Проект первого небольшого модульного ядерного реактора был только что одобрен регулирующими органами США

Малые модульные реакторы Nuscale ядерная энергетика

Ядерная энергетика может сыграть важную роль в обезуглероживании энергетического сектора, но реакторы слишком дороги и сложны, чтобы их можно было быстро развернуть. Новый реактор меньшего размера может вскоре изменить ситуацию после получения сертификата Комиссии по ядерному регулированию на прошлой неделе.

По мере того, как страны всего мира стремятся заменить электростанции, работающие на ископаемом топливе, разгорелись споры о том, должна ли ядерная энергетика играть роль. Хотя эта технология может обеспечить большие и надежные объемы безуглеродной электроэнергии, соображения стоимости и безопасности сдерживают ее развертывание в качестве решения климатического кризиса.

Однако в последние годы появилось множество новых компаний, обещающих обойти многие из этих опасений за счет сокращения реакторов. Так называемые малые модульные реакторы (ММР) спроектированы так, чтобы быть достаточно маленькими, чтобы их можно было построить на заводе перед отправкой туда, где они необходимы, что должно значительно снизить затраты. Они также спроектированы так, чтобы быть намного безопаснее, чем существующие реакторы.

Реактор, разработанный энергетической компанией NuScale Power из Орегона, стал первым малым модульным реактором, одобренным для использования в США Комиссией по ядерному регулированию (NRC), что проложило путь для новых электростанций, использующих этот реактор. Этот шаг не стал неожиданностью, потому что конструкция прошла окончательную оценку безопасности еще в 2020 году, но это важный шаг к фактическому развертыванию технологии в полевых условиях.

В то время как некоторые разрабатываемые ММР основаны на новых экзотических конструкциях, в которых в качестве топлива используются расплавленные соли урана или тория, реактор NuScale, получивший название VOYGR, не сильно отличается от традиционных полномасштабных реакторов. Он основан на конструкции, разработанной в Университете штата Орегон в начале 2000-х годов под названием «Многоцелевой малый реактор на легкой воде».

Конструкция состоит из цилиндрической защитной оболочки высотой 76 футов и шириной 15 футов, в которой находится реактор. Вода проходит через серию урановых топливных стержней, которые выделяют тепло в результате реакций деления. Затем нагретая вода поднимается вверх к парогенераторам, которые используют тепло воды для производства перегретого пара. Затем он используется для привода турбины, которая вырабатывает электричество.

Каждый модуль рассчитан на выработку 50 мегаватт энергии, но компания планирует объединить до 12 ММР для достижения мощности, аналогичной обычным атомным электростанциям. ММР оснащены новыми функциями безопасности, предназначенными для предотвращения катастроф, которые ужесточили общественное мнение против ядерной энергетики.

Во-первых, регулирующие стержни, используемые для остановки реакции деления путем заключения топливных стержней, удерживаются над активной зоной реактора электродвигателем. Это означает, что в случае отключения электроэнергии они автоматически встанут на место под действием силы тяжести. Весь реактор также находится в бассейне с водой, который может отводить избыточное тепло в случае чрезвычайной ситуации. Кроме того, при использовании меньшего количества топлива общее количество производимого тепла значительно снижается.

Есть надежда, что эти дополнительные функции безопасности в сочетании со снижением затрат благодаря возможности массового производства этих реакторов на заводе, а не на месте, могут привести к возрождению ядерной энергетики. NuScale работает над рядом проектов в США, в том числе над проектом в Айдахо , который планируется завершить к 2029 году.

Но были подняты вопросы о том, действительно ли ММР оправдают свою рекламу как более дешевая и безопасная альтернатива традиционным атомным электростанциям. Исследование , опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences в мае, показало, что, вопреки утверждениям производителей ММР, эти реакторы меньшего размера на самом деле могут производить больше радиоактивных отходов, чем обычные установки.

В статье в Counterpunch эксперт по ядерной энергетике М. В. Рамана также указывает, что стоимость возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнечная энергия , уже ниже, чем у ядерной, и продолжает быстро падать. Атомная энергетика, напротив, с годами стала дороже.

Он добавляет, что ММР могут стоить больше, чем более крупные атомные электростанции, потому что они не обеспечивают такой же экономии за счет масштаба. Теоретически это можно компенсировать массовым производством, но только если компании будут получать заказы сотнями. Что характерно, некоторые коммунальные предприятия уже отказались от первого проекта NuScale из соображений экономии.

Возможно, что еще более важно, отмечает Рамана, ММР вряд ли будут готовы вовремя внести свой вклад в борьбу с изменением климата. Ожидается, что проекты не будут запущены до конца десятилетия, когда, по словам МГЭИК, нам уже необходимо радикально сократить выбросы.

Однако у этой технологии есть несколько мощных стимуляторов, не в последнюю очередь президент Джо Байден, который недавно рекламировал «новаторскую американскую технологию» NuScale, объявляя о гранте для завода SMR, который компания построит в Румынии. Машиностроительный гигант Rolls-Royce также недавно объявил окончательный список местоположений своего будущего завода SMR, который будет использоваться для производства 16 SMR для правительства Великобритании к 2050 году.

Смогут ли ММР выполнить свое обещание, еще неизвестно, но, учитывая масштаб стоящих перед нами климатических проблем, изучение всех доступных вариантов представляется разумным.

Кредит изображения: UAMPS . Визуализация того, как мог бы выглядеть первый завод, использующий дизайн NuScale SMR.

Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован.