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

Нашу реальность поставили под сомнение Нашу реальность поставили под сомнение

Парадокс, который ставит под сомнение представления о физической реальности

Популярная механика
«Наука» в космосе: на что способен новый российский модуль МКС «Наука» в космосе: на что способен новый российский модуль МКС

Чем оснащен новый российский модуль МКС, который ждали 14 лет

Forbes
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
Львица, Секира и Пламенная Жанна: как женщины в Средние века становились воинами Львица, Секира и Пламенная Жанна: как женщины в Средние века становились воинами

Далеко не все средневековые дамы довольствовались пассивной ролью в политике

Forbes
Пикантные фото Хазановой и других звезд сериала «Краткий курс счастливой жизни» Пикантные фото Хазановой и других звезд сериала «Краткий курс счастливой жизни»

Откровенные снимки звезд сериала «Краткий курс счастливой жизни»

Cosmopolitan
Препарат для терапии болезни Паркинсона помог от кошмаров и флешбэков при ПТСР Препарат для терапии болезни Паркинсона помог от кошмаров и флешбэков при ПТСР

Блокатор ацетилхолиновых рецепторов тригексифенидил помог устранить кошмары

N+1
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
Мне так неудобно... Мне так неудобно...

Что такое «неудобство» отношений

Лиза
Побег на секретном самолете, допросы и ревнивая жена: судьба Михаила Девятаева Побег на секретном самолете, допросы и ревнивая жена: судьба Михаила Девятаева

Михаил Девятаев: мальчик из глухой деревни, воплотивший в жизнь грезы о небе

Cosmopolitan
Парад беспилотного флота: дроны на МАКС-2021 Парад беспилотного флота: дроны на МАКС-2021

Перспективные разработки из сектора летательных беспилотных аппаратов

Популярная механика
Галактика Брэнсона: от самолета до космических кораблей Галактика Брэнсона: от самолета до космических кораблей

У таких людей, как Ричард Брэнсон, есть, чему поучиться

CHIP
Отрываю от сердца Отрываю от сердца

Подарки на свадьбу — деликатнейшая тема

Tatler
20 способов впечатлить девушку 20 способов впечатлить девушку

Как регулярно потрясать девичье воображение?

Maxim
Болезни, от которых страдают гиперответственные люди Болезни, от которых страдают гиперответственные люди

Как на наше физическое состояние влияет избыточная ответственность?

Psychologies
Илья Соболев – о состоянии юмора, обидах и запретах Илья Соболев – о состоянии юмора, обидах и запретах

Размышления комика о несмешной ситуации в индустрии смеха

GQ
Горячие штучки: блюда, которые разожгут вашу страсть Горячие штучки: блюда, которые разожгут вашу страсть

Сегодня на плите забурлит котел страсти, ведь в ход пойдут афродизиаки

Psychologies
Аристократ от керамики: 5 интересных фактов о фарфоре Аристократ от керамики: 5 интересных фактов о фарфоре

Изобретенный в Китае фарфор покорил Европу и по сей день играет большую роль

Вокруг света
Амилоидные образования отделили от «мусора» Амилоидные образования отделили от «мусора»

Ученые разобрались в структурных особенностях амилоидных отложений

Наука и жизнь
Хроники сибирской Атлантиды: как часть суши на берегу Байкала ушла под воду Хроники сибирской Атлантиды: как часть суши на берегу Байкала ушла под воду

Российская «Атлантида» находится на территории республики Бурятия

Вокруг света
Юбилей овечки Долли. Когда же, наконец, клонируют человека? Юбилей овечки Долли. Когда же, наконец, клонируют человека?

Есть ли вообще в клонировании хоть какой-то смысл?

СНОБ
Перепрясть солому в золото: почему женщины чаще страдают депрессией Перепрясть солому в золото: почему женщины чаще страдают депрессией

Отрывок из книги «Кто я без тебя?» Урсулы Нубер о тяжелом бремени женщин

Forbes
Фитнес в режиме нон-стоп: 7 признаков спортивной зависимости Фитнес в режиме нон-стоп: 7 признаков спортивной зависимости

Как страсть к фитнесу может стать поводом для обращения к специалисту?

Psychologies
Сандра О: «Почему бы вам не?..» Сандра О: «Почему бы вам не?..»

Актриса Сандра О рассказала, как разнообразить свою жизнь

Harper's Bazaar
7 лучших фильмов ужасов про космос 7 лучших фильмов ужасов про космос

«В космосе никто не услышит твоего крика»

Maxim
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
Выручка растет, текучка кадров падает: как благотворительность помогает бизнесу зарабатывать Выручка растет, текучка кадров падает: как благотворительность помогает бизнесу зарабатывать

Почему сегодня выгодно быть неравнодушным

Forbes
Антипартизанский подвиг. Можно ли отказаться от борьбы за страну ради себя Антипартизанский подвиг. Можно ли отказаться от борьбы за страну ради себя

Спорт — проекция состояния общества, основанного на ценности самопожертвования

СНОБ
6 причин, по которым мужчины уходят из семьи 6 причин, по которым мужчины уходят из семьи

По каким причинам мужчины разрушают свои браки чаще всего?

Psychologies
Костры и пытки: как инквизиция вынесла смертный приговор всем жителям Нидерландов Костры и пытки: как инквизиция вынесла смертный приговор всем жителям Нидерландов

Инквизиция распространилась по всей Европе и забрала множество жизней

Вокруг света
«Во-первых это красиво»: самые дикие бьюти-тренды наших предков «Во-первых это красиво»: самые дикие бьюти-тренды наших предков

В прошлом девушкам приходилось иметь дело с суровыми и опасными бьюти-трендами

Maxim
Открыть в приложении