Теги → ядерная энергетика

Китай почти завершил строительство первого в мире ториевого ядерного реактора

В Китае вскоре начнутся испытания первого в мире ядерного реактора на расплавах солей тория. Реактор мощностью 2 МВт строится в пустынном районе Китая для обеспечения электрической энергией отдалённых поселений. Аналогичные проекты в США не вышли из лабораторий, хотя 60 лет назад считались перспективными. Успех испытания приведёт к строительству в Китае 100-МВт жидкосолевых ториевых реакторов, но это произойдёт не раньше 2030 года.

Источник изображения: alexnako/Depositphotos

Источник изображения: alexnako/Depositphotos

Жидкосолевые ториевые атомные реакторы имеют ряд преимуществ над реакторами на урановом топливе с водяным контуром охлаждения. Хладагент в виде расплава солей тория одновременно является топливом. Правда, для запуска и поддержки ядерной реакции деления одного тория недостаточно и в топливо добавляется уран или используются другие технологии. Зато в системе охлаждения поддерживается низкое давление, и нет опасности взрыва при разгерметизации. Подобные реакторы — это находка для зон с отсутствием воды для охлаждения обычных реакторов.

Также преимущество топлива в виде расплава солей в том, что для его загрузки не нужно останавливать реактор, и отработанные продукты топлива сами покинут зону реактора. В то же время расплав солей как хладагент и топливо несут с собой высокую коррозийную опасность, что требует новых технологий и материалов для защиты трубопроводов и узлов подачи.

Солнце будет участвовать в процессе расплавления солей тория для подачи в реактор. Источник изображения: Chinese Academy of Sciences

Солнце будет участвовать в процессе расплавления солей тория для подачи в реактор. Источник изображения: Chinese Academy of Sciences

Завершающие работы по строительству прототипа жидкосолевого ториевого атомного реактора ожидаются в августе, а испытания начнутся в сентябре. Работу над этим проектом китайские учёные начали около десяти лет назад. Успех эксперимента будет означать, что в стране в засушливых районах начнут строить мощные атомные электростанции на реакторах этого типа.

NASA заказало разработку ядерных космических двигателей у Blue Origin, GE и Lockheed Martin

Аэрокосмическое агентство NASA и Министерство энергетики США (DOE) заключили с компаниями Blue Origin, General Electric Hitachi Nuclear Energy и Lockheed Martin три новых контракта на разработку технологий ядерных силовых установок для космических полётов на Марс и дальше.

Контракты на срок 12 месяцев заключены через Национальную лабораторию Айдахо (INL) Министерства энергетики США. Они включены в бюджет NASA на 2021 год. Стоимость каждого контракта составляет $5 млн. По окончании заявленного периода INL проведёт анализ предложенных проектов и предоставит рекомендации NASA. Аэрокосмическое агентство в свою очередь будет использовать эту информацию в качестве основы для проектирования и разработки будущих технологий.

В проекте NASA по разработке технологий для космических полётов участвуют сразу несколько компаний, с которыми агентство ранее уже заключило аналогичные контракты. В их список входят: BWX Technologies, General Atomics Electromagnetic Systems, Ultra Safe Nuclear Corporation, General Electric Research, Framatome и Materion. В апреле текущего года General Atomics получила от агентства финансирование в размере 22 млн долларов. Также 2,9 и 2,5 млн долларов уже были выделены компаниям Lockheed Martin и Blue Origin.

Ядерные тепловые силовые установки рассматриваются в качестве одной альтернатив химическим ракетным двигателям. Они также создают тягу с помощью выхлопных газов, выбрасываемых в направлении, противоположном направлению движения. Однако ключевая разница между ними заключается в принципе производства этих выхлопных газов. В ядерном тепловом двигателе для нагрева топлива и создания тяги используется небольшой и уникальный по своим характеристикам реактор деления. В теории подобные установки могут быть во много раз эффективнее химических ракетных двигателей.

Япония заинтересовалась ядерными микрореакторами, создавать которые поможет компания из США

Атомная энергетика стремительно движется к статусу «зелёной», что подтверждают последние инициативы в Европе и Японии, где особенно напуганы (и вовсе не случайно!) возможными нехорошими последствиями эксплуатации атомных электростанций. Также на первый план выходят компактные ядерные реакторы с намного более высокой степенью защиты от возможных аварий. Именно такими установками начали интересоваться в Японии, а помощь стали искать в США.

Безопасная АЭС на модульных реакторах в представлении художника. Источник изображения: NuScale Power

Безопасная АЭС на модульных реакторах в представлении художника. Источник изображения: NuScale Power

В США существуют как национальные программы по созданию компактных модульных ядерных реакторов, так и коммерческие. Одной из широко известных компаний в этой сфере считается американский стартап NuScale, который строит в штате Айдахо модульную атомную электростанцию общей мощностью до 700 МВт. Мощность одного модуля в каскаде достигает 77 МВт — это чуть больше, чем на российской плавучей АЭС «Академик Ломоносов». В коммерческую эксплуатацию электростанция по проекту NuScale должна быть введена через 8 лет — в 2029 году.

Японцы находят проект NuScale крайне привлекательным для своих целей и начинают инвестировать в неё и принимать участие в проектах. Так, японская инжиниринговая компания IHI, которая порядка 60 лет занималась проектами для атомной энергетики, но после аварии на АЭС в Фукусиме потеряла основной портфель заказов, собирается инвестировать в NuScale около 2 млрд иен ($18,4 млн) и может даже удвоить эти вложения. В качестве отдачи IHI рассчитывает получить от NuScale технологии на производство защитных конструкций для микрореакторов, на чём она специализируется.

Модульные компактные реакторы NuScale полностью погружены в воду и даже в случае природных катаклизмов, когда активная система охлаждения будет повреждена, остаются в безопасности от расплавления ещё около одного месяца. Модульная конструкция также означает, что мощность установки легко регулируется, что крайне полезно в сочетании с возобновляемой энергетикой.

Наконец, компоненты модульных реакторов в основном изготавливаются на производстве, а не на месте строительства электростанции, что удешевляет процесс строительства АЭС. По словам NuScale, модульные АЭС будут стоить примерно в два раза меньше, чем обычные при равной генерируемой мощности.

В США разрабатывают проект ядерного реактора в стандартном грузовом контейнере

В США не представляют декарбонизацию без ядерной энергетики. Но ядерная энергетика будущего должна стать иной — портативной, безопасной и мобильной. Для этого научные институты США с привлечением бюджетных средств проектируют не только модульные микрореакторы мощностью до 300 МВт, но также заняты разработкой безопасных и транспортабельных микрореакторов мощностью до 20 МВт.

Проект ядерного микрореактора компании HolosGen. Источник изображения: HolosGen

Проект ядерного микрореактора компании HolosGen. Источник изображения: HolosGen

Подобные микрореакторы могут применяться в самых разных областях: для зарядки электромобилей вдоль отдалённых трасс, для подачи питания в малонаселённой местности, в освоении Арктики и даже в космосе. Габариты реакторов должны будут позволить перевозить их в стандартных 40-футовых (12-метровых) контейнерах на грузовиках.

Примечательно, что для передачи тепла из рабочей зоны ядерного микрореактора в зону преобразования в электрическую энергию будут использоваться тепловые трубки, подобно тому, как это сделано в охлаждающих системах персональных компьютеров. Охлаждение и отвод тепла из рабочей зоны станут полностью пассивными, что будет гарантировать надёжность системы и работу без обслуживания в течение десятилетий.

Другое важное условие для проектирование ядерных микрореакторов — это использование низкообогащённого топлива. Такое вещество, даже если оно попадёт не в те руки, нельзя будет использовать для создания ядерного оружия. Технология работы с низкообогащённым ядерным топливом предполагает процесс «замедления» нейтронов. В обычных реакторах для это используется графит, но в случае микрореакторов — это неподходящее по габаритам и весу решение.

В качестве альтернативы графиту для замедления нейтронов в активной зоне реактора предложены соединения металлов с водородом — гидриды, а проблему с разложением гидридов при высоких температурах предложено решать с помощью многослойных защитных оболочек для таких «замедлителей».

Активную работу на направлении ядерных микрореакторов ведёт Аргоннская национальная лаборатория. Причём участники проектов отвечают не только за разработку реакторов, но также сотрудничают с регулирующими органами США для разработки нормативной базы по размещению и эксплуатации таких силовых установок. Чуть подробнее со ссылками по этой теме сказано на сайте Аргоннской национальной лаборатории.

Американцы напечатали на 3D-принтере активную зону ядерного реактора

Атомная энергетика играла и будет играть значительную роль в энергогенерирующем секторе экономики США. Более того, американцы собираются вывести мирный атом на новый уровень. Вместо принятой в прошлом практики дорогостоящего и длительного по срокам строительства крупных объектов для атомной энергетики, новые атомные электростанции будут расти как грибы после дождя. В этом им обещают помочь аддитивные технологии 3D-печати.

Напечатанные 3D-принтером элементы активной зоны микрореактора (Britanny Cramer/ORNL/US Dept. of Energy)

Напечатанные 3D-принтером элементы активной зоны микрореактора (Britanny Cramer/ORNL/US Dept. of Energy)

На днях Национальная лаборатория Ок-Риджа Министерства энергетики США (ORNL) показала прототип активной зоны ядерного реактора, созданного методом 3D-печати. Печать самого важного элемента ядерного реактора выполнена в рамках программы Transformational Challenge Reactor (TCR). Она предполагает радикально изменить подход при конструировании микрореакторов, выполняя полноразмерную печать элементов и в разы ускоряя ввод в эксплуатацию новых атомных электростанций.

В соответствии с программой TCR, демонстратор изготовленного методом аддитивной печати ядерного микрореактора со сниженным количеством конструктивных элементов и со встроенными датчиками и органами управления должен быть готов к 2023 году.

Для США эта программа имеет критическое значение. В 30 штатах страны работают 98 ядерных реакторов, большинство из которых будут выведены из эксплуатации в следующие 20 лет. При этом за последние 20 лет в стране начал строиться всего лишь один новый реактор. Построить вместо старых реакторов новые классическим способом уже не получится. Долго и дорого. А аддитивная печать ― это высокая скорость производства компонентов, ускоренная проверка, упрощённое и сокращённое по времени получение разрешительных документов и быстрый ввод объектов в эксплуатацию.

Представленный лабораторией ORNL прототип активной зоны ядерного реактора выполнен из разрешённой для использования в ядерных реакторах марки нержавеющей стали методом высокотемпературной аддитивной печати с прямым осаждением материала. В ответ на это технический директор TCR Курт Террани (Kurt Terrani) заявил: «Нынешняя ситуация для атомной отрасли ужасна. Это основополагающее усилие, которое может открыть ворота для быстрых инноваций для ядерного сообщества».

Добавим, микрореактор по программе TCR будет работать на нитриде урана. Покрытием топливных микросфер станут конструкционные материалы из карбида кремния. Замедлителем выступят элементы активной зоны из гидрида иттрия. Топливо будет производить компания BWXT Nuclear Operations Group. Корпус реактора тоже будет выполнен из нержавеющей стали, но применять аддитивные технологии для его изготовления не планируется.

Toshiba может отказаться от выпуска телевизоров и ПК в пользу ядерной энергетики

Гендиректор Toshiba Масаси Муромати (Masashi Muromachi) заявил журналистам в ходе круглого стола, что компания может уволить персонал неэффективных подразделений по производству бытовой техники, телевизоров и компьютеров и начать поиск партнёров в области ядерных технологий для того, чтобы восстановиться после скандала с искажениями финансовой отчётности.

REUTERS/TORU HANAI

REUTERS/TORU HANAI

«Последние проблемы с бухгалтерским учётом, возможно, обусловлены тем, что некоторые наши предприятия утратили способность приносить прибыль, — говорит Муромати. — Мы должны срочно предпринять меры в отношении этих предприятий».

В рамках программы восстановления компания назначила новую команду менеджеров, состав которой был одобрен в среду собранием акционеров. Муромати заявил, что начальные шаги по реструктуризации могут быть сопряжены с сокращением собственных запасов средств, и так более слабым по сравнению с конкурентами, включая Hitachi Ltd. Будучи в списке особого контроля Токийской фондовой биржи, Toshiba сейчас практически не в состоянии привлечь дополнительные средства через продажу облигаций и выпуск акций. Поэтому компания будет, в случае необходимости, для финансирования процесса реструктуризации обращаться к банковским кредитам.

wsj.com

wsj.com

По словам Муромати, ядерный бизнес компании, находящийся в центре внимания инвесторов, нуждается в партнёре. Аналитики уже давно говорят о том, что стоимость активов, входящих в 87 % доли Toshiba в американской электротехнической и ядерной компании Westinghouse Electric, явно завышена. Однако компания настаивает на том, что нет никакой необходимости в списании, по крайней мере на данный момент.

Toshiba заплатила $5,4 млрд за контрольный пакет акций Westinghouse Electric в 2006 году на пике бума ядерной промышленности. Но авария на АЭС «Фукусима-1» и сланцевый бум в США снизили привлекательность атомной энергетики для инвесторов.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Новая статья: The Ascent — неоновые джунгли. Рецензия 50 мин.
Telegram получит поддержку групповых видеозвонков на 1000 зрителей и многое другое 3 ч.
Власти Китая обязали интернет-гигантов устранить незаконную интернет-деятельность 3 ч.
Спидраннер первым в мире прошёл Sekiro: Shadows Die Twice вслепую и уложился в пять часов 4 ч.
Huawei закладывает стандарты обучения и сертификации ИКТ-специалистов в России 5 ч.
Windows 10 получила необязательное обновление, в котором исправлено падение FPS в некоторых играх и другие проблемы 6 ч.
Видео: галерея инопланетных захватчиков-супергероев в новом трейлере экшена No More Heroes 3 6 ч.
Слухи: Sony перенесла релиз Horizon Forbidden West на первый квартал 2022 года [Обновлено] 7 ч.
Amazon выписали рекордный штраф за неправильную обработку персональных данных в Европе 8 ч.
Австралийский суд признал авторские права за искусственным интеллектом 8 ч.