NuScale. Малый ядерный реактор на заднем дворе

Независимо от того, как вы относитесь к ядерной энергетике, ясно, что мировая потребность в электроэнергии будет только расти. В конце августа Комиссия по ядерному регулированию США (NRC) одобрила проект реактора нового типа, известного как малый модульный реактор (SMR). Конструкция, разработанная компанией NuScale Power из Портленда, штат Орегон, предназначена для ускорения строительства, снижения стоимости и повышения безопасности по сравнению с традиционными ядерными реакторами, которые обычно во много раз больше. 

Столкнувшись с перспективой вывода из эксплуатации стареющих угольных электростанций и прекращения ввода в эксплуатацию новых, муниципальные поставщики электроэнергии стремятся диверсифицировать свой энергетический портфель, обеспечивая стабильный источник базовой энергии, чтобы заменить уголь, и дополнять возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнце.

NuScale. Уникальный дизайн завода включает 12 отдельных модулей, первый из которых будет запущен в 2029 году, а еще 11 - годом позже. 

Сторонники малых модульных реакторов уже давно продвигают их для возродения ядерной промышленности США, желая расширить распространение низкоуглеродной электроэнергии. Но некоторые эксперты выразили озабоченность по поводу возможных расходов и остающихся проблем безопасности, которые отрасли придется решить до того, как будут построены такие реакторы.

Дон Майли из Национальной лаборатории Айдахо указывает на участок земли, который скоро может стать домом для первых в стране модульных ядерных реакторов. Ассоциация муниципальных провайдеров штата Юта реализует проект NuScale. обеспечить энергией базовой нагрузки несколько городов штата Юта. Лаборатория расположена примерно в 35 милях к западу от Айдахо-Фолс. Эми Джой О'Донохью, Deseret News 

В ядерной отрасли заявляют, что малые модельные реакторы могут быть построены намного быстрее и дешевле, чем обычные реакторы - например, продукты, которые снимаются с производственной линии и отправляются в различные места, а не изготавливаются по индивидуальному заказу на каждой площадке. Клиент также может заказывать и комбинировать различное количество единиц, что делает возможным широкий диапазон производительности

В малом модульном реакторе NuScale будет использоваться обычное охлаждение за счет естественной циркуляции воды, которая может работать без приводных насосов или циркуляционного оборудования.

Реактор NuScale Power представляет собой стальной цилиндр  диаметром 2,7 м, высотой 20 м и весом 590 тонн. Модули могут быть доставлены по железной дороге, баржей или даже грузовиком, а NuScale будет работать на топливных сборках с обогащением 4,95% урана-235, которые необходимо будет перезагружать каждые два года.

В случае нештатной ситуации реактор сам заглушит ядерную реакцию при помощи управляющих стержней. Прекращается обмен нейтронами и останавливается цепная ядерная реакция. Если внезапно прекратится подача электричества, то управляющие стержни под действием гравитации срабатывают автоматически.

Для повышения безопасности малые модульные реакторы установят в специальные охлаждающие бассейны, которые планируется размещать ниже уровня земли в зданиях АЭС. В случае нештатной ситуации бассейны охладят реакторы и отведут излишки тепла. Так как размер ректоров небольшой, потребуется отводить меньшее количество тепла, чем в большом реакторе. Разработчики считают, что их продукция будет генерировать не более 1/8 от количества тепла стандартных ректоров.

Дизайн NuScale SMR,  Источник: NuScale/Wikimedia Commons.

SMR могут заменить стареющие электростанции, работающие на ископаемом топливе, они требуют меньше первоначальных вложений и могут использоваться вместе с возобновляемыми источниками энергии, такими как солнечная и ветровая. 

По данным Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), в настоящее время в мире разрабатывается около 50 проектов малых модельных ректоров.

Текущая конструкция NuScale может генерировать до 50 мегаватт электроэнергии, однако несколько SMR могут быть объединены для увеличения производства электроэнергии. Ожидается, что в 2022 году NuScale подаст заявку в NRC для утверждения новой версии SMR, которая будет вырабатывать 60 МВт электроэнергии.

Вице-президент NuScale по маркетингу и коммуникациям Дайан Хьюз недавно сообщила Scientific American, что в период с 2023 по 2041 год NuScale планирует продать от 674 до 1682 своих реакторов. NuScale подписала меморандумы о взаимопонимании (MOU) со следующими организациями для изучения потенциальных проектов:

• Ontario Power Generation Inc. (OPG) - общественный производитель электроэнергии в Онтарио, Канада
• Брюс Пауэр, LP - первый частный ядерный генератор в Канаде
• Комиссия по атомной энергии Иордании (JAEC) - для выработки электроэнергии для этой страны
• Societatea Nationala Nuclearelectrica SA - ведущий поставщик ядерной энергии в Румынии
• ČEZ Group - чешский коммунальный конгломерат, который владеет и управляет двумя атомными электростанциями в Чешской Республике.
• Государственный научно-технический центр ядерной и радиационной безопасности Украины (ГНТЦ ЯРБ) - развивать энергетику страны.

NuScale построит свой первый ядерный реактор для компании Utah Associated Municipal Power Systems (UAMPS).

Завершение строительства намечено на 2029 год. Реактор UAMPS будет построен на 35 акрах  Национальной лаборатории Айдахо , одной из лабораторий Министерства энергетики США. С 1949 года различные организации построили здесь более  50 ядерных реакторов, в том числе первую в Америке атомную электростанцию ​​и первую в мире атомную подводную лодку. На объекте самая большая концентрация ядерных реакторов в мире.

К 2030 году к первому планируется присоединить еще 11реакторов NuScale, которые в конечном итоге будут вырабатывать 720 МВт электроэнергии.