Не обслуживаемый, одноразовый,физически безопасный, ториевый мини-реактор, мощностью 10 МВт. (Ториевая батарейка).

1. Резюме проекта
«Не обслуживаемый, одноразовый,
физически безопасный, ториевый мини-
реактор мощностью 10 МВт.»
(ториевая батарейка)
Все данные взяты из
открытых
источников
(имеются ссылки)
Россия, г. Новосибирск
Одров Юрий Николаевич
Тел/факс: (383) 346-10-84
Моб: +7-953-791-28-52
E-mail: y.odrov@mail.ru
Новосибирск 2015

2. 1. Резюме бизнес-плана.
п.1. Проблема, которую надо решить.
Рис.1
До последнего времени считалось, что строительство атомных
станций и освоение энергии термоядерного синтеза способны
решить задачу обеспечения растущей потребности в тепловой и
электрической энергии. Однако трагедии Фукусимы, Чернобыля
и Три-Майл-Айленд выдвинули на первый план вопросы
безопасности атомных станций. Попытки же повысить
безопасность атомных станций, работающих на уран-
плутониевом цикле путём усложнения систем безопасности
оказались несостоятельными по причине того, что в самой
концепции уран-плутониевого цикла заложены идеи работы на
максимальной сверхкритической массе урана (плутония)
доходящая в массовом выражении до нескольких тонн в одном
реакторе, соответственно имеющих максимальную (для каждого
конкретного реактора) реактивность. По меткому выражению
академика Сахарова Д.А. речь идёт о получении электричества
от атомной бомбы. Разработчики реакторов оценили
вероятность аварии как 0, 000001 т.е. одна авария в миллион
лет. Но суровая правда жизни (Фукусима- 2011г., Чернобыль –
1986г., Три-Майл–Айленд – 1979г.) определили иначе: 1 раз в 10
лет. Это в 7 раза меньше, чем жизнь человека. Следовательно,
каждый человек рискует быть облученным 7 раз в течение своей
жизни, что не приемлемо для современного общества.

3. История разработки в СССР
Торием советские ученые заинтересовались еще в сороковых
годах. XX века. Добывать его планировали с сорок девятого года.
К сорок восьмому году также имелись возможности для
успешных поисков урановых месторождений. Созданные с СССР
гамма-радиометры позволяли определить интенсивность гамма-
излучений без отбора отдельных образцов. На авиатехнике
устанавливались аэро-гамма-радиометры, с помощью которых
измерялся уровень гамма-излучений. За 10 лет исследований
было открыто 50 месторождений урана и тория, общий запас
которых составлял 84000 тонн, и создана отличная площадка
для реализации атомного проекта.
Известный советский ученый Максимов Лев Николаевич занимал
должность заведующего лабораторией Института гидродинамики
Сибирского отделения Академии наук СССР и был главным
физиком одного из объектов Минсредмаша СССР. В это время
он разработал новые принципы управлениями радиоактивными
суспензиями и жидкими металлами.
В 1980 году вышло секретное Постановление Совмина о
создании специализированной экспериментальной базы (№ 545
от 23.03.1980г.)
В 1989 году Совет министров подписал Распоряжении о
создании Института физико-технических проблем металлургии и
специального машиностроения. Вместе с ним шло секретное
приложение, в котором шла речь о придании институту статус
особо режимного объекта (№ 2261 р от 29.12.1989г.).
В результате работы института был получен международный
патент (заявка NPCT/ RU01/00251 от 26.06.01 г.).
«Способ управления ториевым реактором и тепловыделяющая
сборка для его осуществления»
Однако в результате "перестройки" здание института было
приватизировано и продано на торгах коммерческой структуре,
сотрудники уволены, а срок действия международного патента
истек в 2013 г.
http://www.koshcheev.ru/2012/01/20/lev-maksimov-torievye-aes/

4. п.2. Решение проблемы ядерной безопасности-
ториевый мини- реактор.
Рис.2
Ториевый цикл принципиально отличается от уран-плутониевого
цикла тем, что он работает не на максимальной, а на минимальной
начальной реактивности. Причём минимальная реактивность
сохраняется в течение всей кампании. Таким образом, если реактор
начнёт «разгоняться» то запаса реактивности будет недостаточно для
расплавления активной зоны, а тем более ядерного взрыва. Это
объясняется тем, что в результате распада U-235 (служащего в
качестве естественной «ядерной спички») из двух вылетевших
нейтронов один идёт на расщепление следующего атома U-235, а
другой поглощается торием, который превращается в U-233. Таким
образом, концентрация U-235 непрерывно падает, а концентрация U-
233 непрерывно растёт, при этом можно подобрать такие параметры
топливной смеси, что реактивность всей системы будет минимальной,
т.е. безопасной, а единственным расходуемым материалом будет
торий.

5. п.3. Описание продукта.
к турбине от компрессора
1.блок автоматики
2.цепь
3.стержень поглотитель
4.внутренний корпус
реактора
5.отражатель
6.замедлитель
7.канал поглотителя
8.бак для слива
9.средний корпус
10.утеплитель
11.внешний корпус
12. тугоплавкие пробки
Рис.3

6. Конструкция ториевого мини-реактора представлена на
рис.1.1 он представляет из себя три герметичных цилиндра,
изготовленных из нержавеющей стали, и вложенных друг в друга
наподобие русской матрёшки. Между цилиндрами имеется
пространство. Пространство между внутренним и средним цилиндром,
используется для разогрева инертного газа, закачиваемого
компрессором, который затем поступает на лопатки турбины.
Пространство между средним и внешним цилиндром заполнено
теплоизолятором.
а) Внутренний герметичный цилиндр состоит из трёх
изолированных друг от друга секций:
- средняя секция (собственно реактор) заполнена
графитовыми стержнями на 90% объёма. Между стержнями находится
тетрафторидная жидкая смесь урана и тория (10% объёма) по всему
периметру секции, а также сверху и снизу секции расположены
отражатели нейтронов.
- нижняя секция отделена от реакторной секции стальной
перегородкой, в которой сделаны отверстия закрытые во время
работы тугоплавкими пробками. В случае перегрева реактора по каким
–либо причинам свыше рабочей температуры тетрафторидная смесь
расплавляет пробки и сливается в нижний бак, где и остывает так как
оставшись без замедлителей и отражателей не способна более
поддерживать цепную реакцию.
- верхняя секция изолирована от двух других и представляет
собой канал (трубу), внутри которой перемещается поглотитель
нейтронов. В верхней части этой секции находится блок автоматики,
который автоматически перемещает поглотитель по мере
зашлаковывания реактора продуктами распада, а также сбрасывает
его в активную зону автоматически или по команде оператора в
случае необходимости. Для предотвращения попадания реактора в
режим «йодной ямы» предусмотрена система продувки реактора от
баллона с гелием, при этом газообразные продукты распада
закачиваются в аналогичный баллон и в атмосферу не
выбрасываются.
б) Средний цилиндр является внешней стенкой реактора.
Между внутренним и средним цилиндром под давлением компрессора
закачивается рабочее тело – гелий или углекислый газ,
который затем поступает на лопатки турбины.
в) Внешний цилиндр - корпус всего устройства, он защищает
изделие при транспортировке, погрузочно-разгрузочных работах, при
монтаже-демонтаже изделия.

7. п.4. Подземное размещение ториевого мини-
реактора
1 - Реактор 2 - Турбокомпрессор 3 - Генератор
4 - Трансформатор 5 - Теплообменник Рис.4
п.5. Команда
2 3
4
5
СО2 СО2
220 В
Хол.
вода
Гор.
вода
1
Уровень
земли

8. НИИПТ
Для реализации данного проекта предлагается создать
сетевую структуру с широким использованием кооперативных связей
как показано на рис.1. 2.
Рис.5
Более подробная информация представлена ниже:
http://www.kaec.gov.kz/page/show/name/l1.html
http://www.oz-nsk.ru
http://zavodtrud.ru
http://www.nccp.ru
Научно-исследовательский институт проблем тория (НИИПТ)
совместная с инвестором головная организация, осуществляющая
координацию, финансирование, контроль и выполнение план-графика
работ.
Национальный ядерный центр Республики Казахстан
осуществляет НИР и испытание изделия (согласие имеется см.
приложение).
Опытный завод СО РАН отвечает за изготовление опытной
партии мини реакторов (согласие имеется см. приложение).
ОАО Завод Труд – промышленное производство корпусов
реакторов.
ОАО НЗХК – загрузка топливной смеси в реактор.
Национальный
ядерный центр
РК
Опытный завод
СО РАН
ОАО Завод Труд
г.Новосибирск
ОАО НЗХК

9. п.6. Маркетинговое исследования рынка
Динамика численности населения северных регионов.
Источник: Госкомстат
Две трети территории России – зона децентрализованного
энергоснабжения.
Рис.6
«Угасающие» территории может спасти только ядерная
энергетика (ЯЭ), но не такого образца, какой мы видим ее сегодня, а
принципиально другая, на основе реакторов малой мощности нового
поколения – «ядерных батареек».

10. Наиболее полно характеристика отечественного рынка
мини-АЭС представлена в работе Татьяны Дмитриевны Щепетиной -
кандидата технических наук, начальника лаборатории перспективных
реакторных концепций, РНЦ "Курчатовский институт". По её мнению
объём отечественного рынка мини-АС 20ГВт, что при мощности
одного блока в 10 МВт. соответствует 2000 мини-АЭС.
http://www.ng.ru/energy/2009-10-13/11_energy.html
Российский рынок – это рынок обусловленный
необходимостью заселения гигантских северных, сибирских и
дальневосточных регионов с целью недопущения заселения (захвата)
этих территорий другими народами и государствами вместе с теми
богатствами, которые находятся в их недрах. Объём
отечественного рынка составляет 20 ГВт, т.е. 2000 штук
мини-реакторов мощностью 10 МВт.
Зарубежный рынок - это рынок, обусловленный высокой
плотностью населения и соответственно нехваткой электрической
энергии. По объёму он примерно равен отечественному рынку и
составляет 22 ГВт, т.е. 2200 штук мини-реакторов
мощностью 10МВт.
В настоящее время российский рынок свободен, а
зарубежный плотно занят Росатомом. Однако, ситуация с зарубежным
рынком может резко измениться после широкомасштабной ядерной
аварии на одном из реакторов. Как мы выяснили в пункте 2, такие
аварии происходят в среднем один раз в десять лет, т.е. следующая
авария случится около 2021 года. При высокой плотности населения –
это вызовет в общественном сознании полное неприятие атомной
энергии основанной на уран-плутониевом цикле и закрытию таких
станций не только в развитых, но и в развивающихся странах.

11. п
.
7
.
Э
к
о
н
о
м
и
к
а
Р
е
з
ю
м
е
п
р
о
е
к
т
а
П.7 Экономика.
При сгорании 1 гр. Тория выделяется энергия в объеме 1МВт. в
сутки. Для работы с мощностью в 10 МВт. необходимо 10 гр. тория в
сутки.
Для работы в течении 10 лет необходимо; 365 суток х 10 лет х10
гр.=36500 гр. или 36,5 Кг. тория.
http://www.cmmarket.ru/markets/thworld.htm
Реактор цена
Торий – 36,5 кг – $ 5.000
Уран - 10 кг – $1.200
Сталь - 5 т. – $25.000
Блок управления - $15.000
Другие расходы - $3.800
Заработная плата + налоги $50.000
Прибыль завода - изготовителя $100.500
ИТОГО: Цена 1 шт. реактора $ 200.000 (По курсу 1:65 = 13 млн.
руб.)
Стоимость электростанции типа ПАЭС-2500 составляет в среднем 13млн.
руб. http://promportal.su/tags/9818/paes-2500/
7.1 Показатели финансовой эффективности
Цена одного экземпляра реактора – 13 млн. руб.
Цена тепло-электростанции-13 млн. руб.
Количество энергии в год - 10МВт*24 час*365 дней=87 600 МВт. час.
КПД станции -33 %
Количество электрической энергии в год – 87 600*0,33=28 908 МВт. час.
Цена 1 КВт. эл. энергии – 3 руб.
Стоимость эл. энергии за 1 год-28 908 МВт. час.*3 руб.=87 724 000 руб.
Количество тепловой энергии - 87 600 МВт.-28 907 МВт.=58 692 МВт.
Количество Гкал. в год -58 692 МВт.*0.859=50 416 Гкал. в год.
Цена 1 Гкал. =1144 руб.
Стоимость тепловой энергии за 1 год-50 416 ГКал.х1144 руб.=57 676 393
руб.
Итого: стоимость энергии за 1 год-87 724 000+57 676 393 = 145,4 млн. руб.

12. 7.2 Срок окупаемости
Доход : – 145,4 млн. руб./год.
Расход : -- Электростанция – 13 млн. руб.
-- Реактор – 13 млн. руб.
-- Доставка и монтаж – 5 млн. руб.
-- Эксплуатация и др. -- 14,54 млн. руб.
ИТОГО : 45,54 млн.руб.
Прибыль: 145,4-45,54=99,86 млн. руб. в год.
Срок окупаемости одной станции: 45,54/99,86=0,45 года.
Срок окупаемости всего проекта при работе 8 реакторов из
опытной партии 250 / 99,86 х 8 = 0,31 года. Сюда необходимо
добавить 3 года на разработку и изготовление реакторов.
Итого : 3,31года.

13. п.8. Конкуренты
Рис 7. Индийский ториевый реактор (Калпаккам).
В настоящее время ближайшим аналогом ториевого мини-
реактора (по степени готовности) является реактор разрабатываемый
в Китае (Рис.2). Он представляет из себя бак, в который насыпаны
микротвэлы (миниатюрные шарики). В микротвэлы запрессованы все
необходимые для ядерной реакции компоненты: торий, уран,
замедлитель. Сквозь микротвэлы компрессором прокачивают гелий,
который затем поступает на лопатки турбины. По мере выработки
микротвэлов сверху в бак засыпают новую порцию, а снизу удаляют
старые. Таким образом, удаётся обеспечить непрерывную работу
реактора без его остановки.
Норвежские исследователи активно занимаются проектом
Карло Руббини (бывший директор ЦЕРНа). Реактор Руббини
подкритичный и не содержит урана-235 в качестве естественной
ядерной спички, только торий и продукты его деления. Нейтроны
получают в ускорителе и направляют их поток в активную зону.

14. п.9. Продвижение на рынок
Потенциальные покупатели ториевых реакторов – Компании
занимающиеся добычей полезных ископаемых, особенно в условиях
Сибири и Крайнего Севера, управляющие компании, администрации
поселков и иных населенных пунктов (воинские части и заставы).
п.10. Конкурентные преимущества проекта
Проект одноразового необслуживаемого ториевого мини-
реактора выгодно отличается от других предлагаемых проектов по
следующим параметрам:
• Низкая стоимость всего проекта – 250 млн. руб.
• Отсутствие при эксплуатации ректора обслуживающего
персонала.
• Возможность размещения реактора в любой точке земного шара
без привязки к наличию специалистов-ядерщиков, воды, любой
другой инфраструктуры (дорог, портов и т.д.).
• Возможность поточного производства крупных партий реакторов
с одинаковыми параметрами (на сегодняшний день нет в мире
двух одинаковых реакторов- каждый строится индивидуально).
• Низкая цена для потребителя.
• Большая прибыль для производителя реакторов – 100%.

15. • Быстрая окупаемость проекта для эксплуатирующей
организации – в течение первого года эксплуатации.
• Возможность экспорта, как самого изделия, так и технологий за
рубеж.
• Возможность ликвидации аварий без облучения ликвидаторов
путём заливки в шахту реактора бетонного раствора толщиной
не менее трёх метров (2 миксера бетона).
п.11. План финансирования и возврата инвестиций
Инвестиции/год 1 2 3 4
Предоставление
млн. рублей
83,33 83,33 83,33
Возврат млн.
рублей
250
Следует отметить тот факт, что срок окупаемости проекта наступает
в первый же год эксплуатации ториевых мини-реакторов.
п.12. Предложение инвестору.
Инвестору предлагается 50% акций совместного
предприятия за 250 млн. руб. инвестиций в течение
трёх лет.

16. 13. Приложения.