Мирный лесной атом: посмотрите на мини-АЭС, которая больше похожа на домик для туристов

Возможно ли, что однажды туристы, гуляя по густому лесу, набредут на уютный домик в глуши, но он окажется не глэмпингом, а атомной электростанцией? Похоже на сюжет научно-фантастической повести из XX века, но такая ситуация может произойти и в наше время. Потому что архитекторы недавно представили любопытный проект — ядерный микрореактор Aurora, больше похожий на апартаменты для отдыха типа А-фрейм (мини-коттеджи треугольной формы).

Создатели обещают, что он будет работать там, где полноценные АЭС невозможны, например, в отдаленных деревнях, и снабжать энергией до 1000 домов. Это, кстати, одна из попыток США начать коммерческое производство передового ядерного топлива (HALEU), которое до сих пор в промышленных масштабах производит только Россия.

Почему эта АЭС выглядит именно так

Дизайн здания мини-АЭС разрабатывали инженеры и эксперты по безопасности совместно с архитекторами и художниками. Помимо того, что А-фрейм — модная форма, в данном случае она еще и практична, говорят авторы. Наклонная крыша до земли будет удобной в разных погодных условиях, особенно при сильных снегопадах в некоторых районах. Элементы крыши собираются как модули, а также служат поверхностью для крепления солнечных батарей. Они обеспечат энергией неядерные системы объекта для управления и мониторинга, что делает станцию полностью автономной.

Преимущества проекта

Электростанция будет обеспечивать почти нулевые парниковые выбросы и отсутствие ядерных отходов. Кроме того, она сократит их количество, так как будет использовать переработанное ядерное топливо.

Предполагается, что первая подобная АЭС в будущем заработает рядом с Национальной лабораторией Айдахо (испытательная станция реакторов), которая уже обязалась предоставить для «Авроры» пять тонн отработанного ядерного топлива из экспериментального реактора EBR-II. Из него планируется изготовить небольшие слитки с добавлением низкообогащенного урана.

Что такое ядерный микрореактор и чем он хорош

В микрореакторе используется так называемое высокопробное топливо HALEU (high-assay low-enriched uranium) из низкообогащенного урана-235 с повышенным уровнем обогащения от 5 до 20% (предел для мирного атома, установленный МАГАТЭ). В традиционных реакторах используется уран с обогащением 3–5%, поэтому в них необходим замедлитель нейтронов, которым обычно выступает вода — она увеличивает вероятность реакции, делает ее более управляемой и стабильной. Микрореатор, наоборот, является «быстрым», использует нейтроны с высокой энергией для поддержания цепной реакции.

HALEU-топливо делает перспективным развитие АЭС малой мощности, так как из-за малых размеров активной зоны реактора традиционное топливо потребует частой его замены. Содержание более обогащенного урана позволит увеличить срок службы «ядра». На данный момент это топливо наиболее востребовано в исследовательских реакторах, на отдаленных станциях и в атомных ледоколах, в коммерческих реакторах и малых модульных реакторах нового поколения. Топливо с обогащением урана до 19,75% сегодня производит и экспортирует только Россия. Но эту нишу пытаются занять и другие страны: США, Великобритания, Канада, Япония.

Тепличный атом

Микрореактор от Oklo, как заявляют его создатели, сможет работать по принципу «запустил и забыл» — до 20 лет без замены активной зоны с топливом. Причем «ядро» будет полностью герметичным, его не придется разбирать, а для «дозаправки» нужно удалить и заменить новым. Также эта часть будет размещаться под землей, что создает «пассивную безопасность» Авроры — она способна самостоятельно охлаждаться без воды, отключаться автоматически, не имеет движущихся частей и эффективна на 90%, так как оснащена компонентами для утилизации отработанного тепла. Специальные теплообменники будут передавать тепло, например, для отопления ближайший зданий, опреснения воды, обогрева теплиц, небольших производств и других практичных целей.

Реактор «Авроры» действительно «микро» — он примерно в 60 раз меньше типичного ядерного реактора и в тысячи раз менее мощный. Для сравнения, мощности малых модульных реакторов составляют от 50 до 125 МВт, традиционных — от 500 МВт до 8200 МВт у самой крупной в мире АЭС «Касивадзаки-Карива» в Японии. Мощность микрореактора — 1,5 МВт, однако этого достаточно, чтобы обеспечить теплом и светом примерно 1000 домов.

Надеемся, что это изобретение как минимум поможет не допустить повторения одной из семи крупнейших техногенных катастроф в истории человечества.