Почему один из богатейших людей на Земле инвестирует в АЭС нового типа

Популярная механикаБизнес

Атомный реактор Билла Гейтса

Почему один из богатейших людей на Земле инвестирует в АЭС нового типа. Разбираем проект TerraPower Natrium по косточкам, от топлива до цен.

Александр Березин

Фото: Gates Notes

Попытки развитых стран перейти на энергию солнечных и ветряных электростанций проходят не всегда блестяще. Зимой недостаток производства такой «чистой» энергии особенно заметен, и пока его приходится закрывать тепловыми и атомными станциями. Но ТЭС, работающие на ископаемом топливе, в будущее не попадут, а АЭС вне России, Китая и Южной Кореи стоят безумно дорого, регулируются невероятно строго, и строят их мало.

Основанный Биллом Гейтсом стартап TerraPower планирует решить все эти проблемы разом. Для этого он построит в Вайоминге (на месте старой угольной ТЭС) принципиально новую АЭС. При электрической мощности в 345 МВт она будет сравнительно недорогой, и, в теории, сможет стать уникальным стабилизирующим фактором для энергосистемы будущего. Но насколько реальны эти перспективы? Не пропадут ли инвестиции Гейтса – и гранты американского министерства энергетики на сотни миллионов долларов?

Быстрые нейтроны

В ходе ядерных реакций выделяются быстрые нейтроны. Они сталкиваются с новыми ядрами атомов топлива, вызывая их деление. Чтобы эти частицы чаще попадали в ядра урана-235, и реакция проходила стабильно, их нужно замедлить до невысокой «тепловой» скорости. Поэтому в подавляющем большинстве действующих сегодня реакторов используются замедлители, такие как графит или просто вода, которая также нужна и в качестве теплоносителя, выносящего тепло из реактора к парогенераторам.

Однако для урана-238 такие тепловые нейтроны слишком медленны, а ведь этого изотопа в ядерном топливе в разы больше, чем 235-го. В природных рудах эта разница доходит до 140 раз. Неудивительно, что и в России, и за рубежом одним из перспективных направлений атомной энергетики стали реакторы, не использующие замедлитель и способные работать на быстрых нейтронах (РБН). А это значит, что охлаждать тепловыделяющие элементы должна не вода, замедляющая нейтроны, а какой-то другой теплоноситель, который их не тормозит.

В поисках подходящего вещества ученые опробовали свинцово-висмутовые смеси и даже ртуть, но обнаружили, что при высоких температурах они вызывают быструю коррозию стальных труб. В итоге самым перспективным оказался жидкий натрий. «Все работающие в мире сегодня "быстрые" реакторы – натриевые, – рассказал нам инженер-физик, специалист в области радиоэкологии Дмитрий Горчаков. – Точнее говоря, оба: БН-600 и БН-800, работающие в нашей стране и пока единственные быстрые реакторы на АЭС».

2df147603782ebd3f42f2ec53f9a2678.jpeg
Проект экспериментальной АЭС Terrapower. Фото: Terrapower

Жидкий натрий

Конечно, есть у натрия и недостаток: невероятная химическая активность. Этот щелочной металл воспламеняется даже при контакте с водой и воздухом, из-за чего пришлось закрыть экспериментальный РБН на японской АЭС Мондзю. Однако гейтсовский стартап TerraPower выбрал именно этот теплоноситель, подчеркнув это даже в названии своего будущего реактора: Natrium.

«Дело в том, что на химической активности недостатки натрия практически заканчиваются, а дальше начинаются преимущества, – говорит Дмитрий Горчаков. – В обычных реакторах теплоносителем выступает вода, а ее греть выше 330 °C сложно даже под давлением. Натрий же кипит только при 883 °C. Это позволяет нагревать его в реакторе до 550 °C — куда сильнее воды, и при этом еще остается большой запас до кипения, что важно для безопасности. Поэтому тепловой КПД натриевых реакторов достигает 42% (как у БН-600) против 32-37% у "водяных"». Стоит добавить, что в случае Terra Power этот показатель, видимо, должен быть еще выше. Тепловую мощность реактора планируют в 840 МВт, а электрическую — 345 МВт, что указывает на КПД в 44,6%.

Еще одно преимущество натрия перед водой – давление. Воду для водяных реакторов греют под давлением в 160 атмосфер, для чего стенки корпуса приходится делать толстыми, как на линкорах прошлого. Давление не только делает его дороже, но и создает угрозу разрыва при сбоях с охлаждением, как это случилось на АЭС Фукусима-1. Natrium, как и российские РБН, будет держать натрий при давлении, близком к атмосферному.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Будущее пятого поколения Будущее пятого поколения

Время 4G на исходе. 5G серьезно изменит нашу жизнь

Популярная механика
Вкусовая палитра: 7 натуральных пищевых красителей Вкусовая палитра: 7 натуральных пищевых красителей

Яркие красители обычно являются синтетическими, но бывают и исключения

Вокруг света
Дети декабря Дети декабря

Декабристы — безумцы, герои, предатели или лучшие сыны нации?

Дилетант
В какие часы лучше всего пить кофе В какие часы лучше всего пить кофе

Когда стоит пить кофе?

Psychologies
Мужчины в декрете: как дела обстоят в России? Мужчины в декрете: как дела обстоят в России?

Поговорили с папами, которые ушли в отпуск по уходу за детьми

Playboy
Почему нам всем не хватало «Чудаков» Почему нам всем не хватало «Чудаков»

Почему сейчас самое время для продолжения безумной серии «Чудаков»

GQ
Сошла с орбиты эпоха. Что для Российского сегмента МКС значил модуль «Пирс» Сошла с орбиты эпоха. Что для Российского сегмента МКС значил модуль «Пирс»

Чем был важен для России жилой объект «Пирс»

Популярная механика
Новый туристический маршрут — Хакасия: зачем туда ехать и что посмотреть Новый туристический маршрут — Хакасия: зачем туда ехать и что посмотреть

Хакасия — земля пяти стихий

Cosmopolitan
Пионеры поколения Z. Актеры сериала «Пищеблок» — о конфликте поколений, 80-х и сверстниках Пионеры поколения Z. Актеры сериала «Пищеблок» — о конфликте поколений, 80-х и сверстниках

Актеры «Пищеблока» — о времени, свободе, конфликте поколений и поиске себя

СНОБ
Ученые выяснили, что морская вода полезна для мужского здоровья Ученые выяснили, что морская вода полезна для мужского здоровья

Cтранный эксперимент: мужчины среднего возраста три месяца смотрели на море

Maxim
Ялта, парус! Самые романтичные фильмы про каникулы Ялта, парус! Самые романтичные фильмы про каникулы

Романтически фильмы, которые зарядят тебя хорошим настроением

Cosmopolitan
Возможности не ограничены: как девушки с инвалидностью знакомятся онлайн Возможности не ограничены: как девушки с инвалидностью знакомятся онлайн

Может ли диагноз стать препятствием для дружбы и любви

Psychologies
10 фальшивок, изменивших ход истории 10 фальшивок, изменивших ход истории

Подтасовка фактов и подделка документов — совсем не изобретение нашего времени

Вокруг света
10 способов разнообразить прелюдию 10 способов разнообразить прелюдию

Как сделать прелюдию более интересной и приятной для обоих партнеров?

Psychologies
10 фраз, которые лучше никогда не произносить 10 фраз, которые лучше никогда не произносить

Фразы, которые могут больно ранить, обесценить или просто расстроить других

Psychologies
Как Миддлтон, Маркл, Диана и другие монархи познакомились с будущими мужьями Как Миддлтон, Маркл, Диана и другие монархи познакомились с будущими мужьями

Любовные истории членов монаршей семьи похожи на сюжеты романтических фильмов

Cosmopolitan
Стройные звезды! Секреты похудения Бузовой, Бородиной и других ведущих «Дома-2» Стройные звезды! Секреты похудения Бузовой, Бородиной и других ведущих «Дома-2»

Ведущие «Дома-2» рассказали, как им удается сохранить фигуру стройной

Cosmopolitan
Доказано, что псилоцибин значительно ускоряет рост клеток мозга Доказано, что псилоцибин значительно ускоряет рост клеток мозга

Как псилоцибин влияет на нейронную пластичность в мозге млекопитающих

Популярная механика
Женская онкология: опасные формы рака, которые можно предотвратить Женская онкология: опасные формы рака, которые можно предотвратить

Группа онкологических заболеваний, которыми страдают исключительно женщины

Cosmopolitan
4 важных правила этикета современного секса, которые должен соблюдать каждый 4 важных правила этикета современного секса, которые должен соблюдать каждый

Прогресс затронул не только технику, но и интим

Playboy
Робин Уильямс: 11 интересных фактов об актере Робин Уильямс: 11 интересных фактов об актере

Факты из жизни легендарного актера Робина Уильямса

РБК
Какого врача выбрать: мужчину или женщину? Какого врача выбрать: мужчину или женщину?

Как эмпатия, больше свойственная женщинам, помогает в борьбе с болезнями?

Psychologies
Борис Эйфман: Чужое недоброжелательство — лучший стимул для творчества Борис Эйфман: Чужое недоброжелательство — лучший стимул для творчества

Интервью с Борисом Эйфманом

СНОБ
Три кита, на которых стоят гармоничные отношения Три кита, на которых стоят гармоничные отношения

Какие отношения можно назвать гармоничными и здоровыми?

Psychologies
Срезал разметку при повороте одним колесом. Как за это накажут Срезал разметку при повороте одним колесом. Как за это накажут

Что ждет водителей, которые срезают углы при поворотах?

РБК
Виртуальный интерлайн: реальные полеты в любую точку мира Виртуальный интерлайн: реальные полеты в любую точку мира

У онлайн-тревел-агентств появился козырь — виртуальный интерлайн

Популярная механика
Китайский фарфор проник в Европу тысячу лет назад как статусный подарок Китайский фарфор проник в Европу тысячу лет назад как статусный подарок

Ученые определили происхождение китайского фарфора X–XI века в Испании

N+1
Горячая линия Горячая линия

Как влияет жара и переизбыток солнца на нервную систему и наше настроение

Лиза
Огромное железное ядро Меркурия могло появиться в результате воздействия Солнца Огромное железное ядро Меркурия могло появиться в результате воздействия Солнца

Массивное ядро ​​Меркурия может быть результатом мощного влияния Солнца

Популярная механика
Эпоха тревоги: как мы стали одержимы безопасностью Эпоха тревоги: как мы стали одержимы безопасностью

Отрывок из книги «Парадокс страха» — о природе страхов и их первопричинах

Forbes
Открыть в приложении