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| BN-1200 | |
|---|---|
 | |
| 世代 | 第4世代 |
| 原子炉のコンセプト | 高速増殖炉 |
| 状態 | 企画・コンセプト |
| 原子炉コアの主なパラメータ | |
| 燃料（核分裂性物質） | 未知 |
| 中性子エネルギースペクトル | 速い |
| 一次冷却材 | 液体ナトリウム |
| 原子炉の使用 | |
| 電力（熱） | 2900MW th |
| 電力（電気） | 1220 MW総出力 |
BN -1200 原子炉は、ロシアのザレチヌイにあるOKBM アフリカントフ社が開発中のナトリウム冷却高速増殖炉プロジェクトです。BN-1200 は、以前のBN-600と特にBN-800 をベースとしており、多くの機能を共有しています。原子炉の名前は、公称 1220 MWe の電気出力に由来しています。
BN-1200は、当初は2012年に建設が開始された8基ものBN原子炉を含む拡張計画の一部だったが、何度も縮小され、最終的に2基のみが発注された。最初の計画は、2015年にベロヤルスク原子力発電所で建設を開始し、2017年に稼働を開始し、その後2基目のユニットが続くというものだった。南ウラルと呼ばれる可能性のある新しい発電所には、将来的にさらに2基のBN-1200が設置される予定だ。
2015年、若干の遅延の後、完成したばかりのBN-800に問題があったため、燃料の再設計が必要となった。BN-1200の建設は「無期限保留」となり[1]、ロスエネルゴアトムは2019年まで継続の決定は行わないと述べた。[2] 2022年1月、ロスアトムは2035年までにパイロット版のBN-1200Mを建造すると発表した。[3]
背景
BNシリーズの高速炉は、高濃縮（80％）または中濃縮（20％）のウランまたはプルトニウムを含む濃縮燃料で稼働する炉心を使用しています。この設計では、炉心領域から逃げる多くの中性子が生成されます。これらの中性子は、通常は天然または劣化ウランまたはトリウムの「ブランケット」材料内で追加の反応を引き起こし、新しいプルトニウムまたは233
それぞれU原子が生成されます。これらの原子は独特の化学的挙動を示し、再処理によってブランケットから抽出できます。生成されたプルトニウム金属は、他の燃料と混合して、従来の原子炉設計で使用できます。
増殖反応で消費する燃料よりも多くの燃料を生成するには、炉心から放出される中性子がかなりのエネルギーを保持する必要があります。さらに、炉心は非常にコンパクトなため、加熱負荷は高くなります。これらの要件により、熱伝導性に優れ、中性子に対してほぼ透過性がある液体ナトリウム冷却剤が使用されるようになりました。ナトリウムは反応性が非常に高いため、安全に作動する一次冷却ループを構築するには慎重な設計が必要です。代替設計では鉛を使用します。
増殖炉で生産されるプルトニウムは兵器に有用だが、より伝統的な設計、特に黒鉛減速炉ではプルトニウムをより簡単に生成できる。しかし、これらの設計は安全上の理由から意図的に低いエネルギーレベルで動作し、発電には経済的ではない。増殖炉は消費した燃料よりも多くの新しい燃料を生産し、同時に発電も行うことができるため、経済的に興味深い（ウランエネルギーの 1% ではなく 99% を使用する）。しかし、今のところウラン燃料のコストが低いため、BN600 の 4 分の 1 の安さで、これは魅力的ではない。[要出典]
歴史
以前のデザイン
歴代のソ連政府は1960年代に増殖炉の実験を開始した。1973年に最初の発電炉のプロトタイプであるBN-350原子炉が建設され、1999年まで正常に稼働した。この原子炉は冷却材のナトリウムでほぼ継続的に火災が発生したが、安全機能により火災は抑えられた。やや大型の設計であるBN-600原子炉は1980年に稼働を開始し、少なくとも2019年まで稼働し続けた。
経済的な燃料生産を明確な目標とするより大規模な原子炉の設計は、1983年にBN-800原子炉として始まり、建設は1984年に始まった。この頃までに、フランスの スーパーフェニックスが運転を開始していた。スーパーフェニックスは、運転の信頼性を達成する前に起動の問題を抱えていた。ウラン価格の低迷が懸念を増大させ、増殖炉のコンセプトは経済的に実現不可能になった。1986年のチェルノブイリ原発事故により、新しい安全システムが追加されるまで建設は中止された。
BN-800は1987年に大規模な再設計が行われ、1993年には小規模な再設計が行われたが、建設は2006年まで再開されなかった。原子炉は2014年まで臨界に達しず、燃料設計の問題によりそれ以上の進捗は停止した。2015年に再開され、2016年8月にフルパワーに達し、2023年に商業運転に入る予定である。
デザインコンセプト
BN-1200 コンセプトは、本質的には BN-800 設計をさらに発展させたもので、経済的な運用と、第 4 世代原子炉の安全制限の 2 つの目標を掲げています。燃料補給手順が簡素化され、設計寿命が 60 年に延長されています。安全性の向上には、外部一次回路ナトリウム パイプラインの廃止と、受動的な緊急熱除去が含まれます。
この設計では、混合ウラン・プルトニウム酸化物燃料の増殖比は1.2対1.3～1.35、窒化物燃料の増殖比は1.45である。原子炉内の遮蔽にはホウ素が使用される。熱出力は公称2900MWで、電気出力は1220MWである。中間熱交換器での一次冷却材温度は550℃、蒸気発生器では527℃である。総効率は42%、純効率は39%と予想される。第4世代設計として、RUR 0.65/kWh（US 2.23セント/kWh）で電力を生産する予定である。この設計は、BN-600およびBN-800設計よりも簡単な燃料補給手順を採用するように進化した。[4]
世界原子力協会はBN-1200を、その前身の原子炉とは対照的に商用原子炉としてリストしている。[5]
計画中の建設
OKBMは当初、2020年にMOX燃料を使用する最初のユニットを稼働させ、2030年までに8基（合計出力11GWe）に増やす予定でした。 [6] SPb AEPも設計に関与していると主張しました。Rosenergoatomは、インドと中国の名前を挙げて、設計に外国の専門家を検討しました。
2012年初頭、ロスアトムの科学技術評議会はベロヤルスク原子力発電所にBN-1200原子炉を建設することを承認した。技術設計は2013年までに完了し、機器の製造は2014年に開始される予定だった。建設は2015年に開始され、2017年に最初の燃料装荷が行われ、早ければ2020年に完全な商業運転が開始される予定だった。2号機のBN-1200またはBN-1600がそれに続き、鉛冷却増殖炉BREST-300の可能性もあった。これらの計画は2012年6月にスベルドロフスク地方政府によって承認された。[7]
状態
BN-1200 の建造は、経済性が「VVER-1200 に匹敵する」かどうかで保留されています。
ロシアのマスタープランにはBN-1200型原子炉2基が残っており、このほかにも9基の別のタイプの原子炉が含まれている。この報告書では、ベロヤルスクと南ウラルの2か所にBN-1200型原子炉1基を建設することを提案している。残りはVVER-600型とVVER-TOI型原子炉の混合である。[8]
参照
参考文献
- ^ 「ロシア、燃料設計改善のためBN-1200を延期」ワールド・ニュークリア・ニュース。2015年4月16日。 2015年4月19日閲覧。
- ^ ダルトン、デイビッド編（2016年3月22日）。「2019年より前にベロヤルスクBN-1200に関する『決定なし』」NucNet。
- ^ 「ロシア、2035年までにBN1200を建設へ」。Nuclear Engineering International。2022年1月17日。 2022年7月27日閲覧。
- ^ Wang, Brian (2023-12-15). 「中国の石炭エネルギーを原子力に置き換える計画 | NextBigFuture.com」2023年12月21日閲覧。
- ^ 「核融合：WNA - 世界原子力協会」。
- ^ 「ロシア、BN-1200の目標を2030年に設定」。ワールド・ニュークリカル・ニュース。2014年7月22日。
- ^ 「ベロヤルスク向け大型高速炉承認 - 世界原子力ニュース」www.world-nuclear-news.org。
- ^ 「ロシア、2030年までに11基の新原子炉を建設へ」。世界原子力ニュース。2016年8月10日。
外部リンク
- 「原子炉プラント」。公式ウェブサイト。2018年8月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年3月16日閲覧。 (更新された可能性のあるリンク: 高速中性子炉、Wayback Machineで 2019-02-21 にアーカイブ)
- 「BN-1200高速中性子炉」（PDF）。- OKBM Afrikantov公式 PDF (英語)