Енергія на 1000 років: Китай запускає перший у світі ADS-реактор

Китай вплотную приблизился к запуску нового типа ядерного реактора с ускорителем частиц, который, по оценкам разработчиков, будет эффективнее использовать топливо и сократит «сроки опасности» ядерных отходов.

Энергия на 1000 лет

Речь идет о так называемом ADS-реакторе, или управляемым ускорителем подкритическом реакторе — системе, которая способна не только производить электроэнергию, но и превращать долгоживущие радиоактивные отходы в недолговременные и менее опасные изотопы.

До этого технология существовала исключительно как лабораторная установка, тогда как уже в следующем году в провинции Гуандун на юге Китая планируют запустить в эксплуатацию полноценный прототип ADS мегаваттного класса. Проект разрабатывают ученые Китайской академии наук вместе с государственными ядерными компаниями.

Біллу Гейтсу дозволили збудувати у США власний ядерний реактор

Заместитель директора Института современной физики при Китайской академии наук Хэ Юань назвал такую систему «международно признанным идеальным подходом к воспроизведению ядерного топлива и переработке ядерных отходов». По оценкам исследователей, технология может превратить ядерную энергетику в «зеленый, безопасный и стабильный источник энергии на следующие 1000 лет».

Юань говорит, что институт планирует завершить установку сверхпроводящих ускорителей частиц (ключевых для работы системы) уже к концу 2026 года.

Несмотря на то, что значительная часть отработанного топлива обычных ядерных реакторов распадается относительно быстро, заметная его доля состоит из долгоживущих радионуклидов, опасных в течение десятков или даже сотен тысяч лет. Именно поэтому исследователи ищут способы превратить их в короткоживущие изотопы.

Как работают ADS-реакторы?

ADS-система фактически является гибридом ядерного реактора и ускорителя частиц. При этом реактор в такой установке не может поддерживать цепную реакцию самостоятельно, она возможна лишь при наличии внешнего ускорителя, что уменьшает риск неконтролируемой реакции. Кроме того, поток нейтронов от ускорителя способен расщеплять тяжелые радионуклиды, включая те, которые в обычных реакторах считают непригодными для использования.

По словам Юаня, китайский прототип использует мощные «пучки» протонов из сверхпроводящего линейного ускорителя, которые бомбардируют жидкий сплав свинца и висмута на больших скоростях. В результате образуется большое количество нейтронов, которые превращают уран-238 в новое ядерное топливо, плутоний-239. Фактическая трансформация «отходов в ресурс».

Китайская академия наук исследует ADS с 2011 года, а в 2021 создала прототип, достигший рабочей интенсивности, пригодной для промышленного применения — впервые с 1980-х годов, когда была предложена современная концепция технологии.

Разработчики говорят, что система может сжигать уран в 100 раз эффективнее, а также может уменьшить период опасности ядерных отходов до менее чем тысячной части от нынешнего, что потенциально обеспечит стабильный источник энергии на следующее тысячелетие.