Активная зона

Теперь о самом-самом – ядерном топливе, двуокиси урана с начальным обогащением по урану-235 – 2,8 процента. Топливо в виде таблеток помещено в оболочку из сплава циркония и ниобия (Э-100). Тепловыделяющие элементы длиной 3644 миллиметра по 18 штук объединены в цилиндрический пучок – тепловыделяющую сборку. Расположенные одна над другой на одном центральном стержне, две сборки образуют тепловыделяющую кассету, которая установлена в каждом топливном канале. Около 95 процентов энергии, выделяющейся при реакции деления, прямо передается теплоносителю. 5 процентов мощности реактора выделяется в графите от замедления нейтронов и поглощения гамма-квантов.

Схема АЭС 

Воду для работы ЛАЭС берут из трех источников: это Финский залив, реки Систа и Коваш. В основном страдает залив, отдающий станции около 5 миллионов кубометров в год.

Главные циркуляционные насосы, коих четыре (один в резерве), подают воду через систему коллекторов и трубопроводов в каждый топливный канал. Через реактор вода движется по двум петлям контура многократной принудительной циркуляции (МПЦ). К каждой петле подключена половина (около 840) топливных каналов реактора.

В каналах вода нагревается до кипения и частично испаряется. Эта пароводяная смесь по трубам направляется в барабан-сепараторы – сосуды для отделения пара (на энергоблоке их четыре). Оттуда насыщенный пар поступает в два паросборных коллектора и далее по восьми паропроводам направляется к турбинам конденсационного типа. Турбина имеет один цилиндр высокого давления (ЦВД) и четыре низкого (ЦНД). После ЦВД осуществляется промежуточный перегрев пара в сепараторе-пароперегревателе. Отсепарированный сухой насыщенный пар поступает на лопатки турбины, от движения которых работают генераторы, находящиеся тут же, на одном валу с турбинами. В этих горизонтально расположенных цилиндрических сосудах и вырабатывается электрический ток, который бежит по проводам в систему «Ленэнерго» и Магистральные электрические сети Северо-Запада, обеспечивая 40 процентов энергопотребления региона. Часть энергии «Ленэнерго» продает в Финляндию.

Но на этом мы не ставим точку: система циркуляционная, и пар движется дальше, в четыре цилиндра низкого давления, откуда сбрасывается в конденсаторы, охлаждаемые морской водой. Из конденсаторов он насосами подается на установку конденсатоочистки, где проходит химическую обработку для обеспечения требуемого качества питательной воды.

Конденсатные насосы второй ступени подают конденсат в деаэраторы (которых тоже четыре). Их основная задача – удалять коррозионно-актив­ные газы и создавать рабочий запас питатель­ной воды. Все это проходит через установку регенерации, состоящую из пяти подогревателей низкого давления, которые подогревают конденсат паром из промежуточных отборов турбины. Продукт греющего пара смешивается с потоком основного конденсата по каскадной схеме.

Питательная вода из деаэратора подается в барабан-сепараторы каждой циркуляционной петли через свой питательный узел (в нем установлены механические фильтры и автоматические клапаны, регулирующие подачу).

Для поддержания водно-химического режима в контуре МПЦ предусмотрена байпасная очистка производительностью 200 тонн в час. Контурная вода отбирается из напорных коллекторов главных циркуляционных насосов каждой петли. Предварительно она охлаждается до 50 градусов в регенераторах и доохладителях. После очистки возвращаемая в контур МПЦ вода подогревается в регенераторах контурной водой, поступающей на очистку.

Естественно, непременным завершающим звеном ядерной технологии являются радиоактивные отходы. Твердые отходы – части оборудования, теплоизоляцию, кабели и т.д. – загружают в контейнеры и транспортируют в места хранения и переработки. Металлические отходы с низкой активностью идут на переплавку, горючие отходы небольшими партиями отправляются на сжигание.

ТВЭЛы помещают в специальные бассейны под трехметровый слой дистиллированной воды не менее чем на 3–5 лет. Этой операцией завершается топливный цикл реактора. Через год выдержки активность отработавшего топлива снижается в 12 раз, через 3 года – в 32 раза. Затем его отправляют в особое хранилище.

Жидкие отходы (теплоноситель первого контура и вода из бассейнов перегрузки) удаляют через спецканализацию или с использованием контейнеров, а затем направляют на переработку.

Продолжительность разрушительного действия отходов измеряется историческими (тысячи лет) и геологическими (сотни тысяч, миллионы) масштабами: даже последним на Земле людям наверняка достанется от нас приличный объем радиации.

Всё под контролем

Вот мы и подобрались к вопросу о благе и добре. Интернет-источники кишат слухами об авариях на станции. Не всем стоит верить, но и утверждать, что происшествий нет, несерьезно. Например, в 1975 году произошло расплавление нескольких ТВЭЛов в одном из ТК, что повлекло за собой разрушение активной зоны. В окружающую среду было выброшено около 5,6×1016 беккерелей высокоактивных радионуклидов. По международной шкале ядерных событий это авария 3 уровня: серьезный инцидент, которому свойственно значительное распространение радиоактивности. Жители Соснового Бора об опасности оповещены не были. О чем это может говорить?

Сценарий этой аварии повторился через 17 лет.

Основные причины нашего беспокойства – халатность людей, неустойчивость нейтронных полей и вышедшая из строя аппаратура. Но нас уверяют, что для паники повода нет. На АЭС полно защитных систем – от превышения давления, аварийного охлаждения реактора (САОР), система локализации аварий (СЛА) и контроля радиационной безопасности (АСКРО)… Кажется, на станции безопасней, чем дома!