Отказ от ископаемого топлива дал атомной энергетике новую жизнь. Возобновляемые источники энергии массово внедряются и заменяют угольные и газовые электростанции. Но пройдет еще много времени, прежде чем их все можно будет заменить. Таким образом, ядерная энергетика рассматривается как форма производства энергии с «низким уровнем выбросов» и временное решение.
Стартап планирует перенести ядерные реакторы глубоко под землю. Фото: REUTERS Однако многие атомные электростанции вскоре придется заменить, поскольку срок их службы ограничен по соображениям безопасности. Но строительство новых атомных электростанций требует много времени и денег.
Именно здесь вступает в игру стартап Deep Fission. Его проект сочетает в себе достижения в области глубокого бурения с существующими технологиями. Об этом компания пишет на своем сайте (deepfission.com/our-solution/).
Идея состоит в том, что небольшие ядерные реакторы должны находиться глубоко под землёй. Планируются буровые скважины глубиной в одну милю (около 1600 метров) и диаметром 76 сантиметров. Это решение избавит от необходимости принимать масштабные и дорогостоящие меры безопасности, которые обычно необходимы для ядерных реакторов.
Базовая конструкция такого реактора соответствует стандартному водо-водяному реактору. Этот тип реактора чаще всего используется на атомных электростанциях во всем мире.
Используется то же топливо, тот же метод управления твэлами, бором и теплоносителем и та же конструкция, удерживающая топливо на месте. Это должно сделать производство подземных реакторов быстрым и дешевым.
Реактор работает при том же давлении теплоносителя (160 бар) и температуре активной зоны 315 °C, что и обычные водо-водяные реакторы. Вода закачивается под землю в реактор. Тепло ядерного деления превращает её в водяной пар, он поднимается вверх и приводит в движение паровую турбину, которая вырабатывает электричество.
Единственными движущимися частями реактора являются стержни реактора и теплоноситель. Стартап обещает, что реактор будет особенно прост в обслуживании. Реактор прикреплен к кабелям. Если потребуются проверки, реактор можно будет поднять на поверхность в течение одного-двух часов.
Схема реактора. Фото: Deep Fission Deep Fission подчеркивает, что стоимость киловатта в час ниже, чем у обычной АЭС, но не приводит каких-либо конкретных расчетов. Затраты примерно сопоставимы с затратами на производство электроэнергии с использованием угля, что значительно ниже затрат на атомную энергетику.
Экономия средств обусловлена главным образом тем, что классические меры безопасности атомной электростанции заменены новой технологий. Решение избавляет от необходимости строить для реактора корпус высокого давления (сталь толщиной 30 сантиметров). Защитная оболочка, окружающая реактор, его циркуляционную и вспомогательную системы бетонными стенами толщиной до 1,6 метра, также не нужна.
Кроме того, подземный реактор защищён от торнадо, наводнений, цунами, авиакатастроф и террористических атак. В случае неисправности также обеспечен высокий уровень безопасности, так как в трубах над реактором длиной 1600 метров течет вода, чтобы в аварийной ситуации быстро охладить систему.
Реактор имеет мощность 15 мегаватт. Это относительно немного: современные атомные электростанции оснащены реакторами электрической мощностью около 1,3 гигаватт.
По данным Deep Fission, реактор масштабируем. При наличии 100 скважин и 100 реакторов можно было бы достичь мощности в 1,5 гигаватта. Скважины и реакторы, расположенные близко друг к другу, могут использовать одну паровую турбину и конденсатор, что, в свою очередь, снижает затраты.
Масштабируемые реакторы. Фото: Deep Fission По сути, это приводит к модульной конструкции, аналогичной малым модульным реакторам (ММР), над которыми в настоящее время работает ряд компаний. Поэтому Deep Fission видит возможность использования своего подземного реактора не только для снабжения электроэнергией городских центров, но также и для небольших поселений и военных баз. Также возможно использование инфраструктуры существующих АЭС или выведенных из эксплуатации угольных электростанций.
Deep Fission была основана в 2023 году. Компания базируется в Беркли, штат Калифорния, и в ходе первого раунда инвестиций привлекла $4 млн.
В настоящее время уточняются местоположения реакторов с первыми заказчиками. Как только площадка будет одобрена, первые подземные реакторы должны быть введены в эксплуатацию в течение 3 лет.
Даже если такие реакторы дешевле и безопаснее обычных атомных электростанций, проблема образующихся ядерных отходов остается. Deep Fision пока не прокомментировала эту информацию. Стартап может предложить своим клиентам временно хранить извлечённые из активной зоны тепловыделяющие элементы (твэлы). По окончании срока службы реактора их можно было бы перенести в скважину, которую затем загерметизировать бетоном и землей.
Конечно, такое решение не совсем «чистое» и не соответствует имиджу Deep Fission, который описывает подземные реакторы как «чистое, надежное, доступное и устойчивое решение энергетических потребностей».
