Бегущий по волне

Бегущий по волне

Оставив Microsoft на попечение Балмера, самый богатый человек планеты занялся благотворительностью и инвестициями в самые передовые технологии. В частности, он поддержал компанию TerraPower, разрабатывающую компактный атомный реактор, который не будет нуждаться в обслуживании и дорогом обогащённом уране.

Материал опубликован на портале "Частный корреспондент".

Компания TerraPower , стартап в области атомной энергетики, основанная, в частности, Биллом Гейтсом, получила новые инвестиции от частных инвестиционных фондов. 14 июня 2010 года TerraPower объявила о получении 35 млн долларов от фондов Khosla Ventures и Charles River Ventures, в дополнение к тем инвестициям, которые были сделаны Гейтсом в компанию Intellectual Ventures, основанную несколькими бывшими сотрудниками Microsoft, включая её бывшего технического директора Натана Мирволда.

Команда исследователей TerraPower разрабатывает технологию «реактора на бегущей волне». Американский проект ― один из первых, который предполагает не только научно-исследовательскую работу, но и практическое воплощение идеи. Представители компании утверждают, что разрабатываемый ею реактор сможет обеспечить практически бесконечный источник энергии.

Для запуска реакции понадобится минимальное количество обогащённого урана. Но самое важное, реактор на «бегущей волне» будет использовать в качестве основного сырья изотоп урана-238, который практически бесполезен для современной технологии и уходящий в отходы заводов по обогащению урана. В ходе реакции уран-238 под воздействием нейтронов «запала» из обогащённого урана будет превращаться в плутоний-239, который, распадаясь, будет давать новый поток нейтронов, необходимый для поддержания дальнейшей работы реактора. В качестве теплоносителя разработчики предполагают использовать натрий.

Один тепловой реактор ВВЭР за 50 лет нарабатывает около 10 тонн плутония. И этого количества как раз достаточно, чтобы запустить быстрый реактор. Если у нас будут готовые технологии быстрых реакторов, мы сможем лучше продавать тепловые ― для страны-покупателя это получается такая инвестиция в будущее топливо для быстрых реакторов. И что важно, напомню: 10 тонн плутония загрузил в быстрый реактор, 50―60 лет отработал, а эти 10 тонн не пропали. Они точно так же вынимаются и загружаются в другой реактор после переработки. А если страна хочет увеличить число своих быстрых реакторов, то обращается к нам ― мы этот лишний плутоний можем получать уже в экранах, которые другим странам не даём. И, конечно, всё под контролем МАГАТЭ.

Бегущий по волне

Одним из важных преимуществ нового реактора станет отсутствие необходимости перезагрузки атомного топлива ― всё необходимое для работы реактора будет загружаться в него в начале его работы. А работать он сможет ― в теории ― пару столетий (проектируемая модель реактора рассчитана на непрерывную работу в течение 60 лет). Использование обеднённого урана позволит сократить общий объём радиоактивных отходов в расчёте на весь цикл службы реактора и тем самым обеспечить атомную энергетику сырьём на значительно больший срок.

Технология «бегущей волны» — дело не завтрашнего дня. Как заметил глава TerraPower CEO Джон Гиллеланд, бывший директор международного термоядерного проекта ITER от США, «действующий реактор с бегущей волной будет готов менее чем через десять лет, а его коммерческое внедрение состоится менее чем через 15 лет». Сроки внедрения новой технологии могут быть сокращены за счёт сотрудничества TerraPower с японским IT-гигантом Toshiba, соглашение о котором было подписано Гейтсом в декабре 2009 года. Toshiba уже разрабатывает сходный маломощный (всего 10 МВт) реактор 4S, технологии которого могут быть использованы при создании реактора TerraPower, мощность которого составит несколько сот МВт.

«Компьютерные» корни TerraPower не случайны ― успех проекта во многом будет связан с использованием суперкомпьютеров на стадии проектирования. Только мощные вычислительные ресурсы смогут просчитать сложный процесс выгорания ядерного топлива. Команда TerraPower использует сравнительно небольшой суперкомпьютер на базе 1024 процессоров Xeon, мощность которого, однако, на три порядка превышает обычный ПК.

Будущий реактор TerraPower не единственный, который предполагает использование технологии «бегущей волны». Работы в том же направлении, правда в исследовательском плане, ведутся, например, в Исследовательском центре новой атомной энергетики Токийского технологического института. Тепловая мощность разрабатываемого там атомного реактора CANDLE составит 200 МВт.

«Брат» DARPA — ARPA-E, Агентство передовых исследований в области энергетики. Оно уже получило от правительства 400 млн долларов инвестиций. Не исключено, что часть из них потратится впустую — о громких, но пустых проектах, которые в своё время поддерживало DARPA, в США ходят анекдоты. Но даже если 9 из 10 проектов провалятся, есть надежда, что хотя бы один приведёт к революции в энергетике.

Проект TerraPower ― предвестник новой эпохи в атомной энергетике, которая будет связана с переходом на новые технологические процессы, в том числе на реакторы на быстрых нейтронах (о развитии этой технологии в России «Частный корреспондент» писал подробно ), освоение новых видов радиоактивного сырья, а также с разработкой и строительством малых реакторов. Например, компактный 25-мегаваттный реактор Hyperion в состоянии обеспечить электроэнергией 20 тыс. домохозяйств какого-нибудь отдалённого американского городка или нужды большого завода. Именно это направление многие эксперты оценивают как одно из самых перспективных, поскольку оно сможет удовлетворить не только запросы развивающихся стран, промышленность которых ещё не нуждается в гигантских АЭС, но и потребность в создании сбалансированной и распределённой энергетической системы в развитых странах, прежде всего в США, финансирующих разработки в этой сфере через своё Агентство передовых исследований в области энергетики.

Бегущий по волне

И всё это ― без необходимости строительства энергосетей и подстанций и угрозы потери половины мощности по дороге. Очевидно, что такие малые реакторы пригодятся и в России. Примечательно, однако, что похожие, но несколько более мощные, проекты в российской атомной промышленности есть, но на их реализацию, как говорят сами работники индустрии, нет денег. Учитывая количество наработанного с начала века обеднённого урана-238, громадную территорию страны и появляющийся спрос на мировом рынке, упускать шанс освоить новую технологию было бы неразумно. И даже обидно: впервые идея реактора «на бегущей волне» ещё в 1958 году была сформулирована советским учёным Савелием Моисеевичем Фейнбергом.

Автор: Владимир Харитонов, "Частный корреспондент".