![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
nucl0id.livejournal.com posting in ![[community profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/community.png){kind=small}
engineering_ru67 лет назад, 20 декабря 1951 года, экспериментальный быстрый реактор EBR-1 стал одним из первых атомных источников электроэнергии. На фото показаны 4 лампочки мощностью 200 Вт, которые он "зажег" в тот день. До запуска первой в мире атомной станции в Обнинске оставалось около 3 лет.
К памятной дате небольшой рассказ о появлении этого реактора, фото того что с ним сейчас, и пояснение того почему он не считается полноценной АЭС.
Первая электроэнергия от реактора EBR-1 в 1951 году. Фото: DOE
Реактор был спроектирован и построен в штате Айдахо командой из Ливерморской лаборатории на месте для испытаний атомных реакторов. Позже это место стало Национальной ядерной лабораторией штата Айдахо (INL), и всего тут было спроектировано и испытано около 50 ядерных установок, включая реакторы для ВМС США и даже экспериментальные авиационные ядерные двигатели и энергоустановки.
Вид на площадку, где расположено здание реактора EBR-1 (в центре), а слева - два экспериментальных реактора программы создания Авиационных ядерных двигателей (Aircraft Nuclear Propulsion), закрытой в 1961 году.
Всего реактор EBR-1 с помощью турбины и генератора вырабатывал до 200 кВт электроэнергии из 1,2 МВт тепловой энергии (не самый высокий КПД), которую создавал в активной зоне размером с футбольный мяч. И пусть сейчас на его фасаде красуется надпись о том, что это первая в мире АЭС, формально он не являлся атомной станцией, поскольку вырабатываемая энергия использовалась лишь на промплощадке, а не передавалась в сеть.
Схема реакторной установки. В качестве топлива использовался высокообогащенный уран в металлической форме. Теплоноситель — калий-натриевая эвтектика. Подробнее о конструкции можно почитать по ссылке.
Активная зона реактора EBR-1. Сама АЗ размером с футбольный мяч. Вытянутая цилиндрическая форма обусловлена пространством для хода управляющих стержней (4 шт). Источник.
Реактор с биологической защитой. Вокруг АЗ находится бланкет из урана, 50-см отражатель нейтронов из графита и почти 2,7 м бетона. Источник.
Первая полноценная АЭС в США (АЭС Шиппингпорт с одним реактором мощностью 68 МВт) заработала лишь в 1958 году. А первой в мире АЭС, выдавшей ток в общую электросеть в 1954 году, стала советская Обнинская АЭС. Ее мощность была 5 МВт.
Первая АЭС в США - АЭС Шиппингпорт. Фото: Википедия
Но EBR-1 строился не столько для получения энергии (то что это возможно ни у кого особых сомнений не вызывало), сколько для подтверждения возможности создания реактора-бридера. Бридер - это реактор, в котором при работе образуется больше нового ядерного топлива (плутония), чем расходуется (урана). Теоретически это было понятно раньше, но возможность построить такой реактор (с быстрым спектром нейтронов и жидкометаллическим теплоносителем) появилась лишь после Второй мировой войны. Для наработки нового топлива и сокращения утечки нейтронов в реакторе были внутренний (в виде стержней) и внешний (в форме чаши, накрывающей активную зону) бланкеты из природного урана. После нескольких серий замены конструкции топлива и сокращения утечки нейтронов в экспериментах 1953 года удалось достичь коэффициента воспроизводства (превышения нового топлива над потраченным) в 1,27.
Подобные экспериментальные быстрые реакторы в СССР появились позже, в том же Обнинске в серии реакторов БР, а позже это направление выросло и до промышленных энергетических реакторов серии БН на Белоярской АЭС. В настоящее время у России накоплен самый большой опыт эксплуатации быстрых энергетических реакторов.
Щит управления 4-м энергоблоком Белоярской АЭС с крупнейшим в мире действующих энергетическим реактором на быстрых нейтронах БН-800. Видна текущая мощность (более 865 МВт) и виды на реакторный зал. Фото автора.
EBR-1 был остановлен в 1964 году, а в 1966 году его посетил президент США Линдон Джонсон и присвоил ему статус Национальной достопримечательности. Сейчас на площадке EBR-1 работает музей атомной энергии, открытый в летний сезон каждый день для всех желающих. В остальное время - для групп по предварительной записи. В первой в мире АЭС в Обнинске сейчас тоже музей, но он работает только для групп по записи.
Туристы на фоне здания EBR-1 с гордой табличкой, именующей его "первой в мире АЭС". Фото: EBR-1 Facebook page
Перед музеем EBR-1. Фото: EBR-1 Facebook page
К памятной дате небольшой рассказ о появлении этого реактора, фото того что с ним сейчас, и пояснение того почему он не считается полноценной АЭС.
Первая электроэнергия от реактора EBR-1 в 1951 году. Фото: DOE
Реактор был спроектирован и построен в штате Айдахо командой из Ливерморской лаборатории на месте для испытаний атомных реакторов. Позже это место стало Национальной ядерной лабораторией штата Айдахо (INL), и всего тут было спроектировано и испытано около 50 ядерных установок, включая реакторы для ВМС США и даже экспериментальные авиационные ядерные двигатели и энергоустановки.
Вид на площадку, где расположено здание реактора EBR-1 (в центре), а слева - два экспериментальных реактора программы создания Авиационных ядерных двигателей (Aircraft Nuclear Propulsion), закрытой в 1961 году.
Всего реактор EBR-1 с помощью турбины и генератора вырабатывал до 200 кВт электроэнергии из 1,2 МВт тепловой энергии (не самый высокий КПД), которую создавал в активной зоне размером с футбольный мяч. И пусть сейчас на его фасаде красуется надпись о том, что это первая в мире АЭС, формально он не являлся атомной станцией, поскольку вырабатываемая энергия использовалась лишь на промплощадке, а не передавалась в сеть.
Схема реакторной установки. В качестве топлива использовался высокообогащенный уран в металлической форме. Теплоноситель — калий-натриевая эвтектика. Подробнее о конструкции можно почитать по ссылке.
Активная зона реактора EBR-1. Сама АЗ размером с футбольный мяч. Вытянутая цилиндрическая форма обусловлена пространством для хода управляющих стержней (4 шт). Источник.
Реактор с биологической защитой. Вокруг АЗ находится бланкет из урана, 50-см отражатель нейтронов из графита и почти 2,7 м бетона. Источник.
Первая полноценная АЭС в США (АЭС Шиппингпорт с одним реактором мощностью 68 МВт) заработала лишь в 1958 году. А первой в мире АЭС, выдавшей ток в общую электросеть в 1954 году, стала советская Обнинская АЭС. Ее мощность была 5 МВт.
Первая АЭС в США - АЭС Шиппингпорт. Фото: Википедия
Но EBR-1 строился не столько для получения энергии (то что это возможно ни у кого особых сомнений не вызывало), сколько для подтверждения возможности создания реактора-бридера. Бридер - это реактор, в котором при работе образуется больше нового ядерного топлива (плутония), чем расходуется (урана). Теоретически это было понятно раньше, но возможность построить такой реактор (с быстрым спектром нейтронов и жидкометаллическим теплоносителем) появилась лишь после Второй мировой войны. Для наработки нового топлива и сокращения утечки нейтронов в реакторе были внутренний (в виде стержней) и внешний (в форме чаши, накрывающей активную зону) бланкеты из природного урана. После нескольких серий замены конструкции топлива и сокращения утечки нейтронов в экспериментах 1953 года удалось достичь коэффициента воспроизводства (превышения нового топлива над потраченным) в 1,27.
Подобные экспериментальные быстрые реакторы в СССР появились позже, в том же Обнинске в серии реакторов БР, а позже это направление выросло и до промышленных энергетических реакторов серии БН на Белоярской АЭС. В настоящее время у России накоплен самый большой опыт эксплуатации быстрых энергетических реакторов.
Щит управления 4-м энергоблоком Белоярской АЭС с крупнейшим в мире действующих энергетическим реактором на быстрых нейтронах БН-800. Видна текущая мощность (более 865 МВт) и виды на реакторный зал. Фото автора.
EBR-1 был остановлен в 1964 году, а в 1966 году его посетил президент США Линдон Джонсон и присвоил ему статус Национальной достопримечательности. Сейчас на площадке EBR-1 работает музей атомной энергии, открытый в летний сезон каждый день для всех желающих. В остальное время - для групп по предварительной записи. В первой в мире АЭС в Обнинске сейчас тоже музей, но он работает только для групп по записи.
Туристы на фоне здания EBR-1 с гордой табличкой, именующей его "первой в мире АЭС". Фото: EBR-1 Facebook page
Перед музеем EBR-1. Фото: EBR-1 Facebook page
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
no subject
Date: 2018-12-21 07:27 am (UTC)Чтобы коэффициент воспроизводства стал больше единицы, жечь нужно тоже плутоний-239. Из его ядер при делении в среднем вылетает на 0,3-0,4 нейтрона больше, чем из ядер урана-235. Это-то и делает "невозможное" возможным. Но все нынешние реакторы пока "жгут" уран-235, за исключением совсем экспериментальных. Вот только сейчас принята (прошла цикл приёмочных испытаний) первая партия топлива для БН с плутонием, извлечённым из ОЯТ ВВЭР.
no subject
Date: 2018-12-21 08:27 am (UTC)Вы правы про опытное топливо для БН. В России сейчас реализуется проект Прорыв по замыканию ядерного-топливного цикла - на реакторах БН и на новом реакторе БРЕСТ. Но это скорее задел на будущее. Пока экономически в этом острой необходимости нет.
no subject
Date: 2018-12-21 08:55 am (UTC)"ТОТ MOX" содержит примерно 25% оксида плутония, причём, реакторного, а не оружейного, что требует спецмер для обращения с ним, как в процессе изготовления, так и при перегрузках. А уран в нём, наоборот, обеднённый.
Использовать в PWR топливо, в котором бы весь уран-235 был замещён на плутоний (любого изотопного состава) нельзя из-за втрое меньшей доли запаздывающих нейтронов, что предъявляет очень жёсткие требования к управляющим программам, а, главное, очень сильно ограничивает манёвры мощностью, если они вдруг понадобятся (т.е. набор мощности происходит в разы медленнее).
Но, даже и при работе в стационарном режиме при такой малой доле запаздывающих нейтронов возможны проблемы, например, при отказе ГЦН.
no subject
Date: 2018-12-21 08:44 pm (UTC)https://solusrex.livejournal.com/254967.html
Атомные авиадвигатели:
https://solusrex.livejournal.com/255204.html
no subject
Date: 2018-12-22 05:13 am (UTC)no subject
Date: 2018-12-21 08:51 pm (UTC)С таким подходом можно однозначно поставить точку в споре кто изобрел радио - Попов или Маркони :)
no subject
Date: 2018-12-21 09:58 pm (UTC)no subject
Date: 2018-12-21 11:47 pm (UTC)no subject
Date: 2018-12-31 01:08 pm (UTC)no subject
Date: 2018-12-22 04:34 am (UTC)no subject
Date: 2018-12-22 05:13 am (UTC)no subject
Date: 2018-12-22 07:13 am (UTC)no subject
Date: 2018-12-22 02:35 pm (UTC)- вроде сталь. Не прогорает потому, что не успевает разогреться до высоких температур - ведь тепло постоянно уносилось проточным теплоносителем. Сам теплоноситель не перегревался, потому что отдавал тепло через теплообменник на турбину.
no subject
Date: 2018-12-22 04:38 pm (UTC)no subject
Date: 2018-12-22 06:19 pm (UTC)no subject
Date: 2019-11-21 09:37 pm (UTC)no subject
Date: 2018-12-23 06:33 pm (UTC)Наверняка ведь, полноценную АЭС в Обнинске закладывали не с чистого листа, без, так сказать, предварительных экспериментов.
no subject
Date: 2018-12-31 05:19 am (UTC)