Микрореактор Mark-0 стартапа Antares Nuclear завершил демонстрацию достижения критичности при нулевой мощности топлива, став первым реактором, достигшим критичности к установленному президентом США Дональдом Трампом сроку 4 июля.
Демонстрация проходила в Национальной лаборатории Айдахо (INL) с разрешения Министерства энергетики США (DOE). Компания Antares заявляет, что является первой частной компанией, доведшей усовершенствованный реактор до критичности в рамках пилотной программы DOE по реакторам. Antares была одной из пяти компаний, выбранных в прошлом году Министерством энергетики для поддержки в рамках программы ускорения испытаний усовершенствованных конструкций реакторов. Пилотная программа является частью указа Трампа о реформировании испытаний ядерных реакторов в Министерстве энергетики, подписанного в мае прошлого года, с целью «построить, эксплуатировать и достичь критичности как минимум трех испытательных реакторов с использованием процесса авторизации DOE к 4 июля 2026 года».
Критическое состояние означает, что реактор достиг устойчивой цепной ядерной реакции, при которой каждое событие деления — когда атом урана в топливе расщепляется — высвобождает достаточное количество нейтронов для поддержания непрерывной серии реакций. В ядерном энергетическом реакторе тепловая энергия от этих реакций деления используется для производства пара и выработки электроэнергии.
Mark-0 — это демонстрационный реактор, подтверждающий ключевые параметры физики реактора для технологии микрореактора с охлаждением натриевыми тепловыми трубами компании Antares, в котором используется триизоструктурное изотропное топливо (TRISO), содержащее высокопробный низкообогащенный уран (известный как HALEU).
Министерство энергетики США назвало испытание на критичность 53-го реактора, построенного в INL с 1951 года, «огромным достижением», подтверждающим безопасность и эксплуатационные характеристики ядерного реактора Antares, и одним из наиболее значительных технологических достижений в ядерной энергетике за более чем 40 лет.
«После проведения дополнительных испытаний и получения лицензии от Комиссии по ядерному регулированию, микрореакторы, подобные тем, что производит Antares, после коммерциализации, предположительно будут использоваться в различных наземных и космических приложениях, а также для обеспечения готовности военных объектов, нуждающихся в надежном энергоснабжении», — заявили в Министерстве энергетики.
Демонстрация проводилась в партнерстве с Министерством энергетики, INL и BWX Technologies, Inc. (BWXT) — поставщиком топлива TRISO, используемого для питания реактора, — а также при поддержке армии США в вопросах интеграции и наблюдения, которая рассматривается как будущий конечный пользователь этой технологии.
Помимо достижения целей администрации по реформированию методов тестирования передовых реакторов федеральным правительством, демонстрация создает воспроизводимый путь лицензирования, который Министерство энергетики и промышленность могут использовать для ускорения будущих демонстраций реакторов в коммерчески выгодных условиях, заявили в Antares.
«Выполнение наших обязательств для нас — это всё. Атомная энергетика в США слишком долго определялась задержками, стартапами, которые говорили, что сделают это, а потом не сделали», — сказал генеральный директор Antares Джордан Брэмбл.
Инновационное ядерное топливо TRISO
Топливо, используемое в Antares, создано по образцу топливных блоков TRISO, поставляемых компанией BWXT для проекта Pele — переносного микрореактора мощностью 1,5 МВт, который BWXT строит для Управления стратегических возможностей армии США.
«Основываясь на проверенной спецификации топлива и опыте производства, накопленном в рамках проекта Pele, мы напрямую обеспечиваем достижение критичности», — сказал Джо Миллер, президент BWXT по государственным операциям.
Исходное сырье HALEU, используемое для производства топливных блоков TRISO в Antares, поступает из отходов, предоставленных Национальным управлением ядерной безопасности Министерства энергетики США. BWXT заявила, что продолжит поддерживать Antares в текущем производстве топлива TRISO, подтверждая готовность компании к выполнению сроков заказчика и удовлетворению растущего национального спроса на усовершенствованное реакторное топливо.
Компактные топливные элементы TRISO, разработанные компанией BWXT для Mark-0.«Мы благодарны за партнерство, которое продолжается по мере нашего перехода от нейтронов к электронам», — сказал Брэмбл.
Согласно плану Antares, производство электроэнергии должно начаться в 2027 году, а первые установки микрореакторов для производства электроэнергии — в следующем году. Демонстрация критичности и созданный на её основе лицензионный механизм представляют собой ключевой шаг на пути к развертыванию микрореакторов для производства электроэнергии на военных объектах США к концу сентября 2028 года, заявили в Antares.
«Мы говорили о достижении критичности в 2026 году, производстве электроэнергии в 2027 году и обеспечении военнослужащих энергией в 2028 году. Сегодняшний день — это первое из этих обязательств, выполненных в соответствии с установленным нами графиком. Президент и Министерство энергетики установили амбициозный график испытаний реакторов, и мы справились с этой задачей», — сказал Брэмбл. «Я хочу поблагодарить наших партнеров из Министерства энергетики, Национальной лаборатории Айдахо, BWXT и армии США. Вот что происходит, когда промышленность и правительство работают вместе для достижения больших целей».
«Мы прошли путь от концепции до критически важного этапа микрореактора, обеспечив его безопасную работу, менее чем за 12 месяцев», — добавил он. «Это не происходит случайно… Это также не происходит без десятилетий инвестиций Министерства энергетики в спецификацию AGR-2 TRISO и цепочку поставок топлива проекта Pele на BWXT. Наши партнеры из Национальной лаборатории Айдахо и Министерства энергетики штата Айдахо предоставили проектную, нормативную и инфраструктурную поддержку, которая позволила достичь этого графика».
