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

Когда грибы были большими Когда грибы были большими

В начале палеозойской эры на суше доминировали гигантские грибы

Популярная механика
Карта: Сколько людей с ожирением в разных странах мира Карта: Сколько людей с ожирением в разных странах мира

Оказывается, США еще не самая «толстая» страна в мире

Maxim
Сила воли: что мешает нам добиваться цели Сила воли: что мешает нам добиваться цели

Проблема отсутствия силы воли – в образе жизни, который ее ослабляет

Psychologies
Отличные российские игры последних лет, которые ты мог пропустить Отличные российские игры последних лет, которые ты мог пропустить

Российский геймдев не стоял на месте, несмотря на мнение многих

Maxim
Женщины острее чувствуют вкусы: возможно ли похудеть на 10 килограммов за месяц Женщины острее чувствуют вкусы: возможно ли похудеть на 10 килограммов за месяц

Как экстремальные диеты и занятия спортом влияют на организм и психику человека

Forbes
Провокации красотки в бикини: самые откровенные пляжные образы Ким Кардашьян Провокации красотки в бикини: самые откровенные пляжные образы Ким Кардашьян

Ким Кардашьян – одна из самых ярких американских телезвезд

Cosmopolitan
Тату-мастерица Марина Крассовка — о свежих трендах среди мужчин, хейте из-за татуировок на женском теле и парных рисунках Тату-мастерица Марина Крассовка — о свежих трендах среди мужчин, хейте из-за татуировок на женском теле и парных рисунках

Восемь вопросов, много интересной информации... и смелая фотосессия

Playboy
Зачем физикам идти в большие данные Зачем физикам идти в большие данные

Как работа с данными позволяет делать глубокие открытия

Популярная механика
Изменение климата вынудило иберийских неандертальцев заселить леса Изменение климата вынудило иберийских неандертальцев заселить леса

Палеоботаники проанализировали пыльцу с древних стоянок

N+1
Входите, открыто! Входите, открыто!

Самые красивые и оригинальные дачные калитки

Лиза
Мировой феномен и интеллектуальное разочарование: как создавалась «Игра престолов» Мировой феномен и интеллектуальное разочарование: как создавалась «Игра престолов»

Как создавалась одна из самых масштабных киновселенных современности

Forbes
Как увеличить свой доход, работая столько же: 5 советов эксперта Как увеличить свой доход, работая столько же: 5 советов эксперта

Многие женщины сталкиваются с тем, что они много работают, но мало зарабатывают

Cosmopolitan
Колонизация наоборот: что бы случилось, если бы коренное население Америки завоевало Европу? Фрагмент новой книги Лорана Бине Колонизация наоборот: что бы случилось, если бы коренное население Америки завоевало Европу? Фрагмент новой книги Лорана Бине

Отрывок из романа Лорана Бине — об иллюзорности цивилизационного превосходства

Esquire
Постой, паровоз: что будет, если дёрнуть стоп-кран Постой, паровоз: что будет, если дёрнуть стоп-кран

Вам когда-нибудь хотелось дёрнуть рычаг и проверить, что же случится с поездом?

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
Копировала идеи и изводила сотрудников, но подняла рынки вне США: разбор «фабрики стартапов» Rocket Internet Копировала идеи и изводила сотрудников, но подняла рынки вне США: разбор «фабрики стартапов» Rocket Internet

Rocket Internet создала сотни рабочих мест и привлекла внимание к рынкам

VC.RU
Что такое постпанк: 5 фактов о мрачном (но не всегда) жанре Что такое постпанк: 5 фактов о мрачном (но не всегда) жанре

Постпанк — музыка, которая всегда живее всех живых

Playboy
Лучшие бесплатные программы для Windows Лучшие бесплатные программы для Windows

Прежде чем платить за программы, лучше поискать аналоги

Maxim
Огненный интеллект Огненный интеллект

Как хакер из Черноголовки создал первый в мире файрвол на основе ИИ

Forbes
5 самых необычных способов полететь в космос не на ракете 5 самых необычных способов полететь в космос не на ракете

Как добраться до звезд на космическом лифте?

Maxim
Нативная и кроссплатформенная разработка мобильных приложений - в чем разница Нативная и кроссплатформенная разработка мобильных приложений - в чем разница

Что выбрать: нативную или кроссплатформенную разработку?

Популярная механика
Москитный флот: 5 важных фактов о комарах Москитный флот: 5 важных фактов о комарах

Рассказываем о комарах — раздражающих и опасных насекомых

Maxim
Почему Мавроди — гений: 30 лет грандиозному мошенничеству Почему Мавроди — гений: 30 лет грандиозному мошенничеству

Мавроди — комбинатор 1990-х, обобравший несколько миллионов людей

Популярная механика
5 художников, которые вышли из крепостных 5 художников, которые вышли из крепостных

Известные российские художники, которые родились крепостными

Культура.РФ
«Синдром главного героя» захватил поколение Z? «Синдром главного героя» захватил поколение Z?

Мы загружены в матрицу, только т-с-с!

Playboy
Великий SKAO: зачем строится самый большой в мире телескоп Великий SKAO: зачем строится самый большой в мире телескоп

Новый телескоп позволит проникнуть в самые глубокие тайны Вселенной

Forbes
Как сложилась жизнь бывших мужчин Анастасии Макеевой: Кислова, Макарова и других Как сложилась жизнь бывших мужчин Анастасии Макеевой: Кислова, Макарова и других

Как обстоят дела у экс-возлюбленных Анастасии Макеевой

Cosmopolitan
«Не маринуй мясо!» и еще 10 секретов правильного шашлыка из свинины «Не маринуй мясо!» и еще 10 секретов правильного шашлыка из свинины

Готовим шашлык так, чтобы не испортить настоящий вкус мяса

Maxim
Поесть на ходу: 10 городских деликатесов Поесть на ходу: 10 городских деликатесов

Всего за пару десятков лет стритфуд превратился в культруное явление

Вокруг света
За каменной стеной: как брать ответственность за провалы и защищать подчиненных За каменной стеной: как брать ответственность за провалы и защищать подчиненных

Отрывок из книги «Мама, я тимлид!» — о том, как сделать сотрудников счастливыми

Forbes
Открыть в приложении