20 июля 2024, 00:00
Первая в мире крупномасштабная китайская атомная электростанция, работающая на делении, полностью защищена от опасного расплавления даже в случае полного отключения электроэнергии. Ее ядерные реакторы, известные как "модульные высокотемпературные реакторы с шаровым слоем", разработаны таким образом, чтобы легко работать при очень высоких температурах и пассивно охлаждаться в случае аварийной ситуации. Первые испытания двух модулей реакторов на безопасность были успешно завершены. Ядерная энергия деления в настоящее время находится в центре стратегий по декарбонизации энергетического сектора благодаря низкому уровню выбросов углерода. Она снижает зависимость от ископаемого топлива и уменьшает нагрузку на биомассу, не препятствуя переходу к другим технологиям "зеленой" энергетики. Однако его широкомасштабному внедрению мешают проблемы безопасности, что подтверждают серьезные аварии на Чернобыльской АЭС (1986) и АЭС "Фукусима-1" (2011). Экологические последствия этих аварий настолько велики, что лишь несколько стран в мире используют (или планируют использовать) энергию деления — не говоря уже о проблемах утилизации ядерных отходов. Чтобы избежать подобной катастрофы, в настоящее время исследования сосредоточены на разработке безопасных по своей сути реакторов деления ядер. Это реакторы, безопасность которых основана не на вмешательстве человека или электромеханических устройств, а на физических или химических процессах, которые запускаются естественным образом в случае возникновения проблемы. Среди предлагаемых устройств — высокотемпературные реакторы (HTR). Это реакторы с гелиевым охлаждением, в которых в качестве замедлителя и конструкционного материала используется графит. Топливо состоит из нескольких тысяч частиц, покрытых покрытием TRISO (которое препятствует выходу продуктов деления даже при высоких температурах) и заключенных в сферическую или призматическую матрицу. Тепло распада — основная причина расплавления активной зоны в реакторах деления — может выделяться в окружающую среду естественным путем за счет теплопроводности, даже без резервных систем охлаждения (пассивное охлаждение). Высокотемпературные модульные реакторы с шаровым слоем (HTR-PM) обеспечили бы большую безопасность за счет использования того же принципа пассивного охлаждения, но более надежного. Однако эффективность и безопасность этого типа реакторов пока что была проверена лишь в небольших масштабах. HTR-PM, разработанный командой из китайского Университета Цинхуа, является первым, который будет развернут в коммерческих масштабах. " Достижение внутренней ядерной безопасности в коммерческих масштабах — мечта всех ученых и инженеров в области ядерной энергетики, где ключевой задачей является устранение тепла распада без активного вмешательства", — объясняют исследователи в своем новом исследовании, недавно опубликованном в журнале Joule.