Микрореакторы могут полностью изменить правила игры

Возможно, мы стоим на пороге новой парадигмы для атома, предположила группа специалистов в области атомной энергетики в журнале Национальной инженерной академии "The Bridge". Подобно тому, как большие, дорогие и централизованные компьютеры уступили место широко распространенным сегодня ПК, новое поколение относительно крошечных и недорогих микрореакторов заводского изготовления, разработанных для автономной работы по принципу "подключи и эксплуатируй", подобно подключению к сети крупногабаритной батареи, уже на горизонте, считают они.
Данные предлагаемые системы могут обеспечивать теплом промышленные процессы или электричеством военную базу или район, работать без участия человека в течение 5-10 лет, а затем доставляться обратно на завод для дозаправки и восстановления ресурсоемкости. Авторы этой предлагаемой к обсуждению парадигмы – Якопо Буонджорно, профессор ядерной науки и инженерии “TEPCO” Массачусетского технологического института, Роберт Фрида, основатель компании GenH, Стивен Аумайер из Национальной лаборатории Айдахо и Кевин Чилтон, отставной руководитель Стратегического командования США – назвали эти небольшие электростанции или микрореакторы "ядерными батареями". По словам этих специалистов, благодаря простоте эксплуатации микрореакторы могут сыграть значительную роль в декарбонизации мировых систем электроснабжения, чтобы предотвратить возможное наступающее катастрофическое изменение климата. Научный портал “Атомная энергия 2.0” приводит интервью университетского издания MIT News с профессором Якопо Буонджорно об исследования его группы ученых в этой области.
- Идея актуального внедрения малых модульных реакторов обсуждается уже несколько лет. В чем отличие вашего предложения относительно так называемых “ядерных батарей”?

- Установки, которые мы описываем, доводят концепцию фабричного производства и модульности до крайности. Предыдущие предложения рассматривали реакторы в диапазоне от 100 до 300 мегаватт электрической мощности, что в 10 раз меньше традиционных крупных атомно-энергетических реакторов гигаваттного масштаба. Эти АЭС малой и средней мощности также могут быть собраны из заводских компонентов, но все равно требуют некоторой сборки на строительной площадке и большой подготовительной работы. Таким образом, это только определенное улучшение по сравнению с крупными традиционными АЭС, но не изменение правил самой игры.

Концепция ядерной батареи или микрореакторов – это совсем другое, потому что физический масштаб и выходная мощность этих систем – около 10 мегаватт. Она настолько мала, что вся мини-электростанция фактически строится на заводе и помещается в стандартный контейнер.

Это дает несколько преимуществ с экономической точки зрения. Развертывание этих ядерных батарей не потребует управления большой строительной площадкой, что было основным источником задержек графика и перерасхода средств для строительных проектов атомной отрасли в течение последних 20 лет.

Ядерная батарея разворачивается быстро, скажем, за несколько недель, и становится своего рода услугой "энергия по требованию". Атомную энергию можно будет рассматривать уже как продукт, а не как мегапроект.

MITРазличные варианты применения ядерных батарей в миреMIT
- Вы говорите о потенциальном широком распространении таких установок, в том числе даже в жилых районах для обеспечения энергией целых кварталов. Насколько люди могут быть уверены в безопасности этих микрореакторов?

- Разрабатываемые конструкции ядерных батарей отличаются исключительной надежностью; это, собственно, одна из самых привлекательных сторон данной технологии. Небольшой физический размер помогает обеспечить безопасность различными способами. Во-первых, количество остаточного тепла, которое необходимо отводить при остановке реактора, невелико. Во-вторых, активная зона реактора имеет высокое отношение поверхности к объему, что также облегчает поддержание ядерного топлива в холодном состоянии при любых обстоятельствах без какого-либо внешнего вмешательства. По сути, система сама о себе сможет позаботится.

В-третьих, микрореакторы также имеют очень компактную и прочную стальную защитную конструкцию, окружающую его для защиты от потенциального выброса радиоактивности в биосферу. Для повышения безопасности мы предполагаем, что на большинстве площадок эти ядерные батареи будут расположены под землей, что обеспечит дополнительный уровень защиты от потенциальных внешних воздействий.

- Откуда мы знаем, что эти новые виды реакторов будут работать, и что должно произойти, чтобы такие установки стали широко доступны?

- NASA и Лос-Аламосская национальная лаборатория успешно разработали и продемонстрировали микрореактор для применения в космосе за три года, с 2015 по -2018 гг., от начала проектирования до изготовления и испытаний. И это обошлось им в 20 миллионов долларов, используя имеющуюся научно-исследовательскую инфраструктуру Министерства энергетики США. Эта стоимость и сроки выполнения на порядки меньше, чем для традиционных крупных атомных станций, которые легко обходятся в миллиарды долларов, а их строительство занимает от пяти лет до десятилетия и больше.

В настоящее время полдюжины компаний разрабатывают свои собственные проекты. Например, компания Westinghouse работает над микрореактором eVinci, применяющем технологию тепловых труб для охлаждения, и планирует запустить демонстрационную установку уже через три года. Это будет экспериментальная установка в одной из национальных лабораторий, например, в Национальной лаборатории Айдахо, где есть ряд объектов, которые будут модифицированы для размещения этих небольших реакторов и проведения интенсивных испытаний на них.

Например, реактор там может быть подвергнут более экстремальным условиям, чем те, которые могут возникнуть при нормальной эксплуатации, и при этом прямые испытания покажут, что пределы отказов установки не превышаются. Это даст уверенность для реализации последующего этапа широкого коммерческого внедрения новых микрореакторов.

Эти ядерные батареи идеально подходят для создания энергетической и экологической устойчивости во всех секторах экономики, обеспечивая стабильный, надежный и безопасный источник безуглеродной электроэнергии и тепла, который может быть размещен именно там, где это необходимо, что снижает потребность в дорогостоящей и хрупкой инфраструктуре передачи и хранения энергии. Если эти технологии получат столь широкое распространение, как мы предполагаем, они смогут далее внести значительный вклад в сокращение мировых выбросов вредных парниковых газов.

Терминаторы будут довольны.

Если мне не изменяет мой склероз, то в конце 90-х-начале 00-х все носились с криками, что пора отказаться от атомной энергии, да и вообще урана на всех не хватит и скоро они будут просто бесполезны.

Ага, после Чернобыля. У нас площадку подготовили для АЭС и свернули работы.

> Меня другое интересует. 10 МВт, это сколько и чего можно снабдить электроэнергией?

Что нашел:

"Город Алматы потребляет примерно 1 500 МВт. Весь Казахстан потребляет 12 000 МВт. Город Москва потребляет столько же, сколько весь Казахстан. Вся Россия потребляет 150 000 МВт. Вся Европа потребляет 400 000 МВт.

Алматинская ТЭЦ-1 может генерировать 100 МВт, Алматинская ТЭЦ-2 – 400 МВт, Экибастузская ГРЭС-1 – 2 500 МВт (после окончания строительства имела мощность 4 000 МВт, но эффективный менеджмент…), Жамбылская ГРЭС – 1 200 МВт. На Саяно-Шушенской ГЭС до аварии было установлено 10 генераторов по 600 МВт, то есть мощность станции составляла 6 000 МВт (самая мощная в России до аварии 2009г., правда, линии электропередачи, отходящие от ГЭС, позволяли передать только 4 000 МВт). Чернобыльская АЭС до аварии была мощностью 4 000 МВт. Самая мощная электростанция в мире – бразильская «Итайпу» - 12 600 МВт (ее одной хватит, чтобы закрыть потребности всего Казахстана).

Суммарная установленная мощность всех электростанций Казахстана – 18 000 МВт, России – 220 000 МВт."

На "Варшавянках" два дизель-генератора по 1 Мвт. На "Бореях" реактор выдает 190 Мвт.

Ну, я по Архангельску примерно прикинул и у меня получилось, что 80 тысяч рыл можно энергией обеспечить. Нормально. Тысячи городов по стране. Не считая тепла, которого АЭС вырабатывает прорву. Думаю, это охуенно. Тут вопрос в безопасности.

> несколько небольших котельных,

Чаво?! Заменить, имеешь ввиду?

> Возможно, небольшой завод.

Ясен пень, что какая-нибудь металлургия явно более энергоёмка для такого реактора, но это штучные производства.
Они больше на массовость рассчитаны.

Нахуй котельная, если есть АЭС?

100 МВт? Многовато для пары домов.
#12.

Да, блин, с ноликами запутался. Спасибо, что заметил, а я уж губу раскатал. 10мвт из контейнера, ага. Это уже уровень райцентров получается.

Может 500?
Так.
Йопта.
Прекратите писать подшофе.
В принципе я тоже сейчас пишу под этим самым, но математику еще не успел забыть. У меня литр пива и 0,5 вискаря. А у Вас?

500*2квт=1000квт=1 МВт.
Не ебите мне мозг!

Переиграл и уничтожил.
Ладно, завтра посчитаю.

Вопрос из-под шофе: а зачем? Имеется в виду, зачем нужны мелкие АЭС кроме тех случаев, когда без них - ну совсем никак? Например, где-нибудь на крайнем севере, где теперь работает "Ломоносов". Если же имеется вариант включения хотя бы в районную сеть электроснабжения, эта 10МВтная АЭС в любом случае проиграет по КПД промышленной выработке. Не говоря уже о том, что она даже суточный перепад потребления вряд ли в одно жало вытянет, в любом случае ей потребуется поддержка в виде газовых/угольных и прочих станций, которые хоть немного, но все же быстрее смогут реагировать на перепады потребления электроэнергии.

PS Ах, да, это же заявил профессор из страны-лидера в атомной энергетике. Если мне склероз не изменяет, они за тридцать лет у себя построили аж ноль штук. Авторитет мирового уровня!

> Имеется в виду, зачем нужны мелкие АЭС кроме тех случаев, когда без них - ну совсем никак?

Замена дизелю и углю.

> эта 10МВтная АЭС

Думаю, что обслуживание контейнера с ураном слегка более экономично. Было бы интересно узнать экономическую составляющую.

Разводилово уровня "обогащения урана лазером".

Я ненастоящий сварщик реакторщик, лучше Румату или Морду попытать, но есть среди меня мнение, что биологическая защита сделает такой реактор не очень транспортабельным (если речь об обычном тепловом ядрЁном реакторе). А с поправкой на инерционность регулирования и особенностей управления нагрузкой, херня по большей части сейчас это всё.

Что там с охлаждением и аварийным стопом? Чернобыль в грузовике - не весело ни разу.

Десять там нельзя поставить, охлаждение. Хотя хз че они там придумали. Но не дадут экологи, сейчас партия велит солнце, ветер и воду, а так в 70-е уже ж были проджекты, у кодак в здании личный реактор был. Не хотят элиты ядреную энергетику.