Китай впритул наблизився до запуску нового типу ядерного реактора з прискорювачем частинок, який, за оцінками розробників, ефективніше використовуватиме паливо та скоротить “терміни небезпеки” ядерних відходів.

Енергія на 1000 років

Йдеться про так званий ADS-реактор, або керований прискорювачем підкритичний реактор — систему, яка здатна не лише виробляти електроенергію, а й перетворювати довгоживучі радіоактивні відходи на недовготривалі та менш небезпечні ізотопи.

До цього технологія існувала виключно як лабораторна установка, тоді як вже наступного року в провінції Гуандун на півдні Китаю планують запустити в експлуатацію повноцінний прототип ADS мегаватного класу. Проєкт розробляють науковці Китайської академії наук разом із державними ядерними компаніями.

Біллу Гейтсу дозволили збудувати у США власний ядерний реактор

Заступник директора Інституту сучасної фізики при Китайській академії наук Хе Юань назвав таку систему “міжнародно визнаним ідеальним підходом до відтворення ядерного палива та переробки ядерних відходів”. За оцінками дослідників, технологія може перетворити ядерну енергетику на “зелене, безпечне та стабільне джерело енергії на наступні 1000 років”.

Юань каже, що інститут планує завершити встановлення надпровідних прискорювачів частинок (ключових для роботи системи) вже на кінець 2026 року.

Попри те, що значна частина відпрацьованого палива звичайних ядерних реакторів розпадається відносно швидко, помітна його частка складаються з довгоживучих радіонуклідів, небезпечних протягом десятків чи навіть сотень тисяч років. Саме тому дослідники шукають способи перетворити їх на короткоживучі ізотопи.

Як працюють ADS-реактори?

ADS-система фактично є гібридом ядерного реактора і прискорювача частинок. При цьому реактор в такій установці не може підтримувати ланцюгову реакцію самостійно, вона можлива лише за наявності зовнішнього прискорювача, що зменшує ризик неконтрольованої реакції. Крім того, потік нейтронів від прискорювача здатний розщеплювати важкі радіонукліди, включно з тими, які у звичайних реакторах вважають непридатними для використання.

Зі слів Юаня, китайський прототип використовує потужні “пучки” протонів із надпровідного лінійного прискорювача, які бомбардують рідкий сплав свинцю та вісмуту на великих швидкостях. В результаті утворюється велика кількість нейтронів, які перетворюють уран-238 на нове ядерне паливо, плутоній-239. Фактична трансформація “відходів на ресурс”.

Китайська академія наук досліджує ADS з 2011 року, а у 2021 створила прототип, що досяг робочої інтенсивності, придатної для промислового застосування — вперше з 1980-х років, коли була запропонована сучасна концепція технології.

Розробники кажуть, що система може спалювати уран в 100 разів ефективніше, а також може зменшити період небезпечності ядерних відходів до менш ніж тисячної частини від нинішнього, що потенційно забезпечить стабільне джерело енергії на наступне тисячоліття.