Para começar, vamos observar como um fato: o primeiro reator rápido da China (China Experimental Fast Reactor) foi construído bem na capital - no sudoeste de Pequim, a cerca de 45 quilômetros do centro. Aqui, atrás do sexto anel de transporte, está o Instituto de Energia Atômica da China (CIAE). Se você quiser - um análogo do Instituto Kurchatov, que cresceu a partir do Laboratório secreto nº 2 na periferia noroeste de Moscou.
O correspondente especial da Rossiyskaya Gazeta e a equipe de filmagem do canal de TV Russia 24 foram os primeiros jornalistas estrangeiros a ter acesso às instalações nucleares de Pequim. Anteriormente, havia apenas especialistas nucleares que ajudaram na construção e no lançamento do CEFR.
“Nosso Instituto de Energia Atômica, agora também conhecido como Instituto de Física Moderna da Academia Chinesa de Ciências, foi fundado em 1950”, disse o diretor-presidente da CIAE, Wan Gang, aos jornalistas russos. - Outra data muito importante para nós é 27 de setembro de 1958, quando o primeiro reator de pesquisa de água pesada foi lançado no território do Instituto com o auxílio da URSS. No mesmo ano 58, com a participação de especialistas soviéticos, foi lançado aqui o primeiro acelerador-ciclotron …
"Plano 863": etapa por etapa
Agora, mais de cinquenta anos depois, as primeiras instalações de pesquisa foram retiradas de serviço. O ciclotron, segundo o diretor do instituto, foi desmontado, pois apenas um grande ímã permaneceu na memória. O prédio do primeiro reator foi preservado, como pudemos ver indo até ele por meio de um grande e bem cuidado parque do instituto com trilhas bem pavimentadas. Na parte central, paramos por um minuto em frente aos bustos de mármore dos cientistas atômicos - os luminares de seu Projeto Atômico Chinês.
Não escondem a participação em pesquisa e desenvolvimento, que serviu para criar as primeiras bombas atômicas (1964) e depois de hidrogênio (1967) para a RPC, pelo contrário, orgulham-se disso. Bem como uma contribuição para a criação do primeiro submarino nuclear (1971) para a Marinha da China e o primeiro satélite (1971) da Terra lançado no Império Celestial.
Mas agora, segundo o diretor do instituto, a principal tarefa da equipe comandada por ele é o desenvolvimento da energia nuclear, incluindo a energia nuclear em uma nova plataforma tecnológica. Na China, enfatizou Wan Gang, uma estratégia de desenvolvimento de três estágios foi adotada nessa área: um reator térmico - um reator rápido - um reator termonuclear.
Quanto aos reatores tradicionais, nos quais os núcleos de urânio-235 são fissionados pelos chamados nêutrons térmicos (lentos), na China eles já passaram de uma esfera puramente científica para a área de operação comercial. Segundo dados oficiais apresentados na AtomExpo-2015, em Moscou, pela estatal CNNC, ela tem nove unidades nucleares em operação, doze em construção e outras ainda planejadas. O objetivo é elevar a participação da energia nuclear até 2020 para seis por cento (80 GW) e, no futuro, alcançar ou mesmo superar a França nesses indicadores.
Até agora, a participação da geração nuclear no balanço total de energia da China é de cerca de 2%. Mas isso é por agora. O período de aprendizagem, quando as primeiras usinas nucleares foram construídas aqui segundo projetos franceses, canadenses, americanos, russos, está passando rapidamente. A maioria das unidades de energia recém-construídas já está usando ou pretende usar reatores e outros equipamentos importantes da China ou de desenvolvimento conjunto. Ou seja, o primeiro estágio - vários tipos de reatores térmicos - a China deu certo e está avançando, figurativamente falando, para o segundo nível.
No plano estadual de desenvolvimento de altas tecnologias, ou, como é mais comumente chamado, no "plano 863", o desenvolvimento de reatores rápidos é listado como uma das principais prioridades. A mesma tarefa foi incluída no programa de médio prazo para o desenvolvimento da ciência e tecnologia para 2006-2020.
No entanto, eles começaram a olhar atentamente para os reatores rápidos, também chamados de criadores, atrás da Grande Muralha, no final dos anos 60 do século passado. Naquela época, sabia-se que a própria ideia de reprodução expandida do combustível nuclear (criador - ou seja, criador) foi expressa em janeiro de 1943 nos EUA por Leo Szilard e adquirida na URSS. Desde 1949, sob a liderança do acadêmico Alexander Leipunsky, um trabalho de pesquisa multifacetado foi realizado na União Soviética para criar reatores rápidos. Mas o primeiro reator criador experimental com capacidade térmica de 0,2 MW foi lançado nos Estados Unidos, no centro nuclear de Idaho, em 20 de dezembro de 1951.
Na URSS, uma instalação semelhante foi inaugurada quatro anos depois em Obninsk (região de Kaluga), onde o Instituto de Engenharia de Física e Energia está localizado e onde o acadêmico Leipunsky trabalhava na época. Um ano depois, no mesmo local, em Obninsk, foi lançado um reator experimental BR-2: o plutônio metálico serviu de combustível e o mercúrio como refrigerante.
No mesmo 1956, um consórcio de várias empresas americanas iniciou a construção de um reprodutor de demonstração Fermi-1 de 65 MW. Dez anos depois, ocorreu um acidente com o derretimento do núcleo. O reator foi desmontado com grande custo, após o que o interesse da indústria americana neste assunto esmaeceu.
Enquanto isso, na URSS, uma BR-5 experimental foi construída e lançada (após a reconstrução ficou conhecida como BR-10) - em Obninsk. E no Instituto de Reatores Atômicos em Dimitrovgrad (região de Ulyanovsk) - um BOR-60 multiuso, no qual o combustível MOX (uma mistura de dióxido de urânio e plutônio) foi usado e sódio líquido foi usado como refrigerante. O BOR-60 ainda está em serviço, havendo a possibilidade de estender sua operação até 2019.
A França gastou cinco bilhões de dólares na construção de uma usina nuclear em grande escala com um reator rápido de nêutrons Superphenix, mas devido a problemas com o núcleo alimentado por plutônio, esta instalação foi fechada em 1996 …
O único (em todo o mundo!) Em operação rápida reator de energia de nêutrons é o reator BN-600 na terceira unidade da NPP Beloyarsk. É recordista de antiguidade no serviço - está em funcionamento comercial desde 1980 e pode ser prorrogado até 2030. Além disso, é o reator rápido refrigerado a sódio mais poderoso até hoje.
Primeiro no novo século
procedimentos preparatórios para a inicialização. Ambos os reatores nasceram no Experimental Design Bureau of Mechanical Engineering com o nome de V. I. Afrikantova. O acadêmico Fyodor Mitenkov, diretor científico da OKBM, recebeu o Prêmio Internacional de Energia Global em 2004 por sua notável contribuição para o desenvolvimento de bases físicas e técnicas e a criação de reatores de nêutrons rápidos.
Como os projetistas garantem, o projeto BN-800 implementou inovações importantes para melhorar a segurança nuclear e de radiação. Baseiam-se em princípios passivos, o que significa que sua eficácia independe da confiabilidade do funcionamento dos sistemas auxiliares e do fator humano.
Tudo isso foi totalmente levado em consideração ao projetar o CEFR - o primeiro e até agora o único reitor de nêutrons rápidos construído, testado e oficialmente comissionado no século XXI. O Instituto Chinês de Energia Atômica está especialmente orgulhoso deste fato e agradece aos colegas russos pela ajuda ativa.
Os primeiros contatos entre especialistas dos dois países neste projeto começaram em 1992. O grupo de trabalho do lado russo incluía funcionários do OKBM im. Afrikantov (Nizhny Novgorod), o Instituto de São Petersburgo "ATOMPROEKT" e o Instituto de Física e Engenharia de Energia (Obninsk, região de Kaluga).
“Naquela época, nossos especialistas já tinham uma ideia dos reatores rápidos com refrigerante de sódio”, diz o diretor do instituto, Wan Gang. - Além disso, estudamos hidráulica térmica, física de nêutrons, ciência dos materiais, peculiaridades do manuseio de combustível nuclear e equipamentos especiais. Ao longo do caminho, foram esclarecidos os objetivos de todo o projeto. Primeiro, a criação da própria usina do reator. Determinou-se que seria um reator experimental com potência térmica de 65 megawatts e potência elétrica de 20 megawatts. Em segundo lugar, o desenvolvimento de novas tecnologias. Terceiro, treinamento. E já no final - os testes planejados, pesquisas, experimentos. Precisávamos do CEFR como base, uma plataforma, para que, com a experiência necessária, pudéssemos avançar para a criação de uma demonstração, e depois de unidades comerciais seriais de usinas nucleares com reatores de nêutrons rápidos.
Como na Rússia, apenas mais estrito
O projeto conceitual do CEFR foi desenvolvido por especialistas chineses e submetido à consideração dos colegas russos. Em seguida, levando em consideração os comentários e contra-propostas recebidas, todo o conceito, incluindo os requisitos técnicos e os principais componentes do reator, foi discutido em detalhes em uma reunião conjunta em maio de 1993 e recebeu a aprovação de alto nível.
Na segunda metade da década de 90, teve início a etapa de projeto de engenharia. Os já mencionados OKBM, St. Petersburg ATOMPROEKT, FEI e OKB Gidropress (Podolsk, região de Moscou) formaram, nas palavras de seus colegas chineses, "cooperação de projeto" e trabalharam de forma coordenada, profissionalmente, levando em consideração todos os requisitos e desejos do cliente. E as diretrizes iniciais do lado chinês eram ainda mais rígidas do que as normas de segurança de radiação, normas para liberações e descargas radioativas, situações de emergência então vigentes na indústria de energia nuclear russa.
“Como foi decidido construir o CEFR dentro dos limites de Pequim, e esta não é apenas uma cidade grande - a capital da China, fizemos requisitos especiais para garantir a segurança”, explicou Xu Mi, o cientista-chefe do CNNC, acadêmico do Academia Chinesa de Engenharia, em reunião com jornalistas russos. - Embora a probabilidade de derretimento do núcleo neste reator seja insignificante, insistimos em usar um sistema passivo de remoção de calor residual. E - na instalação de uma bandeja de armadilha para uma hipotética fusão do núcleo. As bombas circulantes principais (MCPs) foram encomendadas na Rússia, mas em caso de resfriamento de emergência eles foram solicitados a adicionar um volante ao seu projeto, aumentando assim o tempo de run-out do MCP, ou seja, a circulação do refrigerante no caso de perda de potência …
Segundo Xu Mi, em caso de alguma situação de emergência ou mesmo além do acidente de base do projeto, não deveria haver necessidade de evacuar a população - tudo deveria estar localizado dentro da unidade de força ou dentro dos limites de sua área protegida. A Agência Nacional de Segurança Nuclear da República Popular da China não considerou tal campanha um resseguro e apoiou a posição de seus cientistas.
“Afinal, desde a parede do prédio onde está montado o CEFR, até a cerca que circunda o instituto, são apenas 153 metros”, enfatiza a acadêmica com um sorriso suave. - E então as pessoas simplesmente vivem. Eles não devem ser colocados em perigo. É por isso que hoje, olhando para trás, estamos convencidos de que os critérios que propomos atendem às normas e requisitos de segurança para reatores de quarta geração.
Em julho de 2000, na presença do presidente russo Vladimir Putin e do presidente chinês Jiang Zemin, o Acordo de Construção do CEFR foi assinado. Em setembro do mesmo ano, Wan Gang foi nomeado diretor do reator em construção, agora é o diretor de todo o instituto e lembra em detalhes os acontecimentos em seu território.
- Demorou apenas dois anos desde a concretagem do primeiro concreto até a instalação do teto sobre o prédio do reator (agosto de 2002). No final de 2008, foi concluída a instalação do bloco do reator. Em maio de 2009, começou a encher o circuito com sódio. Em junho de 2010, eles começaram a carregar combustível no reator e, já no dia 21 de julho, atingiram a criticidade pela primeira vez. Exatamente um ano depois, em 21 de julho de 2011, conseguimos elevar a capacidade para 40% da nominal, o que na época era uma meta marcante para nós …
Infográficos WG / Anton Perepletchikov / Leonid Kuleshov / Maria Pakhmutova / Alexander Emelianenkov
Para que isso seja possível, no gabinete de projeto e nas empresas da Rosatom envolvidas em cooperação com parceiros chineses, em 2003-2005, as principais bombas de circulação dos circuitos primário e secundário, trocadores de calor intermediários, gerador de vapor e dispositivos de recarga foram projetados, fabricados e enviados ao destino combustível - apenas sete tipos de equipamentos críticos na planta do reator, instrumentação e combustível para as três primeiras cargas.
Mas antes disso, foram desenvolvidos os projetos técnicos do sistema de monitoramento e controle (MCS da NPP), o projeto técnico da planta do reator e o projeto técnico do edifício principal da NPP. Os especialistas russos cumpriram suas obrigações contratuais na íntegra e dentro do prazo.
Ensine o aluno a ter alguém com quem aprender
O "hardware" de alta tecnologia fornecido pela Rússia permaneceria como ferro, e um reator nuclear dificilmente se tornaria uma ferramenta eficaz para os pesquisadores se o treinamento do pessoal operacional não tivesse sido realizado a tempo. E eles começaram com bastante antecedência.
O atual Diretor Adjunto de Operações e Segurança do CEFR, Wu Chunliang, faz parte do primeiro lote de engenheiros de controle de reatores treinados na Rússia. Em 2002, eles foram treinados no Centro de Treinamento RIAR - Dimitrovgrad, Região de Ulyanovsk. Lá eles também puderam ver o reator multiuso BOR-60 em operação e ser treinados nele. Depois, já no âmbito do programa de arranque físico, estudaram em estandes especiais do Instituto de Física e Engenharia de Energia em Obninsk e no Afrikantov OKBM em Nizhny Novgorod.
“Depois de voltar para casa, juntamente com especialistas russos, participamos do comissionamento de vários sistemas e equipamentos CEFR”, disse Wu Chunliang, que nos encontrou na sala de controle. - Depois fizemos um exame organizado pela Agência Nacional de Segurança Nuclear. Em 2008, eles receberam as licenças para o direito de realizar essas obras e se tornaram os operadores de controle do primeiro lote. E, em seguida, o treinamento do segundo lote de operadores foi realizado já em casa - principalmente no próprio CEFR.
Como resultado, de acordo com Wu Chunliang, um sistema de treinamento completo e holístico foi desenvolvido. 55 operadores, incluindo mulheres, já foram licenciados pela autoridade supervisora para operar o reator experimental.
No momento de nossa conversa, havia apenas dois operadores no painel de controle e um, o líder do turno, estava atrás deles. Como explicaram, isso é suficiente para, de forma confiável, sem confusão e nervosismo, monitorar todos os parâmetros da planta do reator e supervisionar o trabalho preventivo que é realizado de tempos em tempos em equipamentos em áreas restritas.
Depois de ouvir essa explicação, não resisti e perguntei o que estava escrito em grandes hieróglifos vermelhos na parede atrás dos operadores da sala de controle.
- Este é o lema ou, se preferir, o princípio de vida de todo o instituto - sorriu o vice-diretor do CEFR e logo ficou sério. - Você pode traduzir assim. Em primeiro lugar, dê todas as suas forças, tudo de si, pelo bem da Pátria e do Estado. Em segundo lugar, esteja sempre um passo à frente, estude a experiência dos outros, encontre e introduza coisas novas. E terceiro - seja honesto em tudo, valorize a confiança, mantenha a modéstia pessoal.
Um bom lema, você vê.
E não é um apêndice supérfluo à licença de operador de uma instalação nuclear.
