مفاعل BN-800

مفاعل BN-800 (بالروسية: реактор БН–800) هو مفاعل سريع التوليد مُبرّد بالصوديوم ، بُني في محطة بيلويارسك للطاقة النووية ، في زاريتشني، مقاطعة سفيردلوفسك ، روسيا . صُمم المفاعل لتوليد 880 ميغاواط من الطاقة الكهربائية. اعتُبرت المحطة جزءًا من اتفاقية إدارة وتصريف البلوتونيوم المستخدم في الأسلحة، الموقعة بين الولايات المتحدة وروسيا. يُعدّ المفاعل جزءًا من المرحلة النهائية لقلب مفاعل حرق البلوتونيوم (قلب مُصمم لحرق البلوتونيوم، وفي هذه العملية، تدميره واستعادة الطاقة منه). ^{[ 4 ]} وصلت المحطة إلى كامل طاقتها الإنتاجية في أغسطس 2016. ^{[ 5 ]} ووفقًا لصحيفة كوميرسانت الروسية ، بلغت تكلفة مشروع BN-800 140.6 مليار روبل (حوالي 2.17 مليار دولار). ^{[ 6 ]}

المحطة عبارة عن مفاعل ذي حوض من نوع LMFBR ، حيث يقع المفاعل ومضخات التبريد والمبادلات الحرارية الوسيطة والأنابيب المرتبطة بها في حوض مشترك من الصوديوم السائل. يشبه هذا التصميم العام تصميم مفاعل EBR-II الذي دخل الخدمة عام 1963، ولكنه يختلف عنه اختلافًا كبيرًا في جوانب أخرى. فعلى سبيل المثال، استخدم مفاعل EBR-II وقودًا معدنيًا، وهو العامل الرئيسي في سلامته الذاتية، بينما يستخدم مفاعل BN-800 وقودًا أكسيديًا. بدأ تصميم هذه المحطة عام 1983، وخضع لمراجعة شاملة عام 1987 بعد كارثة تشيرنوبيل ، ثم مراجعة جزئية عام 1993 وفقًا لإرشادات السلامة الجديدة. بعد المراجعة الثانية، زادت القدرة الإنتاجية بنسبة 10% لتصل إلى 880 ميغاواط نتيجة لزيادة كفاءة توربينات البخار في مولد الطاقة.

يتشابه قلب المفاعل، من حيث الحجم والخواص الميكانيكية، إلى حد كبير مع قلب مفاعل BN-600 ، إلا أن تركيبة الوقود تختلف. فبينما يستخدم مفاعل BN-600 ثاني أكسيد اليورانيوم متوسط ​​التخصيب ، يحرق هذا المفاعل وقودًا مختلطًا من اليورانيوم والبلوتونيوم ، ^{[ 7 ]} مما يُسهم في تقليل مخزون البلوتونيوم المستخدم في الأسلحة النووية، ويوفر معلومات حول آلية عمل دورة وقود اليورانيوم-البلوتونيوم المغلقة، والتي لا تتطلب فصل البلوتونيوم أو أي معالجة كيميائية أخرى.

تستخدم الوحدة نظام تبريد ثلاثي الدوائر؛ حيث يدور سائل تبريد الصوديوم في كل من الدائرتين الأولية والثانوية. ويتدفق الماء والبخار في الدائرة الثالثة. تُنقل هذه الحرارة من قلب المفاعل عبر عدة حلقات تدوير مستقلة. تتكون كل حلقة من مضخة صوديوم أولية، ومبادلين حراريين وسيطين، ومضخة صوديوم ثانوية مزودة بخزان تمدد يقع في الجزء العلوي من الدائرة، وخزان تصريف ضغط الطوارئ. تُغذي هذه الحلقات مولد بخار، والذي بدوره يُغذي توربين تكثيف يُدير المولد. ^{[ 8 ]}

تم تصميم العديد من مرافق البنية التحتية لاستيعاب كل من مفاعل BN-800 ومفاعل BN-1200 المقترح . ^{[ 9 ]}

بدأ بناء الوحدة الرابعة في محطة بيلويارسك للطاقة النووية عام 1983، وتوقف العمل بها بعد كارثة تشيرنوبيل. استؤنف العمل عام 2006، ووصلت الوحدة BN-800 إلى الحد الأدنى من الطاقة المُتحكَّم بها عام 2014، إلا أن بعض المشاكل استدعت مزيدًا من تطوير الوقود. في 31 يوليو/تموز 2015، وصلت الوحدة مجددًا إلى الحد الأدنى من الطاقة المُتحكَّم بها، أي ما يعادل 0.13% من الطاقة المُقنَّنة. كان من المتوقع بدء التشغيل التجاري قبل نهاية عام 2016، بقدرة مُقنَّنة تبلغ 789 ميغاواط. ^{[ 9 ]} تم ربط المفاعل بالشبكة الكهربائية في ديسمبر/كانون الأول 2015 ^{[ 10 ]} ، ووصل إلى طاقته الكاملة لأول مرة في أغسطس/آب 2016. ^{[ 5 ]} بدأ الإنتاج التجاري للطاقة في 1 نوفمبر/تشرين الثاني 2016. ^{[ 11 ]}

توصلت الولايات المتحدة وروسيا إلى اتفاقية إدارة والتخلص من البلوتونيوم في عام 2001 لتحويل ما مجموعه 34 طنًا من البلوتونيوم المستخدم في الأسلحة إلى بلوتونيوم مناسب للمفاعلات النووية للوصول إلى "معيار الوقود المستهلك"، والذي يتم خلطه مع منتجات أخرى أكثر إشعاعًا داخل الوقود المستهلك . ^{[ 12 ]}

ألغى الرئيس الأمريكي باراك أوباما بناء منشأة تصنيع وقود MOX الأمريكية في عام 2016، مُعللاً ذلك بتجاوزات في التكاليف. واقترح تخفيف حصة الولايات المتحدة من البلوتونيوم بمواد غير مشعة والتخلص منها في منشأة WIPP تحت الأرض . ^{[ 12 ] [ 13 ]} ومع ذلك، يمكن عكس عملية التخفيف، وإعادة تحويل المادة إلى بلوتونيوم صالح للاستخدام في الأسلحة. ^{[ 12 ]}

في 3 أكتوبر 2016، أمر الرئيس الروسي فلاديمير بوتين بتعليق الاتفاقية لأن الولايات المتحدة لم تفِ بالتزاماتها. ^{[ 14 ]}

في يناير 2020، بدأ المفاعل التشغيل التجاري مع أول دفعة من وقود اليورانيوم والبلوتونيوم المعاد معالجته بتقنية MOX . ^{[ 15 ]}

يمكن استخدام مفاعل BN-800 لإغلاق دورة الوقود النووي . تتكون حمولة قلب المفاعل، البالغة 15 طنًا، في معظمها من اليورانيوم-238 ونحو 20.5% من البلوتونيوم. ويمكن استخلاص هذه المواد من حزم الوقود النووي المستهلك المعاد معالجتها.

• مفاعل الجيل الرابع
• مفاعل BN
• مفاعل BN-350 – مفاعل توليد سريع معطل في أكتاو، كازاخستان 
• مفاعل BN-600 – مفاعل روسي سريع التوليد مبرد بالصوديوم 
• مفاعل BN-1200 – مفاعل نووي سريع التوليد قيد التطوير في روسيا 
• المفاعل السريع المتكامل - صفحات تصميم المفاعلات النووية التي تعرض أوصافًا موجزة لأهداف إعادة التوجيه 

• المحتوى الموجود في هذه المقالة مأخوذ من النسخ الروسية والألمانية المكافئة لها في ويكيبيديا.

• الموقع الرسمي "محطات المفاعلات النووية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 4 أغسطس 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 مارس 2019 .(الرابط المُحدَّث المُحتمل: مفاعلات النيوترونات السريعة، مؤرشف بتاريخ 21-02-2019 في أرشيف الإنترنت )
• "محطة مفاعل النيوترونات السريعة BN-800" (ملف PDF) .– حول ملف PDF الرسمي لـ OKBM Afrikantov (باللغة الإنجليزية)
• ب. أ. فاسيليف؛ س. ف. شيبيليف؛ م. ر. أشيرميتوف؛ ف. م. بوبلافسكي (4 مارس 2013). "تطوير تصميم وحدة الطاقة للمفاعل BN-1200" (ملف PDF) . المؤتمر الدولي للمفاعلات السريعة ودورات الوقود ذات الصلة: التقنيات الآمنة والسيناريوهات المستدامة (FR13)، العروض التقديمية، (ص. 5). الوكالة الدولية للطاقة الذرية (IAEA): الوكالة الدولية للطاقة الذرية . تاريخ الاطلاع: 14 مارس 2019 .
• المفاعل السريع BN-800 – علامة فارقة في طريق طويل