Идея создать передвижную атомную электростанцию, размещенную на автомобильном или железнодорожном шасси, родилась более 50 лет назад, когда быстрыми темпами развивалась ядерная энергетика и появились атомные подводные лодки, оснащенные компактными реакторами. И эту идею осуществили в Беларуси (хотя был проект «ТЭС-3», АЭС на 4 гусенечных машинах, и дело даже дошло до испытания прототипа).

Институт ядерной энергетики белорусской Академии наук, который теперь именуется Объединенный институт энергетических и ядерных исследований «Сосны» НАН по большей части и был специально создан для разработки передвижной атомной электростанции «Памир» (финансировался проект министерством обороны, и были выделены весьма существенные средства).

Но начало ему было положено еще в начале 1960-х.

Комплекс передвижной АЭС «Памир-630Д» базировался на четырех грузовых автомобилях, представлявших собой связку «прицеп–тягач»


В определенном смысле можно сказать, что «Памир» переработанный комплекс "ТЭС-3". Одним из основателей беларуской ядерной энергетики стал А.К. Красин – бывший директор Физико-энергетического института (принимавший непосредственное участие в проектировании первой в мире АЭС в Обнинске, Белоярской АЭС и создания прототипа ТЭС-3). В 1960 году его пригласили в Минск, где ученый вскоре был избран академиком АН БССР и назначен директором отделения атомной энергетики Энергетического института белорусской Академии наук. В 1965 году отделение было преобразовано в Институт ядерной энергетики (ныне Объединенный институт энергетических и ядерных исследований «Сосны» НАН).

В одну из поездок в Москву Красин узнал о существовании государственного заказа на проектирование передвижной атомной электростанции мощностью 500–800 кВт. Наибольший интерес к такого рода энергоустановке проявляли военные: им требовался компактный и автономный источник электричества для объектов, находящихся в отдаленных и отличающихся суровым климатом районах страны – там, где нет ни железных дорог, ни ЛЭП и куда довольно сложно доставить большое количество обычного топлива. Речь могла идти об электропитании радиолокаторных станций или пусковых установок ракет.

С учетом предстоящего использования в экстремальных климатических условиях к проекту предъявлялись особые требования. Станция должна была работать при большом разбросе температур (от –50 до +35°С), а также при высокой влажности. Заказчик требовал, чтобы управление энергоустановкой было максимально автоматизировано. При этом станция должна была вписываться в железнодорожные габариты и в габариты грузовых кабин самолетов и вертолетов с размерами 30х4.4х4.4 м. Продолжительность кампании АЭС определялась в не менее чем 10 000 часов при времени непрерывной работы не более 2000 часов. Время развертывания станции должно было составлять не более шести часов, а демонтаж необходимо было уложить в 30 часов.

Кроме того, проектировщикам следовало придумать, как снизить расходование воды, которая в условиях тундры ненамного доступнее солярки. Именно это последнее требование, практически исключавшее применение водяного реактора, во многом определило судьбу «Памира-630Д».

Генеральным конструктором и главным идейным вдохновителем проекта стал В.Б. Нестеренко, ныне член-корреспондент белорусской Национальной академии наук. Именно ему принадлежит идея использовать в реакторе для «Памира» не воду или расплавленный натрий, а жидкую тетраокись азота (N2O4) – причем одновременно в качестве теплоносителя и рабочего тела, так как реактор мыслился одноконтурным, без теплообменника.

Тетраоксись азота (правильнее тетраоксид диазота) была выбрана, естественно, не случайно, так как это соединение обладает весьма интересными термодинамическими свойствами, такими как высокая теплопроводность и теплоемкость, а также низкая температура испарения. Его переход из жидкого в газообразное состояние сопровождается химической реакцией диссоциации, когда молекула тетраокиси азота распадается сначала на две молекулы диокиси азота (2NO2), а затем на две молекулы окиси азота и одну молекулу кислорода (2NO+O2). При увеличении количества молекул объем газа или его давление резко возрастают.

В реакторе, таким образом, стало возможным реализовать замкнутый газожидкостный цикл, который давал реактору преимущества в эффективности и компактности.

Осенью 1963 года беларуские ученые представили свой проект мобильной атомной станции на рассмотрение научно-технического совета Государственного комитета по использованию атомной энергии СССР. Тогда же на суд членов НТС были вынесены аналогичные проекты ФЭИ, ИАЭ им. Курчатова и ОКБМ (Горький). Предпочтение отдали беларускому проекту, однако лишь десять лет спустя, в 1973 году, в ИЯЭ АН БССР было создано специальное конструкторское бюро с опытным производством, которое приступило к конструированию и стендовым испытаниям узлов будущего реактора.

Одной из самых главных инженерных задач, которую предстояло решать создателям «Памира-630Д», стала отработка устойчивого термодинамического цикла с участием теплоносителя и рабочего тела нетрадиционного типа. Для этого применялся, например, стенд «Вихрь-2», представлявший собой фактически турбогенераторный блок будущей станции. В нем нагрев тетраоксида азота производился с помощью турбореактивного авиадвигателя ВК-1 с форсажной камерой.

Отдельную проблему представляла собой высокая коррозионная агрессивность тетраоксида азота, особенно в местах фазовых переходов – кипения и конденсации. Если же в контур турбогенератора попала бы вода, N2O4, прореагировав с ней, немедленно дала бы азотную кислоту со всеми ее известными свойствами. Противники проекта так и говорили порой, что, дескать, белорусские ядерщики намерены растворить в кислоте активную зону реактора. Частично проблема высокой агрессивности тетраоксида азота была решена добавлением в теплоноситель 10% обычной моноокиси азота. Этот раствор получил название «нитрин».


Тем не менее применение тетраоксида азота увеличивало опасность использования всего ядерного реактора, особенно если вспомнить, что речь идет о мобильном варианте АЭС. Подтверждением тому стала гибель одного из сотрудников КБ. Во время опыта из разорвавшегося трубопровода вырвалось оранжевое облачко (при контакте с атмосферным азотом, получившаяся смесь окрашивается в желтовато-коричневый цвет). Находившийся поблизости человек ненамеренно вдохнул ядовитый газ, который, прореагировав с водой в легких, превратился в азотную кислоту. Спасти несчастного не удалось.

Проектировщики «Памира-630Д» внедрили в свой проект ряд конструктивных решений, которые были призваны повысить безопасность всей системы. Во-первых, все процессы внутри установки, начиная от пуска реактора, управлялись и контролировались с помощью бортовых ЭВМ. Два компьютера работали параллельно, а третий находился в «горячем» резерве. Во-вторых, была реализована система аварийного охлаждения реактора за счет пассивного перетекания пара через реактор из части высокого давления в часть конденсатора. Наличие большого количества жидкого теплоносителя в технологическом контуре позволяло в случае, например, обесточивания эффективно отводить тепло от реактора. В-третьих, важным «страховочным» элементом конструкции стал материал замедлителя, в качестве которого был выбран гидрид циркония. При аварийном повышении температуры гидрид циркония разлагается, и выделяемый водород переводит реактор в глубоко подкритичное состояние (водородные соединения наиболее активно взаимодействуют с нейтронами), и реакция деления прекращается.

Как и в случае с ТЭС-3, белорусским конструкторам понадобилось несколько машин для размещения на них своей ПАЭС. Реакторный блок монтировался на трехосном полуприцепе МАЗ-9994 грузоподъемностью 65 т, в роли тягача для которого выступал МАЗ-537. Кроме реактора с биозащитой в этом блоке размещались система аварийного расхолаживания, шкаф распределительного устройства собственных нужд и два автономных дизель-генератора по 16 кВт. Такая же связка МАЗ-537 – МАЗ-994 везла на себе и турбогенераторный блок с оборудованием электростанции.


Дополнительно в кузовах КРАЗов передвигались элементы системы автоматизированного управления защиты и контроля. Еще один такой грузовик перевозил вспомогательный энергоблок с двумя стокиловаттными дизель-генераторами. Итого пять машин.

«Памир-630Д», был рассчитан на стационарную работу. По прибытии на место дислокации монтажные бригады устанавливали рядом реакторный и турбогенераторный блоки и соединяли их трубопроводами с герметичными сочленениями. Блоки управления и резервная энергоустановка ставились не ближе 150 м от реактора, чтобы обеспечить радиационную безопасность персонала. С реакторного и турбогенераторного блока снимали колеса (прицепы устанавливались на домкратах) и отвозили их в безопасную зону. Все это, конечно, в проекте, ибо реальность оказалась иной.

Электрический пуск первого реактора состоялся 24 ноября 1985 года, а спустя пять месяцев случился Чернобыль. Нет, проект не был немедленно закрыт, и в общей сложности экспериментальный образец ПАЭС отработал на разных режимах нагрузки 2975 часов. Однако, когда на волне охватившей страну и мир радиофобии вдруг стало известно, что в 6 км от Минска стоит ядерный реактор экспериментальной конструкции, случился масштабный скандал. Совмин СССР тут же создал комиссию, которой предстояло изучить вопрос о целесообразности дальнейших работ по «Памиру-630Д». В том же 1986 году Горбачевым был отправлен в отставку легендарный глава Средмаша 88-летний Е.П. Славский, покровительствовавший проектам мобильных АЭС. И нет ничего удивительного в том, что в феврале 1988 года согласно решению Совмина СССР и АН БССР проект «Памир-630Д» прекратил свое существование. Одним из главных мотивов, как значилось в документе, стала «недостаточная научная обоснованность выбора теплоносителя».

Есть правда и другая версия, согласно которой Памир был разработан для электроснабжения ракетных шахт Сибири и крайнего севера. Но по причине двустороннего сокращения вооружений (СССР-США) прошло и «сокращение» количества ракетных шахт, а следовательно и надобность в Памирах тоже отпала.



Отработанные ядерные сборки с реакторов Памиров длительное время находилось в бассейнах-отстойниках Объединенного института энергетических и ядерных исследований «Сосны». Подготовка к их вывозу из Беларуси началась в 2008 году. И в октябре 2010 сборки были доставлены на Российское ПО «Маяк» (то самое, печально известное) на переработку.
Тут случилась ожидаемая история, в общем на стадии проработки концепции вывоза отработанных ядерных сборок в Россию специалисты ПО «Маяк» отметили, что в номенклатуре видов ОЯТ, с которыми может работать завод, не числятся ОТВС «Памир-630Д» (ещё бы, только 2 прототипа создано было). Чтобы подготовить ПО «Маяк» к приему и последующей переработке нового для завода вида топлива, необходимо было провести ряд научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, в частности, изучить возможности и способы модернизации оборудования для физического измельчения топливной композиции, а также вероятность ее химического растворения. В течение 2009-2010 годов все необходимые усовершенствования были осуществлены без принципиального изменения технологической схемы, принятой на радиохимическом производстве ПО «Маяк».

9 августа 2010 года челябинское отделение Ростехнадзора подтвердило готовность ПО «Маяк» к приему и последующей переработке ОЯТ, после чего 27 сентября 2010 года комиссия по Государственной экологической экспертизе выпустила положительное заключение по материалам «Единого проекта».
8 октября 2010 года между Российской Федерацией и Республикой Беларусь было подписано межправительственное соглашение, регламентирующее порядок вывоза ОЯТ из Беларуси в Россию, после чего началась завершающая стадия проекта.

ОЯТ было закружено в контейнеры типа SKODA VPVR/M, затем их запломбировали и по одному разместили в четырех специализированных 20-футовых ISO-контейнерах.


Перевозка контейнеров из ОИЭЯИ «Сосны» до железнодорожной станции осуществлялась автомобильным транспортом. По железной дороге до радиохимического завода ПО «Маяк» эшелон с ОЯТ проследовал без остановки и прибыл к месту назначения 23 октября 2010 года.

Частично по материалам из архива новостей
статья на сайте Российского Атомного сообщества о вывозе ОЯТ из Сосен

Архивная новость в тему: http://stalker.by/forum/viewtopic.php?f=165&t=3640