21.08.2013 - Найден способ в пять раз сократить количество ядерных отходов

Американская компания General Atomic заявила о создании нового ядерного реактора, который может снизить число радиоактивных отходов в пять раз и при этом даст на 40 процентов более дешевую электроэнергию. Для доведения технологии высокотемпературных ядерных реакторов до серийного производства компания намерена добиться финансовой поддержки со стороны министерства энергетики США. Как пишет MIT Technology Review, объем средств, необходимых для доработки реакторов, составляет несколько сотен миллионов долларов.

В основе новой технологии лежит два радикальных изменения по сравнению с традиционными типами ядерных реакторов. Жидкий теплоноситель (натрий или воду) заменит гелий, а в тепловыделяющие сборки будет закладываться не обогащенный, а обедненный уран, отработанное ядерное топливо из обычных реакторов или вовсе торий. Обедненный уран содержит меньшее количество изотопа ²³⁵U, который способен поддерживать цепную реакцию деления, но под действием нейтронного облучения способен вступать в ядерные реакции с выделением энергии. Специалисты General Atomic заявляют о том, что их реактор сможет работать с использованием тех радиоактивных материалов, которые бесполезны для обычных АЭС и за счет этого себестоимость электроэнергии можно значительно снизить.

Высокая температура активной зоны (850 градусов Цельсия) позволит, по предварительным оценкам, поднять КПД реактора до 55 процентов: 55 процентов тепловой энергии будет превращено в электрическую при помощи газовой турбины. Гелий, который охлаждает реактор, будет вращать высокоскоростную турбину мощностью 240 мегаватт, после чего проходить через теплообменники и возвращаться в активную зону. Еще одной важной особенностью проекта, названного Energy Multiplier Unit, является длительный срок службы без перезаправки: по заверениям разработчиков, реактор может проработать без замены топлива около тридцати лет и все это время его активная зона будет оставаться герметично изолированной. Кроме того, прошедший через реактор обедненный уран можно будет очистить от побочных продуктов реакции и использовать повторно: теоретически, реакторы нового поколения обеспечивают намного более полное использование энергии делящихся элементов.

Практически же независимые эксперты указывают на две стоящие перед General Atomics проблемы. В качестве первой из них специалист по ядерным технологиям Мухид Казими называет то, что оптимистичные оценки проектировщиков обычно расходятся с реальностью. Казими считает вполне возможным снижение себестоимости электроэнергии, но сомневается в том, что новый реактор окажется дешевле существующих на обещанные сорок процентов. Кроме того, исследователь напомнил, что несколько перспективных установок пришлось остановить через несколько лет работы из-за возникших проблем технического характера.

Вторая же проблема для американской компании заключается в наличии альтернативных проектов, которые зачастую выглядят не менее привлекательно и при этом достаточно близко подошли к стадии внедрения в производство. Высокая температура активной зоны отличает российско-американский проект уранового реактора со свинцово-висмутовым теплоносителем СВБР-100, который также использует быстрые нейтроны. Большинство ядерных реакторов, которые разрабатываются (или строятся) в качестве альтернативы существующим, предполагают высокую температуру активной зоны и быстрые нейтроны из тех же соображений, что и Energy Multiplier Unit.