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

Серийного убийцу «Фантома из Хайльбронна» не могли поймать 16 лет. Просто его никогда не существовало Серийного убийцу «Фантома из Хайльбронна» не могли поймать 16 лет. Просто его никогда не существовало

Следователи 16 лет искали преступника, которого не существовало в реальности

Популярная механика
Жертвы экзорцистов: женщины, которых обряд изгнания дьявола убил в наше время Жертвы экзорцистов: женщины, которых обряд изгнания дьявола убил в наше время

Эти женщины погибли от рук экзорцистов в XX и XXI веках

Cosmopolitan
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
«Работа на вас может стать моей таблеткой счастья»: эпоха, когда женщины обрели голос «Работа на вас может стать моей таблеткой счастья»: эпоха, когда женщины обрели голос

Глава романа о легендарном главном редакторе Cosmopolitan Хелен Герли Браун

Forbes
Приуныл? 4 коктейля, которые спасут провальный день Приуныл? 4 коктейля, которые спасут провальный день

Что пить, когда на душе скребут не кошки, а крысы

Playboy
Одна вокруг света: горные дороги, озерная гладь и пестрый город Одна вокруг света: горные дороги, озерная гладь и пестрый город

127-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Гватемала

Forbes
Исторический выбор: что происходило до и после того, как были сделаны легендарные фотографии агентства Magnum Исторический выбор: что происходило до и после того, как были сделаны легендарные фотографии агентства Magnum

Историк фотографии Михаил Сидлин объясняет, чем именно ценны эти снимки

Esquire
Как выглядят красавицы-актрисы шоу «Уральские пельмени»: Юлия Михалкова и другие Как выглядят красавицы-актрисы шоу «Уральские пельмени»: Юлия Михалкова и другие

Какие красавицы украсили мужской коллектив «Уральских пельменей»

Cosmopolitan
Отдала лучшие годы! Ошибки, которые совершают в отношениях женщины разных знаков Отдала лучшие годы! Ошибки, которые совершают в отношениях женщины разных знаков

Давай посмотрим, какие ошибки чаще всего совершают знаки в отношениях

VOICE
Киберпсихологи, авитологи и дизайнеры эмоций: профессии настоящего Киберпсихологи, авитологи и дизайнеры эмоций: профессии настоящего

Какие из необычных профессий наиболее актуальны для бизнеса прямо сейчас

Inc.
Мечтать не вредно! Мечтать не вредно!

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

Лиза
5 книг о великих музыкантах 5 книг о великих музыкантах

Подборка книг о великих музыкантах: от Боуи до Владислава Шпильмана

Популярная механика
Испытание стирального порошка и лекарство от рака: зачем нужна и как устроена самая далёкая научная лаборатория — МКС Испытание стирального порошка и лекарство от рака: зачем нужна и как устроена самая далёкая научная лаборатория — МКС

Во сколько обходится МКС, какие исследования там проводят?

VC.RU
Почему русские не умеют вести непринужденные беседы. Отрывок из книги «Искусство очаровывать незнакомцев» Почему русские не умеют вести непринужденные беседы. Отрывок из книги «Искусство очаровывать незнакомцев»

Отрывок из книги Татьяны Шахматовой, популяризаторки лингвистики

СНОБ
Гусеницы позаимствовали у вирусов белки для убийства наездников Гусеницы позаимствовали у вирусов белки для убийства наездников

Они не дают личинкам наездников развиваться

N+1
10 правил, как не набрать лишнего в супермаркете 10 правил, как не набрать лишнего в супермаркете

Узнай, как не стать жертвой маркетологов и сэкономить деньги в магазине

Maxim
Попасть в сети Попасть в сети

Пять способов потерять деньги, продавая вещи в Интернете

Лиза
Преступление по соседству: детективы об убийствах в маленьких городах Преступление по соседству: детективы об убийствах в маленьких городах

12 интересных детективных фильмов и сериалов об убийствах в маленьких поселениях

Cosmopolitan
Спутница Юпитера Спутница Юпитера

Что узнала «Юнона» за пять лет работы на орбите Юпитера

N+1
Спасибо, следующая: почему романы Егора Крида с блогершами не складываются Спасибо, следующая: почему романы Егора Крида с блогершами не складываются

Егор Крид обычно расстается громко и нередко со скандалом

Cosmopolitan
Растения никогда не поработят людей. Правда же? Растения никогда не поработят людей. Правда же?

Что растения могут предъявить против людей?

Популярная механика
Путешествие к точке G: как я ее искала (и все-таки нашла) Путешествие к точке G: как я ее искала (и все-таки нашла)

Точка G: существует она или нет? Сексологи спорят об этом уже семьдесят лет

Psychologies
5 асан, которые помогут вам расслабиться 5 асан, которые помогут вам расслабиться

Закаляем дух и тренируем тело с помощью этих асан

GQ
Магнитное пересоединение экспоненциально быстро лишило черную дыру магнитного поля Магнитное пересоединение экспоненциально быстро лишило черную дыру магнитного поля

Физики провели моделирование намагниченной черной дыры, окруженной плазмой

N+1
Сыновьям потакают больше, чем дочерям: правда ли это? Сыновьям потакают больше, чем дочерям: правда ли это?

Замечали ли вы, что многие родители относятся к сыновьям более снисходительно?

Psychologies
Знай наших! Любимые русские фильмы западных звёзд Знай наших! Любимые русские фильмы западных звёзд

Русские фильмы, которые иностранные режиссёры и актёры называли своими любимыми

Cosmopolitan
Убойный футбол: 10 диких игр с мячом Убойный футбол: 10 диких игр с мячом

Забавные предки и не менее веселые потомки футбола

Вокруг света
Принцесса навсегда Принцесса навсегда

В чем феномен народной любви к леди Ди?

Лиза
Растаявший ледник в Монголии обнажил останки архаров и древнее оружие Растаявший ледник в Монголии обнажил останки архаров и древнее оружие

Археологи обследовали участки, высвободившиеся из-под ледника в Монголии

N+1
Рид Хоффман: «Я фанат игр. И это не шахматы» Рид Хоффман: «Я фанат игр. И это не шахматы»

Венчурный инвестор рассказал, какие игры помогли ему добиться успеха в бизнесе

VC.RU
Открыть в приложении