АПЛ со свинцово-висмутовым теплоносителем (ЖМТ)

относятся к проектам 645 и 705 (класс «Лира»).

Крупнейшая  авария произошла на опытной К-27 (проект 645):
в 1968 году

сплав окислился, заблокировав реактор твердыми шлаками

(облучение получил весь экипаж).

Также аварии с застыванием теплоносителя случались на субмаринах К-123 и К-316. [1, 2, 3

Специфика технологии ЖМТ

• Суть конструкции:

В качестве теплоносителя первого контура использовался сплав свинца и висмута

который плавится при температуре 
125  град С

• Преимущества:

Высокая безопасность при разрыве контура
(сплав не взрывается
и
не горит в отличие от натрия или воды),

отсутствие необходимости высокого давления в реакторе, компактность.

• Главный риск:

Затвердевание теплоносителя при падении температуры ниже рабочей
(приводило к выводу реакторов из строя),
а
также риск образования окислов металла, которые блокируют активную зону. [1, 2, 3]

Ключевые инциденты

1. Авария на АПЛ К-27 (проект 645)

• Дата: 24 мая 1968 года.

• Суть:
При выходе реактора на максимальную мощность
произошел резкий скачок активности и тепловыделения.

Часть теплоносителя попала в газовую систему,

активная зона расплавилась,

а сплав застыл, намертво заклинив стержни аварийной защиты.

• Последствия:

9 человек получили острую лучевую болезнь,

один из реакторов был полностью разрушен.

Лодка была выведена из боевого состава.

В 1981 году из-за высокой радиационной опасности затоплена в Карском море. [1, 2, 3]

2. Авария на АПЛ К-123 (проект 705)

• Дата: 8 апреля 1982 года.

• Суть:

В кормовой части
из-за образования окислов свинца и висмута

произошел разрыв трубопровода первого контура.

Радиоактивный расплав под давлением вырвался в реакторный отсек
и застыл.

Реактор был полностью потерян.

Благодаря исключительным характеристикам теплоносителя
(сплав быстро затвердевает при контакте с воздухом),

радиоактивного заражения акватории не произошло,
а сам отсек позже был успешно вырезан и заменен на новый. [1]

3. Проблемы с тепловым режимом (АПЛ проекта 705К)

• На субмаринах этого проекта для поддержания свинца-висмута в жидком состоянии
требовались постоянные затраты энергии.

В случае отключения реактора на базе (обесточивания) происходило застывание контура,
что делало реактор навсегда непригодным к запуску
(такой случай произошел, например, на К-316).

Аварии доказали,
что технология свинцово-висмутового охлаждения требует ювелирного контроля

за водно-химическим режимом,

содержанием кислорода в сплаве
и
недопущения термических ударов.

Детальные отчеты по радиационному наследию и проектам с ЖМТ

представлены в базе Международного агентства по атомной энергии. [1]
• Свинец-висмут: путь к «железу» - Вестник Атомпрома
3 авг. 2022 г. — Самой большой проблемой оказалось возникновение окислов, которое привело к тяжелой аварии на одном из двух реакторов на первой опы...

Вестник Атомпрома
• Тошинский Г. И. Свинцово-висмутовые реакторы: между ...
Именно на этом этапе на опытных АПЛ произошли аварии, потребовавшие досрочного прекращения эксплуатации этих АПЛ. Причём только на...