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

Полезные привычки, которые изменят вашу жизнь. Адвент-календарь Esquire Полезные привычки, которые изменят вашу жизнь. Адвент-календарь Esquire

Адвент-календарь полезных привычек, которые совсем несложно освоить

Esquire
Арт-интеграция: как технологии популяризируют искусство Арт-интеграция: как технологии популяризируют искусство

Рассказываем, что «технари» привнесли в деятельность «гуманитариев»

РБК
Дети декабря Дети декабря

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

Дилетант
Отрывок из книги «Тело папы» — о том, как Папы Римские мечтали о долголетии, боялись смерти и спорили о бессмертии души Отрывок из книги «Тело папы» — о том, как Папы Римские мечтали о долголетии, боялись смерти и спорили о бессмертии души

Итальянский медиевист написал книгу про страх и ненависть абсолютных монархов

СНОБ
Четырехдюймовый полет, перевернутые датчики, перелет на 100 километров: нештатные ситуации в ракетно-космической технике Четырехдюймовый полет, перевернутые датчики, перелет на 100 километров: нештатные ситуации в ракетно-космической технике

Несмотря на то, что ракеты летают в небесах, они могут напороться на камень

Популярная механика
Сила Оли Сила Оли

Как Оля Осокина создала платформу Aiby и привлекла многомиллионные инвестиции

Harper's Bazaar
Товарищ Путин, вы большой ученый. Зачем президент хочет доказать единство русских и украинцев Товарищ Путин, вы большой ученый. Зачем президент хочет доказать единство русских и украинцев

Путин намеревается написать статью о раздробленном врагами «триедином народе»

СНОБ
Любимые мужчины Мирей Матье: как француженка сорвала свадьбы и осталась одна Любимые мужчины Мирей Матье: как француженка сорвала свадьбы и осталась одна

Мирей Матье прошла путь от девочки из бедной семьи до мировой легенды

Cosmopolitan
Да, здравствует изобилие! Новый «Дастер» теперь доступен с турбомотором и вариатором Да, здравствует изобилие! Новый «Дастер» теперь доступен с турбомотором и вариатором

Проверяем новинку от Рено в деле

Maxim
Постой, паровоз: что будет, если дёрнуть стоп-кран Постой, паровоз: что будет, если дёрнуть стоп-кран

Вам когда-нибудь хотелось дёрнуть рычаг и проверить, что же случится с поездом?

Популярная механика
Автопробег: русская Ривьера Автопробег: русская Ривьера

Вырваться из привычной жизненной колеи — реально

Вокруг света
Мечтать не вредно! Мечтать не вредно!

Как отличить фантазии от жизненных планов и можно ли превратить одно в другое?

Лиза
Как завести курортный роман: обучающее пособие со статистикой и советами самих девушек Как завести курортный роман: обучающее пособие со статистикой и советами самих девушек

Лето в зените, а у тебя еще не было курортного романа?

Maxim
Придумал ТВ на спинках кресел и электронные системы бронирования: это «главный новатор авиарынка» Дэвид Нилеман Придумал ТВ на спинках кресел и электронные системы бронирования: это «главный новатор авиарынка» Дэвид Нилеман

За 30 лет Дэвид Нилеман успел основать пять авиакомпаний

VC.RU
«Неудобное прошлое: память о государственных преступлениях в России и других странах» «Неудобное прошлое: память о государственных преступлениях в России и других странах»

Отрывок из книги Николая Эппле о том, как государства работают с трудным прошлым

N+1
Как соблазнить мужчину с помощью голоса Как соблазнить мужчину с помощью голоса

О женской энергетике и умении общаться рассуждает речевой тренер

Psychologies
«Невестка украла подарки для моего ребенка»: как зависть стала причиной раскола семьи «Невестка украла подарки для моего ребенка»: как зависть стала причиной раскола семьи

Героиня рассказала, как жизнь её семьи разделилась на «до» и «после»

Psychologies
Как напиваются насекомые, птицы и животные Как напиваются насекомые, птицы и животные

Алкоголь — вот что объединяет людей и животный мир

Maxim
Уложила и забыла Уложила и забыла

Топ-5 средств, которые меньше всего портят свежесть укладки

Лиза
Все свое ношу с собой: какие представители животного мира строят переносные дома Все свое ношу с собой: какие представители животного мира строят переносные дома

Насекомые, жизнь которых описывает афоризм «Все свое ношу с собой»

Вокруг света
7 ретрофотографий очень странных механизмов 7 ретрофотографий очень странных механизмов

Изображения очень странных штук, которых не должно было быть в нашем мире

Maxim
Космический туризм сильно влияет на изменение климата. Вот почему эту отрасль нужно серьезно контролировать Космический туризм сильно влияет на изменение климата. Вот почему эту отрасль нужно серьезно контролировать

Как космический туризм может навредить экологии

Популярная механика
Какой «автомат» тебе нужен Какой «автомат» тебе нужен

Четыре способа навсегда  забыть о педали сцепления

Maxim
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
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
Что такое «шаровая молния» и существует ли она на самом деле? Что такое «шаровая молния» и существует ли она на самом деле?

Разбираем опасное явление, которым нас пугали бабушки

Maxim
В ожидании феи-крестной: чему не стоит учиться у сказочных героинь? В ожидании феи-крестной: чему не стоит учиться у сказочных героинь?

Почему далеко не всегда стоит брать пример с героинь наших любимых сказок?

Psychologies
Убил, признался — свободен: мужчина насмерть забил свою девушку, и его отпустили Убил, признался — свободен: мужчина насмерть забил свою девушку, и его отпустили

Жестокое убийство, которое до сих пор не наказано

Cosmopolitan
Как спасались от жары в СССР (ностальгическая галерея) Как спасались от жары в СССР (ностальгическая галерея)

Помнишь лето, когда оно звучало мячом по асфальту и пахло как вода из поливалки?

Maxim
Свадьбы и любовницы: личная жизнь Павла Прилучного и других звезд сериала «Клуб» Свадьбы и любовницы: личная жизнь Павла Прилучного и других звезд сериала «Клуб»

Личная жизнь звезд сериала «Клуб»

Cosmopolitan
Открыть в приложении