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

Флагманский кроссовер Chery. Что делает Tiggo 8 Pro особенным? Флагманский кроссовер Chery. Что делает Tiggo 8 Pro особенным?

Компания Chery представила свой новый полноразмерный кроссовер Tiggo 8 Pro

4x4 Club
Как мы выбираем жилье с точки зрения психологии: наблюдения и советы архитектора Как мы выбираем жилье с точки зрения психологии: наблюдения и советы архитектора

Про неочевидные причины выбора жилья рассказывает архитектор

Cosmopolitan
Как кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты Как кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты

Исследования выявили ряд интересных фактов, связанных с кофеином

Psychologies
Как разрешить конфликт на работе, если вы не согласны с начальником Как разрешить конфликт на работе, если вы не согласны с начальником

Как разбираться с трудовыми конфликтами?

Psychologies
На дистанции: почему мы боимся сближаться с партнером На дистанции: почему мы боимся сближаться с партнером

Как удержать баланс между «Я» и «мы» и дорастить брак до партнерского?

Psychologies
Как повысить продуктивность Как повысить продуктивность

Вместе с нашим экспертом разбираемся, что делать, чтобы все успевать

GQ
Как проверить автомобиль с пробегом по базам. Полная инструкция Как проверить автомобиль с пробегом по базам. Полная инструкция

Что можно узнать об истории машины по VIN-коду

РБК
Я ненастоящий: почему появляется синдром самозванца Я ненастоящий: почему появляется синдром самозванца

Что такое синдром самозванца?

Forbes
Личный опыт: как (не)надо осваивать триатлон и как выбирать экипировку Личный опыт: как (не)надо осваивать триатлон и как выбирать экипировку

Триатлон — спорт вполне доступный, с относительно невысоким порогом входа

Playboy
Хочется только воды и фруктов! Почему в жару опасно мало есть Хочется только воды и фруктов! Почему в жару опасно мало есть

Как летнее «голодание» может нанести организму серьезный ущерб

Cosmopolitan
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
Ольга Бузова, Ксения Собчак, Земфира: 9 самых успешных представительниц шоу-бизнеса Ольга Бузова, Ксения Собчак, Земфира: 9 самых успешных представительниц шоу-бизнеса

Рассказываем о женщинах, которые вошли в список «50 самых успешных звезд»

Forbes
Не гудеть на сэндвичи, не есть жареную курицу вилкой, не делиться паролем от Netflix: самые странные законы США Не гудеть на сэндвичи, не есть жареную курицу вилкой, не делиться паролем от Netflix: самые странные законы США

Как случайно не нарушить закон в США

Вокруг света
Простые советы как не отравиться домашней едой Простые советы как не отравиться домашней едой

Основы безопасности пищевых продуктов от эксперта

Популярная механика
«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
Какие плавки надевать на пляж, а какие — в бассейн Какие плавки надевать на пляж, а какие — в бассейн

Купальный дресс-код для настоящих джентльменов на отдыхе!

Maxim
Археологи нашли кремированные останки беременной двойней женщины эпохи бронзы Археологи нашли кремированные останки беременной двойней женщины эпохи бронзы

Ареологи исследовали останки 29 человек культуры Ватя

N+1
Имплантируемый датчик вернул осязание крысиной лапе Имплантируемый датчик вернул осязание крысиной лапе

Устройство успешно восстановило чувствительность конечностей грызунов

N+1
Кто не с нами, тот против нас: 10 фильмов и сериалов о сектах Кто не с нами, тот против нас: 10 фильмов и сериалов о сектах

Создатели этих фильмов и сериалов пытались понять, как устроены секты

Cosmopolitan
Эта ракета не взлетит. Новое кино Серебренникова — о том, как мы проспали будущее Эта ракета не взлетит. Новое кино Серебренникова — о том, как мы проспали будущее

«Петровы в гриппе» — о том, как вырваться из утопии прошлого и зажить

СНОБ
Всемирно известный скульптор променял Англию и Италию на Читу, чтобы спасти родное село Всемирно известный скульптор променял Англию и Италию на Читу, чтобы спасти родное село

Оно уж готовилось к вымиранию, но теперь придется стать туристическим оазисом

Maxim
Как провести выходные в Самаре Как провести выходные в Самаре

Едим раков, купаемся в Волге и гуляем по старым улочкам Самары

GQ
Цветок забвения Цветок забвения

Иван-чай узколистный — многолетнее травянистое растение из семейства Кипрейные

Наука и жизнь
История Chrome Hearts: как эстетика байкерского Лос-Анджелеса воплотилась в культовом бренде История Chrome Hearts: как эстетика байкерского Лос-Анджелеса воплотилась в культовом бренде

От локальной компании по производству кожи до кастома для звезд

GQ
Складно скроен: как смартфоны с гибким экраном завоевывают рынок Складно скроен: как смартфоны с гибким экраном завоевывают рынок

Как компании возрождают моду на складные телефоны

Forbes
Опоссумы-альбиносы стали первыми генетически отредактированными сумчатыми Опоссумы-альбиносы стали первыми генетически отредактированными сумчатыми

Ученые впервые отключили у домовых опоссумов ген Tyr

N+1
Правила успешного питч-дека. Как презентовать стартап инвесторам и не дать им заскучать Правила успешного питч-дека. Как презентовать стартап инвесторам и не дать им заскучать

Как грамотно презентовать стартап и завоевать доверие инвесторов

Inc.
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
Езда с просроченными правами в 2021: все нюансы и штрафы Езда с просроченными правами в 2021: все нюансы и штрафы

Все, что нужно знать о езде с просроченными и недействительными правами

РБК
Врать по-русски: 9 фактов об «Охотниках на привале» Врать по-русски: 9 фактов об «Охотниках на привале»

Почему «Охотники на привале» – это картина-анекдот

Вокруг света
Открыть в приложении