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

5 способов добиться поставленной цели, даже если у тебя ну совсем нет силы воли 5 способов добиться поставленной цели, даже если у тебя ну совсем нет силы воли

Как наука может помочь выполнить новогодние обещания

Maxim
Лига защиты монстров Лига защиты монстров

Стоит ли беспокоиться, если подросток создает организацию по защите монстров?

СНОБ
Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
Новорожденные улитята или норы моллюсков? Разбираемся в споре палеонтологов Новорожденные улитята или норы моллюсков? Разбираемся в споре палеонтологов

В чем суть тяжбы за улитят из бирманского янтаря?

N+1
Цыган и Дезик: первые суборбитальные туристы в истории Цыган и Дезик: первые суборбитальные туристы в истории

В 1951 году Цыган и Дезик впервые вернулись из суборбитального полета

N+1
Как перестать всем угождать и наконец начать жить Как перестать всем угождать и наконец начать жить

Бывает ли у вас ощущение, что вы не справляетесь... с этой жизнью?

Psychologies
6 фактов о котах, которые вы не знали: предпочтения в музыке, еде и выборе друзей 6 фактов о котах, которые вы не знали: предпочтения в музыке, еде и выборе друзей

Факты, которые помогут лучше понять психологию и поведение котов

Популярная механика
Бьюти-эволюция Кайли Дженнер: как кардинально измениться к 23 годам Бьюти-эволюция Кайли Дженнер: как кардинально измениться к 23 годам

Преображения Кайли Дженнер произошли в экспресс-режиме

Cosmopolitan
Как люди теряют деньги на инвестициях в недвижимость Как люди теряют деньги на инвестициях в недвижимость

Основные риски при инвестировании в недвижимость

СНОБ
Как отмыть белые кроссовки: полный разбор и 6 полезных советов Как отмыть белые кроссовки: полный разбор и 6 полезных советов

Грязь на любимых сникерах — это не приговор

Playboy
6 песен, которые стоит послушать из плейлиста Барака Обамы 6 песен, которые стоит послушать из плейлиста Барака Обамы

Самые любопытные находки из плейлиста Барака Обамы

GQ
5 модных утренних ритуалов, которые могут провоцировать тревогу и стресс 5 модных утренних ритуалов, которые могут провоцировать тревогу и стресс

Как «правильное» модное утро может нанести вред психике?

Psychologies
10 советов фитнес-новичку: что нужно купить в первую очередь? 10 советов фитнес-новичку: что нужно купить в первую очередь?

Список 10 действительно необходимых предметов в спортзале

Cosmopolitan
Срочно к врачу: 7 симптомов, с которыми лучше не шутить Срочно к врачу: 7 симптомов, с которыми лучше не шутить

Эти симптомы только кажутся незначительными

Cosmopolitan
Как воображение помогает и мешает бороться с отчаянием. Отрывок из книги Фрэнка Фаранда «Парадокс страха» Как воображение помогает и мешает бороться с отчаянием. Отрывок из книги Фрэнка Фаранда «Парадокс страха»

Отрывок из книги «Парадокс страха» — о самой мощной способности человека

СНОБ
Топ-5 самых медленных животных планеты Топ-5 самых медленных животных планеты

Что насчет самых медленных существ планеты?

Популярная механика
Черепаха и заяц: сколько на самом деле дают на благотворительность экс-супруги Джефф Безос и Скотт Маккензи Черепаха и заяц: сколько на самом деле дают на благотворительность экс-супруги Джефф Безос и Скотт Маккензи

Кому, сколько и как жертвуют экс-супруги Джефф Безос и Скотт Маккензи

Forbes
Сон в летнюю ночь Сон в летнюю ночь

Почему возникает бессонница? Причин много и они не всегда очевидны

Лиза
Доказано, что псилоцибин значительно ускоряет рост клеток мозга Доказано, что псилоцибин значительно ускоряет рост клеток мозга

Как псилоцибин влияет на нейронную пластичность в мозге млекопитающих

Популярная механика
На севере Франции нашли остатки крупного поселения эпохи Меровингов На севере Франции нашли остатки крупного поселения эпохи Меровингов

Древнее поселение стояло на римской дороге, ведущей в город Суассон

N+1
8 стран, в которых женщины крупнее мужчин 8 стран, в которых женщины крупнее мужчин

Кажется, мы обнаружили новый неожиданный виток эволюции нашего вида!

Maxim
Личная жизнь звезд фильма «Пять невест»: Боярской, Пеговой, Пересильд и других Личная жизнь звезд фильма «Пять невест»: Боярской, Пеговой, Пересильд и других

С кем счастливы звезды фильма «Пять невест»

Cosmopolitan
Послушать или посмотреть: как лучше запоминать информацию Послушать или посмотреть: как лучше запоминать информацию

Зачем конспектировать лекции, если можно просто слушать?

Популярная механика
«Странный тип по имени Энди Уорхол». Отрывок из книги Майкла Шнейерсона «Странный тип по имени Энди Уорхол». Отрывок из книги Майкла Шнейерсона

Отрывок из главы об Энди Уорхоле из книги «Бум» Майкла Шнейерсона

СНОБ
Бабушка революции: 6 фактов о Кларе Цеткин Бабушка революции: 6 фактов о Кларе Цеткин

Интересные факты о жизни Клары Цеткин

Вокруг света
Метавселенные Метавселенные

Главная технология и тренд этого года – виртуальные вселенные, или метавселенные

Популярная механика
Трепанация черепа в средневековой Франции оказалась методом лечения неврологических расстройств Трепанация черепа в средневековой Франции оказалась методом лечения неврологических расстройств

Палеопатологи обследовали шесть черепов XII–XV веков

N+1
Pegasus: как шпионское ПО стало угрозой для мировой цифровой индустрии и безопасности граждан Pegasus: как шпионское ПО стало угрозой для мировой цифровой индустрии и безопасности граждан

Cистемы слежения за людьми могут быть использованы не по назначению

Популярная механика
Как сказать партнеру о том, что вы хотите расстаться Как сказать партнеру о том, что вы хотите расстаться

Эти четыре правила помогут вам экологично расстаться с партнером

Psychologies
Человек и монумент Человек и монумент

Всемирно признанный архитектор Дэвид Аджайе достиг в профессии солидных высот

Robb Report
Открыть в приложении