В Канаде построят первый в мире микромодульный ядерный реактор. Местом строительства был выбран исследовательский центр Canadian Nuclear Laboratories в деревне Чок-Ривер, расположенной в округе Ренфру канадской провинции Онтарио. Установку разработала компания Global First Power.

Источник изображений: CTV News

«Один из таких реакторов сможет обеспечивать электроэнергией 5000 человек в течение 20 лет. При этом объём радиоактивных отходов от такой установки составит всего 1 кубический метр», — прокомментировал исполнительный директор Global First Power Джос Дининг (Jos Diening) в интервью CTV News.

Целью Global First Power является использование компактных реакторов для обеспечения электроэнергией удалённых регионов, не подключённых к общей канадской энергетической системе, что особенно актуально в северной части страны.

«На севере живёт много людей. Это открывает для нас большой потенциал. Мы хотим заменить дизельные генераторы. Одна из наших установок способна произвести объём электроэнергии эквивалентный объёму, полученному при сжигании 200 млн литров дизельного топлива», — добавил Дининг.

Микромодульные реакторы будут состоять из 90 частей, каждая из которых будет иметь размеры грузовика. Эти части (или модули) будут производиться в том числе и в центрах CNL. Затем модули будут транспортировать на нужное место, где из них будет собираться реактор. Процесс чем-то напоминает сборку конструктора Lego. В собранном виде размеры реактора не будут превышать площадь футбольного поля.

Первый из таких реакторов возведут в Чок-Ривер. В качестве демонстрации он будет обеспечивать электроэнергией кампус CNL. Построить реактор планируют к 2027 году.

«Это идеальное место для демонстрации возможности реактора, поскольку это по сути удалённый населённый пункт. Если мы сможем сделать это здесь, то сможем везде», — прокомментировала Эми Готтшлинг (Amy Gottschling), вице-президент по науке, технологиям и коммерции компании Atomic Energy of Canada Ltd., которой принадлежит кампус CNL.

Европейское космическое агентство (ESA) финансирует несколько исследований, изучающих возможность использования ядерных силовых установок в ракетах для освоения дальнего космоса. Движение космических аппаратов сегодня обеспечивается либо с помощью запасов химического топлива, либо с использованием аккумуляторной электроэнергии или энергии Солнца. При этом такие методы почти достигли предела эффективности, а применение ядерной электрической установки (NEP) потенциально позволяет преодолеть ограничения. Это позволит человечеству путешествовать дальше, чем когда-либо ранее.

Источник изображения: ESA

Одно из исследований — pReliminary eurOpean reCKon on nuclEar elecTric pROpuLsion for space appLications (RocketRoll) проводится учёными из Чехии и Германии. По мнению исследователей, ядерные силовые установки могут быть более эффективными, чем самые эффективные химические двигатели или варианты на солнечной энергии — атомная энергия позволит достичь недоступных для других технологий мест, в том числе за пределами Солнечной системы.

Новые методы имеют чрезвычайно важное значение, поскольку атомная энергия не только обеспечит манёвренность в космосе, но и позволит создавать жилые модули и базы на Луне и в более отдалённых локациях, включая Марс — туда понадобится доставлять много материалов для строительства, что с существующими технологиями затруднительно. Как заявляют учёные, главным преимуществом атомных реакций перед химическими является их несоизмеримо более высокая эффективность, а в сравнении с силовыми установками на солнечных элементах, атомные совсем не требуют солнечного света. Это чрезвычайно важно для длительных путешествий с большими грузами и исследований за пределами орбиты Марса.

Учёные и инженеры в рамках программы RocketRoll в следующие 11 месяцев должны будут разработать технико-экономические обоснования для программы разработки будущих ракет-носителей ESA Future Launchers Preparatory Program (FLIPP) и определить преимущества использования буксира NEP в сравнении с классическими двигательными установками. По словам учёных, целью исследования является изучение возможности использования атомного топлива для космической логистики и исследовательских миссий. Кроме того, учёные сделают обзор текущего европейского опыта, технологий и производственных возможностей для разработки космических аппаратов на ядерных двигателях. С самого начала им придётся учитывать особые требования к безопасности таких установок.

Считается, что благодаря современным технологиям идея создания атомных двигателей, наконец, приобрела в Европе актуальность в сравнении с предыдущими разработками подобного типа. Ожидается, что результаты проекта RocketRoll представят уже в следующем году, они могут стать основой будущих программ ESA, а в эксплуатацию первые NEP могут начать вводить уже к 2035 году.

Известно, что в NASA действует собственная программа исследований, связанных с возможным использованием ракет на ядерных силовых установках. Агентство сотрудничает с военным ведомством — DARPA для разработки ядерного теплового двигателя, испытания которого в космосе могут состояться уже в 2027 году.

Китайскую академию инженерной физики (CAEP), занимающуюся разработками ядерного оружия, США внесли в санкционные списки ещё в 1997 году, но как минимум с 2020 года ей удавалось получить американские чипы, к которым у неё не должно было быть доступа. The Wall Street Journal сообщает о не менее чем 12 случаях, причём многие чипы приобретались входящей в состав академии лабораторией вычислительной гидродинамики, занятой в том числе моделированием ядерных взрывов.

Источник изображения: Diane Serik/unsplash.com

Подобные покупки, по данным издания являются, обходом ограничений, наложенных США и предназначенных для того, чтобы помешать использованию американских продуктов в ядерных исследованиях иностранными державами. Академия — одна из первых китайских структур, внесённых в санкционные списки. В частности, она создала первую в Китае водородную бомбу. Журналистское расследование позволило установить, что из научных работ, опубликованных CAEP за последние 10 лет, как минимум в 34 упоминается использование в исследованиях американских полупроводников в тех или иных целях, как минимум в семи случаях исследования могут быть связаны с ядерным оружием.

В октябре прошлого года США расширили список экспортных ограничений в отношении Китая, призванных помешать геополитическим соперникам получать передовые технологии, предназначенные для систем ИИ и суперкомпьютеров. Впрочем, в большинстве случаев используемые решения широко доступны на международном рынке. В NVIDIA сообщили, что CAEP в основном использует чипы общего назначения, проконтролировать движение которых по планете практически невозможно. Intel тоже подтвердила, что соблюдает введённые ограничения и то же обязаны делать и её клиенты, в теории. Эксперты сходятся во мнении, что движение чипов практически невозможно отследить, поскольку на Китай только в 2021 году приходилось более трети покупок чипов из общего объёма в $556 млрд.

Министерство торговли США в июне 2020 года расширило ограничения в отношении CAEP, добавив в свой чёрный список 10 структур, принадлежащих академии или управляемых ею, а также 17 прокси-структур, которые использовались для покупки необходимых американских комплектующих.

Тем не менее, китайские военные и их поставщики пока обходят санкции, закупая компоненты через подставные структуры и другими способами. Кроме того, множество разработанных в США чипов выпускаются за пределами США, из-за чего усложняется экспортный контроль. Помимо собственно закупки чипов проводятся и тендеры на другие виды товаров и услуг, например — на закупку и обслуживание плат, разработанных Cadence Design Systems, Inc., хотя в самой Cadence, утверждают, что строго соблюдают санкционный режим. По данным журналистов, тендеры в основном выполняются малыми китайскими компаниями.

Заметим, что американские компании иногда выпускают специальные версии своих продуктов для Китая. Так в ноябре NVIDIA сообщила, что будет выпускать ускоритель A800 — специальную версию ускорителя A100 с урезанной функциональностью специально для Поднебесной. И та же CAEP очень заинтересованно в этих и других моделях.

Источник изображения: Joshua Sortino/unsplash.com

Как сообщает The Wall Street Journal со ссылкой на Пентагон, сегодня у Китая имеются порядка 400 ядерных боеголовок, но к 2035 году их число должно вырасти до порядка 1500.

Некоторые из работ CAEP, рассмотренных журналистами, связаны с инерциальным термоядерным синтезом (ICF), предусматривающим использование лазеров высокой мощности для запуска процессов, в малых масштабах имитирующих термоядерные реакции. В числе прочего описывалось использование американских полупроводников для оптимизации применения таких устройств и использования чипов в других процессах. В условиях, когда ядерные испытания в мире почти не проводятся благодаря международным соглашениям, их заменители чрезвычайно важны для ядерных держав.

По мнению экспертов, для того, чтобы политика ограничений экспорта оказалась эффективной, необходимо прекратить продажи комплектующих дистрибуторам, если неизвестны конечные пользователи. Впрочем, эксперты признают, что ограничить оборот полупроводников будет чрезвычайно трудно. Но США пытаются.