Что строят в димитровграде

В Димитровграде радиоактивные отходы закачивают под землю. Как это делают: репортаж Алексея Мараховца

Недалеко от Ульяновска, в сосновых лесах спрятался Димитровград, гордо именующийся городом атомщиков. Главное предприятие Димитровграда — НИИАР — Научно-исследовательский институт атомных реакторов. Здесь нет огромных РБМК, нет высоких зданий энергоблоков, нет и больших прудов-охладителей. Но задачи, которые решает институт трудно переоценить. Взять, к примеру, производство самого дорого металла в мире — Калифорния-252. Или Молибдена-99, без которого невозможна современная радиомедицина. Гордость НИИАР — реактор на быстрых нейтронах СМ-3. Расшифровывается как «Самый Мощный» — в мире такой один

О НИИАР и его реакторах я уже писал — ссылки можно найти в конце этой статьи. А сейчас хочу рассказать о другой стороне медали — радиоактивных отходах, которые закономерно образуются при производстве радиоактивной продукции.

Эта тема для меня имеет особое значение. Я живу в Ульяновске, поэтому как и других жителей этого города, меня очень волнует, что, куда и как утилизируют в НИИАР. Насколько это безопасно и надёжно припрятано, и не окажется ли какой-нибудь радиоактивный сюрприз в Волге или Черемшане, на берегу которого и находится Димитровград. Поэтому я воспользовался приглашением Национального оператора по обращению с радиоактивными отходами (НО РАО) и побывал в самом НИИАР — в легендарном месте, где на глубине полутора километров изолированы тонны опасных отходов. Ульяновцы и димитровградцы знают, что НИИАР что-то закачивает под землю, и этот факт небезосновательно тревожит их. Попробуем разобраться, как устроено это подземное хранилище, и опасно ли оно.

Что закачивают?

Радиоактивные отходы делятся на классы по степени опасности. Первый и второй класс — самые опасные и высокоактивные. Они образуются в наименьшем количестве и требуют особого подхода при утилизации. Третий и четвёртый класс — среднеактивные — их изолируют в специальных хранилищах у поверхности земли. О том, как устроена финальная изоляция отходов 1-4 классов, можно почитать по ссылкам в конце статьи. Существует еще пятый класс — это жидкие низко- и среднеактивные отходы — сточные воды санпропускников и спецпрачечных, дезактивационные растворы, которыми промывают промышленное оборудование. К примеру, вода из душа, которым омывают защитную одежду рабочих, является отходом 5 класса. Её уже нельзя просто так слить куда-то в водоём, потому что она содержит опасные радионуклиды. Эта вода собирается в специальных накопителях, откуда с помощью насосов закачивается под землю. Именно такие отходы 5 класса изолированы в Димитровграде на глубине 1000-1500 метров. Не куски графита или урана, а сточные воды после обработки оборудования и защитных костюмов работников.

Куда закачивают?

Если копнуть под НИИАР поглубже, километра на два, то можно увидеть, какой многослойный «сэндвич» там находится. Несколько водоносных слоёв разделены мощными водоупорными прослойками. В начале 60-х, когда запустили НИИАР, были проведены изыскательные работы, в результате которых определили место для хранения радиоактивных отходов. В те годы, когда Штаты и Франция сбрасывали свои бочки с АЭС в океан, в СССР приняли решение закачивать отходы под землю — откуда изотопы взяли, туда они и должны вернуться. В Димитровграде в 1966 году под подземное хранилище отвели 3-й и 4-й водоносный слой, которые находятся на глубине 1100-1500 метров. Сверху 4-й слой (их называют горизонтами) отделён от 5-го мощным слоем спрессованной мекодисперсной глины, которая образовалась ещё в те времена, когда на месте НИИАР плескался древний океан. Сквозь этот слой не может пройти никакая жидкость.

Снизу 3-й горизонт ограничен самой Русской плитой, которая образовалась 2-5 миллиардов лет назад и представляет собой магматические породы. Можно сказать, что это самое дно.

Вот в эти 3-й и 4-й водоносные горизонты и решили закачивать отходы. Водоносные не значит, что там, под землёй, текут реки и выходят на поверхность. Это пористая порода, пропитанная солевыми растворами очень высокой концентрации. Даже если одни одни выйдут на поверхность, то убьют всё живое вокруг, но этого никогда не происходило в нашем регионе. Движение жидкости в этих горизонтах происходит со скоростью 10-15 сантиметров в год. По сути, это просто изолированная сверху и снизу губка. Чтобы понимать, из чего состоит эта «губка», взгляните на образец этой породы. Этот керн был взят на площадке хранилища НИИАР с глубины 1500 метров.

Очень похож на кусок старого цемента и пахнет так же. Вот в эту породу под большим давлением и закачивают жидкие радиоактивные отходы. Через какое-то время радиоактивные вещества просто оседают в порах и никуда больше не перемещаются.

Как закачивают?

Перед тем, как что-то куда закачать, нужно убедиться, что отходы действительно соответствуют 5-му классу, и не иначе. Ведь для других типов отходов необходимо применять совершенно другие технологии изоляции или хранения.

Мы выяснили, что никакого подземного бассейна или реки не существует, несмотря на то, что слой называется водоносным. Порода эта и так насквозь уже пропитана солевыми растворами, а нам нужно закачать в неё еще больше жидкости. Как это сделать? Только под большим давлением. Отходы из накопителя в НИИАР по специальным трубам из нержавейки, проложенным в защитных и герметичных лотках под землёй, под действием трёх насосов подаются в скважину. Давление в ней составляет 80 атмосфер. Это в 40 раз больше, чем в колесе вашей машины.

Вот так выглядит оголовок скважины — её наземная часть.

Источник

Церемония заливки первого бетона в фундамент главного здания МБИР состоялась 11 сентября. Впереди – возведение реакторного, парогенераторного и турбинного блоков, систем вентиляции, аварийного отвода тепла и инженерного обеспечения, строительство объектов энергетического и транспортного хозяйства, прокладка сетей связи, снабжения, водоотвода и пожаротушения, а также хозяйственных объектов для обслуживающего персонала.

Лицензия на сооружение МБИР выдана Ростехнадзором 8 мая, срок ее действия – 10 лет, а ввод реактора в эксплуатацию назначен на 2020-й год. С этого момента государственный научный центр «Научно-исследовательский институт атомных реакторов» в Димитровграде сможет осуществлять проекты, которые имеют важнейшее значение для развития глобальной атомной энергетики. Речь идет в первую очередь о создании конкурентоспособных и безопасных ядерных энергетических установок, реакторов на быстрых нейтронах и т.д.

На сегодняшний день в ядерно-инновационный кластер Ульяновской области входят 13 участников, использующих в том числе накопленный потенциал НИИАР: 6 действующих реакторов, реакторные и послереакторные исследования, опыто-промышленные установки и др. Однако в настоящее время в НИИ используется быстрый исследовательский реактор БОР-60, построенный почти 50 лет назад. Замена его на МБИР станет настоящим прорывом, и не только для отечественной науки. Строительство реактора на базе НИИ атомных реакторов в Димитровграде уже названо одним из главных событий в мировой атомной энергетике.

После завершения строительства реактора МБИР в Димитровграде будет создан Международный центр исследований для изучения новых видов ядерного топлива, теплоносителей и конструкционных материалов, медицинских исследований, производства радиоизотопов. При этом на возведение исследовательского комплекса на базе НИИ атомных реакторов будет затрачено около 5 миллиардов рублей.

Отметим также, что на базе центра «Научно-исследовательский институт атомных реакторов» в ближайшие годы должен быть создан новый индустриальный парк, включающий размещение 10 крупных высокотехнологичных предприятий.

Источник

Фоторепортаж о строительстве самого мощного в мире исследовательского реактора МБИР в Димитровграде

В 80 километрах от Ульяновска, на реке Черемшан, находится город Димитровград населением около 100 000 человек. Так вот, его главное предприятие — это Научно-исследовательский институт атомных реакторов (НИИАР), который был создан ещё в 1956 году по инициативе Курчатова. Изначально он был опытной станцией для испытаний ядерных реакторов, но в настоящее время спектр направлений деятельности значительно расширился. Сегодня НИИАР, считается крупнейшим в России научно-исследовательским экспериментальным комплексом гражданской атомной энергетики. В институте действуют 6 исследовательских ядерных реакторов, крупнейший в Европе комплекс для послереакторных исследований элементов активных зон промышленных реакторов, комплекс установок для НИОКР в области ядерного топливного цикла, радиохимический комплекс и комплекс по обращению с радиоактивными отходами. И представляете, им всё мало, вот они и решились на новую свехзадачу — построить у себя и самый мощный в мире многоцелевой исследовательский реактор на быстрых нейтронах (МБИР).

Будущий корпуса МБИР. Он будет изготовлен в единственном экземпляре, будет самый-самый в мире.

3.

Атоммаш — это одно из ведущих предприятий энергетического машиностроения России, да и, наверное, мира. Причём, только они в нашей стране способны выпускать полный комплект ядерной паропроизводящей установки (ЯППУ) АЭС, включая реактор, парогенераторы и др. Его мощности позволяют выпускать до 8 таких комплектов. В рамках же данного проекта всего на заводе изготовили 14 изделий для МБИР общим весом свыше 360 тонн, в том числе корпусные элементы и опорные конструкции. Кстати, вес готового корпуса этого реактора составит 83 тонны, а длина превысит 12 метров, диаметр — 4 м.

Оказывается, Калужский турбинный завод (КТЗ) изготовит для МБИРа приводную турбину мощностью 50,7 МВт со вспомогательным оборудованием. Основой её конструкции станет их турбина серии ПТ-40. Где лопаточный аппарат турбины будет изменён в части геометрии первой ступени, что и обеспечит достижение её оптимальных технических характеристик. В комплект поставки также войдёт паровой конденсатор КП-3000, оснащенный титановыми трубками. Также в конструкцию будет внедрена система защиты последних ступеней ротора от влажнопаровой эрозии, тем самым эффективность и экономичность сильно повысится.Главным конструктором и разработчиком технического проекта РУ МБИР и изготовителем исполнительных механизмов РО и гильз СУЗ выступает АО «НИКИЭТ». Ещё одно знакомое имя, тоже был у них в гостях по истории РИТМ-200, это АО «ОКБМ Африкантов», они отвечают за главные циркуляционные насосы и теплообменное оборудование. АО «ЦКБА» — разработчик натриевой арматуры, а АО «ЦКБМ» делает упор на разгрузочно-загрузочных машинах транспортно-технологической системы.

МБИР включает в свой состав реакторную установку с двумя натриевым контурами охлаждения и третьим пароводяным контуром, паротурбинную установку, транспортно-технологические системы, петлевые установки, вертикальные и горизонтальные экспериментальные каналы, комплекс исследовательских защитных камер и лабораторный комплекс. Активная зона будет собрана из 96 сборок (ТВС) диаметром 72 мм и высотой 700 мм. При этом количество твэлов в ТВС будет 91. Температура натрия на входе будет равна 309 °C, а на выходе — 547 °C. Время работы между перегрузками — не менее 100 эффективных суток. И работать он будет на более улучшенном топливе типа МОКС (смешанном оксидном топливе), с содержанием плутония до 38 % (для достижения высоких флюэнсов). Проектный срок службы работы МБИР не менее 50 лет, а дальше можно его и продлить.Что касается безопасности, то МБИР базируется на положительно зарекомендовавших себя технологиях РУ БОР-60, в проектные основы заложено применение трехконтурной схемы передачи тепла от реактора к окружающей среде. В качестве теплоносителя I и II контура применяется натрий, рабочее тело III контура — вода-пар. В основу компоновки зданий и сооружений заложен модульный принцип застройки, обеспечивающий максимальную автономность МБИР и четкое разделение блоков и зданий с точки зрения их ответственности за безопасность.

5. Трехмерная модель реактора МБИР

Решение о создании МБИРа было принято ещё на заседании НТС № 1 ГК «Росатом» 22 ноября 2007 года. 11 сентября 2015 года прошла торжественная церемония заливки «первого бетона», и тем самым был дан официальный старт работам по бетонированию фундаментной плиты главного здания. Вначале пошло не всё, как задумывали. Но собрались, финансирование необходимое получили, и в ноябре 2020 года Росатом заключил новый договор генподряда на строительство реактора с компанией «Институт «Оргэнергострой», и стройка заиграла радужными красками. На данный момент строительные работы уже выполнены на 10%.

Кстати, сама стройка реализуется с применением инновационных методов строительства, а именно: за счёт технологий цифрового проектирования и моделирования, созданием BIM модели, применением дистанционного мониторинга строительства, а также применением отраслевой системы комплексного управления стоимостью и сроками сооружения объектов (Total Cost Management Nuclear Construction — TCM NC). При этом цифровая модель используется для план-фактного анализа, определения необходимых объемов земельных работ и координации перемещения строительной техники по площадке.

11. Планируется, что в 2021 году на стройплощадке будет работать порядка 1500 человек.

В перспективе МБИР должен заменить действующую в настоящее время исследовательскую установку на быстрых нейтронах БОР-60, которую запустили в начале 1969 года. Кстати, именно на нёй в своё время было продемонстрировано, что быстрый реактор с натриевым теплоносителем может производить не только тепло, но и электроэнергию.

В исследовательском ядерном реакторе МБИР можно будет изучать, разрабатывать новые системы в обеспечение быстрой тематики, топливные и конструкционные материалы, создавать условия переходных режимов работы ядерных установок, а также новые изотопные технологии и производственные процессы для материалов с необходимыми специальными свойствами.

24. На финише должна получиться вот такая красота

Ввод в эксплуатацию в России самого мощного в мире многоцелевого исследовательского ядерного реактора на быстрых нейтронах (МБИР) намечен на 2028 год. В 2027 году планируется получить лицензию на эксплуатацию реакторной установки и до конца того же года выполнить физический пуск реактора. На 2028 год запланирован энергетический пуск МБИР с вводом его в эксплуатацию в четвертом квартале того же года. Как результат, МБИР обеспечит нашу атомную отрасль современной и технологически совершенной исследовательской инфраструктурой на полвека вперед. Таким образом, с пуском МБИР Россия получит весомые дополнительные преимущества на глобальном рынке исследовательских ядерных установок, что важно и с точки зрения продвижения интересов РФ в мире. Буду и дальше внимательно следить за реализацией этого проекта и, конечно же, вам рассказывать26. Всего в комплексе будет более 30 различных зданий и сооружений.

Источник

В Димитровграде на стройплощадке МБИР начался монтаж оборудования шахты реактора: фото

На строительной площадке ГНЦ НИИАР успешно проведена работа по монтажу оборудования шахты многоцелевого исследовательского реактора на быстрых нейтронах МБИР. Событие относится к ключевым и представляет собой установку плиты перекрытия в основание шахты реактора.

Для монтажа плиты был разработан особо сложный проект производства работ и задействована тяжелая техника – кран грузоподъемностью 1200 тонн. Погружение плиты происходило в условиях «слепой» видимости для крановщика на расстоянии 63 метров (вылет стрелы) от крана. Благодаря высокому профессионализму крановщика и команды строителей в целом, работы прошли штатно. Кран поднял плиту, плавно перенес ее и опустил в подготовленную шахту реактора на отметку «-5,5 метров».

«С момента установки плиты наряду с основными строительными работами – армированием и бетонированием, на площадке по возведению МБИР стартует фаза монтажных работ, окончание которых будет означать готовность к прибытию на площадку корпуса реактора: его в Димитровграде ожидают осенью 2021 года», – отметил заместитель директора ГНЦ НИИАР по сооружаемым объектам – руководитель проекта МБИР Сергей Киверов.

Для справки:
Госкорпорация «Росатом» возводит уникальную исследовательскую установку МБИР в рамках комплексной программы «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в Российской Федерации». Генеральный подрядчик – АО «Институт “Оргэнергострой»

На сегодняшний день на площадке мобилизовано более 1200 человек рабочего и инженерного персонала, задействовано более 100 единиц машин и механизмов. В настоящий момент все сопутствующие работы ведутся согласно графику. Разработаны и согласованы особо сложные проекты производства работ.