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

Поезд Победы. Наука в годы Великой Отечественной войны Поезд Победы. Наука в годы Великой Отечественной войны

«Поезд Победы» – инсталляция, расположенная в передвижном составе

Популярная механика
Ремейк культовой «Сплетницы» против спин-оффа не менее знаковой «Американской истории ужасов». Новая битва сериалов Ремейк культовой «Сплетницы» против спин-оффа не менее знаковой «Американской истории ужасов». Новая битва сериалов

Разбираемся, почему спин-офф получился куда более вторичным, чем ремейк

СНОБ
Итан Хоук развелся, Билл Клинтон потерял дочь, а Харуки Мураками разговаривает с обезьянами Итан Хоук развелся, Билл Клинтон потерял дочь, а Харуки Мураками разговаривает с обезьянами

Список самых ожидаемых книг 2021 года: Итан Хоук, Стивен Кинг и другие

GQ
Отблагодарить по-свински Отблагодарить по-свински

Эти животные не раз жертвовали собой, спасая человечество от тяжелейших болезней

Вокруг света
«Нам важно сломать предубеждение против отечественного оборудования, доказать, что российские разработки могут быть конкурентоспособны»: Александр Назаров о создании суперхолдинга и Rostec.digital «Нам важно сломать предубеждение против отечественного оборудования, доказать, что российские разработки могут быть конкурентоспособны»: Александр Назаров о создании суперхолдинга и Rostec.digital

Как проводится оценка «цифровой зрелости» и откуда берутся бюджеты на сети 5G

Forbes
Фиджийские пчелы выиграли от вырубки лесов на главном острове архипелага Фиджийские пчелы выиграли от вырубки лесов на главном острове архипелага

Порой вырубка лесов приносит пользу насекомым

N+1
6 популярных мифов о солнцезащитных средствах – разбираемся вместе с экспертом 6 популярных мифов о солнцезащитных средствах – разбираемся вместе с экспертом

Точно ли ты пользуешься кремом от солнца правильно?

Cosmopolitan
«УМК» удваивает надои «УМК» удваивает надои

Компания построит комплекс на 8 тыс. голов КРС

Агроинвестор
Горячая ванная вместо тренировки: как работает новый лайфхак для похудения Горячая ванная вместо тренировки: как работает новый лайфхак для похудения

Не любишь спорт, но обожаешь домашние бьюти-процедуры? Значит, это судьба!

Cosmopolitan
Юлдус Бахтиозина Юлдус Бахтиозина

Русская художница Юлдус Вильдановна Бахтиозина делает локальное глобальным

Собака.ru
«Если бы у Skype и Teamspeak появился ребенок со сверхспособностями, которых не было у его родителей»: история Discord «Если бы у Skype и Teamspeak появился ребенок со сверхспособностями, которых не было у его родителей»: история Discord

Discord задумывался как сервис для геймеров, но им заинтересовалась все

VC.RU
Путеводитель налево. Как сохранить жену, любовницу, нервы и муки совести Путеводитель налево. Как сохранить жену, любовницу, нервы и муки совести

Как заниматься сексом с разнообразными женщинами на глазах у жены

Maxim
9 игр из нашего прошлого, которым можно научить детей и внуков 9 игр из нашего прошлого, которым можно научить детей и внуков

Игры для детей на любой вкус, возраст и уровень активности

Psychologies
«Игродром. Что нужно знать о видеоиграх и игровой культуре» «Игродром. Что нужно знать о видеоиграх и игровой культуре»

Отрывок из книги Александра Ветушинского об исследовании видеоигр

N+1
Дикий соперник розы: где в России найти одно из самых красивых лекарственных растений Дикий соперник розы: где в России найти одно из самых красивых лекарственных растений

Пион — соперник розы, который завоевал сердца ценителей красоты по всеми миру

Вокруг света
Можно ли заразиться чумой в XXI веке Можно ли заразиться чумой в XXI веке

Стоит ли сегодня опасаться чумы?

Популярная механика
«Думал, буду с кальяном встречать гостей»: какие уроки вынес предприниматель, который без опыта в общепите купил кафе «Думал, буду с кальяном встречать гостей»: какие уроки вынес предприниматель, который без опыта в общепите купил кафе

Предприниматель рассказал, почему его детская мечта обернулась долгами

VC.RU
Блокадный огород Блокадный огород

Как выживал блокадный Ленинград

Дилетант
7 способов зарядиться энергией перед трудным днем 7 способов зарядиться энергией перед трудным днем

Как получить энергию перед сложным днем, чтобы не проиграть стрессу

Psychologies
Пожертвовала собой и изменила мир: 3 женщины, без которых нас могло бы не быть Пожертвовала собой и изменила мир: 3 женщины, без которых нас могло бы не быть

Три женщины, которые пожертвовали собой ради других

Cosmopolitan
Как завести курортный роман: обучающее пособие со статистикой и советами самих девушек Как завести курортный роман: обучающее пособие со статистикой и советами самих девушек

Лето в зените, а у тебя еще не было курортного романа?

Maxim
«Гордиться делами, а не деньгами»: как Любна Олаян стала самой влиятельной женщиной Саудовской Аравии «Гордиться делами, а не деньгами»: как Любна Олаян стала самой влиятельной женщиной Саудовской Аравии

Как Любне Олаян помогает другим женщинам в Саудовской Аравии?

Forbes
«Это же просто дети»: преступление, которое потрясло Великобританию «Это же просто дети»: преступление, которое потрясло Великобританию

Никто не верил, что десятилетние дети способны на такое

Cosmopolitan
Ешь с осторожностью: 5 продуктов, которые провоцируют рак Ешь с осторожностью: 5 продуктов, которые провоцируют рак

Как питание влияет на развитие рака и каких продуктов лучше избегать

Cosmopolitan
В 1972 году MIT предсказал крах цивилизации в 21 веке — мы в графике В 1972 году MIT предсказал крах цивилизации в 21 веке — мы в графике

Индустриальная цивилизация находится на пути к краху?

Популярная механика
Плоть «Медузы» Плоть «Медузы»

Картина Теодора Жерико «Плот «Медузы»

Вокруг света
5 «вредных» привычек, способных принести пользу для здоровья 5 «вредных» привычек, способных принести пользу для здоровья

Мы зря говорим им категоричное «нет»

Playboy
Любовь или кошелек: как измены влияют на доход Любовь или кошелек: как измены влияют на доход

Чем полезен для верности баланс в заработке мужчины и женщины?

Psychologies
Дважды очарованный тетракварк: физики заявили об открытии нового состояния материи Дважды очарованный тетракварк: физики заявили об открытии нового состояния материи

В зоопарке элементарных частиц пополнение

Популярная механика
Товарищ Путин, вы большой ученый. Зачем президент хочет доказать единство русских и украинцев Товарищ Путин, вы большой ученый. Зачем президент хочет доказать единство русских и украинцев

Путин намеревается написать статью о раздробленном врагами «триедином народе»

СНОБ
Открыть в приложении