Connect with us

Hi, what are you looking for?

Наука и технологии

Возрождение ядерной энергетики США начинается в Айдахо

Возрождение ядерной энергетики США начинается в Айдахо
Возрождение ядерной энергетики США начинается в Айдахо

Глобальное возрождение ядерной энергетики начинается в бесплодной высокогорной пустыне Айдахо.

Почти каждая атомная станция в мире сегодня ведет свое происхождение от обширного комплекса Национальной лаборатории Айдахо площадью 890 квадратных миль. Исследователи были первыми, кто смог вырабатывать электричество за счет расщепления атома еще в 1951 году, и с тех пор бесчисленное количество ученых посетили отдаленный объект, чтобы протестировать конструкции реакторов.

Но хотя это стало решающей остановкой на пути от чертежной доски к развертыванию систем на местах, прошло 50 лет с тех пор, как там был включен последний реактор. Длительный разрыв говорит о проблемах, связанных с использованием реакции деления. Лаборатория готова вывести на рынок новую волну ядерных технологий, но недавняя отмена крупного проекта на объекте показывает, что одного только исследовательского мастерства INL недостаточно, чтобы гарантировать, что отрасль будет играть важную роль в борьбе с изменением климата в мире. ближайшие десятилетия.

Десятки компаний разрабатывают усовершенствованные конструкции реакторов, которые обычно меньше гигантских электростанций, широко используемых сегодня. Этот подход рекламировался как более быстрый и дешевый способ строительства реакторов. Многие компании планируют паломничество в INL, где расположено множество объектов для оценки активных зон реакторов, топлива, материалов теплоносителя и других критически важных компонентов.

Эти новые конструкции потребуют тщательных испытаний, чтобы гарантировать безопасность и надежность, прежде чем они смогут быть введены в эксплуатацию, а исследования этого десятилетия окажут большое влияние на облик атомной промышленности в оставшуюся часть столетия. Ученые лаборатории с нетерпением ждут продолжения.

«Это сложная часть, но также и интересная», — сказал Рон Кроун, заместитель директора лаборатории комплекса материалов и топлива INL. «Это Диснейленд для ядерной энергетики ».

Исследовательские группы, в том числе Международное энергетическое агентство, призвали к агрессивному расширению безуглеродных ядерных технологий, чтобы помочь обуздать изменение климата. Но стартапам приходится сталкиваться с растущими затратами и ледниково-медленным процессом одобрения регулирующих органов. В ноябре отрасль подверглась жесткой проверке реальностью, когда NuScale Power Corp. отменила планы строительства коммерческой электростанции на площадке INL, которая первой в США должна была использовать вместо нее несколько так называемых малых модульных реакторов (SMR). из одного большого.

Рост цен на сталь и другие ключевые материалы, а также более высокие процентные ставки привели к увеличению стоимости, по которой компания могла поставлять электроэнергию, более чем на 50%. Из-за этого компании было очень сложно найти достаточное количество клиентов, чтобы оправдать проект.

NuScale — единственная компания, получившая одобрение Комиссии по ядерному регулированию США на проект SMR, и проект в Айдахо был ее флагманским проектом. Отключение атомной электростанции станет большим препятствием для возрождения отрасли, сказал Крис Гадомски, ведущий ядерный аналитик BloombergNEF.

«INL пытается позиционировать себя в авангарде разработки перспективных реакторов», — сказал он. «Но коммерциализация современных реакторов в США не так-то проста».

INL называет себя американской лабораторией ядерной энергии, и ее основные задачи включают поддержание существующего парка реакторов в эксплуатации и разработку следующего поколения атомных электростанций. Всего на объекте было построено и эксплуатировалось 52 реактора, поскольку эта технология стала основным источником электроэнергии. Однако последний новый корабль поступил на вооружение в 1973 году.

«Мы застопорились на уровне 52», — сказал Брейди Орчард, директор проектов Комплекса материалов и топлива. «Как страна, мы отошли от ядерной энергетики».

Последние несколько десятилетий были пустыми для отрасли. Некоторые помещения национальной лаборатории были законсервированы; реактор, использовавшийся в ключевой попытке 1951 года по использованию реакции деления, был превращен в музей; а до сноса массивного защитного купола оставалось несколько недель, когда в 2018 году представители Министерства энергетики решили, что он все еще может быть полезен. Этот шаг вполне может оказаться пророческим.

Сооружение имеет высоту около 80 футов и снаружи покрыто блестящим слоем серебряной краски. Стены состоят из 12 дюймов бетона и 1 дюйм стали, предназначенных для сдерживания радиации, когда ученые начнут тестировать внутри новые реакторы. Подрядчики находятся в процессе расширения погрузочных дверей, чтобы облегчить перемещение крупного оборудования в купол и из него.

Вместо того, чтобы заставлять посетителей использовать свое воображение, в лаборатории есть набор очков дополненной реальности, которые дают представление о том, как будет выглядеть объект, когда он будет запущен. Наденьте их, и вы увидите виртуальные версии сложных механизмов, установленных по всему огромному интерьеру, хотя может пройти некоторое время, прежде чем в здании появится настоящий реактор.

Виртуальный вид отражает ощутимое чувство оптимизма в INL. Реактор номер 53 должен быть завершен в 2025 году, а за ним стоят еще как минимум три. У INL есть график разработки новых реакторов здесь и на других площадках США, включая дочернюю национальную лабораторию в Ок-Ридже, штат Теннесси, а также коммерческие проекты, запланированные в Техасе, Вайоминге и других местах.

В этих различных проектах используются разные виды уранового топлива и используются новые охлаждающие материалы. Некоторые из них предназначены для исследований, и есть крошечный микрореактор, предназначенный для питания удаленных военных баз, в то время как другие покрупнее и, как ожидается, войдут в коммерческую эксплуатацию для энергоснабжения сети. Вместе они рассказывают историю отрасли, возрожденной новыми идеями.

Тем не менее, эта отрасль также сталкивается с проблемами. Долгожданным пятьдесят третьим реактором, скорее всего, будет Marvel, проект микрореактора Министерства энергетики, целью которого является демонстрация способов использования ядерного деления для получения тепла, например, для промышленных процессов, а также для выработки электроэнергии.

Сотрудники INL ожидают, что после того, как он будет протестирован и введен в эксплуатацию, данные, собранные на объекте, помогут в разработке последующих проектов. У них уже подготовлено место для реактора внутри другого объекта, используемого для проверки воздействия очень коротких, но интенсивных всплесков энергии, высвобождаемых ядерными реакциями. Но подготовка Marvel также занимает больше времени, чем ожидалось; Первоначально планировалось, что он будет готов в 2024 году.

В отрасли, которая известна проектами, которые выходят за рамки бюджета и графика, подобные задержки неудивительны. Тем не менее, они добавляют немного реальности, чтобы умерить энтузиазм в INL.

«Все это сработает? Нет», — сказал Кроун. «Но будут ли некоторые из них работать? Абсолютно».

Существуют также более широкие вопросы о возрождении атомной промышленности: не только о том, смогут ли компании поставить новые реакторы, но и о том, должны ли они вообще это делать. Известные экологические группы, такие как Гринпис, категорически против развития ядерной энергетики, поскольку она производит опасные отходы, которые останутся смертельными на протяжении столетий. Вместо этого эти группы призывают страны использовать больше энергии ветра и солнца.

Это также позволит быстрее получить чистые электроны на сетке. Ряд правительств также видят более простой путь использования возобновляемых источников энергии и призвали утроить мировые мощности возобновляемых источников энергии к 2030 году.

«Мы отвлекаем деньги от действительно возобновляемых ресурсов», — сказал Ли Форд, исполнительный директор Snake River Alliance, наблюдательной группы из Айдахо, которая критически относится к миссии INL. «Я очень обеспокоен тем, что мы собираемся пойти по пути создания большего количества ядерных отходов».

Но для сторонников исследование INL имеет решающее значение. Этот объект сыграл важную роль, поскольку компании построили охватывающий весь мир парк реакторов, которые в настоящее время обеспечивают около 10% электроэнергии на планете. Атомная энергетика является вторым по величине источником безуглеродной энергии после гидроэнергетики, и она вполне может сыграть ключевую роль в сокращении выбросов. Помимо пропаганды возобновляемых источников энергии на COP28, США возглавляют усилия по утроению атомной мощности во всем мире к 2050 году.

Валидация новых проектов в INL станет важным шагом на пути к развертыванию большего количества реакторов по всему миру, сказал Джон Котек, старший вице-президент по разработке политики и связям с общественностью торговой группы Института ядерной энергии.

«Вероятно, не существует ни одного проекта реактора, который не был бы связан с проводимыми там работами», — сказал Котек. «Там было много новинок».

Появление новых конструкций реакторов разных размеров и возможностей, вероятно, будет способствовать расширению отрасли. Традиционные атомные электростанции, действующие сейчас, обычно имеют мощность около 1 гигаватта — примерно достаточно энергии для обеспечения 876 000 домов — и их строительство является серьезной задачей. Атомный проект Фогтл в Джорджии планируется завершить в следующем году, отставая от графика более чем на семь лет и превышая бюджет как минимум на 16 миллиардов долларов.

Многие из новых конструкций реакторов намного меньше — в том числе некоторые потенциально мощностью всего 1 мегаватт — и, как ожидается, будут построены на заводах и собраны на месте. Такой подход может облегчить и ускорить развертывание систем, а также может открыть дверь для выхода ядерной энергетики на новые рынки по всему миру. Однако это также означает, что проверка технологии будет иметь решающее значение, сказал Кроун из INL.

«То, над чем мы работаем сегодня, окажет огромное влияние на мир», — сказал Кроун.

Теги: радиация, энергия

В тренде