Реактор БР-5
Реактор БР-5 — исследовательский ядерный реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем. Построен и эксплуатировался в ФЭИ, г.Обнинск, в период с 1959 по 2002 годы.
БР-5 — первый натриевый реактор с ненулевой мощностью на территории СССР и Европы. В 1973 году после реконструкции и повышения мощности реактор получил новое название БР-10.
История
Необходимость создания реактора на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем была осознана в СССР в 1956 году после неудачи проекта БР-2 — быстрого реактора, в котором в качестве теплоносителя использовалась ртуть. В ходе эксплуатации БР-2 были обнаружены коррозионные повреждения оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов), через которые плутоний попадал в теплоноситель. По этим причинам работа реактора БР-2 была прекращена.
На пущенном до БР-5 ртутном реакторе БР-2 буквально через несколько недель работы обнаружилось резкое падение реактивности.
"Думали, может быть, это отравление. Но отравление на быстрых нейтронах исключается из-за отсутствия резонансных поглотителей. Предполагали также возможность конструкционных изменений с изменением температуры - известно, что американский реактор на быстрых нейтронах EBR-1 претерпел серьёзный несанкционированный разгон из-за таких изменений реактивности с изменением температуры", - рассказывает ветеран Олег Дмитриевич Казачковский, впоследствии долгие годы руководивший ФЭИ.
Истинная причина проблем на БР-2, как оказалось, была вызвана разрушением твэлов и вымыванием из них топлива. Это было установлено после анализа взятых проб теплоносителя на α-активность.
На месте демонтированного БР-2 в здании № 85 ФЭИ был создан новый быстрый реактор БР-5. В качестве теплоносителя в нём был использован жидкий натрий, а в качестве топливного материала для первой загрузки — PuO2. Проектирование, изготовление оборудования, строительные работы и пусконаладочные операции были завершены в срок менее четырёх лет, и в 1959 году БР-5 достиг проектной мощности 5 МВт(тепловых).
Перед реактором БР-5 была поставлена основная задача отработать на практике элементы технологии будущих энергетических и военных быстрых реакторов — насосы, теплообменное оборудование, натриевое оборудование, топливные элементы, системы управления и защиты, и многое другое. Поэтому расширенное воспроизводство плутония в БР-5 не предусматривалось.
Проект БР-5 был подготовлен конструкторской группой ЦНИИ-58, бывшем оборонном институте, переданном в 50-ые годы в состав Средмаша. Контроль за проектными работами производился курирующей группой от ФЭИ.
Основные этапы создания и эксплуатации БР-5
- 1956 год — разработка технического задания на проектирование реактора БР-5.
- 1956—1957 годы — создание проекта реактора БР-5.
- 1957—1958 годы — производство и монтаж оборудования БР-5 в здании закрытого реактора БР-2.
- 25 июля 1958 года — физический пуск реактора БР-5 без теплоносителя.
- 27 января 1959 года — физический пуск реактора БР-5 с теплоносителем, дата начала эксплуатации реактора.
- 21 июля 1959 года — выход на проектную мощность 5 МВт(тепловых).
- 1973 год — реконструкция реактора БР-5 и преобразование его в реактор БР-10.
- 4 октября 2002 года — завершение работы реактора БР-5.
Реконструкция и преобразование в БР-10
В мае (по другим данным, в июне) 1971 года реактор БР-5 был остановлен на реконструкцию для повышения его мощности до значения 10 МВт(тепловых). В течение двух лет было заменено почти все основное оборудование реактора, включая насосы и петлевые каналы, установлена дополнительная биологическая защита и изготовлены новые твэлы. Было также принято решение отказаться от использования во втором контуре реактора от сплава натрий-калий. В этих работах принимали участие различные предприятия и организации, входившие в состав Средмаша — такие, как завод имени Орджоникидзе, ВНИИНМ, НИИЭФА и многие другие.
В мае 1973 года состоялся физический пуск модернизированного реактора, получившего название БР-10. Было установлено, что реактор не может работать на мощности свыше 6—6,5 МВт(тепловых). В период с 1979 по 1983 год реконструкция установки была продолжена, что позволило в итоге достичь мощности 8 МВт(тепловых). Начиная с 1983 года и до конца срока службы, реактор БР-10 работал на топливе из мононитрида урана.
Основные итоги работы
В ходе эксплуатации реактора БР-5 (БР-10) была отработана технология натриевого теплоносителя для ядерных реакторов и проверена работоспособность трёх различных топливных композиций: PuO2, UC и UN. Облучено свыше 200 экспериментальных сборок с различными топливными, конструкционными и поглощающими материалами. БР-5 (БР-10) использовался как полигон для создания первых систем КГО для быстрых натриевых реакторов.
В соединённом с БР-5 (БР-10) медицинском комплексе в период с 1985 по 2001 год прошло лечение методами радиотерапии порядка 500 онкологических больных.
Известные инциденты
1961 год
Реактор остановлен на шесть месяцев из-за роста активности теплоносителя, вызванного выходом в него осколков деления из твэлов. Перед возвращением реактора к работе была проведена дезактивация твэлов, активной зоны и первого контура.
1986 год
25 апреля в одном из помещений произошло возгорание натрия, вытекшего из трубопровода из-за ошибки персонала. Пожар был оперативно потушен. Перед возвращением реактора к работе потребовалось провести замену повреждённых кабелей.
Смотрите также
- Обнинск
- Факты о России : Факт №1269 : 2 января 1984 года в городе Обнинск исследовательский ядерный реактор БР-5 был вынужденно остановлен...
