Правительства по всему миру соревнуются в разработке малых модульных реакторов (SMR) в рамках планов возрождения атомной энергетики, и в последние годы в этой области достигнут значительный прогресс. Среди них Соединённые Штаты, по всей видимости, лидируют в разработке ядерных микрореакторов после недавнего объявления армии США о крупных инвестициях в эту технологию.

SMR — это передовые ядерные реакторы с мощностью до 300 МВт(э) на единицу, что составляет примерно треть генерирующей мощности обычного атомного реактора. Поскольку они значительно меньше традиционных станций и имеют модульную конструкцию, их можно производить на заводах и перевозить на место установки. Их компактные размеры позволяют размещать их на площадках, непригодных для более крупных реакторов, а строительство обходится заметно дешевле и быстрее, чем строительство обычных АЭС. SMR также можно развивать поэтапно, наращивая мощность в соответствии с растущими потребностями площадки в энергии.

Микрореактор ещё меньше, чем SMR. В США сейчас разрабатывается целый ряд конструкций, цель которых — запустить первые версии в течение следующего десятилетия. Эти компактные ядерные реакторы будут достаточно малы для перевозки грузовиком, судном или самолётом и смогут поставлять значительные объёмы чистой энергии непосредственно на объект — что особенно полезно для сельских районов, не подключённых к основной энергосети.

Как и SMR, микрореакторы будут производиться и собираться на заводах, а затем доставляться на самые разные площадки, что снижает капитальные затраты и ускоряет производство. Ожидается, что они будут иметь простую адаптивную конструкцию, позволяющую саморегулироваться без большого числа специализированных операторов, а также системы безопасности, разработанные для предотвращения перегрева или расплавления реактора.

Большинство разрабатываемых микрореакторов рассчитаны на выработку от 1 до 20 МВт тепловой энергии, которую можно использовать напрямую для отопления или преобразовывать в чистую электроэнергию. Они будут работать на уране-235 с более высокой концентрацией, чем в обычных реакторах, и смогут подключаться к микросетям вместе с возобновляемыми источниками энергии. Среди потенциальных применений — реагирование на чрезвычайные ситуации после стихийных бедствий. Кроме того, ожидается, что микрореакторы смогут работать до 10 лет без перезагрузки топлива, а также быстро демонтироваться и заменяться новыми блоками.

В США Министерство энергетики (DoE) поддерживает множество проектов перспективных реакторов в соответствии с поддержкой президентом Трампом возрождения атомной энергетики. Трамп выразил поддержку широкому спектру ядерных технологий — от обычных АЭС до SMR и микрореакторов — с целью увеличить производство ядерной энергии в США в четыре раза к 2050 году. Этот курс также согласуется с растущим спросом на электроэнергию: быстрое расширение центров обработки данных для ИИ усилило интерес к надёжным круглосуточным источникам чистой энергии, способным дополнять прерывистые возобновляемые источники.

В июле техасская компания Aalo объявила, что её испытательный реактор CTR (Critical Test Reactor) достиг критичности — состояния, при котором ядерный реактор способен поддерживать управляемую самоподдерживающуюся цепную реакцию. «Наш CTR прошёл путь от закладки фундамента до устойчивой цепной реакции менее чем за восемь месяцев — это один из самых быстрых пусков реакторов за 80 лет, — а наша компания прошла путь от основания до деления ядра менее чем за три года», — заявила Aalo в своём сообщении. Компания сосредоточена на производстве реакторов мощностью 10 МВт(э) для размещения в модулях Aalo Pod мощностью 50 МВт(э), предназначенных для энергоснабжения центров обработки данных для ИИ.

Помимо частного сектора, в последние годы лидерство в разработке микрореакторов взяла на себя армия США — во исполнение указа Трампа № 14299 «Развертывание перспективных ядерных реакторных технологий в интересах национальной безопасности», который закрепил за армией роль ведущего ведомства в области военной атомной энергетики. Директива требовала от армии создать официальную программу с крайним сроком — 30 сентября 2028 года — ввода в эксплуатацию действующего реактора на военном объекте на территории страны. Эта работа опирается на более ранние наработки Министерства обороны, включая программу микрореакора «Пеле» Пентагона, и отражает давнюю озабоченность военных тем, что многие базы зависят от гражданской энергосети, что делает критически важные объекты уязвимыми к перебоям электроснабжения.

В августе армия США объявила о планах выделить до 2,2 млрд долларов пяти компаниям для строительства микрореакторов нового поколения на военных базах по всей стране. Развертыванию этих реакторов будет способствовать федеральное смягчение регулирования для инновационных реакторных конструкций — часть более широкой реформы системы лицензирования перспективных реакторов Советом по ядерному регулированию (NRC), направленной на сокращение сроков согласования.

Армия профинансирует: Antares Nuclear на базе Форт-Брэгг в Северной Каролине; BWX Technologies на базе Форт-Кэмпбелл в Кентукки; General Atomics на базе Форт-Худ в Техасе; Radiant Industries на базе Форт-Беннинг в Джорджии; и Westinghouse Government Services на базе Форт-Драм в штате Нью-Йорк. Цель — развернуть как минимум один микрореактор к третьему кварталу 2028 года. От выбранных компаний ожидается привлечение миллиардов долларов частных инвестиций для поддержки разработок.

Джефф Уоксман, главный заместитель помощника министра армии по вопросам объектов, энергетики и окружающей среды, заявил: «Мы считаем, что это станет остриём копья не только для микрореакторов, но и для всех перспективных реакторов в США… В последнее время появилось много компаний, занимающихся микрореакторами, но нам нужно помочь им преодолеть этот рубеж».

Хотя большая часть публичного обсуждения сосредоточена на разработке SMR, США также активно инвестируют в строительство микрореакторов, стремясь запустить первые из них в течение ближайших двух лет. Вопрос о том, смогут ли пять выбранных поставщиков выполнить срок развертывания к 2028 году — и как их работа на военных базах повлияет на последующее коммерческое лицензирование, — будет находиться под пристальным вниманием по мере реализации программы. Ожидается, что финансирование со стороны DoE в сочетании с поддержкой национальной политики и регулирования поможет ускорить развитие в ближайшие годы.

Автор: Фелисити Брэдсток, Oilprice.com