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

Как мозг восстанавливается после комы или анестезии: новое открытие Как мозг восстанавливается после комы или анестезии: новое открытие

Как именно мозг возвращается к обычному функционированию после «перезагрузки»

Популярная механика
Утраченные и обретенные Утраченные и обретенные

Где находятся потерянные произведения искусства

Weekend
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
Я ненастоящий: почему появляется синдром самозванца Я ненастоящий: почему появляется синдром самозванца

Что такое синдром самозванца?

Forbes
Креатин: как правильно принимать популярную спортивную добавку Креатин: как правильно принимать популярную спортивную добавку

Преимущества и недостатки креатина

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

Ученые впервые отключили у домовых опоссумов ген Tyr

N+1
Входите, открыто! Входите, открыто!

Самые красивые и оригинальные дачные калитки

Лиза
Египтологи воссоединили хранившиеся на разных континентах отрывки из Книги мертвых Египтологи воссоединили хранившиеся на разных континентах отрывки из Книги мертвых

Американские египтологи соединили две части древнеегипетского артефакта

N+1
Ламинирование бровей: что нужно знать о процедуре Ламинирование бровей: что нужно знать о процедуре

Чем российская процедура ламинирования бровей покорила весь мир?

РБК
В режиме реставрации В режиме реставрации

Любое произведение искусства рано или поздно нуждается в восстановлении

Robb Report
10 книг, чтобы начать разбираться в психологии 10 книг, чтобы начать разбираться в психологии

Читать мысли эти книги вас не научат, но помогут разобраться в психике

РБК
Не «Черной вдовой» единой: 6 самых важных супергеройских фильмов с женщинами в главных ролях Не «Черной вдовой» единой: 6 самых важных супергеройских фильмов с женщинами в главных ролях

Хронология борьбы супергероинь за центральное место на большом экране

Playboy
Обмельчавшая Обмельчавшая

Какой была эталонная "Сплетница" и каково ее пересматривать в 2021.

Esquire
Синдром самозванца: что это такое и как перестать постоянно чувствовать себя обманщиком Синдром самозванца: что это такое и как перестать постоянно чувствовать себя обманщиком

Определение синдрома самозванца и оптимальные стратегии борьбы с этим явлением

Playboy
Остаться без телефона и пропустить важное событие: почему мы боимся этого? Остаться без телефона и пропустить важное событие: почему мы боимся этого?

Почему мы боимся остаться без телефона

Psychologies
Макс, прощай! Певицы, сбежавшие от Фадеева: Савичева, Серябкина, Наргиз и другие Макс, прощай! Певицы, сбежавшие от Фадеева: Савичева, Серябкина, Наргиз и другие

У кого сотрудничество с Максом Фадеевым завершилась болезненным разрывом?

Cosmopolitan
Брутальные ноготочки: как Юрий Дудь, Егор Крид и Моргенштерн двигают в России рынок мужского маникюра Брутальные ноготочки: как Юрий Дудь, Егор Крид и Моргенштерн двигают в России рынок мужского маникюра

Не закончится ли мода на лак у мужчин раньше, чем вы дочитаете этот текст

Inc.
Haval Jolion. Вашей маме понравится Haval Jolion. Вашей маме понравится

Китайские маркетологи утверждают, что Haval Jolion — молодёжный кроссовер

4x4 Club
«Оттолкнись и катись»: далеко ли уедут электросамокаты в России.  Исследование рынка кикшеринга «Оттолкнись и катись»: далеко ли уедут электросамокаты в России.  Исследование рынка кикшеринга

Исследование рынка кикшеринга

Inc.
Биологи сняли на видео глубоководного прозрачного осьминога Биологи сняли на видео глубоководного прозрачного осьминога

Биологи получили редкие видеозаписи почти прозрачного стеклянного осьминога

N+1
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
Страна Макландия Страна Макландия

Как Миклухо-Маклай пытался переселить русских крестьян на Новую Гвинею

Weekend
Уловки водителей с номерами, и как за них наказывают Уловки водителей с номерами, и как за них наказывают

Какие махинации с номерами совершают водители, чтобы не платить штрафы?

РБК
Мне плохо от жары: что делать, чтобы отдых не превратился в катастрофу Мне плохо от жары: что делать, чтобы отдых не превратился в катастрофу

Отдых в жаркую погоду требует соблюдения ряда правил

Cosmopolitan
Коротко о nocode-сервисах: зачем нужны, чем удобны, для чего не подойдут и где узнать о них больше Коротко о nocode-сервисах: зачем нужны, чем удобны, для чего не подойдут и где узнать о них больше

Коротко о nocode-сервисах

VC.RU
Субвулканические жидкости помогут решить проблему нехватки меди Субвулканические жидкости помогут решить проблему нехватки меди

Ученые оценили перспективы добычи меди из субвулканических жидкостей

N+1
Плазменный ускоритель использовали в лазере на свободных электронах Плазменный ускоритель использовали в лазере на свободных электронах

Физики смогут расширить область применения плазменных ускорителей

N+1
Закалка давлением повысила критическую температуру сверхпроводника Закалка давлением повысила критическую температуру сверхпроводника

Физики научились сохранять высокотемпературную сверхпроводимость селенида железа

N+1
Как позаботиться о здоровье своего пениса: 5 бесценных советов от уролога Как позаботиться о здоровье своего пениса: 5 бесценных советов от уролога

Чтобы он тебя не подводил, стоит соблюдать несколько простых правил

Playboy
7 распространенных заблуждений о том, что помогает в жару 7 распространенных заблуждений о том, что помогает в жару

Мы собрали 7 мифов о том, что помогает во время жаркой погоды

Maxim
Открыть в приложении