Миниатюрный ядерный реактор: В США одобрили самый маленький ядерный реактор в мире

Мобильные реакторы | Атомная энергия 2.0

• Все материалы (31)
• Новости (19)
• Интервью (3)
• Видео (3)
• Презентации (3)
• Организации (1)
• Статьи (1)
• Фото (1)

BWXT за $300 млн поставит в Национальную лабораторию Айдахо прототип мобильного высокотемпературного микрореактора в 2024 году
— 9 июня 2022

В американском регуляторе рассмотрели проект малого атомного реактора Pele — 24 мая 2022

В США работают над концепцией портативного ядерного мини-реактора «Pele» — 16 мая 2022

Японская MHI коммерциализирует в 2030-х годах мобильный 500-киловаттый микрореактор с 25-летним сроком эксплуатации — 20 апреля 2022

Пентагон построит первый в США микрореактор 4-го поколения в Национальной лаборатории Айдахо — 15 апреля 2022

Американская BWXT представила новую информацию о разработке мобильного высокотемпературного микрореактора BANR — 12 апреля 2022

На секции №3 «Плавучие, транспортные и транспортабельные реакторные установки» международной молодежной конференции «AtomFuture 2021» представлено пять тематических докладов — 17 января 2022

Министерство обороны США пригласило общественность высказать замечания по проекту ОВОС мобильного микрореактора Pele — 20 сентября 2021

В США разрабатывают проект ядерного реактора в стандартном грузовом контейнере — 26 апреля 2021

Пентагон выбрал BWXT и X-energy для дальнейшей разработки мобильного микрореактора Pele — 25 марта 2021

Минобороны США примет решение о строительстве мобильного микрореактора Pele с инновационным топливом TRISO в 2022 году — 19 марта 2021

Rolls-Royce намеревается создать «автомобильный» атомный реактор — 30 июня 2020

В России к 2023 году разработают передвижные АЭС для военных — 28 августа 2017

Российские ядерщики планируют возродить мобильную АЭС «Памир» времен СССР — 24 апреля 2017

В Калининграде изучают возможность строительства грузовых дирижаблей на атомной тяге — 19 ноября 2014

Lockheed Martin через 10 лет создаст атомный грузовик — 16 октября 2014

Эксперты предложили создать единую мобильную АЭС для стран ТС — 27 мая 2011

Совмин Беларуси обсудит совместный с Россией проект транспортабельной ядерной энергетической установки — 9 марта 2011

Прошла видеоконференция предприятий-разработчиков транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса — 10 февраля 2011

Международный проект ИНПРО.

Вопросы правового и институционального обеспечения атомной энергетической системы на основе транспортабельных атомных энергетических установок. Вопросы транспортировки ядерных установок

Дмитрий Зверев, генеральный директор АО «ОКБМ Африкантов»: «Мы начали делать «ядерное сердце» суперледокола будущего»

Беларусь: вывоз уникального топлива

Bloomberg: мирный атом в частный дом — Россия включилась в гонку по созданию мини-АЭС

Мини-АЭС легче строить, чем традиционные атомные электростанции. Однако вырабатываемая ими электроэнергия может оказаться дороже, чем у ветряных и солнечных станций.

Атомная промышленность уже много лет топчется на месте, изо всех сил пытаясь конкурировать с более дешевыми формами энергии, при этом находясь под пристальным наблюдением из-за аварий на Фукусиме, в Чернобыле и Три-Майл-Айленде. 

У производителей есть желание вывести ядерную энергетику на совершенно иной уровень, тем самым возродив отрасль. Компании по всему миру, включая NuScale Power LLC в США, китайская China National Nuclear Corp. и российский Росатом, разрабатывают реакторы нового поколения, некоторые конструкции которых будут более чем на 90% меньше, чем громоздкие установки, доминировавшие в отрасли на протяжении десятилетий. Одна из моделей может поместиться даже в частный дом.

Эти электростанции спроектированы таким образом, чтобы возводить их было намного проще. Благодаря этому они могут сделать ядерную энергию доступным — и более чистым — вариантом для развивающихся стран, которым не нужны огромные реакторы.

Некоторые климатические активисты, приветствуя потенциал безуглеродного электричества, не совсем уверены в этом аргументе. Они по-прежнему беспокоятся о своей безопасности. И, учитывая стоимость солнечной и ветровой энергии, задаются вопросом, имеют ли небольшие реакторы экономический смысл даже с их более низкими ценами на строительство.

Пока правительства всего мира разрабатывают амбициозные планы по отказу от ископаемого топлива, растет и понимание, что закрытие угольных или газовых ТЭЦ может привести к перебоям в подаче электроэнергии, как это было видно из веерных отключений в Калифорнии в начале августа.

На ядерную энергетику приходится 20% энергии США, и эта цифра может вырасти с появлением небольших ядерных объектов. Сторонники ожидают возрождения ядерного синтеза, которое может привлечь 5,9 триллиона долларов глобальных инвестиций до 2050 года.

«По крайней мере, в настоящее время и в обозримом будущем трудно увидеть энергетическую систему, основанную только на возобновляемых источниках энергии», — рассказал Bloomberg Крис Колберт, директор по стратегии NuScale в Портленде, штат Орегон.

Поперечный разрез здания реактора NuScale Power

Защитники идеи небольших атомных станций считают, что небольшие модульные реакторы, или SMR, как их обычно называют, могут быть построены на заводах, доставлены грузовиком или поездом, а затем собраны на месте, что значительно экономит время и деньги.

Коммунальные предприятия могут установить только одну или связать несколько вместе, расширяя потенциальный рынок за счет включения стран, которым не нужна большая обычная атомная станция.

Некоторые конструкции также будут обеспечивать промышленное тепло и электричество — одно из возможных применений — в отдаленных деревнях в далеких северных широтах, где необходимо и то, и другое.

China National Nuclear была первой, кто прошел проверку Международного агентства по атомной энергии на безопасность конструкции SMR. Он начал строительство демонстрационной версии своей 125-мегаваттной станции Nimble Dragon в 2019 году.

А в России Росатом в прошлом году представил первый в мире действующий SMR на корабле. Компании в Южной Корее, Канаде и Великобритании также разрабатывают аналогичные конструкции.

В США NuScale работает над проектом реактора мощностью 60 мегаватт, которого хватит для питания 48000 домов в США, и его конструкция только что получила одобрение Комиссии по ядерному регулированию в этом месяце. Цилиндрический генератор энергии будет около 20 метров в высоту и 3 метра в диаметре. Это крошечный размер по сравнению с большими обычными реакторами, обычно имеющих мощность около 1000 мегаватт. И это дешевле.

Одна электростанция с 12 соединенными вместе реакторными модулями NuScale будет стоить около 3 миллиардов долларов по сравнению с некоторыми крупными проектами, стоимость которых для обычных атомных станций превышает 20 миллиардов долларов. Если все пойдет по плану, первая коммерческая установка NuScale будет сдана в эксплуатацию в Айдахо в 2029 году.

Конструкция NuScale основана на реакторах с водой под давлением, которые сейчас широко используются на обычных атомных станциях, поэтому данная технология знакома регулирующим органам и разработчикам. Другие разработчики пробуют иные технологии.

Компания Oklo Inc., базирующаяся в Саннивейле, Калифорния, работает над так называемым быстрым реактором, который может использовать ядерные отходы существующих электростанций в качестве топлива и охлаждается жидким щелочным металлом вместо воды. А миллиардер Билл Гейтс поддерживает компанию TerraPower LLC, которая работает над другим типом быстрых реакторов, в которых в качестве теплоносителя используется жидкий натрий.

«Это гонка, как на заре ядерной энергетики», — уверен Тед Джонс, старший директор по национальной безопасности и международным программам Института ядерной энергии, торговой ассоциации отрасли.

По словам разработчиков, небольшие станции также безопаснее. Основной риск, связанный с ядерной установкой, заключается в том, что может произойти утечка радиации, но поскольку в реакторах меньшего размера в активной зоне меньше ядерного материала, существует меньший потенциальный риск. NuScale заявляет, что ее конструкции могут быть установлены в подземных бассейнах с водой, что минимизирует риск отказа оборудования, поскольку им не нужны насосы для циркуляции воды для охлаждения.

Но наряду с меньшим размером, эти новые конструкции могут также иметь и более слабые системы для контроля за потенциальной утечкой радиации, считает Эдвин Лайман, директор по безопасности ядерной энергетики в Союзе обеспокоенных ученых. По его словам, это вызывает беспокойство, потому что также были предприняты попытки построить SMR ближе к населенным пунктам.

«Академик Ломоносов», плавучая атомная теплоэлектростанция, с двумя ядерными реакторами в Мурманске в августе 2020 г. 

«У вас может быть маленький реактор, но более слабая защита и меньшее расстояние до населенных пунктов», — рассказал Лайман. «Парадоксально, но крошечный реактор может в конечном итоге выбросить больше опасного материала, чем большой».

Малые реакторы рассматриваются как ключ к возрождению отрасли, которая сейчас далека от процветания. Строительство обычных атомных станций находится на минимальном уровне за последние 10 лет. По данным BloombergNEF, в первом квартале во всем мире строилось 52 объекта, что является самым низким показателем за десятилетие. И более 20% этих проектов сталкиваются с проблемами, которые могут сорвать их запуск, включая финансирование и политическую оппозицию.

Единственный ядерный проект в США — это два реактора на АЭС Фогтл в Джорджии, проект, который сейчас на годы отстает от графика, а его стоимость удвоилась и превысила 28 миллиардов долларов. АЭС V.C. Summer plant за 21 миллиард долларов в Южной Каролине была заброшена в 2017 году после банкротства главного подрядчика.

По словам Бретта Рампала, менеджера исследовательской группы Clean Air Task Force, малые реакторы могут изменить это уравнение, и катализатором станут усилия по сдерживанию изменения климата. Более дюжины штатов и территорий США потребовали создания безуглеродных электрических сетей во главе с планом Калифорнии по полной ликвидации углерода к 2045 году.

Из-за высокой нагрузки солнечные и ветряные установки зачастую не могут обеспечивать круглосуточное электроснабжение. Это было одной из причин, по которой в Калифорнии, где в последние годы были выведены из эксплуатации 9 гигаватт газовых электростанций, в августе возникли перебои в подаче электроэнергии, спрос на которую вырос из-за аномальной жары. По словам Рампала, закрытие электростанций с базовой нагрузкой может создать разрыв — «И современные реакторы хотят его заполнить».

Реактор Oklo с мощностью 1,5 мегаватта способен поместиться внутри дома, но его мощности будет достаточно для работы около 1200 домов в США. Комиссия по надзору за ядерной безопасностью США приняла заявку компании на получение лицензии в марте, став первым, кто использовал новый процесс оценки, который агентство внедрило для ускорения процесса проверки.

Джейкоб ДеВитте, генеральный директор и соучредитель Oklo, сказал, что проект может получить одобрение в течение двух лет, а система может быть запущена через год после этого.

Рабочие на площадке установки корпуса реактора на АЭС Fuqing Китайской национальной ядерной корпорации в провинции Фуцзянь на юго-востоке Китая в 2018 г. 

«Ядерная энергия — это действительно важная часть наших решений по климату», — сказал ДеВитте. «Вот где действительно творится история».

Но есть вопросы о том, будут ли малые атомные электростанции конкурентоспособными в эпоху возобновляемых источников энергии. NuScale, например, стремится создать электростанцию, которая могла бы продавать электроэнергию по цене 55 долларов за мегаватт-час. Oklo ожидает, что более поздние версии его систем мощностью от 10 до 15 мегаватт будут конкурентоспособными с мощностью по цене 70 долларов за мегаватт-час.

TerraPower разрабатывает реактор мощностью 345 мегаватт, при нормированной стоимости электроэнергии 50 долларов за мегаватт-час. Его можно подключить к системе, которая накапливает тепло в расплаве соли для производства дополнительной энергии в периоды высокого спроса. Генеральный директор Крис Левеск сказал, что это увеличит мощность до 500 мегаватт и снизит стоимость до 40 долларов.

Ожидается, что система TerraPower будет стоить 1 миллиард долларов, и как утверждает Левеск, что демонстрационная установка может быть запущена к 2028 году. Такая гибкость была бы очень полезна, например когда в Калифорнии в начале этого месяца не хватило электроэнергии.

«Мы считаем, что во многих подобных станциях будет потребность», — сказал Левеск.

Тем не менее, энергия ветра в большей части мира сейчас стоит около 44 долларов за мегаватт-час, а солнечная энергия — 50 долларов. По данным BloombergNEF, в некоторых регионах к концу десятилетия стоимость возобновляемой энергии будет ниже 20 долларов за мегаватт-час.

«Логика строительства небольших модульных реакторов не имеет экономического смысла», — считает Лайман.

Сдвиг происходит потому, что США сильно отстают от других стран в строительстве больших реакторов. В настоящее время на большей части этого рынка доминируют Россия и Китай, в то время как США «полностью отсутствуют», согласно мартовскому отчету Министерства энергетики США, в котором это событие обозначено как серьезный удар по стратегическим интересам США.

США предпринимают шаги для решения этой проблемы, в частности, сняв запрет на госфинансирование ядерных проектов в других странах, особенно на развивающихся рынках. По словам Криса Гадомски, аналитика BloombergNEF, большая часть любого будущего ядерного экспорта будет связана с небольшими ядерными проектами.

«Мы больше не собираемся экспортировать большие реакторы», — сказал он. «Маленьким странам они не нужны».

Перевод Станислава Прыгунова, специально для «БВ»

Первый в США малый модульный реактор с кипящей водой в стадии разработки

Перейти к основному содержанию

Малый модульный реактор BWRX-300.

GE Hitachi

Компания GE Hitachi (GEH) расширяет свое портфолио атомной энергетики, разрабатывая уменьшенную и упрощенную версию своего лицензированного экономичного упрощенного реактора с кипящей водой (ESBWR). Конструкция BWRX-300 – это ЕДИНСТВЕННЫЙ малый модульный реактор (ММР) с кипящей водой , разрабатываемый в США. Он недавно начал процесс лицензирования в Комиссии по ядерному регулированию и является одним из немногих новых реакторных технологий, которые могут появиться на рынке в течение десятилетия.

Благодаря своей новой конструкции SMR компания GEH стремится уменьшить размер станции на 90% по сравнению с традиционными крупномасштабными реакторами с кипящей водой, чтобы значительно снизить затраты на строительство.

Как работает BWRX-300 SMR?

Компактная конструкция SMR представляет собой электрический легководный реактор мощностью 300 мегаватт, основанный на проверенной и лицензированной технологии реактора с кипящей водой, которая ранее поддерживалась в рамках программы ядерной энергетики 2010 Министерства энергетики США. BWRX-300 будет производить пар внутри корпуса реактора, что значительно уменьшит сложность и размер установки.

SMR удаляет практически все системы, необходимые для поддержки крупномасштабного реактора, за исключением системы изолирующего конденсатора. Эта ключевая система сохранит свой первоначальный размер, чтобы оптимизировать ее производительность в гораздо меньшем BWRX-300. Изолирующий конденсатор преобразует пар в жидкость, запуская естественную циркуляцию и пассивное охлаждение. Добавление воды в изолирующие бассейны конденсатора позволяет бесконечно охлаждать компоненты реактора. Эта расширенная функция позволяет реактору поддерживать оптимальное давление и температуру в реакторе в течение семи дней без питания или вмешательства оператора во время нештатных ситуаций.

BWRX-300 Реактор. Сосуд давления

GE Hitachi

Другие ключевые преимущества:

• Пассивное охлаждение безопасности
• Упрощенная конструкция
• СОЗДАНИЕ СОЗДАНИЯ
• Установленный цепь.

Прогнозируемые преимущества

Согласно GEH, BWRX-300 может значительно снизить общие риски проекта и общие капитальные затраты. Ожидается, что благодаря подземной защитной оболочке и меньшему масштабу конструкция SMR уменьшит количество необходимого бетона и значительно сократит капитальные затраты по сравнению с существующими конструкциями реакторов. В нем будут использоваться проверенные технологии, общие методы строительства и налаженная цепочка поставок, что может ускорить его разработку и развертывание. Как небольшой проект, процесс строительства BWRX-300 также может поддерживать постоянную рабочую силу между сборками и улучшать передачу знаний, чтобы повысить шансы на более быстрый оборот.

Что дальше?

Компания GEH ожидает ускоренного процесса лицензирования, поскольку SMR основан на проекте ESBWR, который уже прошел проверку. Компания ожидает, что BWRX-300 поступит в коммерческую эксплуатацию уже в 2027 году.

Подписывайтесь на нас

Малые ядерные реакторы появляются в качестве источника энергии, но риски вырисовываются

Никосия, Кипр —

Глобальный поиск альтернативных российским источникам энергии в свете войны на Украине переориентировал внимание на более мелкие и простые в строительстве атомные электростанции, которые, по мнению сторонников, могли бы стать более дешевой и более эффективной альтернативой мегаэлектростанциям старых моделей. .

Британская компания Rolls-Royce SMR заявляет, что ее небольшие модульные реакторы, или SMR, намного дешевле и быстрее запускаются, чем стандартные установки, обеспечивая энергетическую безопасность, к которой стремятся многие страны. Франция уже использует атомную энергетику для получения большей части своей электроэнергии, а Германия сохранила возможность возобновить работу двух атомных электростанций, которые она закроет в конце года, поскольку Россия сокращает поставки природного газа.

В то время как Rolls-Royce SMR и ее конкуренты подписали контракты со странами от Великобритании до Польши, чтобы начать строительство станций, они еще много лет не работают и не могут решить энергетический кризис, который сейчас поражает Европу.

Атомная энергетика также сопряжена с риском, в том числе с удалением высокорадиоактивных отходов и недопущением доступа к этой технологии стран-изгоев или гнусных групп, которые могут осуществлять программу создания ядерного оружия.

Эти риски усилились после обстрела крупнейшей в Европе атомной электростанции в Запорожье, Украина, что вызвало опасения потенциальной ядерной катастрофы.

Однако после войны «зависимость от импорта газа и российских источников энергии заставила людей задуматься об энергетической безопасности», — сказал представитель Rolls-Royce SMR Дэн Гулд.

Компоненты SMR могут быть изготовлены на заводе, доставлены на место в тракторных прицепах и собраны там, что делает технологию более привлекательной для экономных покупателей, сказал он.

«Это похоже на сборку Lego», — сказал Гулд. «Строительство в меньшем масштабе снижает риски и делает его более привлекательным для инвестиций».

SMR представляют собой реакторы с водой под давлением, идентичные примерно 400 реакторам во всем мире. Основными преимуществами являются их размер — примерно одна десятая размера стандартного реактора, простота конструкции и цена.

Ориентировочная стоимость Rolls-Royce SMR составляет от 2,5 до 3,2 миллиардов долларов, а расчетное время строительства — 5,5 лет. Согласно статистике Международного агентства по атомной энергии, это на два года быстрее, чем строительство стандартной атомной станции в период с 2016 по 2021 год. По некоторым оценкам, стоимость строительства атомной электростанции мощностью 1100 мегаватт составляет от 6 до 9 миллиардов долларов.

Компания Rolls-Royce планирует построить свои первые станции в Великобритании в течение 5,5 лет, сказал Гулд. Точно так же базирующаяся в Оклахоме компания NuScale Power в прошлом году подписала соглашения с двумя польскими компаниями — производителем меди и серебра KGHM и производителем энергии UNIMOT — для изучения возможности строительства ММР для тяжелой промышленности. Польша хочет отказаться от загрязняющего окружающую среду производства электроэнергии на угле.

Компания Rolls-Royce SMR сообщила в прошлом месяце, что подписала соглашение с голландской компанией-разработчиком ULC-Energy о создании SMR в Нидерландах.

Еще одним партнером является Турция, где Россия строит АЭС «Аккую» на южном побережье. Экологи говорят, что регион сейсмически активен и может стать мишенью для террористов.

Внедрение «недоказанных» ядерных энергетических технологий в виде ММР не устраивает защитников окружающей среды, которые утверждают, что распространение малых реакторов усугубит проблему утилизации высокорадиоактивных ядерных отходов.

«К сожалению, Турцией управляет некомпетентная администрация, которая превратила ее в «испытательный полигон» для корпораций», — сказал Корай Доган Урбарли, представитель Турецкой партии зеленых.

«Это отказ России от суверенитета определенного региона минимум на 100 лет для строительства атомной электростанции. Эта некомпетентность и сила лоббирования делают Турцию легкой мишенью для SMR», — сказал Корай, добавив, что его партия избегает технологий с «неопределенным будущим».

Гулд сказал, что один Rolls-Royce SMR будет генерировать ядерные отходы размером с «теннисный корт высотой 1 метр» в течение 60-летнего срока службы завода. Он сказал, что первоначально отходы будут храниться на заводах в Великобритании и в конечном итоге будут перемещены в место долгосрочного захоронения, выбранное британским правительством.

М.В. Рамана, профессор государственной политики и международных отношений в Университете Британской Колумбии, цитирует исследование, в котором говорится, что «нет продемонстрированного способа» гарантировать, что ядерные отходы, хранящиеся в местах, которые власти считают безопасными, не ускользнут в будущем.

Постоянное тепло, выделяемое отходами, может изменить горные породы, в которых они хранятся, и привести к просачиванию воды, в то время как будущая добыча полезных ископаемых может поставить под угрозу целостность места захоронения ядерных отходов, сказал Рамана, который специализируется на международной безопасности и ядерной энергетике.

Скептики также поднимают вопрос о возможном экспорте таких технологий в политически неспокойные регионы. Гулд сказал, что Rolls-Royce «полностью соответствует» британским и международным требованиям при экспорте своей технологии SMR «только на территории, которые подписали необходимые международные соглашения о мирном использовании ядерной энергии для производства энергии».

Однако Рамана сказал, что нет никакой гарантии, что страны будут соблюдать правила.

«Любая страна, приобретающая ядерные реакторы, автоматически увеличивает свои возможности по производству ядерного оружия», — сказал он, добавив, что каждый ММР может производить «около 10 бомб плутония в год».

Rolls-Royce SMR может решить прекратить поставки топлива и других услуг любому, кто нарушает правила, но «если какая-либо страна решит это сделать, она может просто попросить Международное агентство по атомной энергии прекратить инспекции, как это сделал Иран, для Например, — сказал Рамана.

Хотя отработавшее топливо обычно подвергается химической переработке для получения плутония, используемого в ядерном оружии, Рамана сказал, что такая технология переработки широко известна и что для производства количества плутония, необходимого для оружия, не требуется очень сложного перерабатывающего завода.