Первый небольшой модульный ядерный реактор был только что одобрен регулирующими органами США

Ядерная энергетика могла бы сыграть важную роль в декарбонизации энергетического сектора, но реакторы просто 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.

В то время как страны всего мира стремятся заменить электростанции, работающие на ископаемом топливе, споры о том, атомная энергия должна сыграть свою роль, была нагрета. Хотя эта технология может обеспечить большие и надежные объемы безуглеродной электроэнергии, проблемы стоимости и безопасности сдерживают ее внедрение 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 (SMR) спроектированы так, 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 существующих реакторов.

Реактор, разработанный энергетической компанией из Орегона. Мощность NuScale стал первым небольшим модульным реактором, одобренным для использования в США. Комиссией по ядерному регулированию (NRC), открывая путь для новых электростанций, использующих этот реактор. Этот шаг не стал неожиданностью, поскольку дизайн прошел этоокончательная оценка безопасности еще в 2020 году, но это решающий шаг на пути к фактическому внедрению технологии в полевых условиях.

В то время как некоторые разрабатываемые SMR основаны на экзотических новых конструкциях, в которых в качестве топлива используются расплавленные соли урана или тория, реактор NuScale, получивший название VOYGR, не сильно отличается от традиционных полномасштабных реакторов. Это на основе дизайна Разработанный в Университете штата Орегон в начале 2000-х годов, он получил название «Многоцелевой малый легководный реактор».

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

Каждый модуль предназначен для выработки 50 мегаватт энергии, но компания планирует объединить до 12 SMR для достижения мощности, аналогичной мощности обычных атомных электростанций. 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 в кожух топливных стержней, удерживаются над активной зоной реактора с помощью электродвигателя. Это означает, что в случае отключения электроэнергии они автоматически опускаются на свое место под действием силы тяжести. Весь реактор также омывается водным бассейном, который может отводить избыточное тепло в случае чрезвычайной ситуации. Кроме того, за счет использования меньшего количества топлива общее количество выделяемого 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 один в Айдахо его планируется завершить к 2029 году.

Но были подняты вопросы о том, действительно ли ММР оправдают свои требования в качестве более дешевой и безопасной альтернативы традиционным атомным электростанциям. Изучение опубликованной в Труды Национальной академии наук в мае обнаружили, что, вопреки заявлениям производителей ММР, эти реакторы меньшего размера на самом деле могут производить больше радиоактивных отходов, чем обычные электростанции.

В одном из статьи в Counterpunch, Эксперт по атомной энергетике М.В. Рамана также отмечает, что стоимость возобновляемой энергии, такой как ветер и солнечный уже ниже, чем у атомной, и продолжает быстро падать. Напротив, ядерная энергетика с годами фактически стала дороже.

Он добавляет, что ММР могут стоить дороже, чем более крупные атомные электростанции, потому что они не имеют такой же экономии за счет масштаба. Теоретически это можно компенсировать за счет массового производства, но только если компании будут получать заказы сотнями. Что характерно, некоторые утилиты имеют уже отступил первого проекта NuScale из-за проблем с ценами.

Возможно, что еще более важно, отмечает Рамана, маловероятно, что ММР будут готовы вовремя внести свой вклад в борьбу с изменением климата. Ожидается, что проекты начнут действовать не раньше конца десятилетия, когда, по мнению МГЭИК, нам уже необходимо радикально сократить выбросы.

Однако у этой технологии есть несколько мощных сторонников, не в последнюю очередь президент Джо Байден, который недавно рекламировался «Инновационная американская технология» NuScale при объявлении гранта на строительство завода SMR, который компания построит в Румынии. Машиностроительный гигант Rolls-Royce тоже недавно объявил шорт-лист о местоположении будущего завода по производству SMR, который будет использован для производства 16 SMR для правительства Великобритании к 2050 году.

Смогут ли SMR выполнить свои обещания, еще неизвестно, но, учитывая масштаб стоящей перед нами климатической проблемы, изучение всех доступных вариантов кажется разумным.

Изображение Фото: NuScale