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

Бутилированная вода: чем вреден пластик и стоит ли переходить на фильтрованную воду Бутилированная вода: чем вреден пластик и стоит ли переходить на фильтрованную воду

Об особенностях бутилированной воды

Популярная механика
Цербер Святой Елены Цербер Святой Елены

Кем был генерал Хадсон Лоу?

Дилетант
Итан Хоук развелся, Билл Клинтон потерял дочь, а Харуки Мураками разговаривает с обезьянами Итан Хоук развелся, Билл Клинтон потерял дочь, а Харуки Мураками разговаривает с обезьянами

Список самых ожидаемых книг 2021 года: Итан Хоук, Стивен Кинг и другие

GQ
Боат-шеринг. Михаил Высоковский — о том, как в Москве развивают аренду катеров Боат-шеринг. Михаил Высоковский — о том, как в Москве развивают аренду катеров

В Москве открылся первый в России клуб совместного использования катеров

СНОБ
Не только Безос и Брэнсон: какие компании хотят отправлять в космос туристов Не только Безос и Брэнсон: какие компании хотят отправлять в космос туристов

В космотуризме есть место для 20 проектов, считает основатель Virgin Galactic

VC.RU
Iris Iris

Производственный рассказ Татьяны Замировской про девушку и её цветочный бизнес

Esquire
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
А дома лучше А дома лучше

История любви модели Жени Катавы и ее избранника

Tatler
Дана Борисова, Гуф, Тима Белорусских и другие звезды, попавшиеся на наркотиках Дана Борисова, Гуф, Тима Белорусских и другие звезды, попавшиеся на наркотиках

Публичные люди, открыто заявившие о своих проблемах с наркотиками

Cosmopolitan
Почему для проведения Олимпиады лучше выбрать один город, и как это поможет бороться с глобальным потеплением Почему для проведения Олимпиады лучше выбрать один город, и как это поможет бороться с глобальным потеплением

Зачем выбирать город для Олимпиады, если можно построить отдельный остров?

Популярная механика
«Заостряйте конфликт — и делайте это быстро»: Джефф Безос о магии утра и худших в мире решениях «Заостряйте конфликт — и делайте это быстро»: Джефф Безос о магии утра и худших в мире решениях

Два эссе Безоса из книги Invent and Wander

Forbes
История одного здания: дом Анненковых История одного здания: дом Анненковых

История дома Анненковых

Культура.РФ
7 сцен из культовых фильмов, в которых актеры не знали, что ждет их на съемочной площадке 7 сцен из культовых фильмов, в которых актеры не знали, что ждет их на съемочной площадке

Иногда то, что ты видишь на экране, — вовсе не гениальная игра актеров, а правда

Maxim
Время для нового старта: о чем стоит задуматься в 35 лет? Время для нового старта: о чем стоит задуматься в 35 лет?

35 лет — подходящий момент, чтобы понять, как начать жить лучше

Psychologies
Немецкие археологи нашли неандертальское ударное оружие для охоты на оленей и лошадей Немецкие археологи нашли неандертальское ударное оружие для охоты на оленей и лошадей

Древнему листовидному наконечнику для копья оказалось более 65 тысяч лет

N+1
Счастье от ума: как рефлексировать, чтобы быть счастливым Счастье от ума: как рефлексировать, чтобы быть счастливым

Как рефлексировать правильно, чтобы помочь себе, а не оказаться в депрессии

РБК
Хотите поговорить о Боге? 8 необычных сериалов о религии Хотите поговорить о Боге? 8 необычных сериалов о религии

Необычные сериалы о религии

Cosmopolitan
12 сугубо научных фактов, о которых вы не знали 12 сугубо научных фактов, о которых вы не знали

Удивительные факты из мира науки

Популярная механика
Блокадный огород Блокадный огород

Как выживал блокадный Ленинград

Дилетант
Как цифровая наружная реклама собирает информацию о прохожих. И при чем тут закон о персональных данных Как цифровая наружная реклама собирает информацию о прохожих. И при чем тут закон о персональных данных

Эксперт: как собирать информацию о клиентах, не нарушая их границы

СНОБ
«Режиссеры смеялись, а я плакала»: звезду сериала «Фитнес» травили из-за ее веса «Режиссеры смеялись, а я плакала»: звезду сериала «Фитнес» травили из-за ее веса

Лёля Баранова призналась, что испытывала трудности с работой из-за фигуры

Cosmopolitan
Ушли в тень: почему хакерская группировка REvil свернула свою деятельность Ушли в тень: почему хакерская группировка REvil свернула свою деятельность

Хакерская группировка REvil за 2020 год заработала $100 млн

Forbes
5 сюрпризов самого большого «Кадиллака» 5 сюрпризов самого большого «Кадиллака»

Новый Escalade пришел, чтобы править

Maxim
Любовь или кошелек: как измены влияют на доход Любовь или кошелек: как измены влияют на доход

Чем полезен для верности баланс в заработке мужчины и женщины?

Psychologies
Браки, измена и развод: любовные страсти красоток-актрис сериала «Папины дочки» Браки, измена и развод: любовные страсти красоток-актрис сериала «Папины дочки»

Какие страсти кипят в личной жизни звезд сериала «Папины дочки»

Cosmopolitan
Археологи осветили пещеру палеолитическими методами Археологи осветили пещеру палеолитическими методами

Ученые установили основные источники света, которые использовали люди палеолита

N+1
Как Netflix перевел неполиткорректные реплики в фильмах «Брат» и «Брат 2» Как Netflix перевел неполиткорректные реплики в фильмах «Брат» и «Брат 2»

Цитаты из фильмов с Данилой Багровым заиграли новыми лексическими красками

Maxim
Бедная я, бедная… Бедная я, бедная…

Меняем внутренний настрой: как изменить свое отношение к нехватке денег

Лиза
«Отец предавал меня всю жизнь, но осознала я это только после его смерти» «Отец предавал меня всю жизнь, но осознала я это только после его смерти»

Отношения с родителями во многом определяют линию нашей собственной жизни

Psychologies
Открыть в приложении