В США стартовало строительство первого в стране атомного реактора четвёртого поколения

Компания Kairos Power сообщила, что приступила к строительству первого за 50 лет в США атомного реактора, работающего не на воде, а на расплаве солей. Установка в виде демонстратора будет построена к 2028 году в Ок-Ридже, штат Теннеси. Реактор не будет вырабатывать электрическую энергию — он послужит основой для проектирования полноценной атомной электростанции четвёртого поколения.

Принцип работы установки с реактором Hermes. Источник изображения: Kairos Power

Строительные работы начались 17 июля 2024 года, о чём компания сообщила на днях. Параллельно с ядерным объектом Hermes там же будет создан неядерный демонстратор ETU 3.0 для обкатки технологий и конструктивных решений без риска получить облучение. Реактор Hermes стал первым реактором четвёртого поколения, который получил разрешение на строительство от национального регулятора. Близкий ему по духу реактор четвёртого поколения компании TerraPower Билла Гейтса всё ещё ждёт такого разрешения.

Реактор Hermes в своей основе похож на запущенный в Китае ещё в 2022 году высокотемпературный газоохлаждаемый реактор с галечным слоем (HTR-PM). Только галечный слой в американском реакторе будет охлаждаться не гелием, а расплавом фторидных солей. По мнению американских инженеров, это безопаснее и эффективнее с сохранением всех остальных преимуществ реакторов с галечным слоем, включая самостоятельную (пассивную) стабилизацию активной зоны реактора в случае аварии.

Схема реактора

Топливом для такого реактора служит «галька» — шарики диаметром около 6 см с маковым зёрнышком уранового топлива внутри (это так называемые микротвэлы TRISO). Свежие шарики засыпаются в бункер активной зоны сверху и постепенно отбираются снизу после выгорания топлива. Теплоносителем в таком реакторе служат расплавы солей. Они передают тепло (585 °C) во второй контур реактора, тоже солевой, а тот нагревает воду и превращает её в пар для вращения турбины и получения электричества.

В случае аварии и отказа помпы для прокачки расплава через активную зону реактора, расплав в процессе естественной конвекции охлаждает реактор, а реакция распада автоматически затухает за счёт эффекта доплеровского уширения. Недавно в Китае провели эксперимент по имитации аварии на реакторе HTR-PM. Температура и реакция в активной зоне сами собой стабилизировались через 35 часов, а реакция распада топлива начала снижать интенсивность уже через несколько минут. Аналогичным образом будет вести себя в случае аварии американский реактор с галечным слоем.

«Hermes — ключевой шаг на пути к внедрению передовых реакторных технологий, способных изменить наш энергетический ландшафт, — сказал Майк Лауфер (Mike Laufer), генеральный директор и соучредитель Kairos Power. — Уроки, которые мы извлечём из строительства и эксплуатации этого реактора, будут бесценны для продолжения инноваций в нашей программе испытаний и ускорения прогресса Kairos Power в направлении обеспечения подлинной определенности затрат для наших клиентов».

Добавим, строительство установки Hermes поддержано грантом Министерства энергетики США на сумму $303 млн. Его завершение ожидается в 2027 году.