Китайская атомная отрасль - одна из самых загадочных на нашей планете. Традиционная закрытость народной республики перемножается здесь на конкурентную борьбу между отдельными китайскими институтами и компаниями.
Стороннего наблюдателя в Китае могут поставить в тупик самые элементарные вопросы. Сколько комплектов для корпусных реакторов в год могут выпускать китайские предприятия? Кто-то говорит, что 20, но в среднесрочной перспективе. Кто-то утверждает о 3 или 6, ну а кто-то предлагает китайцам сделать для начала хотя бы один комплект для тысячника без помощи извне.
Клоны чьей технологии станут в КНР доминирующими через 10-20 лет? Посещающим Китай с завидной регулярностью американским делегациям неофициально обещают, что РУ №1 в азиатской сверхдержаве будет AP-1000. Но у неутомимого французского лобби в Поднебесной есть свои козыри, и главный из них носит название CPR-1000, или клон "Gravelines-5".
Но самая главная загадка Поднебесной - будет ли Китай развивать реакторы на быстрых реакторах, если будет, то когда, и чьи проекты он возьмёт как прототип?
CEFR
В области быстрых реакторов Китай категорически и безнадёжно отстаёт от своего принципиального соперника в регионе - Индии.
Если индийцы сумели набрать ценнейший опыт на исследовательском реакторе FBTR, где среди прочего были обновлены все мировые рекорды по карбидному топливу, строят пятисотник и планируют малую серию, то Китаю ещё только предстоит познакомиться с миром быстрых реакторов.
Первая ступенька к подъёму на Великую быструю стену выполнена по технологиям из России. Это исследовательский реактор CEFR с тепловой мощностью 65 МВт - в некотором роде, аналог российского БОР-60. Предполагается, что он сможет выдавать электроэнергию до 25 МВт, но преимущественно он должен использоваться как инструмент для НИР и НИОКР в обоснование китайских энергетических бридеров.
Ход китайской стройки в широкой прессе освещается предельно скупо - слишком много вокруг этого проекта подписано соглашений о неразглашении. Из сухих строчек китайских отчётов можно видеть лишь, что сроки пуска CEFR неоднократно пересматривались. Это был и 2005 год, и 2008, а теперь говорится о второй половине 2009 года.
Монтаж и наладка основного оборудования на CEFR были завершены к апрелю этого года. В мае начнётся заполнение контуров натрием, а активная зона первого китайского бридера должна быть полностью собрана до конца лета. Документы для регуляторов в общих чертах готовы, а основные параметры, заложенные в проекте CEFR, прошли проверку на стендах.
16 июля 2001 года - монтаж натриевого бака на CEFR
Компьютерная модель CEFR
После CEFR
Если с CEFR всё стало на свои места, и до пуска этого реактора остаются считанные месяцы, то вопрос о второй ступеньке по-прежнему не ясен.
Решив не открывать "быструю Америку", китайские специалисты в начале века предпочли взять за ориентир энергетический реактор PFBR мощностью 300 МВт(эл.). На него возлагались две задачи.
Во-первых, PFBR-300 предназначался для обкатки натриевых технологий в полевых условиях. Как бы ни был хорош CEFR, но это всё-таки исследовательский реактор, от которого не требуется выдавать конкурентоспособные киловатт-часы. PFBR-300 стал бы повторением пути, пройдённого более опытными в атомном деле странами, такими, как СССР (БН-350).
На основании опыта эксплуатации PFBR-300, где предполагалось использовать и MOX-топливо, и металл, и хромоникелевые стали, и ДУО, китайцы собирались выйти на коммерческий проект LFBR. Это натриевая установка мощностью от 1000 до 1500 МВт(эл.) с металлическим топливом, высоким выгоранием и коротким временем удвоения в замкнутом цикле.
Одновременно с LFBR предполагалось запустить серию модульных быстрых натриевых реакторов MFBR-300, позиционировавшихся как модернизированный вариант PFBR-300. На одной площадке китайцы собирались ставить от 4 до 6 модулей и использовать, в том числе, для целей трансмутации младших актинидов.
Но довольно скоро эта стройная стратегия пропала из выступлений китайских товарищей. Место PFBR-300 занял аппарат под названием CPFR-600 - китайский демонстрационный быстрый реактор.
Злые языки язвили, что корни такой замены нужно искать в Индии. Во-первых, у индийцев уже был свой PFBR, cтроящийся в Калпаккаме, а во-вторых, мощность индийского реактора составляет 500 МВт(эл.), и китайцам требовалось в обязательном порядке обойти своих старинных соперников.
Возможно, логика трансформации китайской быстрой стратегии объясняется проще. В академических институтах КНР били тревогу - гигантские планы Пекина по вводу десятков и сотен легководных реакторов требовали немедленной разработки стратегии замыкания топливного цикла, если страна не хотела быть заваленной десятками тысяч тонн ОЯТ и попасть в полную зависимость от импортного урана.
Коммерческие быстрые реакторы должны появиться в Китае не позднее 2035 года, полагает известный китайский академик Ван Найян (Wang Naiyan). Но это чрезвычайно сложная задача, и у китайцев нет никакого собственного опыта в этом направлении. "Китай должен учиться у иностранцев и разрабатывать собственные проекты", - подчёркивает академик.
Наиболее вероятными зарубежными учителями китайцев являются россияне, а прототипом CPFR-600 мог бы стать прекрасно показавший себя в эксплуатации БН-600. Можно предположить, что логика переговоров естественным образом вывела стороны на проект CDFR - китайский БН-800. Действительно, этот проект основан на идеологии БН-600, но, в отличие от действующего собрата, исходно был заточен под использование MOX-топлива.
Предварительное соглашение о строительстве в Китае одного или двух блоков с CDFR было подписано в конце прошлого года. Теперь россияне и китайцы ведут напряжённые переговоры по экономической стороне дела - как неоднократно заявлялось, Москва хотела бы продать быстрые реакторы в пакете с блоками №№3-4 АЭС "Тяньвань", чтобы скомпенсировать нежелание Пекина покупать ВВЭР по рыночным ценам.
Среди тех, кто в Китае выступает за скорейшее развитие быстрой программы, можно видеть академиков, профессоров, аналитиков, чиновников и других людей, мыслящих по-государственному. А вот из компаний, занимающихся строительством АЭС и нацеленных на получение немедленной прибыли, раздаются иные речи.
Гуандунская компания CGNPC, контролирующая в Китае 4 ГВт(эл.) тепловых реакторов, в объёмном труде под названием "Сценарии ЯТЦ" посвятила быстрым реакторам меньше места, чем списку найденных опечаток.
Компания признала эффективность быстрых бридеров для целей устойчивого развития и согласилась отвести им важную роль в долгосрочной перспективе, после чего перешла к более интересным для неё темам - повышению глубин выгорания в водяных корпусных реакторах и переводу их на MOX-топливо.
Рециклирование ядерного топлива может играть важную роль как с точки зрения топливоиспользования, так и как способ трансмутации младших актинидов. Применение MOX-топлива в водо-водяных реакторах под давлением для условий Китая представляется реалистичным выбором, утверждают гуандунцы.
Нельзя не признать, что в CGNPC осознают многие нейтронно-физические, теплофизические и прочие сложности, которыми сопровождается перевод PWR на смешанное уран-плутониевое топливо.
Сильное падение эффективности органов регулирования после перевода на MOX потребует полной переделки СУЗ. Между MOX- и урановыми кассетами образуются большие тепловые градиенты, что усложнит алгоритмы контроля за состоянием активной зоны. Повысятся температуры в топливных таблетках, замедлится спад остаточного энерговыделения, появятся многие другие негативные явления, не говоря уж о том, что судьба ОЯТ MOX-топлива останется неопределённой на очень долгое время.
Несмотря на это, в CGNPC рассматривают опцию рецикла плутония в легководных реакторах всерьёз. Что любопытно, гуандунская компания известна своими особенно тесными связями с французской группой AREVA - среди прочего, именно гуандунцы приобретают у французов два блока с EPR-1600.
Что не менее интересно, именно французы сейчас особенно рьяно пропагандируют за рубежом идею "MOX для PWR". Под контролем группы AREVA находятся и строятся большие мощности по выпуску MOX-таблеток для тепловых реакторов, спрос на продукцию которых явно недостаточный. И чтобы закончить цепочку ассоциаций, можно добавить, что торжественное заявление CGNPC о планах по загрузке MOX-топлива в гуандунские легководники было сделано на крупной международной конференции во французском Монпеллье.
Возвращаясь к Китаю, и государственные аналитики, и эффективные управленцы сходятся там в одном - топливный цикл в этой стране должен быть замкнут, и для этого Китаю требуются заводы по переработке ОЯТ.
Одна из первых таких установок появится в топливном комплексе "Ланьчжоу" (Lanzhou). Здесь будет построен опытный завод с максимальной производительностью 400 кг тяжёлых металлов в день. Это немного, но опыт строительства и эксплуатации завода должен позволить китайцам создать коммерческое перерабатывающее предприятие, в вопросе необходимости которого китайские атомщики выглядят практически едиными.