Китайские физики из Академии наук (КАН) вышли на финальный этап монтажа сверхпроводящих ускорителей частиц. Место действия — провинция Гуандун. Здесь создают ADS — подкритическую систему, управляемую ускорителем.
Если всё пойдёт по плану, в 2027 году мир увидит первую мегаваттную установку, способную не просто вырабатывать энергию, а буквально «пожирать» собственный мусор.
Читайте: Термоядерный проект Билла Гейтса – Type One Energy построит АЭС на 350 МВт
Безопасность и алхимия XXI века
Эта технология бьёт по двум самым больным местам мирного атома: страху перед авариями и горам радиоактивных отходов.
Хэ Юань, замдиректора Института современной физики при КАН, утверждает: система расходует уран в 100 раз эффективнее привычных нам реакторов. Главная фишка ADS — трансмутация. Установка превращает долгоживущие изотопы в короткоживущие элементы, которые затухают в тысячи раз быстрее.
По расчётам экспертов, создание такого «замкнутого цикла» обеспечит человечество стабильной «зелёной» энергией на целое тысячелетие.
Конструктивно это гибрид классического реактора и мощного ускорителя. Обычные станции работают на самоподдерживающейся цепной реакции, но здесь всё иначе. Подкритическая система требует постоянной «подпитки» нейтронами извне.
Сверхпроводящие линейные ускорители разгоняют протоны до 80% скорости света. Когда этот поток врезается в мишень из сплава свинца и висмута, рождается мощнейший нейтронный ливень, который и поддерживает жизнь в активной зоне.
Вторая жизнь урановых отходов
Нейтронная бомбардировка превращает уран-238, который десятилетиями копился на складах как бесполезный отход, в плутоний-239. По сути, физики превращают отходы в полноценное топливо.
При этом реактор физически не может «пойти вразнос»: стоит выключить ускоритель, и реакция мгновенно гаснет. Законы природы здесь работают надёжнее любых электронных предохранителей.
Идея ADS пылилась на полках с 1980-х, но до промышленного воплощения дело дошло только сейчас.
Пекин инициировал масштабные исследования в 2011 году. Спустя 10 лет прототип выдал нужную для индустрии мощность, а к концу 2026 года в Хуэйчжоу планируют закончить сборку всех ключевых узлов.
Российский след и глобальная гонка
Россия в этой технологической гонке не просто участник, а выступает в роли «серого кардинала» тех решений, на которых строятся современные системы ADS.
Сердце китайского амбициозного проекта — свинцово-висмутовая мишень. Эту схему довели до совершенства ещё в Советском Союзе, когда создавали реакторы для атомных подводных лодок проекта 705 «Лира».
Сегодня основной драйвер исследований по АДРС-тематике — Объединённый институт ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне. Там на установке «ИРЕН» и экспериментальных стендах, учёные изучают трансмутацию минорных актинидов.
Российский подход подчёркнуто прагматичен. В рамках мегапроекта «Прорыв» уже строится реактор БРЕСТ-ОД-300. Он тоже решает задачу замкнутого цикла, но параллельно Росатом проектирует специализированные «реакторы-дожигатели».
Инженеры рассматривают концепции жидкосолевых систем и гибридных установок. В них высокоинтенсивные пучки протонов из отечественных линейных ускорителей — например, тех, что работают в ИЯИ РАН в Троицке — будут буквально выжигать самые опасные компоненты ядерного наследия.
Картина вырисовывается любопытная. Пока Китай строит первый демонстратор мощностью в мегаватт, российская школа делает ставку на интеграцию элементов ADS в уже строящуюся двухкомпонентную энергетику.
Это сочетание тепловых и быстрых реакторов. Российские учёные традиционно сильны в материаловедении и физике пучков. Так что «нейтронный ливень» в Хуэйчжоу во многом берёт начало в наших разработках.
Американцы также стараются не отставать. В Национальной ускорительной лаборатории Томаса Джефферсона под эгидой Минэнерго США они тоже обкатывают технологию «скалывания» (spallation), но используют ртутные мишени.
Цели общие: генерация чистого электричества и радикальное сокращение срока «ядовитости», отработанного топлива. Если без обработки оно остаётся опасным около 100 000 лет, то системы ADS позволяют сократить этот период до 300 лет. Для истории — срок вполне обозримый.
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU