Малый модульный ядерный реактор — революция в ядерной энергетике?

Несмотря на всю эффективность ядерной энергетики, в какой-то момент западные страны начали от нее отказываться из экологических соображений. В качестве альтернативы ей рассматривалась “зеленая энергетика”. Однако с наступлением энергетического кризиса мирный атом вновь стал актуальным. Но классические атомные станции имеют ряд недостатков. Прежде всего, они очень дорогие, а их строительство — это очень сложный и длительный процесс. Кроме того, не стоит забывать о других недостатках, из-за которых в мире стали от них отказываться — это опасность техногенной катастрофы, наличие ядерных отходов, выбросы тепловой энергии в водоемы и т.д. Очевидно, ядерная энергетика нуждается в новых технологиях, которые лишены этих недостатков. И такие технологии уже существуют — это малые модульные ядерные реакторы. Далее подробно рассмотрим что это такое и в чем заключаются их преимущества.

За малыми модульными реакторами, возможно, будущее ядерной энергетики

Малый модульный ядерный реактор — в чем его особенности

Малый модульный ядерный реактор (ММР) отличается от больших реакторов АЭС прежде всего размерами. Он в несколько раз меньше. Например, американский ММР NuScale Power представляет собой стальной цилиндр высотой 23 метра и диаметром 5 метров. Как не сложно догадаться, такие реакторы производят меньше энергии — до 300 МВт, но, как правило, еще меньше. Большие традиционные реакторы производят более 700 МВт электроэнергии. Казалось бы, это серьезный недостаток, но не спешите с выводами.

ММР имеют модульную конструкцию. То есть отдельные элементы реактора создаются на заводе, а затем он быстро собирается на объекте. Благодаря этому строительство ММР обходится значительно дешевле, чем строительство большого реактора. Сам процесс занимает несоизмеримо меньше времени.

Малый модульный реактор в несколько раз меньше обычного большого реактора

Кроме того, мини-АЭС с ММР занимает гораздо меньшую площадь, чем классические АЭС. Причем строить их можно на участках, которые не подходят для строительства больших энергоблоков. Кроме того, они менее требовательны к инфраструктуре и могут даже работать автономно.

Также следует отметить, что для ввода обычного реактора в эксплуатацию требуется много лет. Малые же реакторы этого недостатка тоже лишены.

Принцип работы и безопасность малых модульных реакторов

Само слово “реактор” подразумевает, что в ММР происходит ядерная реакция, то есть энергия возникает в результате ядерного деления. Однако получаемая таким способом энергия может преобразовываться в электричество разными способами, в зависимости от модификации реактора. Существуют ММР которые представляют собой уменьшенные копии обычных реакторов АЭС. В других же модификациях могут быть использованы иные технологии.

ММР NuScale Power вырабатывает электричество при помощи паровой турбины

К примеру, упомянутый выше реактор NuScale Power превращает энергию, выделяемую в результате ядерной реакции, в пар. Последний приводит в движение турбину, которая в свою очередь вырабатывает электричество. Принцип достаточно простой — вода вначале нагревается во внутреннем контуре реактора, после чего тепловая энергия передается во внешний контур, где и возникает пар. При этом реактор автоматически прекращает ядерную реакцию при возникновении любой внештатной ситуации.

Благодаря маленьким размерам и современным технологиям строительства, эти реакторы отличаются несколькими важными преимуществами. Главное из них заключается в безопасности. То есть у них значительно ниже риск повреждения по причине природной катастрофы, к примеру, землетрясения. Кроме того, даже если аварийная ситуация возникнет, риск радиоактивных выбросов тоже минимальный. Это связано с малой мощностью реактора, низким внутренним давлением и другими особенностям конструкции. Таким образом ММР лишен главного недостатка классических АЭС, из-за которых их боятся.

Экономическая выгода от использования ММР

Итак, как мы выяснили, что ММР строятся быстро и сравнительно недорого, при этом они более безопасны, чем большие энергоблоки. Но этим преимущества малых реакторов не ограничиваются. Важным их плюсом, по словам специалистов, является дешевизна обслуживания благодаря тому, что они не требовательны к ядерному топливу.

ММР менее требовательны к ядерному топливу, чем большие реакторы, поэтому реже нуждаются в его замене

На обычных реакторах замена топлива осуществляется каждые один-два года. Малые же реакторы требуют замены топлива раз в 3-7 лет. А некоторые их виды работают без перезагрузки вообще до 30 лет. При этом они почти не производят ядерных отходов, так как практически все топливо вырабатывается. Другим важным плюсом является тот факт, что ММРможно в любой момент безопасно останавливать и затем опять запускать. Обычные атомные станции, как мы рассказывали ранее, боятся обесточивания.

Перспективы малых модульных реакторов

В настоящее время малые модульные реакторы представляют собой только зарождающуюся отрасль в ядерной энергетике. Тем не менее действующие образцы уже позволяют говорить о ее перспективности. К таким образцам можно отнести российскую АЭС “Академик Ломоносов”. Она представляет собой первую в мире плавучую атомную станцию. На ней работают два ММР мощностью 35 МВт.

В настоящее время в мире разрабатываются 70 коммерческих ММР. Их строительством кроме России занимаются такие страны как США, Китай (разрабатывает самый маленький реактор в мире), Канада, Аргентина и Южная Корея. Очевидно, количество атомных станций с ММР будет быстро увеличиваться, ведь они являются эффективным способом добычи недорогой электроэнергии, при этом не загрязняют окружающую среду и лишены недостатков возобновляемых источников энергии, о которых мы рассказывали ранее.

Источник