В МИРЕ / СЕНТЯБРЬ #6_2023
Атомное ассорти
Фото: Intecc.com, ТАСС
Вместе с порталом Atominfo мы подготовили подборку интересных новостей глобальной атомной отрасли. Это не самые громкие новости индустрии, зато у каждой есть любопытный контекст.
Индия: «тяжеловодник» PHWR‑700 вышел на номинал
Индийский блок № 3 АЭС «Какрапар» с тяжеловодным реактором PHWR мощностью 700 МВт 30 августа приступил к работе на номинальной мощности.
Поставщики реакторной установки и турбинного оборудования — индийские корпорации NPCIL и BHEL.
Строительство блока началось в 2010 году.
Первый выход реакторной установки в критическое состояние — 22 июля 2020 года.
Ввод блока в коммерческую эксплуатацию — 30 июня 2023 года.
«Какрапар‑3» — головной блок с реактором PHWR‑700. Это самый мощный в Индии блок с тяжеловодным реактором. В планах корпорации NPCIL — построить 16 блоков с PHWR‑700 на территории Индии. Экспорт таких реакторов пока не планируется. Ближайший пуск блока с PHWR‑700 должен произойти на блоке № 4 АЭС «Какрапар».
Корпорация NPCIL эксплуатирует 23 атомных блока общей установленной мощностью 7480 МВт (э). Четыре блока из этого числа по различным причинам находятся в состоянии долгосрочного останова. В планах NPCIL — до 2032 года завершить строительство блоков №№ 3−6 АЭС «Куданкулам» с реакторами ВВЭР‑1000 и 15 блоков с реакторами PHWR‑700. После реализации этого плана общая установленная мощность индийского реакторного парка возрастет до 22 480 МВт (э), что вплотную приблизит Индию к пятерке стран с самыми большими атомными парками. Сейчас доля атомной энергетики в стране — 3,1 %.
PHWR: подробности
Технология пришла в Индию из Канады. Для первых индийских тяжеловодных блоков был разработан проект PHWR‑220. Индийские организации и компании постепенно брали их строительство на себя. Касалось это не только изготовления оборудования. Если первые блоки с PHWR‑220 во многом повторяли исходный канадский проект, то уже на АЭС «Мадрас» (пуски в середине 1980‑х) в проекте появились усовершенствования, внесенные индийскими атомщиками.
В 1980‑х годах в Индии стартовала разработка проекта тяжеловодного реактора большей мощности, получившего название PHWR‑540. Сооружение двух первых (и последних) блоков по данному проекту началось в 2000 году на второй очереди АЭС «Тарапур», пуски состоялись в 2005—2006 годах.
Успешное и своевременное завершение строительства двух блоков с PHWR‑540 побудило индийских атомщиков взяться за более сложную задачу — разработку и внедрение реактора PHWR‑700.
Тепловая мощность PHWR‑540−1730 МВт; электрическая — 540 МВт брутто. В проекте PHWR‑700 мощность была поднята до 2166 МВт (т) и 700 МВт (э). Достигнуто это было за счет двух технических решений.
Первое — возможность подкипания теплоносителя. Оно начинается при мощности порядка 85 % от номинала, паросодержание на выходе из активной зоны составляет 2−3 %. Второе решение — модификация разбиения на зоны с различными выгораниями, позволившая добиться лучших коэффициентов неравномерности по активной зоне.
Активная зона
Активная зона PHWR‑700 имеет традиционную для тяжеловодников конструкцию — каландр, торцевые защиты, трубы каналов теплоносителя и устройства контроля реактивности.
Всего в активной зоне 392 трубы каналов теплоносителя. Шаг их установки 28,6 см, что обеспечивает оптимальное замедление нейтронов. Материал труб — сплав циркония и ниобия (2,5 %). В каждую из труб загружается по 12 сборок длиной 0,5 метра, содержащих по 37 блочков из природного урана. В ряде докладов и презентаций по PHWR‑700 утверждается, что в качестве топлива может использоваться не только природный, но и слабообогащенный (до 1,1 %) уран.
В проекте предусмотрены две независимые и построенные на различных физических принципах системы аварийной защиты: кадмиевые стержни СУЗ, вводящиеся в активную зону при срабатывании АЗ под действием силы тяжести, и система ввода в каландр нитрата гадолиния.
Реактор
Как и PHWR‑540, реакторная установка PHWR‑700 двухпетлевая. В каждой из петель — по два парогенератора и два главных циркуляционных насоса. Особенность проекта PHWR‑700 — то, что петли обслуживают каналы теплоносителя не позонно, а по принципу чередования. Это сделано с целью более равномерного распределения пустотностей в теплоносителе при различных аварийных режимах, связанных с изменениями плотности тяжелой воды, что позволяет минимизировать положительные пустотные коэффициенты реактивности.
Проект парогенераторов был выполнен силами специалистов NPCIL Индии. Ранее теплообменные трубки приходилось заказывать за рубежом, однако в рамках проекта PHWR‑700 по инициативе NPCIL трубки длиной 30 метров были изготовлены индийской компанией Nuclear Fuel Complex.
Изготовление тяжелого оборудования для PHWR‑700 существенно продвинуло возможности индийского атомного машиностроения. В числе прочего, теперь индийские заводы способны производить заготовки не только для PHWR, но и для легководных реакторов большой мощности.
В PHWR‑700 имеется также независимая система пассивного отвода тепла PDHRS, отвечающая за поддержание объема воды в парогенераторах (в проекте PHWR‑540 такая система отсутствует). Система работоспособна без вмешательства оператора на протяжении восьми часов.
Перегрузка топлива в PHWR‑700 осуществляется на ходу. В равновесном состоянии активной зоны, достигающемся примерно через 600 суток после первого пуска, в среднем за день перегрузочные операции выполняются на двух каналах; в режиме выхода на равновесное состояние перегрузки станут чаще. Для упрощения перегрузок в проект PHWR‑700 включена мобильная трансферная машина (Mobile Transfer Machine, MTM). Она служит для доставки к перегрузочным машинам свежих и удаления выгруженных тепловыделяющих элементов. Выгруженные твэлы охлаждаются, после чего вывозятся с площадки на завод по переработке ОЯТ.
Блок и станция
Защитная оболочка (контейнмент) реакторного здания PHWR‑700 двойная. Внутренние поверхности внутренней защитной оболочки покрыты углеродистой сталью (это новшество для индийских PHWR).
Среди других новшеств проекта — спринклерная система охлаждения контейнмента, пассивные каталитические рекомбинаторы водорода, система спецвентиляции контейнмента с фильтрами. С учетом современных требований к безопасности в проект PHWR‑700 включены системы мониторинга водорода и пара, а также параметров в условиях тяжелых аварий.
Организован также кризисный центр — в здании рядом со станцией, с усиленной защитой от внешних воздействий и радиации. Центр обеспечивает автономное размещение до 100 человек на протяжении недели, при этом персонал имеет возможность мониторить состояние оборудования и систем энергоблока.
Компоновка проекта исходно ориентирована на двухблочное размещение. Вспомогательные здания строятся между двумя блоками. Пространства на площадке достаточно для того, чтобы работа нечетных блоков не мешала сооружению четных.
Поставщики реакторной установки и турбинного оборудования — индийские корпорации NPCIL и BHEL.
Строительство блока началось в 2010 году.
Первый выход реакторной установки в критическое состояние — 22 июля 2020 года.
Ввод блока в коммерческую эксплуатацию — 30 июня 2023 года.
«Какрапар‑3» — головной блок с реактором PHWR‑700. Это самый мощный в Индии блок с тяжеловодным реактором. В планах корпорации NPCIL — построить 16 блоков с PHWR‑700 на территории Индии. Экспорт таких реакторов пока не планируется. Ближайший пуск блока с PHWR‑700 должен произойти на блоке № 4 АЭС «Какрапар».
Корпорация NPCIL эксплуатирует 23 атомных блока общей установленной мощностью 7480 МВт (э). Четыре блока из этого числа по различным причинам находятся в состоянии долгосрочного останова. В планах NPCIL — до 2032 года завершить строительство блоков №№ 3−6 АЭС «Куданкулам» с реакторами ВВЭР‑1000 и 15 блоков с реакторами PHWR‑700. После реализации этого плана общая установленная мощность индийского реакторного парка возрастет до 22 480 МВт (э), что вплотную приблизит Индию к пятерке стран с самыми большими атомными парками. Сейчас доля атомной энергетики в стране — 3,1 %.
PHWR: подробности
Технология пришла в Индию из Канады. Для первых индийских тяжеловодных блоков был разработан проект PHWR‑220. Индийские организации и компании постепенно брали их строительство на себя. Касалось это не только изготовления оборудования. Если первые блоки с PHWR‑220 во многом повторяли исходный канадский проект, то уже на АЭС «Мадрас» (пуски в середине 1980‑х) в проекте появились усовершенствования, внесенные индийскими атомщиками.
В 1980‑х годах в Индии стартовала разработка проекта тяжеловодного реактора большей мощности, получившего название PHWR‑540. Сооружение двух первых (и последних) блоков по данному проекту началось в 2000 году на второй очереди АЭС «Тарапур», пуски состоялись в 2005—2006 годах.
Успешное и своевременное завершение строительства двух блоков с PHWR‑540 побудило индийских атомщиков взяться за более сложную задачу — разработку и внедрение реактора PHWR‑700.
Тепловая мощность PHWR‑540−1730 МВт; электрическая — 540 МВт брутто. В проекте PHWR‑700 мощность была поднята до 2166 МВт (т) и 700 МВт (э). Достигнуто это было за счет двух технических решений.
Первое — возможность подкипания теплоносителя. Оно начинается при мощности порядка 85 % от номинала, паросодержание на выходе из активной зоны составляет 2−3 %. Второе решение — модификация разбиения на зоны с различными выгораниями, позволившая добиться лучших коэффициентов неравномерности по активной зоне.
Активная зона
Активная зона PHWR‑700 имеет традиционную для тяжеловодников конструкцию — каландр, торцевые защиты, трубы каналов теплоносителя и устройства контроля реактивности.
Всего в активной зоне 392 трубы каналов теплоносителя. Шаг их установки 28,6 см, что обеспечивает оптимальное замедление нейтронов. Материал труб — сплав циркония и ниобия (2,5 %). В каждую из труб загружается по 12 сборок длиной 0,5 метра, содержащих по 37 блочков из природного урана. В ряде докладов и презентаций по PHWR‑700 утверждается, что в качестве топлива может использоваться не только природный, но и слабообогащенный (до 1,1 %) уран.
В проекте предусмотрены две независимые и построенные на различных физических принципах системы аварийной защиты: кадмиевые стержни СУЗ, вводящиеся в активную зону при срабатывании АЗ под действием силы тяжести, и система ввода в каландр нитрата гадолиния.
Реактор
Как и PHWR‑540, реакторная установка PHWR‑700 двухпетлевая. В каждой из петель — по два парогенератора и два главных циркуляционных насоса. Особенность проекта PHWR‑700 — то, что петли обслуживают каналы теплоносителя не позонно, а по принципу чередования. Это сделано с целью более равномерного распределения пустотностей в теплоносителе при различных аварийных режимах, связанных с изменениями плотности тяжелой воды, что позволяет минимизировать положительные пустотные коэффициенты реактивности.
Проект парогенераторов был выполнен силами специалистов NPCIL Индии. Ранее теплообменные трубки приходилось заказывать за рубежом, однако в рамках проекта PHWR‑700 по инициативе NPCIL трубки длиной 30 метров были изготовлены индийской компанией Nuclear Fuel Complex.
Изготовление тяжелого оборудования для PHWR‑700 существенно продвинуло возможности индийского атомного машиностроения. В числе прочего, теперь индийские заводы способны производить заготовки не только для PHWR, но и для легководных реакторов большой мощности.
В PHWR‑700 имеется также независимая система пассивного отвода тепла PDHRS, отвечающая за поддержание объема воды в парогенераторах (в проекте PHWR‑540 такая система отсутствует). Система работоспособна без вмешательства оператора на протяжении восьми часов.
Перегрузка топлива в PHWR‑700 осуществляется на ходу. В равновесном состоянии активной зоны, достигающемся примерно через 600 суток после первого пуска, в среднем за день перегрузочные операции выполняются на двух каналах; в режиме выхода на равновесное состояние перегрузки станут чаще. Для упрощения перегрузок в проект PHWR‑700 включена мобильная трансферная машина (Mobile Transfer Machine, MTM). Она служит для доставки к перегрузочным машинам свежих и удаления выгруженных тепловыделяющих элементов. Выгруженные твэлы охлаждаются, после чего вывозятся с площадки на завод по переработке ОЯТ.
Блок и станция
Защитная оболочка (контейнмент) реакторного здания PHWR‑700 двойная. Внутренние поверхности внутренней защитной оболочки покрыты углеродистой сталью (это новшество для индийских PHWR).
Среди других новшеств проекта — спринклерная система охлаждения контейнмента, пассивные каталитические рекомбинаторы водорода, система спецвентиляции контейнмента с фильтрами. С учетом современных требований к безопасности в проект PHWR‑700 включены системы мониторинга водорода и пара, а также параметров в условиях тяжелых аварий.
Организован также кризисный центр — в здании рядом со станцией, с усиленной защитой от внешних воздействий и радиации. Центр обеспечивает автономное размещение до 100 человек на протяжении недели, при этом персонал имеет возможность мониторить состояние оборудования и систем энергоблока.
Компоновка проекта исходно ориентирована на двухблочное размещение. Вспомогательные здания строятся между двумя блоками. Пространства на площадке достаточно для того, чтобы работа нечетных блоков не мешала сооружению четных.
Британия: концепция меняется
Инвестиции Китая в британскую атомную энергетику не представляют риска для национальной безопасности Британии. Об этом изданию City A. M. заявил Том Грейтрекс, исполнительный директор Nuclear Industry Association — британской лоббистской ассоциации атомной промышленности. Он уточнил, что это утверждение верно до тех пор, пока связанные с Китаем компании не вовлекаются в процесс эксплуатации атомных энергоблоков.
Т. Грейтрекс не видит проблемы в том, что китайская государственная корпорация CGN контролирует одну треть акций строящихся в Британии двух блоков АЭС «Хинкли-Пойнт С» с реакторами EPR. «Участие Китая далеко не всегда означает риски для безопасности», — заявил лоббист, оговорившись, что рассуждения о геополитике не в его компетенции.
Т. Грейтрекс считает, что наличие у китайских компаний акций атомных проектов станет проблемой только в том случае, если они начнут играть в этих проектах «стратегические роли». «Корпорация CGN выступает значительным, но все же миноритарным акционером АЭС „Хинкли-Пойнт С“, и там нет китайских технологий», — заявил он. Мажоритарный акционер АЭС «Хинкли-Пойнт С» — французская компания EDF, которая и будет через свою дочернюю фирму эксплуатировать оба блока станции после их пуска. Реакторы EPR также работают на китайской АЭС «Тайшань», находящейся в совместном владении CGN и EDF. Специалисты китайской корпорации помогают контролировать процесс строительства АЭС «Хинкли-Пойнт С».
В присутствии китайцев на площадке АЭС «Хинкли-Пойнт С» Т. Грейтрекс также не видит «какой-либо проблемы для национальной безопасности». Он считает это просто сотрудничеством атомщиков разных стран.
По мнению издания, комментарии Т. Грейтрекса свидетельствуют о смягчении позиции британских властей по отношению к китайским инвестициям в атомный сектор. City A. M. напомнило о недавнем визите в Китай британского министра иностранных дел Джеймса Клеверли, а также о высказываниях бывшего министра энергетики Гранта Шаппса, который провел четкую границу между китайскими инвестициями в энергетические проекты и прямым участием китайских компаний в их реализации.
Напомним, что в 2022 году британское правительство разрабатывало меры по вытеснению корпорации CGN из капитала планируемой к строительству АЭС «Сайзуэлл С» Новые высказывания британских лоббистов и политиков свидетельствуют о том, что концепция Лондона поменялась. Хотя Британия по-прежнему отказывается допускать на свой рынок китайские реакторные проекты, она совершенно не против получать от Китая деньги на строительство АЭС с европейскими реакторами.
Т. Грейтрекс не видит проблемы в том, что китайская государственная корпорация CGN контролирует одну треть акций строящихся в Британии двух блоков АЭС «Хинкли-Пойнт С» с реакторами EPR. «Участие Китая далеко не всегда означает риски для безопасности», — заявил лоббист, оговорившись, что рассуждения о геополитике не в его компетенции.
Т. Грейтрекс считает, что наличие у китайских компаний акций атомных проектов станет проблемой только в том случае, если они начнут играть в этих проектах «стратегические роли». «Корпорация CGN выступает значительным, но все же миноритарным акционером АЭС „Хинкли-Пойнт С“, и там нет китайских технологий», — заявил он. Мажоритарный акционер АЭС «Хинкли-Пойнт С» — французская компания EDF, которая и будет через свою дочернюю фирму эксплуатировать оба блока станции после их пуска. Реакторы EPR также работают на китайской АЭС «Тайшань», находящейся в совместном владении CGN и EDF. Специалисты китайской корпорации помогают контролировать процесс строительства АЭС «Хинкли-Пойнт С».
В присутствии китайцев на площадке АЭС «Хинкли-Пойнт С» Т. Грейтрекс также не видит «какой-либо проблемы для национальной безопасности». Он считает это просто сотрудничеством атомщиков разных стран.
По мнению издания, комментарии Т. Грейтрекса свидетельствуют о смягчении позиции британских властей по отношению к китайским инвестициям в атомный сектор. City A. M. напомнило о недавнем визите в Китай британского министра иностранных дел Джеймса Клеверли, а также о высказываниях бывшего министра энергетики Гранта Шаппса, который провел четкую границу между китайскими инвестициями в энергетические проекты и прямым участием китайских компаний в их реализации.
Напомним, что в 2022 году британское правительство разрабатывало меры по вытеснению корпорации CGN из капитала планируемой к строительству АЭС «Сайзуэлл С» Новые высказывания британских лоббистов и политиков свидетельствуют о том, что концепция Лондона поменялась. Хотя Британия по-прежнему отказывается допускать на свой рынок китайские реакторные проекты, она совершенно не против получать от Китая деньги на строительство АЭС с европейскими реакторами.
В феврале этого года в Великобританию был доставлен ядерный реактор для строящейся АЭС «Хинкли-Пойнт С» в Сомерсете. Он стал первым реактором, построенным для британского атомпрома более чем за 30 лет. Реактор высотой 13 метров и массой 500 тонн произведен французской компанией Framatome — эта же корпорация построила предыдущий ядерный реактор для Британии — для АЭС «Сайзуэлл B» в 1991 году.
Строительство нового реактора заняло 80 тыс. инженерных часов. Доставку реактора в EDF назвали «важной вехой строительства станции, на котором заняты 8 тыс. человек». Реактор позволит обеспечить энергией 3 млн домов. Всего на «Хинкли-Пойнт С» будут работать два реактора PWR мощностью 1600 МВт каждый, предварительные сроки ввода АЭС в эксплуатацию — 2027 год.
В Британии сейчас работает 9 блоков на 4 действующих АЭС, они обеспечивают 14 % от всей производимой в стране энергии.
Строительство нового реактора заняло 80 тыс. инженерных часов. Доставку реактора в EDF назвали «важной вехой строительства станции, на котором заняты 8 тыс. человек». Реактор позволит обеспечить энергией 3 млн домов. Всего на «Хинкли-Пойнт С» будут работать два реактора PWR мощностью 1600 МВт каждый, предварительные сроки ввода АЭС в эксплуатацию — 2027 год.
В Британии сейчас работает 9 блоков на 4 действующих АЭС, они обеспечивают 14 % от всей производимой в стране энергии.
Эксперимент на ATR. Национальная лаборатория Айдахо, США
США: проект Pele
В начале августа 2023 года американское ядерное общество провело вебинар, посвященный программе Pele. Она реализуется под эгидой министерства обороны США и имеет целью демонстрацию технологии мобильных малых реакторов для военных нужд. Рассматривается концепция высокотемпературного газоохлаждаемого реактора (ВТГР) с шаровым топливом TRISO.
По словам представителя Pele Джеффа Ваксмана, военное ведомство США заинтересовано в микрореакторах как источниках энергии для отдаленных регионов и островов. Микрореакторы должны сократить потребление ископаемого топлива, что важно как из климатических соображений, так и «со стратегической и оперативной точек зрения».
Микрореакторы будут производить «в буквальном смысле слова горячий воздух. Значит, их можно использовать для обогрева», сказал Д. Ваксман. Он добавил, что в будущем министерство обороны США может рассмотреть и такие применения ядерных реакторов, как получение технологического тепла для химических процессов, опреснения воды и производства синтетического авиационного топлива.
Идея программы Pele возникла в Индо-Тихоокеанском командовании вооруженных сил США на Гавайях. Формально PELE — это аббревиатура от Portable Energy for Lasting Effects — "портативная энергия для долговременного эффекта". На самом деле свое название программа получила в честь гавайской богини огня и силы.
Работы по программе Pele находятся сейчас на «заключительной стадии проектирования», заявил Д. Ваксман. Он выразил надежду, что проект будет одобрен министерством энергетики США к весне 2024 года. «Сейчас мы заказываем оборудование, производим топливо, изготавливаем защитную оболочку и блоки замедлителя», — добавил Д. Ваксман. Он сослался на знаменитую статью адмирала Х. Д. Риковера «Реакторы на бумаге и в жизни» и подчеркнул, что микрореактор, разрабатываемый в рамках программы Pele, перестает быть бумажным.
Сборка микрореактора начнется после одобрения проекта министерством энергетики. «Если все пойдет по графику, к началу 2025 года мы отправим реактор в Национальную лабораторию Айдахо», — заявляет Д. Ваксман. В нацлаборатории в микрореактор загрузят ядерное топливо, после чего его вывезут в пустыню, на площадку, выбранную для первоначальных испытаний. Затем он пройдет окончательную проверку готовности к эксплуатации. По словам Д. Ваксмана, пуск произойдет до конца 2025 года.
Транспортабельность микрореактора обеспечивается за счет его перевозки в комплекте стандартных транспортных контейнеров. «У нас есть один реакторный модуль, в котором содержится ядерный терминал. Все радиоактивные вещества находятся в одной „коробке“. Мы не хотим, чтобы люди открывали „коробку“ (с реактором) и возились с ОЯТ на удаленном военном объекте», — объяснил Д. Ваксман.
Эксплуатация и лицензирование
Микрореактор для Pele будет эксплуатироваться в основном автономно, но потребность во вмешательстве оператора останется. «Пройдет очень много времени, прежде чем кто-то разрешит эксплуатировать ядерный реактор без сопровождения. Я не думаю, что это произойдет в ближайшее время, поэтому мы предполагаем, что потребуются двое операторов», — сказал Д. Ваксман.
Нацлаборатория Айдахо уже приняла на работу нескольких человек, которым предстоит стать операторами на микрореакторе. В основном это отставные военные моряки. Их будут готовить не только для Pele, но и для других перспективных реакторов, планируемых к постройке на территории нацлаборатории.
Говоря о лицензировании, Д. Ваксман признал, что процесс оказался сложным. Организационно за одобрение проекта отвечает министерство энергетики, а не комиссия по ядерному регулированию (NRC). Однако проект микрореактора разрабатывается так, чтобы он мог сертифицироваться в NRC, а представители регуляторов принимают в его рассмотрении активное участие.
…И для космоса
Президент BWXT Advanced Technologies Джо Миллер напомнил, что эта компания руководит не только строительством микрореактора в рамках проекта Pele, но и созданием ядерной тепловой двигательной установки (ЯТДУ) для космических кораблей, строящихся в рамках программы DRACO. Контракт на разработку и поставку микрореактора по программе Pele компания получила в июне 2022 года, контракт на реактор для космической программы — этим летом.
Во время сборки обе установки будут соседствовать в здании площадью около 16 тыс. м2. Компания рассчитывает, что команды проектантов будут тесно сотрудничать.
Микрореактор для программы Pele будет эксплуатироваться на мощности от 1 до 5 МВт (э). Уран оружейного качества для топлива TRISO будет взят из запасов, образовавшихся после демонтажа старых ядерных боеголовок. Разубоживать до уровня HALEU (обогащение менее 20 %) его станут на заводе BWXT в Линчбурге. Там же предполагается изготовить топливо для микрореактора.
Д. Миллер подтвердил, что в будущем компания BWXT намерена использовать полученные в ходе создания армейского микрореактора наработки для своих коммерческих проектов, в частности, для проекта реактора под названием BANR (BWXT Advanced Nuclear Reactor).
По словам представителя Pele Джеффа Ваксмана, военное ведомство США заинтересовано в микрореакторах как источниках энергии для отдаленных регионов и островов. Микрореакторы должны сократить потребление ископаемого топлива, что важно как из климатических соображений, так и «со стратегической и оперативной точек зрения».
Микрореакторы будут производить «в буквальном смысле слова горячий воздух. Значит, их можно использовать для обогрева», сказал Д. Ваксман. Он добавил, что в будущем министерство обороны США может рассмотреть и такие применения ядерных реакторов, как получение технологического тепла для химических процессов, опреснения воды и производства синтетического авиационного топлива.
Идея программы Pele возникла в Индо-Тихоокеанском командовании вооруженных сил США на Гавайях. Формально PELE — это аббревиатура от Portable Energy for Lasting Effects — "портативная энергия для долговременного эффекта". На самом деле свое название программа получила в честь гавайской богини огня и силы.
Работы по программе Pele находятся сейчас на «заключительной стадии проектирования», заявил Д. Ваксман. Он выразил надежду, что проект будет одобрен министерством энергетики США к весне 2024 года. «Сейчас мы заказываем оборудование, производим топливо, изготавливаем защитную оболочку и блоки замедлителя», — добавил Д. Ваксман. Он сослался на знаменитую статью адмирала Х. Д. Риковера «Реакторы на бумаге и в жизни» и подчеркнул, что микрореактор, разрабатываемый в рамках программы Pele, перестает быть бумажным.
Сборка микрореактора начнется после одобрения проекта министерством энергетики. «Если все пойдет по графику, к началу 2025 года мы отправим реактор в Национальную лабораторию Айдахо», — заявляет Д. Ваксман. В нацлаборатории в микрореактор загрузят ядерное топливо, после чего его вывезут в пустыню, на площадку, выбранную для первоначальных испытаний. Затем он пройдет окончательную проверку готовности к эксплуатации. По словам Д. Ваксмана, пуск произойдет до конца 2025 года.
Транспортабельность микрореактора обеспечивается за счет его перевозки в комплекте стандартных транспортных контейнеров. «У нас есть один реакторный модуль, в котором содержится ядерный терминал. Все радиоактивные вещества находятся в одной „коробке“. Мы не хотим, чтобы люди открывали „коробку“ (с реактором) и возились с ОЯТ на удаленном военном объекте», — объяснил Д. Ваксман.
Эксплуатация и лицензирование
Микрореактор для Pele будет эксплуатироваться в основном автономно, но потребность во вмешательстве оператора останется. «Пройдет очень много времени, прежде чем кто-то разрешит эксплуатировать ядерный реактор без сопровождения. Я не думаю, что это произойдет в ближайшее время, поэтому мы предполагаем, что потребуются двое операторов», — сказал Д. Ваксман.
Нацлаборатория Айдахо уже приняла на работу нескольких человек, которым предстоит стать операторами на микрореакторе. В основном это отставные военные моряки. Их будут готовить не только для Pele, но и для других перспективных реакторов, планируемых к постройке на территории нацлаборатории.
Говоря о лицензировании, Д. Ваксман признал, что процесс оказался сложным. Организационно за одобрение проекта отвечает министерство энергетики, а не комиссия по ядерному регулированию (NRC). Однако проект микрореактора разрабатывается так, чтобы он мог сертифицироваться в NRC, а представители регуляторов принимают в его рассмотрении активное участие.
…И для космоса
Президент BWXT Advanced Technologies Джо Миллер напомнил, что эта компания руководит не только строительством микрореактора в рамках проекта Pele, но и созданием ядерной тепловой двигательной установки (ЯТДУ) для космических кораблей, строящихся в рамках программы DRACO. Контракт на разработку и поставку микрореактора по программе Pele компания получила в июне 2022 года, контракт на реактор для космической программы — этим летом.
Во время сборки обе установки будут соседствовать в здании площадью около 16 тыс. м2. Компания рассчитывает, что команды проектантов будут тесно сотрудничать.
Микрореактор для программы Pele будет эксплуатироваться на мощности от 1 до 5 МВт (э). Уран оружейного качества для топлива TRISO будет взят из запасов, образовавшихся после демонтажа старых ядерных боеголовок. Разубоживать до уровня HALEU (обогащение менее 20 %) его станут на заводе BWXT в Линчбурге. Там же предполагается изготовить топливо для микрореактора.
Д. Миллер подтвердил, что в будущем компания BWXT намерена использовать полученные в ходе создания армейского микрореактора наработки для своих коммерческих проектов, в частности, для проекта реактора под названием BANR (BWXT Advanced Nuclear Reactor).
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ