Per començar, observem com a fet: el primer reactor ràpid de la Xina (China Experimental Fast Reactor) es va construir a la capital, al sud-oest de Pequín, a uns 45 quilòmetres del centre. Aquí, darrere del sisè anell de transport, hi ha el China Institute of Atomic Energy (CIAE). Si voleu, un analògic de l’Institut Kurchatov, que va sorgir del laboratori secret número 2 als afores nord-oest de Moscou.
El corresponsal especial de Rossiyskaya Gazeta i l'equip de rodatge del canal de televisió Russia 24 van ser els primers periodistes estrangers a tenir accés a la instal·lació nuclear de Pequín. Anteriorment, només hi havia especialistes nuclears que van ajudar a la construcció i al llançament del MECR.
"El nostre Institut d'Energia Atòmica, ara també conegut com l'Institut de Física Moderna de l'Acadèmia Xinesa de Ciències, es va fundar el 1950", va dir el president-director de la CIAE, el senyor Wan Gang, que va donar la benvinguda als periodistes de Rússia. - Una altra data molt important per a nosaltres és el 27 de setembre de 1958, quan es va llançar el primer reactor d’investigació d’aigües pesants al territori de l’Institut amb l’ajut de l’URSS. Al mateix 58, amb la participació d’especialistes soviètics, es va llançar aquí el primer accelerador-ciclotró …
"Pla 863": etapa per etapa
Ara, més de cinquanta anys després, les primeres instal·lacions de recerca han quedat fora de servei. Segons el director de l'institut, el ciclotró va ser desmantellat, ja que només quedava un gran imant com a record. L’edifici del primer reactor s’ha conservat, tal com vam poder veure anant-hi a través d’un gran parc d’instituts ben cuidat amb senders ben pavimentats. A la part central, ens vam aturar un minut davant dels busts de marbre dels científics atòmics, els lluminosos del seu Projecte Atòmic Xinès.
No amaguen la seva participació en investigació i desenvolupament, que van servir per crear les primeres bombes atòmiques (1964) i després d'hidrogen (1967) per a la RPC, al contrari, se'n senten orgullosos. A més d’una contribució a la creació del primer submarí nuclear (1971) per a la Marina xinesa i el primer satèl·lit (1971) de la Terra llançat a l’Imperi Celestial.
Però ara, segons el director de l'institut, la tasca principal de l'equip que dirigeix és el desenvolupament de l'energia nuclear, inclosa l'energia nuclear en una nova plataforma tecnològica. A la Xina, va subratllar el senyor Wan Gang, s’ha adoptat una estratègia de desenvolupament en tres etapes en aquesta àrea: un reactor tèrmic, un reactor ràpid, un reactor termonuclear.
Pel que fa als reactors tradicionals, en què els nuclis d’urani-235 són fissionats pels anomenats neutrons tèrmics (lents), a la Xina fa temps que han passat d’una esfera purament científica a l’àrea d’operació comercial. Segons les dades oficials presentades a AtomExpo-2015 a Moscou per la corporació estatal CNNC, té nou unitats d'energia nuclear en funcionament, dotze estan en construcció i encara hi ha previstes més. L’objectiu és elevar la quota d’energia nuclear el 2020 fins al sis per cent (80 GW) i, en el futur, recuperar o fins i tot superar França en aquests indicadors.
Fins ara, la proporció de generació nuclear en el balanç energètic total de la Xina és aproximadament del dos per cent. Però això és per ara. El període d'aprenentatge, quan es van construir les primeres centrals nuclears aquí d'acord amb projectes francesos, canadencs, americans i russos, passa ràpidament. La majoria de les unitats de potència de nova construcció ja utilitzen o tenen intenció d’utilitzar reactors i altres equips importants de desenvolupament xinès o conjunt. És a dir, la primera etapa, diversos tipus de reactors tèrmics, la Xina ha funcionat i passa, figurativament, al segon nivell.
En el pla estatal per al desenvolupament d’alta tecnologia, o, com es denomina més sovint, en el “pla 863”, el desenvolupament de reactors ràpids s’enumera com a prioritat. La mateixa tasca es va incloure al programa a mig termini per al desenvolupament de la ciència i la tecnologia per al període 2006-2020.
No obstant això, van començar a mirar de prop els reactors ràpids, que també es diuen reproductors, darrere de la Gran Muralla a finals dels anys 60 del segle passat. En aquell moment, se sabia que la idea mateixa de la reproducció expandida del combustible nuclear (criador, és a dir, un criador) va ser expressada el gener de 1943 als EUA per Leo Szilard i recollida a la URSS. Des de 1949, sota la direcció de l'acadèmic Alexander Leipunsky, es va dur a terme una investigació polifacètica a la Unió Soviètica per crear reactors ràpids. Però el primer reactor experimental amb una capacitat tèrmica de 0,2 MW es va llançar als Estats Units, al centre nuclear d’Idaho, el 20 de desembre de 1951.
A l’URSS, quatre anys més tard es va posar en marxa una instal·lació similar a Obninsk (regió de Kaluga), on es troba l’Institut d’Enginyeria de Física i Energia i on treballava en aquell moment l’acadèmic Leipunsky. Un any després, al mateix lloc, a Obninsk, es va llançar un reactor experimental BR-2: el plutoni metàl·lic servia de combustible i el mercuri com a refrigerant.
El mateix 1956, un consorci de diverses empreses nord-americanes va començar la construcció d'un reproductor de demostració Fermi-1 de 65 MW. Deu anys després, es va produir un accident amb la fusió del nucli. El reactor es va desmantellar a gran despesa, després de la qual es va esvair l'interès de la indústria nord-americana per aquest tema.
Mentrestant, a la URSS es va construir i llançar un BR-5 experimental (després de la reconstrucció es va conèixer com a BR-10) a Obninsk. I a l’Institut de Reactors Atòmics de Dimitrovgrad (regió d’Ulyanovsk): un polivalent BOR-60, en el qual s’utilitzava combustible MOX (una barreja d’urani i diòxids de plutoni) i s’utilitzava sodi líquid com a refrigerant. El BOR-60 encara està en servei i hi ha la possibilitat d’estendre el seu funcionament fins al 2019.
França va gastar cinc mil milions de dòlars en la construcció d’una central nuclear a gran escala amb un reactor de neutrons ràpid Superphenix, però a causa de problemes amb el nucli alimentat amb plutoni, aquesta instal·lació es va tancar el 1996 …
L'únic reactor de potència de neutrons ràpid (a tot el món!) Que funciona és el reactor BN-600 de la tercera unitat de la central nuclear de Beloyarsk. És el titular del rècord de durada del servei; ha estat en operació comercial des del 1980 i es pot prorrogar fins al 2030. A més, és el reactor ràpid refrigerat per sodi més potent fins ara.
Primer al nou segle
procediments preparatoris per a l’arrencada de l’energia. Tots dos reactors van néixer a l'Oficina de Disseny Experimental d'Enginyeria Mecànica que porta el nom de V. I. Afrikantova. L’acadèmic Fyodor Mitenkov, director científic d’OKBM, va rebre el Premi Internacional d’Energia Global el 2004 per la seva destacada contribució al desenvolupament de fonaments físics i tècnics i a la creació de reactors de neutrons ràpids.
Com asseguren els dissenyadors, el projecte BN-800 ha implementat importants innovacions per millorar la seguretat nuclear i de radiació. Es basen en principis passius, cosa que significa que la seva eficàcia no depèn de la fiabilitat del funcionament dels sistemes auxiliars i del factor humà.
Tot això es va tenir molt en compte a l’hora de dissenyar el MECR: el primer i fins ara l’únic rector de neutrons ràpid construït, provat i posat en funcionament oficialment al segle XXI. L’Institut Xinès d’Energia Atòmica està especialment orgullós d’aquest fet i agraeix als companys russos l’ajuda activa.
Els primers contactes entre especialistes dels dos països sobre aquest projecte van començar el 1992. El grup de treball del costat rus incloïa empleats de l'OKBM im. Afrikantov (Niĵni Novgorod), l'Institut de Sant Petersburg "ATOMPROEKT" i l'Institut d'Enginyeria de Física i Energia (Obninsk, regió de Kaluga).
"En aquell moment, els nostres especialistes ja tenien una idea sobre els reactors ràpids amb refrigerant de sodi", diu el director de l'institut, Wan Gang. - A més, hem estudiat la hidràulica tèrmica, la física dels neutrons, la ciència dels materials, les peculiaritats de la manipulació del combustible nuclear i els equips especials. Al llarg del camí, es van aclarir els objectius de tot el projecte. En primer lloc, la creació de la pròpia planta de reactors. Es va determinar que seria un reactor experimental amb una potència tèrmica de 65 megawatts i una potència elèctrica de 20 megawatts. En segon lloc, el desenvolupament de noves tecnologies. En tercer lloc, la formació. I ja a la final: les proves, investigacions i experiments previstos. Necessitàvem el MECR com a base, una plataforma, de manera que, després d’haver adquirit l’experiència necessària, poguéssim avançar cap a la creació d’una demostració i, posteriorment, d’unitats comercials en sèrie de centrals nuclears amb reactors de neutrons ràpids.
Com a Rússia, només és més estricte
El projecte conceptual del MECR va ser desenvolupat per especialistes xinesos i presentat als col·legues russos per a la seva consideració. Després, tenint en compte els comentaris i les contrapropostes rebudes, es va discutir detalladament tot el concepte, inclosos els requisits tècnics i els components principals del reactor, en una reunió conjunta del maig de 1993 i va rebre l’aprovació de primer nivell.
A la segona meitat dels anys 90, va començar l'etapa de disseny d'enginyeria. Els ja esmentats OKBM, St. Petersburg ATOMPROEKT, FEI i OKB Gidropress (Podolsk, regió de Moscou) van formar, en paraules dels seus col·legues xinesos, la "cooperació del projecte" i van treballar de manera coordinada, professionalment, tenint en compte tots els requisits i desitjos del client. I les directrius inicials del bàndol xinès eren fins i tot més estrictes que els estàndards de seguretat radioteràpica, els estàndards d’emissions i abocaments radioactius, situacions d’emergència vigents en aquell moment a la indústria nuclear russa.
"Atès que es va decidir construir el MECR dins dels límits de Pequín, i això no és només una gran ciutat, la capital de la Xina, vam exigir requisits especials per garantir la seguretat", va explicar Xu Mi, científic en cap de la CNNC, acadèmic de la Acadèmia Xinesa d’Enginyeria, quan es reunia amb periodistes russos. - Tot i que la probabilitat que el nucli es fongui en aquest reactor és insignificant, vam insistir a utilitzar un sistema d’eliminació de calor residual passiu. I - a la instal·lació d’una safata de trampa per a una hipotètica fosa del nucli. Les principals bombes de circulació (MCP) es van demanar a Rússia, però en cas de refredament d’emergència se’ls va demanar que afegissin un volant al seu disseny, augmentant així el temps d’esgotament del MCP, és a dir, la circulació del refrigerant en cas que de pèrdua d'energia …
Segons Xu Mi, en cas de situacions d’emergència o fins i tot més enllà d’un accident basat en el disseny, no hauria de ser necessari evacuar la població; tot hauria d’estar localitzat dins de la unitat de potència o dins dels límits de la seva àrea protegida. L'Agència Nacional de Seguretat Nuclear de la República Popular de la Xina no va considerar aquesta campanya com a reassegurança i va donar suport a la posició dels seus científics.
"Al cap i a la fi, des de la paret de l'edifici en què està muntat el MECR, fins a la tanca que tanca l'institut, només són 153 metres", subratlla l'acadèmic amb un suau somriure. - I després la gent només viu. No s’han de posar en perill. És per això que avui, mirant enrere, estem satisfets que els criteris que proposem compleixin els estàndards i requisits de seguretat per als reactors de quarta generació.
El juliol del 2000, en presència del president rus Vladimir Putin i del president xinès Jiang Zemin, es va signar l'acord de construcció del MECR. Al setembre del mateix any, Wan Gang va ser nomenat director del reactor en construcció; ara és el director de tot l’institut i recorda amb detall els esdeveniments al seu territori.
- Van passar només dos anys des de l’abocament del primer formigó fins a la instal·lació del sostre sobre l’edifici del reactor (agost de 2002). A finals del 2008 es va finalitzar la instal·lació del bloc de reactors. El maig del 2009 es va començar a omplir el circuit de sodi. El juny del 2010 van començar a carregar combustible al reactor i, el 21 de juliol, van arribar a la seva criticitat per primera vegada. Exactament un any després, el 21 de juliol de 2011, vam poder elevar la capacitat fins al 40 per cent del nominal, que en aquell moment era un objectiu important per a nosaltres …
Infografia WG / Anton Perepletchikov / Leonid Kuleshov / Maria Pakhmutova / Alexander Emelianenkov
Per fer-ho possible, a l’oficina de disseny i a les empreses de Rosatom implicades en cooperació amb socis xinesos, el 2003-2005, les principals bombes de circulació dels circuits primaris i secundaris, intercanviadors de calor intermedis, un generador de vapor i dispositius per recarregar. es van dissenyar, fabricar i enviar al seu destí combustible: només set tipus d'equips crítics a la planta del reactor, instrumentació i combustible per a les tres primeres càrregues.
Abans, però, es van desenvolupar els projectes tècnics del sistema de control i control (MCS de la central nuclear), el disseny tècnic de la planta del reactor i el disseny tècnic de l’edifici principal de la central nuclear. Els especialistes russos van complir les seves obligacions contractuals completament i a temps.
Ensenyar a l’alumne a tenir algú amb qui aprendre
El "maquinari" d'alta tecnologia subministrat des de Rússia hauria sigut sent ferro i un reactor nuclear difícilment s'hauria convertit en una eina eficaç per als investigadors si la formació del personal operatiu no s'hagués atès a temps. I ho van començar amb molta antelació.
L'actual subdirector d'Operacions i Seguretat del MECR, Wu Chunliang, és del primer grup d'enginyers superiors de control de reactors formats a Rússia. El 2002 es van formar al centre de formació RIAR - Dimitrovgrad, regió d’Ulianovsk. Allà també van poder veure el reactor polivalent BOR-60 en funcionament i formar-s’hi. Després, ja amb el programa de posada en marxa física, van estudiar a estands especials de l’Institut d’Enginyeria de Física i Energia a Obninsk i a l’Afrikantov OKBM de Nizhny Novgorod.
"Després de tornar a casa, juntament amb especialistes russos, vam participar en la posada en funcionament de diversos sistemes i equips del MECR", diu Wu Chunliang, que ens va reunir a la sala de control. - Després vam fer un examen organitzat per l'Agència Nacional de Seguretat Nuclear. El 2008, van rebre llicències pel dret a realitzar aquest treball i es van convertir en els operadors de control del primer lot. I després, la formació del segon lot d’operadors ja es va dur a terme a casa, principalment al mateix MECR.
Com a resultat, segons Wu Chunliang, s’ha desenvolupat un sistema d’entrenament complet i integral. 55 operadors, incloses dones, ja han estat autoritzats per l'autoritat de control per fer funcionar el reactor experimental.
En el moment de la nostra conversa, només hi havia dos operaris al tauler de control i un, el cap de torn, estava darrere d’ells. Segons van explicar, això és suficient per controlar de manera fiable, sense enrenou i nerviosisme, tots els paràmetres de la planta del reactor i supervisar el treball preventiu que es realitza de tant en tant en equips en zones restringides.
Després d'escoltar aquesta explicació, no vaig poder resistir-me i vaig preguntar què hi havia escrit en grans jeroglífics vermells a la paret darrere dels operaris de la sala de control?
- Aquest és el lema o, si voleu, el principi de vida de tot l'institut. - El podeu traduir així. En primer lloc, doneu totes les vostres forces, tot vosaltres mateixos, pel bé de la Pàtria i de l’Estat. En segon lloc, estar sempre un pas per davant, estudiar l’experiència dels altres, trobar i introduir coses noves. I en tercer lloc: mantingueu-vos honestos en tot, aprecieu la confiança i mantingueu la modèstia personal.
Un bon lema, ja ho veieu.
I no és un apèndix superflu de la llicència de l’operador d’una instal·lació nuclear.
