Реакторы с жидкосолевым охлаждением, которые уже заливаются бетоном, могут стать первыми, которые будут производить более дешевую и безопасную ядерную энергию.
Как и многие новые атомные стартапы, Kairos обещает путь к надежной, круглосуточной и безуглеродной энергетике. В отличие от большинства, у него уже есть прототипы в стадии строительства и разрешения на коммерческую эксплуатацию реакторов.
Компания Kairos попала в прошлогодний список благодаря более безопасной конструкции малых модульных реакторов, вырабатывающих энергию на основе ядерного деления. Для охлаждения реакторов и передачи тепла компания использует расплавленную соль, а не воду под высоким давлением, как в существующих реакторах деления. Компания действовала быстро, но осторожно, планируя серию неядерных прототипов, чтобы изучить наилучшие способы перекачки этого специального теплоносителя – смеси фтора, лития и бериллия.
Этот итеративный процесс продолжается и сегодня: на историческом ядерном полигоне Ок-Ридж, штат Теннесси, был недавно установлен корпус неядерного реактора для третьего испытательного блока Kairos. На этом блоке будут проверяться процессы обращения с теплоносителем и инновационным топливом компании — галькой размером с мяч для гольфа, в которой мельчайшие частицы урана заключены в ряд углеродных и керамических оболочек. Это топливо было разработано Великобританией и Министерством энергетики США (DOE), которое выделило до 303 миллионов долларов на поддержку строительства реактора Hermes, которое в настоящее время ведется на этом полигоне.
В конечном итоге компания Kairos рассчитывает, что сочетание ее топлива и специального теплоносителя позволит создать коммерческие реакторы, которые будут конкурентоспособны по стоимости с электростанциями, работающими на природном газе, и смогут обеспечить более безопасную эксплуатацию, чем обычные реакторы, даже в случае полной потери мощности.
Ключевые показатели
- Отрасль: Атомная энергетика
- Основана: 2016
- Штаб-квартира: Аламеда, Калифорния, США
- Примечательный факт: в 1954 году в Ок-Риджской национальной лаборатории в США был установлен первый реактор на расплавленных солях — экспериментальный источник энергии для возможного сверхзвукового ядерного самолета.
Потенциал воздействия
В условиях резкого сокращения федерального финансирования проектов солнечной и ветровой энергетики в США, ядерная энергетика остаётся одной из немногих технологий с нулевым уровнем выбросов углерода, которые всё ещё пользуются двухпартийной политической поддержкой. Хотя разработка новых систем идёт медленно и дорого, ядерные реакторы прекрасно обеспечивают круглосуточную базовую нагрузку, способную заменить электростанции, работающие на ископаемом топливе.
Малые модульные реакторы, подобные тем, что строит Kairos, особенно привлекательны для мест, где требуется стабильное электроснабжение или отсутствует надёжная инфраструктура электропередачи. Они могут работать круглосуточно в любых погодных условиях и практически не зависят от электросети.
Области применения могут включать центры обработки данных на базе искусственного интеллекта, потребление электроэнергии в которых, по прогнозам Международного энергетического агентства, более чем удвоится в течение следующих пяти лет, а также отдалённые города и критически важные с точки зрения безопасности транспортные узлы. Международный аэропорт Денвера недавно объявил об изучении возможности строительства одного такого реактора после того, как в начале этого года более 1000 рейсов в лондонском аэропорту Хитроу были приостановлены или перенаправлены из-за аварии на подстанции.
Предостережения
Несмотря на существование множества экспериментальных реакторов на расплавленных солях, никто пока не доказал, что они могут работать стабильно и рентабельно в долгосрочной перспективе. Параллельное строительство тестовых реакторов может сократить цикл разработки Kairos, но также может выявить проблемы, которые могут распространиться на весь парк.
Связанная история
Технологические гиганты ищут больше энергии, но строительство новых реакторов требует времени.
Более того, вторжение России на Украину в 2022 году поставило под угрозу поставки российского урана, в том числе топлива с более высокой концентрацией урана-235, необходимого для производства таблеток для эффективных реакторов Kairos. С тех пор США и Европа прилагают все усилия для мобилизации внутреннего производства, но этот процесс займет годы. Тем временем Министерство энергетики США согласилось поставлять Kairos и нескольким другим американским компаниям, разрабатывающим аналогичные реакторы, ограниченное количество специализированного урана для удовлетворения их краткосрочных потребностей в топливе.
Даже при регулярных поставках транспортировка этого урана к реакторам будет непростой задачей. Пока нет специального контейнера, одобренного Комиссией по ядерному регулированию США, который мог бы перевозить его в значительных объёмах, а использование существующих контейнеров может потребовать тысяч перевозок для одного реактора. Компания Kairos заявила, что потенциально может использовать менее обогащённый тип урана для подтверждения жизнеспособности своей технологии, пока поставки желаемой версии ограничены.
Следующие шаги
В настоящее время компания Kairos строит одновременно три реактора: два неядерных испытательных реактора для проверки своих систем и экспериментальный ядерный реактор Hermes. Эти установки позволят полностью опробовать технологию расплавленных солей, не вырабатывая при этом полезную энергию. Вскоре Kairos начнёт работу над ещё одним реактором, Hermes 2, который станет первой системой компании, вырабатывающей электроэнергию.
Когда этот 50-мегаваттный реактор будет запущен в эксплуатацию в 2030 году, Kairos будет продавать свою электроэнергию Управлению долины Теннесси, крупнейшему поставщику электроэнергии в США, а соответствующие кредиты на чистую энергию — Google. Google согласилась приобрести у Kairos до 500 мегаватт генерирующих мощностей к 2035 году, чтобы помочь декарбонизировать свои центры обработки данных. Но не стоит воспринимать все эти сроки с долей скепсиса: атомные электростанции обычно сдаются в эксплуатацию с опозданием и с превышением бюджета.
2025
Компании, занимающиеся климатическими технологиями, за которыми стоит следить
Источник: www.technologyreview.com
