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俄罗斯原子能公司完成研究用熔盐反应堆设计首阶段工作

2025-07-23 08:15     来源:中国核技术网     俄罗斯原子能公司 熔盐反应堆 俄罗斯

俄罗斯原子能公司(Rosatom)已完成研究用熔盐反应堆(RMSR)设计工作的第一阶段,该阶段包括开发制定设计文件相应部分主要技术方案的材料。

自2020年起,位于热列兹诺戈尔斯克的矿业化学联合体(MCC,俄罗斯原子能公司旗下企业、环境解决方案部门)便在开展研究用熔盐反应堆的建设工作。此项工作是在核科学技术发展综合计划(RTTN)新材料和技术联邦项目框架内,与工业界企业和组织合作进行的,自2025年起,将在“新核能和能源技术”国家项目框架内推进,且在库尔恰托夫研究所国家研究中心的科学指导下开展。

矿业与化学联合体总经理德米特里·科卢帕耶夫称,研究用熔盐反应堆将解决闭式核燃料循环技术研发难题,成功实施该技术可减少最终隔离的核废料数量及其储存时间,还能为研发更强大的熔盐反应堆奠定基础,以处理热反应堆乏核燃料中最危险成分。

俄罗斯国家原子能公司放射性废物(RW)、乏核燃料(SNF)和核及辐射危险设施退役领域国家政策主任瓦西里·季宁指出,该项目实施将提升核电环境安全水平,朝着无废料核技术迈进一大步。第四代核电技术主要目标是创建新系统,利用(后燃烧)VVER和RBMK热反应堆处理乏核燃料产生的次锕系元素。

建造研究用熔盐反应堆的下一关键任务是制定反应堆装置和初始燃料制备系统的技术设计,编制全套设计和估算文件,设计阶段预计持续到2027年,同时将继续验证设计文件中的技术方案,反应堆投入使用后,技术研究与规模化应用仍将继续。

在IZHSR设计工作第一阶段,制定了确保反应堆及其系统工艺流程安全的解决方案,描述了设计目标,制定了设备要求,简要描述了核装置和初始燃料制备系统各部件设计,给出了核燃料和装置各部件主要特性,这些信息将作为评估IZHSR环境影响和撰写安全性论证初步报告的基础。

俄罗斯研制基于熔融金属氟化盐的循环燃料液盐核反应堆已有半个世纪历史,始于1975年库尔恰托夫研究所启动的工作,自2000年以来,与俄罗斯国家原子能公司合作持续推进。2021年,库尔恰托夫研究所研究中心被任命为“俄罗斯联邦原子能利用领域工程、技术和科学研究发展”综合计划牵头科研机构,在该计划框架内实施研发项目,验证IZHSR(作为ZhSR - S反应堆的原型)设计方案。该研究所将液盐反应堆技术视为解决俄罗斯次锕系元素问题的工具,也可为俄罗斯联邦外国合作伙伴服务。

次锕系元素是在热堆和快堆运行过程中在铀核燃料中形成的元素(除钚外),镎、镅和锔的同位素对核科学家而言从安全角度尤为重要,它们具有高放射性、毒性、余热高、半衰期长等特点,是核废料中最危险成分,需特殊运输、储存和最终分离条件。通过燃烧次锕系元素,约300年就能达到原始铀原料与待分离核废料的辐射当量,比传统核燃料循环快数百倍。

俄罗斯原子能公司正在同时开发多项利用次锕系元素的技术。2024年,首次将添加了次锕系元素的铀钚混合氧化物燃料组件装入别洛雅尔斯克核电站4号机组的BN - 800快中子反应堆。2023年底,三个含有镅 - 241和镎 - 237的实验性混合氧化物燃料组件在矿化联合体完成制造并验收,将在BN - 800反应堆中进行为期一年半的试运行。

俄罗斯国家原子能公司计划实施的平衡核燃料循环(NFC)基于闭式核燃料循环领域的创新实用解决方案,主要目标是从根本上减少送去处置的放射性废物数量和活性,提高核电废物管理安全性、降低环境风险,解决核遗产问题,确保可持续的消费和生产模式,最大限度减少待处置放射性废物数量和危险程度,将有价值原材料重新用于NFC(核材料回收),实现辐照核燃料高效处理和后处理产品合理处理。



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