Данный проект представляет собой огромный шаг на пути к получению «безграничной» чистой энергии и знаменует создание первого в мире реактора мегаваттного класса, работающего на отходах, запуск которого запланирован на 2027 год.
Система, известная как ускорительно-управляемая подкритическая система (ADS), призвана решить две главные проблемы ядерной энергетики: безопасность и утилизацию долгоживущих отходов. Как сообщает South China Morning Post со ссылкой на заместителя директора Института современной физики при CAS Хэ Юаня, данная установка позволяет сжигать уран в 100 раз эффективнее, чем традиционные реакторы. Благодаря трансмутации долгоживущих радиоактивных изотопов в короткоживущие и менее опасные, технология способна сократить период полураспада отходов более чем в тысячу раз. По прогнозам экспертов, это может обеспечить человечество стабильным «зеленым» источником энергии на ближайшее тысячелетие.
Принцип работы системы основан на превращении отходов в сокровище. ADS представляет собой гибридный реактор, объединяющий ядерную установку с мощным ускорителем частиц. В отличие от традиционных реакторов, здесь используется «подкритическая» система, которая не способна поддерживать цепную реакцию самостоятельно и требует внешнего источника нейтронов.
Сверхпроводящие линейные ускорители разгоняют протонные пучки до 80% скорости света и направляют их на мишень из жидкого сплава свинца и висмута. В результате бомбардировки создается мощнейший поток нейтронов, который преобразует уран-238 (обычно считающийся отходами) в плутоний-239, превращая «мусор» в пригодное топливо. Кроме того, конструкция физически исключает риск расплавления активной зоны: без постоянной подачи пучка от ускорителя реакция мгновенно затухает.
Хотя концепция ADS существует с 1980-х годов, коммерческих версий таких реакторов в мире до сих пор нет. Китай начал собственные исследования в 2011 году, а в 2021 году успешно испытал прототип, впервые достигнув мощности, необходимой для промышленного использования. Ввод в строй мегаваттного проекта в городе Хуэйчжоу позволит Китаю занять лидирующие позиции в мировом переходе к «замкнутому» ядерному топливному циклу.
«Это международно признанный идеальный подход к воспроизводству ядерного топлива и переработке отходов, который превращает атомную энергетику в зеленый, безопасный и стабильный источник энергии»,
— цитирует SCMP слова Хэ Юаня из газеты «Science and Technology Daily». Завершение монтажа ключевых сверхпроводящих ускорителей ожидается к концу 2026 года, что откроет путь к полноценной эксплуатации системы в 2027 году.
Параллельно с китайскими разработками аналогичные исследования ведутся и в США. В Ускорительном центре Томаса Джефферсона Министерства энергетики США специалисты работают над технологией «распыления» (спаллации), при которой протоны высокой энергии направляются на мишени из жидкой ртути. Высвобождающийся при этом поток нейтронов также позволяет взаимодействовать с долгоживущими изотопами. Американский подход нацелен на получение безуглеродного электричества и одновременное радикальное сокращение периода радиоактивной опасности отработанного топлива: с нынешних 100 тысяч лет до всего лишь 300 лет.