 냉각수의 온도가 상승하는 이유입니다. 그리고 이것은 카르노 사이클에 따른 것입니다. 왜냐하면 원자로는 열 엔진이므로 효율성이 높기 때문입니다. 작동유체의 온도가 높을수록.
    1. 0
      11 10 월 2023 23 : 55
      제품 견적 : Aviator_
      작동유체의 온도가 높을수록.

      또는 냉장고(환경) 온도
      CC는 진공 속의 구형 말입니다.
      하지만 그래도 그래
      원자력 발전소는 열기관의 원리로 작동합니다. 증기-물 랭킨 사이클 (증기 과열)

      콘덴서 텐더가 있는 증기 기관차처럼
  10. 0
    12 10 월 2023 10 : 25
    러시아 연방은 두 개의 원자력 발전소 건설을 시작합니다. Chelyabinsk 및 Yaroslavl 지역에서. 채용 기관의 공석과 교대 근무자와의 대화를 살펴보면 최신 뉴스에서 나온 것입니다.
  11. +1
    12 10 월 2023 21 : 59
    훌륭한 리뷰입니다! 간단하고 정확하며 요점까지!