АЭС четвертого поколения: натриевый реактор на быстрых нейтронах

Компания Terra Power совместно с электроэнергетической PacifiCorp приступили к ТЭО пяти натриевых реакторов на быстрых нейтронах, которые будут построены в США к 2035 г. Проекту будет предшествовать создание демонстрационного реактора в городе Кеммерер штата Вайоминг на месте действующей угольной электростанции.

В отличие от легководных реакторов третьего поколения, проект Terra Power и PacifiCorp будет использовать в качестве теплоносителя жидкометаллический натрий, а в качестве топлива – высокопробный низкообогащенный уран (high-assay, low-enriched uranium – HALEU), в котором концентрация делящегося изотопа U-235 составляет от 5% до 20% (против 3-5% у большинства современных реакторов и более чем 90% – у топлива реакторов атомных подводных лодок). Использование HALEU позволит уменьшить не только периодичность загрузки топлива, но и величину тепловыделяющих сборок реактора, предназначенных для получения тепловой энергии. В результате удельное потребление бетона при строительстве реактора снизится на 80% в сравнении с АЭС на тепловых нейтронах.

Каждый из пяти запланированных реакторов будет оснащен накопителем энергии на расплаве солей (емкостью 1 гигаватт-час), благодаря которому выходная электрическая мощность реактора в периоды пикового спроса будет увеличиваться с 345 до 500 мегаватт (МВт). Хранение энергии с помощью расплава солей уже используется на солнечных концентраторах, которые состоят из системы зеркал, перенаправляющих свет на башню-приемник, заполненную солью: при высокой температуре соль плавится, накапливая тепло, которым в часы пасмурной погоды можно нагреть теплоноситель и преобразовать тепло в электроэнергию.

Проект Terra Power и PacifiCorp станет еще одним маркером процесса коммерциализации новых атомных технологий, который уже нашел отражение в росте интереса к малым модульным реакторам (ММР). Первый в США проект ММР, реализующийся компанией NuScale, получил сертификат безопасности от Комиссии по ядерному регулированию летом 2022 г. Комплекс из 6 ММР общей мощностью 300 МВт будет построен в Национальной лаборатории Айдахо.