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

Не очевидно Не очевидно

Как выявлять тренды раньше других

kiozk originals
Прирожденные психологи: новое открытие о собаках Прирожденные психологи: новое открытие о собаках

Ученые раскрыли одну из загадок одомашнивания собак

National Geographic
Посмертный перегрев: почему некоторые тела сильно нагреваются после смерти Посмертный перегрев: почему некоторые тела сильно нагреваются после смерти

После смерти некоторые тела внезапно разогреваются до высоких температур

Популярная механика
Ученые выяснили, что морская вода полезна для мужского здоровья Ученые выяснили, что морская вода полезна для мужского здоровья

Cтранный эксперимент: мужчины среднего возраста три месяца смотрели на море

Maxim
5 фильмов об Олимпийских играх 5 фильмов об Олимпийских играх

Киноподборка, которая поможет проникнуться духом Олимпиады

GQ
Гаитянский щелезуб и еще 3 ядовитые «ошибки природы» Гаитянский щелезуб и еще 3 ядовитые «ошибки природы»

«Ошибки природы» — ядовитые млекопитающие

Вокруг света
Прима-балерина Светлана Захарова – о таланте, политике и театре Прима-балерина Светлана Захарова – о таланте, политике и театре

Светлана Захарова могла бы уйти в­ политику­, но предпочла остаться в театре

GQ
Как говорить с нужными людьми, чтобы они отвечали: навыки деловой коммуникации в цифровую эпоху Как говорить с нужными людьми, чтобы они отвечали: навыки деловой коммуникации в цифровую эпоху

Советы, которые помогут получить максимум пользы от бизнес-коммуникации

Inc.
«Шла в театральный, попала на журфак»: страшно ли поступить не туда, куда планировал «Шла в театральный, попала на журфак»: страшно ли поступить не туда, куда планировал

Если поступить не в тот вуз, то «все пойдет наперекосяк». Так ли это?

Psychologies
«Теперь их ненавидят и гомофобы, и ЛГБТ». Извинения «ВкусВилла» за однополую семью — что это было «Теперь их ненавидят и гомофобы, и ЛГБТ». Извинения «ВкусВилла» за однополую семью — что это было

Были ли у Вкусвилла более элегантные выходы из кризисной ситуации с ЛГБТ семьей?

Inc.
Аномальные температуры уносят миллионы жизней ежегодно Аномальные температуры уносят миллионы жизней ежегодно

Глобальная температура в мире растет каждые десять лет

National Geographic
Достойны восхищения: фильмы о великих женщинах Достойны восхищения: фильмы о великих женщинах

Десять великих женщин, о которых сняли удивительные фильмы

Cosmopolitan
Да это же токсичные отношения! Истории любви, которые мы напрасно идеализируем Да это же токсичные отношения! Истории любви, которые мы напрасно идеализируем

Взгляни на знакомые любовные истории под другим углом

Cosmopolitan
Агония под музыку: как проходили танцевальные марафоны в США Агония под музыку: как проходили танцевальные марафоны в США

Первый танцевальный марафон был проведен в США в 1909 году

Cosmopolitan
Создан неорганический материал с самой низкой теплопроводностью Создан неорганический материал с самой низкой теплопроводностью

При комнатной температуре материал замедляет передачу тепла так же, как и воздух

National Geographic
Властелин Европы посреди Атлантики Властелин Европы посреди Атлантики

Святая Елена стала местом смерти Наполеона и рождения наполеоновской легенды

Дилетант
Формула лета: какие платья покупать в этом сезоне — 6 главных моделей Формула лета: какие платья покупать в этом сезоне — 6 главных моделей

Разнообразь свой летний гардероб!

Cosmopolitan
Екатерина Максимова: бриллиантовая балерина Советского Союза Екатерина Максимова: бриллиантовая балерина Советского Союза

Екатерина Максимова была одной из самых ярких и известных советских балерин

Культура.РФ
«Руками не трогать!»: почему некоторые люди не выносят прикосновений «Руками не трогать!»: почему некоторые люди не выносят прикосновений

Почему некоторые не терпят, когда их трогают даже близкие?

Psychologies
Оставить на память Оставить на память

Собираем воспоминания о путешествиях и просто ярких летних днях

Seasons of life
«Ментальный тренажерный зал»: 6 упражнений для тренировки мозга «Ментальный тренажерный зал»: 6 упражнений для тренировки мозга

Можно ли натренировать мозг так же, как мы тренируем мышцы?

Psychologies
Высокие чувства Высокие чувства

Врач-косметолог рассказывает, как восхождения омолаживают организм

Tatler
Диджитал-детокс: очищаем организм от цифровых шлаков Диджитал-детокс: очищаем организм от цифровых шлаков

Нужен ли вам диджитал-детокс и как решиться отложить смартфон в сторону?

Популярная механика
5 стыдных вопросов про вакуумную бомбу 5 стыдных вопросов про вакуумную бомбу

Знаешь, что по мощности она уступает только ядерным зарядам?

Maxim
Дмитрий Бычков и Варвара Шаталова: Дмитрий Бычков и Варвара Шаталова:

Дмитрий Бычков и Варвара Шаталова — о скалолазании и любви

Караван историй
Карина Оганджанян: Сегодня креатив может менять мир Карина Оганджанян: Сегодня креатив может менять мир

Карина Оганджанян — о российском почерке рекламы и о том, как креатив меняет мир

СНОБ
Нескучный бизнес: 5 книг для тех, кто ищет свою нишу Нескучный бизнес: 5 книг для тех, кто ищет свою нишу

Нетривиальными способами заработка делятся авторы этих книг

Популярная механика
Неестественный отбор Неестественный отбор

Перспективы развития геномной селекции в Евразийском экономическом союзе

Агроинвестор
Земля в иллюминаторе: был ли Ричард Брэнсон в космосе? Земля в иллюминаторе: был ли Ричард Брэнсон в космосе?

Так побывал ли USS Unity в космосе и почему это так важно?

Esquire
Одна в поле не воин Одна в поле не воин

Интервью с капитаном женской сборной по регби Алёной Тирон

OK!
Открыть в приложении