Маломощные реакторы спасут мирный атом
Репутация – главная проблема атомной энергетики в XXI веке
Атомная энергетика – более основательная альтернатива углю, нефти и газу, чем солнечная или ветроэнергетика. Однако для многих атомные станции ассоциируются скорее с авариями, чем с новыми технологиями. Американские энергетики мечтают вдохнуть в идею мирного атома новую жизнь. В США много говорят о новом типе реакторов – на порядки менее мощных, чем обычные. Эксперты считают, что будущее энергетики – за гибридной системой, состоящей из традиционных, гигаваттных, и новых, скромных мегаваттных реакторов.
«Раньше, когда требовалась атомная станция, выбора не было: нужно было возводить гигаваттную, – объясняет секретарь по ядерной энергии американского Министерства энергетики Рита Баранвол. – Сейчас, если запросы небольшие, можно построить станцию поменьше». Мегаваттные реакторы (один примерно на 650 домохозяйств) со временем станут дешевле и проще в обслуживании, и тогда их можно будет ставить где угодно. Удаленные поселения, маленькие городки и даже районы мегаполисов смогут выбрать себе ядерный реактор по размеру, заменив им угольные, газовые и дизельные станции, если с другими возобновляемыми источниками энергии в регионе сложно.
История атомных реакторов началась с установки, которую в 1942 году построил под Чикаго Энрико Ферми. Впоследствии его команда спроектировала еще много разных реакторов – и экспериментальных, и промышленных. Было много оригинальных идей, например реакторы с натриевым и другими теплоносителями. Но как DVD-диски пали перед натиском BluRay, экзотические виды реакторов уступили водяным.
Идею компактного реактора можно проследить до конца 1960-х, когда инженер Ричард Экерт предложил концепцию плавучей АЭС малой мощности. У таких реакторов есть свои преимущества. Во-первых, они дают больше энергии на единицу объема. В 2019 году стартап из Орегона NuScale построил модульный реактор размером всего в 1% от обычного реактора, а энергии вырабатывающий лишь в 10 раз меньше. Во-вторых, в радиусе 15 км от обычного реактора ничего строить нельзя: это буферная зона на случай аварии. Для мегаваттного реактора такую территорию можно вообще не отгораживать. Маленькие размеры и мощность позволяют полностью полагаться на пассивные системы безопасности – такие, которые приводятся в действие не людьми и не автоматикой, а законами физики. В-третьих, к одному маленькому реактору всегда можно добавить второй, третий, десятый – и точно так же уменьшить их число, если потребность в энергии снизится.
Строить атомные реакторы малой мощности планируют многие. Из всех участников энергорынка NuScale – самые большие консерваторы. Их реактор – это традиционная установка с водным теплоносителем, только меньше. К тому же насосы для перекачки охладителя не нужны, а парогенераторы можно спрятать внутри корпуса, а не устанавливать снаружи, как у более мощных аналогов. NuScale утверждает, что такой реактор получается дешевле и проще в эксплуатации, а риски для его операторов ниже, чем для работников обычных АЭС.