19 марта 2021

Минобороны США примет решение о строительстве мобильного микрореактора Pele с инновационным топливом TRISO в 2022 году

Atomic-Energy.ru

Проект Министерства обороны США по разработке мобильного реактора Pele находится на пути к полномощностным испытаниям в 2023 году, с наружными мобильными испытаниями на объекте Министерства энергетики (DoE) в 2024 году, сообщил сотрудник Министерства обороны США Джефф Ваксман (Jeff Waksman) на 33-й конференции по регулирующей информации Комиссии по ядерному регулированию США (NRC).

«Министерству обороны США сейчас нужен мобильный, надежный, устойчивый и жизнеспособный источник энергии, который не потребует длинного логистического хвоста», - сказал Джефф Ваксман, руководитель программы Управления стратегических возможностей (“Strategic Capabilities Office”, SCO) Министерства обороны США - «Наши достижения в области ядерных технологий сделали возможным создание в значительной степени автономного и полностью безопасного реактора, который можно также безопасно перемещать. Инновационное ядерное топливо TRISO стало тем элементом, которое изменило правила игры».

Урок истории США

«Вот вам урок истории, о котором многие не знают – наша армия уже делала это раньше», - отметил Джефф Ваксман. 

В общей сложности восемь реакторов мощностью 1-10 МВт, различной конструкции и различного назначения были построены в рамках программы, которая действовала с 1954 по 1977 год. Первый прототип – армейский SM-1 – был подключен к сети в 1958 году. По его словам, это были одни из первых атомных реакторов, когда-либо построенных, и они были технологически сложными в эксплуатации, ненадежными и слишком дорогими по сравнению с многочисленными альтернативами на ископаемом топливе.

В 2016 году целевая группа Совета по оборонной науке признала в стране наличие критически растущих энергетических проблем, с которыми сталкивается Министерство обороны, а также значительные технологические достижения в атомной энергетике с 1960-х годов. По его словам, реакторы поколения III сейчас эксплуатируются во всем мире, а «новые полностью безопасные по своей природе» конструкции позволяют автономно работать и устранять риски расплавов топлива. Целевая группа пришла к выводу, что Вооруженные силы США должны продолжить изучение развертывания ядерно-энергетических систем для удовлетворения своих потребностей в надежной, обильной и непрерывной энергии. С этой целью в марте 2020 года Министерство обороны США объявило двухлетний конкурс на проект такого мобильного микрореактора.

Топливо TRISO уже было ранее разработано Министерством энергетики США, и это устранило необходимость для Министерства обороны США разрабатывать или квалифицировать новое топливо, сказал Джефф Ваксман. Конструкция данного топлива имеет внешние слои карбида кремния, окружающие топливный сердечник из обогащенного оксикарбида урана, которые удерживают продукты деления внутри частицы TRISO и делают его устойчивым к разрастанию, в то время как гранулированный характер топлива сводит к минимуму последствия для окружающей среды и общества от «кинетических» ударов, которые могут повлиять на конструктивную целостность реактора.

Целостный подход к развитию проекта Pele

«В проекте мобильного микрореактора Pele реализуется «общегосударственный» межведомственный подход, и это имеет решающее значение для успеха нашего проекта», - сказал Джефф Ваксман. 

В частности:

  • Министерство энергетики и Комиссия по ядерному регулированию США предоставляют техническую поддержку, рекомендации по проектированию/безопасности и рекомендации по снижению текущего и будущего лицензионного риска; 
  • Министерство энергетики обеспечивает надзор за безопасностью реактора и дает разрешение; 
  • Инженерный корпус Армии США является техническим руководителем при подготовке отчета о воздействии на окружающую среду; 
  • Национальное управление по ядерной безопасности Министерства энергетики США предоставляет проекту Pele обогащенный уран из своих запасов; 
  • NASA и Министерство энергетики США совместно с Управлением стратегических возможностей SCO Министерства обороны непосредственно разрабатывают и создают промышленный прототип мобильного микрореактора Pele.

По словам Джеффа Ваксмана, проектирование идет быстрыми темпами. 

«Предварительный технический проект был завершен и рассмотрен в начале этого года, и вскоре ожидается объявление о дальнейшем сокращении списка из трех компаний, выбранных в 2020 году для разработки предварительных проектов - BWX Technologies, X-energy и Westinghouse», - сказал он. 

Проект мобильного микрореактора eVinci от Westinghouse

Проект Отчета о воздействии на окружающую среду планируется также выпустить в конце этого года.

Ожидается, что окончательные инженерные проекты будут завершены не позднее марта 2022 года, что позволит начать строительство микрореактора в середине того же года. Консультативный совет армейских мобильных реакторов (AMRAC) помогает также в разработке технических требований. 

«Мы продвигаемся вперед в области регулирования, ядерного топлива, NEPA [экологического законодательства США] и всего остального», - сказал специалист Министерства обороны США. 

Решение правительства о строительстве реактора будет принято в 2022 году.

Огромная уязвимость от ископаемого топлива

«Ежедневная перевозка колоссального количества топлива, что Министерство обороны регулярно делает прямо сейчас, это не только дорого, но это вредно для климата и является огромной уязвимостью – в итоге мы очень зависим от существующей электросети», - сказал Джефф Ваксман, - «Атомная энергетика предлагает потенциальную смену парадигмы, предлагая устойчивую и надежную энергию для успеха миссий как в удаленных, так и в стратегически важных точках США, но она сопряжена со своими проблемами, включая нормативные и экологические соображения, а также обеспечение цепочки поставок, включая наличие военного персонала, способного работать на таких мобильных АЭС». 

По его словам, проект Pele также должен быть рентабельным.

«Нам предстоит еще многое выяснить - и это действительно сложная часть нашей программы», - сказал он, -  «Проект Pele может стать «первопроходцем» на пути к будущему строительству усовершенствованных нелегководных реакторов в коммерческом секторе, поскольку предшествующая разработка и строительство реактора Министерством обороны США снизит нормативные и финансовые риски для последующего строительства полноценных коммерческих АЭС».