- 俄羅斯國家原子能公司已完成小型模塊反應堆的投資論證階段。
- Shelf-M 反應堆設計能在 60 年內產生電力和熱能。
- 反應堆採用分散矩陣配置的燃料，提升熱傳導效率。
- 緊急冷卻系統依賴重力運作，確保安全性。
俄羅斯國家原子能公司（Rosatom）已完成於索維諾耶金礦設置首個陸基小型模塊反應堆設施的投資論證（Obosnovanie Investitsiy）階段。這一行政驗證完成了技術經濟評估，並為在遠東地區的製造和結構部署建立了監管路徑。根據報導，當地的場地調查正在進行中，而核燃料的強度測試階段已經完成。建設將於 2027 年開始，反應堆預計在 2030 年啟用，並於 2032 年全面商業運行。
反應堆設計與運作模式
Rosatom 首席執行官阿列克謝·利哈喬夫（Alexey Likhachev）表示：“Shelf-M 將能夠在 60 年內產生 10 MW 的電力和 35 MW 的熱能。目前，SNPP 建設計劃已經制定，部署場地的工程調查已開始，而核燃料的耐久性測試階段也已完成。”該設施的技術配置以 Shelf-M 微型反應堆為中心，運作模式為一個集成的加壓水系統。整個主循環系統，包括反應堆核心、控制機制和蒸汽發生組件，都封裝在一個單一的圓柱形鋼殼內。
Rosatom 指出：“Shelf-M 長 11 米，直徑 8 米，完全組裝時重 370 噸，包括反應堆系統。”這一特定尺寸允許整個模塊在集中工廠內製造，而非在現場建造。其結構外殼經過設計，以承受在北極環境中通過駁船或重型履帶車運輸時的應力，並能在 60 年的運行壽命內轉移至其他工業地點。Shelf-M 的內部物理結構基於來自海洋核破冰船的運行參數而設計的通道型核心架構。
燃料配置與安全特性
該反應堆並不使用傳統的顆粒燃料棒，而是採用分散矩陣配置。Rosatom 補充道：“Shelf-M 是一種水冷卻、水調節的反應堆，將使用分散在鋁矽合金（silumin）矩陣中的二氧化鈾作為燃料。”這些燃料棒採用交叉形幾何輪廓，而非標準的圓柱形。交叉形的截面增加了可用於熱傳導的特定表面積，從而提高了從核心到冷卻劑的熱傳導速率。
該機構指出：“試點反應堆的燃料棒由先前已測試和驗證的組件製成。例如，包覆材料為經過時間考驗的鉻-鎳合金 42KhNM，而交叉形燃料棒的幾何形狀類似於 SM-3 和 PIK 研究反應堆中使用的燃料棒。”這一被動對流回路使反應堆在不依賴備用柴油發電機或外部電網的情況下，能夠在產生高達 30%額定熱功率的同時保持安全的熱散失。Rosatom 總結道：“Shelf-M 能夠在約 30%的額定功率下以自然的主冷卻劑循環模式運行。
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此外，緊急冷卻迴路和殘餘熱去除系統僅依賴於重力和熱學法則，即使在完全停電情況下，也能使反應堆核心保持在穩定的熱平衡狀態。
小型模塊反應堆的技術創新與安全性
Shelf-M 小型模塊反應堆的設計和技術創新，顯示出俄羅斯在核能領域的進步。這種反應堆的採用不僅提高了熱傳導效率，還通過創新的燃料配置和被動安全系統，增強了運行的安全性。隨著全球對可持續能源需求的增加，小型模塊反應堆可能成為未來核能發展的重要方向，尤其是在偏遠地區的能源供應上。