Шутка ли. Создать безопасный и вечный ядерный реактор. Сделать так, чтобы мирный атом спас миллионы людей на планете. Достижение можем записать в свой актив, потому что финальная работа началась на Белоярской АЭС. Но у нас только один вопрос: почему миру о достижении России снова не рассказали?
Реактор БН-800 был выведен на номинальный уровень мощности с полной загрузкой инновационным МОКС-топливом. Таким образом, ядерный цикл практически замкнут. Что означает эта непростая для понимания обывателя фраза? Объясняем: Россия снова впереди всех, мы в шаге от создания вечного ядерного реактора. И, скажем по секрету, этот шаг, по большому счёту, уже сделан. 
В чём идея
Загрузить реактор МОКС-топливом удалось на четвёртом блоке Белоярской АЭС, таким образом, финализирована работа по выстраиванию двухкомпонентной атомной энергетики с замыканием ядерного топливного цикла:
Раньше в российские реакторы на быстрых нейтронах загружали обычное урановое топливо, так как на них отрабатывали натриевые технологии. На БН‑350 и БН‑600 изучали поведение твэлов при высокой температуре и интенсивном нейтронном потоке. Изучение твэлов помогало их совершенствовать. Например, среднее выгорание топлива в БН‑600 удалось повысить почти вдвое - ​с 40 до 74 МВт·сут/кг. Результат, важный и для смешанного оксидного топлива: как показали исследования, его поведение подобно урановому, - пояснили в Росатоме. 
Отметим, БН-800 сразу проектировался под МОКС-топливо, однако загружали его постепенно. В 2014 году большую часть стартовой загрузки составляло обычное оксидное урановое топливо, МОКС-топлива было 16 %. Его изготовили на опытных производствах "Маяка" и НИИАР. Серийное топливо для БН‑800 делает Горно-химический комбинат. Для таблеток используется обедненный уран и высокофоновый плутоний, извлеченный из облученного топлива тепловых реакторов. В январе 2021 года после очередной перегрузки доля МОКС-топлива выросла до трети. Спустя год - ​до двух третей. В конце июня 2022-го во время планового ремонта в реактор загрузили последнюю треть, а в начале сентября блок включили в сеть.
Проще говоря, теперь топливо вторично перерабатывается и используется. Но самое печальное, что Росатом сообщил о прорывном достижении месяц тому назад, однако практически никто из средств массовой информации о прорыве не написал. Хотя, казалось бы, успешное испытание такого реактора означает почти безотходную ядерную энергетику с доступом к урану 238 (в отличие от классической на уране 235), которого хватит на миллионы лет. 
Мировой опыт и уральский рекорд
В Росатоме отметили: в отрасли действительно идут споры о том, какая конфигурация российской атомной энергетики наиболее безопасна и экономична: нужны ли тепловые реакторы, если появятся быстрые, или надо строить один быстрый реактор на несколько тепловых, какие быстрые строить и прочее. Но при любом раскладе опыт Белоярской АЭС даст ответы на некоторые вопросы и приблизит создание технологической платформы на основе замкнутого ядерного топливного цикла. Уральский рекорд поможет не только России, но и всей планете. 
А что происходит в мире? Подобные испытания велись, но успеха никто не добился. 
Первым только на МОКС-топливе в 1970‑е годы заработал французский реактор "Феникс". Из-за четырёх инцидентов - ​внезапного резкого падения реактивности, он был остановлен, потом пущён, потом снова остановлен и окончательно заглушен в феврале 2010 года. Сейчас МОКС-топливо используют во французских реакторах на тепловых нейтронах, но его доля не превышает трети активной зоны. На повторную переработку облученные ТВС не направляют, такая возможность только изучается.
В Китае в 2011 году состоялся энергопуск экспериментального быстрого реактора CEFR, сейчас строится демонстрационный блок с CFR‑600, который должны запустить в 2023 году. Для загрузок китайских реакторов используют российское топливо с обогащенным ураном: в 2016 году ТВЭЛ подписал контракт по CEFR, в 2018 году - ​по CFR‑600.
В Японии быстрым реакторам не повезло: в 1995 году на "Мондзю" через четыре месяца после пуска произошла крупная утечка натрия. Потом 15 лет ремонта, перезапуск и ещё одна авария. С тех пор реактор не работает, планов строить другой нет. МОКС-топливо в Японии используют в тепловых реакторах четырех АЭС, поставляется оно из Франции.
В США от строительства производства МОКС-топлива отказались в 2018 году по ряду причин технологического и организационного характера. Большая часть времени и денег ушла на проект завода и внесение бесчисленных правок. То оборудование, которое всё же купили, распродается.
В Великобритании завод построили в 1997 году, но он так и не вышел на проектную мощность, а в 2011 году было принято решение о его остановке.

Бесконечная энергия: в России придумали способ сделать атомные электростанции «вечными»Теперь российские атомные электростанции станут экологически чистыми на 100 процентов, а такое понятие, как дефицит электроэнергии, уйдет в прошлое.

Топливо для электростанцийВ начале октября в России произошло эпохальное событие, способное изменить энергетику не только внутри страны, но и по всему миру. Через месяц после загрузки новым топливом новейший реактор БН-800 Белоярской АЭС выведен на номинальный уровень мощности. В чем смысл этого решения?
Чтобы понимать, что такое МОКС-топливо, нужно знать две вещи. Первая — каждый ядерный реактор, например, такой, как отечественные водо-водяные энергетические реакторы (ВВЭР), работает на специальном топливе — уране-235. В процессе деления нейтронов в реакторе тепловыделяющие сборки (или тепловыделяющие элементы, сокращ. ТВЭЛ) отдают в воду большое количество тепла.

Через 4−5 лет работы «ядерного кипятильника» их нужно менять: старые ТВЭЛ, потерявшие свои свойства и отдавшие все тепло, деактивируют и убирают в специальное хранилище, а материал, из которого они сделаны, переходит в категорию отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). Хранение такого топлива — настоящая проблема для большинства стран мира. Несмотря на облучение и деактивацию, элементы продолжают «фонить» и представлять опасность вне стен атомной электростанции. Такой же головной болью ОЯТ было и для России.
Вторая вещь, которую нужно знать о МОКС-топливе, — оно сделано из отработавшего ядерного топлива, тех самых отслуживших свое тепловыделяющих сборок. Именно на таком топливе работают реакторы на быстрых нейтронах БН-800 на Белоярской АЭС. Но как может отработавшее топливо заново давать свет и электроэнергию?
Реактор на быстрых нейтронахРеактор БН-800 на Белоярской АЭС отличается от того, что можно увидеть на других электростанциях. На обычной электростанции в качестве теплоносителя используется вода — она пропускается в громадных объемах через активную зону реактора, нагревается и поступает в теплообменники для создания пара, который вращает турбины в машинном зале и вырабатывает электричество.

В БН-800 все устроено иначе. Вместо воды через активную зону насосами прогоняется натрий. Он позволяет использовать в качестве топлива не дорогостоящий уран-235, а уран-238, запасы которого в природе человечество не сможет полностью использовать в ближайшие несколько сотен лет. Натриевый реактор гораздо стабильнее водо-водяного: при схожих тепловых мощностях давление в нем значительно меньше, что снижает риск аварий в несколько десятков раз.

При этом температура теплоносителя в БН-800 значительно выше, чем в реакторах ВВЭР. ТВЭЛы из отработавшего ядерного топлива разогревают натрий до температуры в 500 градусов, в то время как вода на выходе из реактора нагревается до температуры в 300 с небольшим градусов.
Это позволяет получать больше тепла и электричества, расходуя меньше топлива. Процесс получается более безопасным и контролируемым, а срок службы тепловыделяющих сборок, спрессованных на специальном заводе, фактически, из «ядерного мусора», увеличивается.
Интересно, что дефицита в отработавшем ядерном топливе сейчас нет ни в России, ни в мире. Только в нашей стране в хранилищах находится примерно 14 тыс. тонн ОЯТ, которое можно использовать для производства МОКС-топлива и реакторов на быстрых нейтронах.
С учетом того, что на каждый реактор нужно примерно 8−9 тонн на несколько лет работы, Россия может обеспечить себя электричеством и теплом на ближайшие сотни лет только внутренними ресурсами, а если импортировать отработавшее топливо из-за рубежа, то вопрос с электроэнергией будет решен навсегда.
Завод по производству МОКС-топливаНесмотря на то, что разработкой реакторов на быстрых нейтронах занимались еще в СССР, для промышленного производства МОКС-топлива пришлось построить отдельный завод. В Красноярском крае вырос целый горно-химический комбинат, где радиоактивные элементы сначала обеззараживают, а затем «пересобирают» в высокопроизводительные сборки для натриевых реакторов.

К 2027 году будет запущена новая линия, на которой будут собираться ТВЭЛы из гидрида гафния — более стабильного химического соединения, благодаря которому увеличивается срок службы тепловыделяющих сборок в более мощных реакторах. После БН-800 в промышленную эксплуатацию могут быть запущены БН-1200 с тепловой мощностью в 2800 МВт — это примерно столько же, сколько у самых мощных в мире реакторов ВВЭР-1200.

Технологию натриевых реакторов пытались доработать и в США, но дальше экспериментов на отдельных реакторах дело не дошло. Американские ядерщики не до конца разобрались в тонкостях проекта и на этапе передачи документов строителям в первоначальный проект внесли более тысячи правок. В случае с литературным произведением такое количество требований можно пережить и проработать, но с ядерными реакторами все обстоит иначе.
При этом практически сразу в Южную Каролину, где и планировали строить завод, привезли 12 тонн оружейного плутония, частицы которого необходимо было использовать для производства тепловыделяющих сборок. В итоге несколько миллиардов долларов инвестиций растворились в неизвестном направлении, а за хранение оружейного плутония штат платит несколько миллионов долларов каждый месяц.
В данный момент достраивается завод по изготовлению МОКС-топлива в японском Роккасё, префектура Аомори. Его строят с 2017 года в тесном сотрудничестве с США. При этом в Японии работает только одна электростанция с реакторами на быстрых нейтронах — АЭС Мондзю в префектуре Фукуи.
Этот реактор в данный момент считается небезопасным — с момента ввода в строй в 1995 году на АЭС регулярно происходили аварии. При этом мощность японской АЭС в разы меньше, чем российской АЭС с реакторами БН-80: 280 МВт против 2100 МВт.